تغییر شکلهای همزمان و پس از پویش ماگمایی در مجموعه آذرین سامن نشانه هایی برای تبیین سبک جایگزینی توده های گرانیتوئیدی در بخش سنندج - سیرجان
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | اولین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران |
| نویسنده | تورج مجیدی فیض آبادی |
| تاريخ برگزاری | ۰۴ شهریور ۱۳۷۶ |
توده نفوذی گرانودیوریتی- تونالیتی سامن در جنوب باختری ملایر(همدان)، که به همراه سنگهای پلیتی دگرگونه همبر و نفوذیهای کوچک گرانیتوئیدی و آلکالی دیوریتی پس از خود در مرکز بخش سنندج سیرجان واقع شده اند، دارای نشانه های گوناگونی از ساختهای ماکروسکوپی و میکروسکوپی می باشند که در این پژوهش پایه تبیین سبک جایگزینی و تغییر شکلهای بعدی مجموعه آذرین سامن قرار گرفته اند.
الف- ساختهای ماکروسکوپی:
براساس بررسی مجموعه درز و شکستگی در توده نفوذی، تاثیر دو گونه گسلهای اصلی راستالغز و راندگی که روند کلی شمال باختری- جنوب خاوری دارند بر توده و سنگ میزبان آن بارز می باشد. یک برگوارگی نخستین در کل توده دیده می شود و درون توده نیز بخشهای برشی حاصل از عملکرد گسلهای راندگی بصورت لایه های تیره رنگ چند سانتیمتری دیده می شوند که برگوارگی حاصل از جهت یافتگی کانیهای ورقه ای بیوتیت و خطوارگی بلورهای میله ای آمفیبول در آنها مشخص می باشند. سنگهای دگرگونی میزبان توده نفوذی، شیستهای کیاستولیت داری هستند که در همبری نزدیک توده حاوی درشت بلورهای گارنت شده اند و روند کلی شمال باختری- جنوب خاوری نفوذ توده با شیستوارگی آنها هماهنگ می باشد. سطوح محوری چینهای هم شیبی که در شیستوارگی این سنگها و رگه های سیلیسی درون آنها تشکیل شده اند نیز همراه شیب بسیار مایل به سمت شمال خاوری از این روند پیروی می کنند. در کرانه های توده نفوذی، لایه های پیاپی تیره و روشنی دیده می شوند که بخوبی اثرات تغییر شکل برشی را نشان می دهند و در حالتهای شدیدتر بخشهای ظریف با رنگ روشن بصورت چینهای هم شیب، تغییر شکل پیدا کرده اند که برگوارگی دومین را در کرانه توده بوجود آورده اند. درونگیرهای تونالیتی پر از بیوتیت و آمفیبول نیز در کرانه توده به شدت کشیدگی پیدا کرده اند طوری که جهت یافتگی این کانیها، در درونگیرها، با سطوح برگوارگی در توده و شیستوارگی سنگهای دگرگونه و نیز همبری توده موازی می باشد. از نسبت طول به پهنای درونگیرها، میزان کوتاه شدگی در کرانه توده، بیش از 60% برآورد می شود. به طرف مرکز توده از شدت برگوارگی در توده و کشیدگی شکل درونگیرها کاسته می شود و به درونگیرهای گوشه دار تبدیل می شوند.
ب- ساختهای میکروسکوپی:
لایه های پیاپی تیره و روشن در کرانه توده نفوذی، خود دارای بافتهای ویژه میکروسکوپی هستند. در بخشهای روشن، در پهلوهای عدسیهای میکروکلین، هم رشدیهایی از کوارتز و فلدسپار تشکیل شده اند. سیمپسون و وینش 1989 نشان داده اند که اینگونه بافت میرمکیت، تنها در پهلوهایی از درشت بلورهای فلدسپار که رو به جهت کوتاه شدگی قرار دارند، تشکیل می گردد. مقایسه قطر کوتاه این عدسیها با راستای بردارهای تنش بدست آمده از بررسی گسلها و مجموعه درز و شکستگی، گواه این مطلب می باشد. همچنین علاوه بر بلورهای صفحه و میله ای بیوتیت و آمفیبول که در شرایط دگرگونی نیز می توانند جهت یابی پیدا کنند، بلورهای فلدسپار نیز براساس فراوانی آماری راستای سطوح ماکل در برش طولی از برگوارگی در توده پیروی می کنند. تشکیل رخ چین شکست S2 برروی شیستوارگی نخستین S1 سنگهای دگرگونه موجب انحلال سیلیس در طول این سطوح و ته نشینی آن در سطوح قبلی شیستوارگی و سایه فشاری درشت بلورهای گارنت شده است. شکافهای انحلالی که به این شکل بوجود می آیند، براساس طبقه بندی گری 1979، بیش از 60% کوتاه شدگی را در شیست های گارنت دار نزدیک به کرانه توده نفوذی نشان می دهند که با میزان کوتاه شدگی در کرانه توده یکسان می باشد.
میلونیت های S-C از نشانه های قوی تغییر شکل برشی در توده گرانودیوریتی هستند که در طول بخشهای برشی درون توده دیده می شوند. بلورهای بیوتیت در طول سطوح C جهت یابی پیدا کرده اند و در محل برخورد این سطوح، بلورهای کشیده هورنبلند، خطواره مشخصی را بوجود آورده اند. دنباله های خرد یا دوباره متبلور شده فلدسپار نمی توانند تغییر شکل پلاستیک داشته باشند، در نتیجه در راستای سطوح رخ خود می شکنند تا مقداری از تغییر شکل را تحمل کنند و شکلهایی را بوجود می آورند که به کمک آنها نیز می توان موقعیت سطوح Cو S و جهت حرکت را تعیین نمود. در شیستهای همبری توده نفوذی نیز، بلورهای تغییر شکل یافته مسکویت که اصطلاحاٌ ساخت ماهی میکا [1] نامیده می شوند (شلی، 1993)، میلونیت های S-C نوع II را بوجود می آورند. سطوح Sبطور کامل توسعه پیدا نکرده اند ولی سطوح C توسط دنباله های ریزبلوری که از درشت بلورهای میکا کشیده شده اند، مشخص می شوند. همچنین در درشت بلورهای گارنت، درونگیرکهای [2] کوارتز در مرکز بلور، موازی شیستوارگی S1 هستند ولی در دنباله های موازی رخ چین شکست S2 کشیده شده اند، در نتیجه این دنباله ها نتیجه تبلور همزمان درشت بلورهای گارنت با توسعه شیستوارگی S2 هستند. تغییر شکلی که در درشت بلورهای کیاستولیت که به اجتماعی از سریسیت تبدیل شده اند دیده می شود، گواه آن است که تشکیل آنها پیش از شیستوارگی S2 و همزمان با تشکیل شیستوارگی S1 صورت گرفته است. این بلورها، بیشتر بصورت بیضوی درآمده و در جهت شیستوارگی S2 تغییر شکل پیدا کرده اند.
نشانه های تغییر شکل برشی در ساخت توده نفوذی گرانودیوریتی، در گرانیتوئیدهای با رنگ روشن فرعی مجموعه آذرین سامن نیز دیده می شوند اما این بار دلیل نفوذ آنها در بخشهای برشی مذکور هستند. برای نمونه، نفوذ تورمالین گرانیت در یک بخش برشی به ضخامت چند سانیتمتر درون توده اصلی، موجب تشکیل لایه بندی تفریقی شامل لایه های سرشار از کوارتز و فلدسپار گردیده است. در نتیجه، نفوذ گرانیتوئیدهای با رنگ روشن، همزمان با گام دوم پویایی گسلهای راندگی و در بخشهای برشی حاصل از آنها صورت گرفته است و گرانیتوئیدهایی که به نسبت بدون تغییر شکل باقی مانده اند، یا نشانه جایگزینی ماگما در پایان تغییر شکل برشی هستند و یا سهم مذاب در ماگمای آنها، به هنگام برشی شدن، آنقدر زیاد بوده که تغییر شکل را ثبت نکرده است.
نشانه هایی که از شباهت سبک و میزان تغییر شکل در کرانه توده نفوذی گرانودیوریتی و شیست های همبری آن بیان گردیدند حاکی از همزمانی نفوذ توده با گام دوم دگرگونی ناحیه ای در منطقه می باشند. از طرفی جهت یافتگی آماری بلورهای فلدسپار نیم شکل دار و نبود کلی نشانه های تغییر شکل پلاستیک در حالت جامد و دمای زیاد، ضمن تایید خاستگاه جریان ماگمایی برای برگوارگی نخستین در توده، از گزینش الگوی بادکنکی برای سبک جایگزینی توده و پیدایش برگوارگی دومین، جلوگیری می کند (پترسون و همکاران، 1989). همچنین اشملینگ و همکاران 1988 نشان داده اند که دیاپیرها به سادگی می توانند با بالارفتن در پوسته، تغییر شکل ایجاد کنند و نیازی به بادکردن توده از درون نیست. بنابراین، الگوی زمین ساخت بادکنکی با مشکلات چندی روبه رو می شود و عامل برگوارگی، ترکیبی از جریان ماگمایی و تغییر شکل ناحیه ای هنگام جایگزینی توده می باشد(پترسون و همکاران، 1991). در این حالت به دلیل افزایش درصد تبلور در کرانه توده، برشی شدن [3] مجموعه ای از دانه های بلوری و سیال بین آنها [4] و مهاجرت سیالهای سرشار از فلدسپار پتاسیم دار به قسمتهای کم فشار درون بخش برشی، موجب پیدایش لایه های پیاپی تونالیتی (ترونجمیتی) تیره و ریزدانه و گرانیت روشن درشت دانه گردیده که تفاوت اصلی آنها به ترتیب، نبود و حضور میکروکلین می باشد (پیچر، 1993) و درونگیرها نیز گلبولهای تغییر شکل یافته ماگما هستند و نه بیگانه سنگ.
برای صعود و جایگزینی ماگمای گرانیتوئیدی با رنگ روشن فرعی در مجموعه سامن، براساس نشانه هایی که ارائه گردیدند، الگوی دیگری پیشنهاد می شود. مورب بودن بردار فرورانش نسبت به عمود بر مرز خرد قاره ایران که نشانه های آن را بصورت حرکت نسبی ورقهای هند- پاکستان و افریقا- عربی می بینیم، موجب پویایی ساز و کار راستالغز یا فشارشی- انتقالی[5]، در این کمربند کوهزایی می گردد. تاکنون الگوهای مربوط به مرزهای همگرا، دوبعدی بودند و رابطه میان حرکت ورق و کوهزایی مشخص نبود و با وجود بردار سرعت نسبی، تصور می گردید که کمربندهای انقباضی موازی مرز ورقها، با جابجاییهای عمود بر کرانه ورق [6] شکل می گیرند. به تازگی ثابت شده است که جابجاییهای موازی کرانه می توانند بزرگ باشند و در سه بعد، همزمان با انقباض قائم در کرانه ورق [7]، در کمربندهای چین و راندگی روی دهند (بران، 1994) جابجایی پیوسته در طول دستگاه راستالغز، به این معنی است که بطور پیاپی بخشهای انبساطی به بخشهای انقباضی تبدیل می شوند و عکس آن نیز روی می دهد، بطوریکه ماگمای گرانیتی از میان بخشهای برشی تغییر شکل پذیر رانده شده و با نیروی جنبشی شناوری خود، ساز و کاری را تشکیل می دهند که بران 1994 آن را پمپ انبساطی راستالغز [8] می نامد. هیچ فضای خالی یا غار مانندی برای نفوذ ماگما وجود ندارد و پرشدن این باریکه ها توسط ماگما، از زیر و همزمان با تنش برشی روی داده، موجب تغییر شکل برشی در این گرانیت ها گردیده است.
1- Mica fish
2- Enclusion
3- Shearing
4-Crystal mush
5- Transpressional
6- Normal to plate-margin
7- Plate - Margin - normal
8- Strike - slip dilatancy pumping
الف- ساختهای ماکروسکوپی:
براساس بررسی مجموعه درز و شکستگی در توده نفوذی، تاثیر دو گونه گسلهای اصلی راستالغز و راندگی که روند کلی شمال باختری- جنوب خاوری دارند بر توده و سنگ میزبان آن بارز می باشد. یک برگوارگی نخستین در کل توده دیده می شود و درون توده نیز بخشهای برشی حاصل از عملکرد گسلهای راندگی بصورت لایه های تیره رنگ چند سانتیمتری دیده می شوند که برگوارگی حاصل از جهت یافتگی کانیهای ورقه ای بیوتیت و خطوارگی بلورهای میله ای آمفیبول در آنها مشخص می باشند. سنگهای دگرگونی میزبان توده نفوذی، شیستهای کیاستولیت داری هستند که در همبری نزدیک توده حاوی درشت بلورهای گارنت شده اند و روند کلی شمال باختری- جنوب خاوری نفوذ توده با شیستوارگی آنها هماهنگ می باشد. سطوح محوری چینهای هم شیبی که در شیستوارگی این سنگها و رگه های سیلیسی درون آنها تشکیل شده اند نیز همراه شیب بسیار مایل به سمت شمال خاوری از این روند پیروی می کنند. در کرانه های توده نفوذی، لایه های پیاپی تیره و روشنی دیده می شوند که بخوبی اثرات تغییر شکل برشی را نشان می دهند و در حالتهای شدیدتر بخشهای ظریف با رنگ روشن بصورت چینهای هم شیب، تغییر شکل پیدا کرده اند که برگوارگی دومین را در کرانه توده بوجود آورده اند. درونگیرهای تونالیتی پر از بیوتیت و آمفیبول نیز در کرانه توده به شدت کشیدگی پیدا کرده اند طوری که جهت یافتگی این کانیها، در درونگیرها، با سطوح برگوارگی در توده و شیستوارگی سنگهای دگرگونه و نیز همبری توده موازی می باشد. از نسبت طول به پهنای درونگیرها، میزان کوتاه شدگی در کرانه توده، بیش از 60% برآورد می شود. به طرف مرکز توده از شدت برگوارگی در توده و کشیدگی شکل درونگیرها کاسته می شود و به درونگیرهای گوشه دار تبدیل می شوند.
ب- ساختهای میکروسکوپی:
لایه های پیاپی تیره و روشن در کرانه توده نفوذی، خود دارای بافتهای ویژه میکروسکوپی هستند. در بخشهای روشن، در پهلوهای عدسیهای میکروکلین، هم رشدیهایی از کوارتز و فلدسپار تشکیل شده اند. سیمپسون و وینش 1989 نشان داده اند که اینگونه بافت میرمکیت، تنها در پهلوهایی از درشت بلورهای فلدسپار که رو به جهت کوتاه شدگی قرار دارند، تشکیل می گردد. مقایسه قطر کوتاه این عدسیها با راستای بردارهای تنش بدست آمده از بررسی گسلها و مجموعه درز و شکستگی، گواه این مطلب می باشد. همچنین علاوه بر بلورهای صفحه و میله ای بیوتیت و آمفیبول که در شرایط دگرگونی نیز می توانند جهت یابی پیدا کنند، بلورهای فلدسپار نیز براساس فراوانی آماری راستای سطوح ماکل در برش طولی از برگوارگی در توده پیروی می کنند. تشکیل رخ چین شکست S2 برروی شیستوارگی نخستین S1 سنگهای دگرگونه موجب انحلال سیلیس در طول این سطوح و ته نشینی آن در سطوح قبلی شیستوارگی و سایه فشاری درشت بلورهای گارنت شده است. شکافهای انحلالی که به این شکل بوجود می آیند، براساس طبقه بندی گری 1979، بیش از 60% کوتاه شدگی را در شیست های گارنت دار نزدیک به کرانه توده نفوذی نشان می دهند که با میزان کوتاه شدگی در کرانه توده یکسان می باشد.
میلونیت های S-C از نشانه های قوی تغییر شکل برشی در توده گرانودیوریتی هستند که در طول بخشهای برشی درون توده دیده می شوند. بلورهای بیوتیت در طول سطوح C جهت یابی پیدا کرده اند و در محل برخورد این سطوح، بلورهای کشیده هورنبلند، خطواره مشخصی را بوجود آورده اند. دنباله های خرد یا دوباره متبلور شده فلدسپار نمی توانند تغییر شکل پلاستیک داشته باشند، در نتیجه در راستای سطوح رخ خود می شکنند تا مقداری از تغییر شکل را تحمل کنند و شکلهایی را بوجود می آورند که به کمک آنها نیز می توان موقعیت سطوح Cو S و جهت حرکت را تعیین نمود. در شیستهای همبری توده نفوذی نیز، بلورهای تغییر شکل یافته مسکویت که اصطلاحاٌ ساخت ماهی میکا [1] نامیده می شوند (شلی، 1993)، میلونیت های S-C نوع II را بوجود می آورند. سطوح Sبطور کامل توسعه پیدا نکرده اند ولی سطوح C توسط دنباله های ریزبلوری که از درشت بلورهای میکا کشیده شده اند، مشخص می شوند. همچنین در درشت بلورهای گارنت، درونگیرکهای [2] کوارتز در مرکز بلور، موازی شیستوارگی S1 هستند ولی در دنباله های موازی رخ چین شکست S2 کشیده شده اند، در نتیجه این دنباله ها نتیجه تبلور همزمان درشت بلورهای گارنت با توسعه شیستوارگی S2 هستند. تغییر شکلی که در درشت بلورهای کیاستولیت که به اجتماعی از سریسیت تبدیل شده اند دیده می شود، گواه آن است که تشکیل آنها پیش از شیستوارگی S2 و همزمان با تشکیل شیستوارگی S1 صورت گرفته است. این بلورها، بیشتر بصورت بیضوی درآمده و در جهت شیستوارگی S2 تغییر شکل پیدا کرده اند.
نشانه های تغییر شکل برشی در ساخت توده نفوذی گرانودیوریتی، در گرانیتوئیدهای با رنگ روشن فرعی مجموعه آذرین سامن نیز دیده می شوند اما این بار دلیل نفوذ آنها در بخشهای برشی مذکور هستند. برای نمونه، نفوذ تورمالین گرانیت در یک بخش برشی به ضخامت چند سانیتمتر درون توده اصلی، موجب تشکیل لایه بندی تفریقی شامل لایه های سرشار از کوارتز و فلدسپار گردیده است. در نتیجه، نفوذ گرانیتوئیدهای با رنگ روشن، همزمان با گام دوم پویایی گسلهای راندگی و در بخشهای برشی حاصل از آنها صورت گرفته است و گرانیتوئیدهایی که به نسبت بدون تغییر شکل باقی مانده اند، یا نشانه جایگزینی ماگما در پایان تغییر شکل برشی هستند و یا سهم مذاب در ماگمای آنها، به هنگام برشی شدن، آنقدر زیاد بوده که تغییر شکل را ثبت نکرده است.
نشانه هایی که از شباهت سبک و میزان تغییر شکل در کرانه توده نفوذی گرانودیوریتی و شیست های همبری آن بیان گردیدند حاکی از همزمانی نفوذ توده با گام دوم دگرگونی ناحیه ای در منطقه می باشند. از طرفی جهت یافتگی آماری بلورهای فلدسپار نیم شکل دار و نبود کلی نشانه های تغییر شکل پلاستیک در حالت جامد و دمای زیاد، ضمن تایید خاستگاه جریان ماگمایی برای برگوارگی نخستین در توده، از گزینش الگوی بادکنکی برای سبک جایگزینی توده و پیدایش برگوارگی دومین، جلوگیری می کند (پترسون و همکاران، 1989). همچنین اشملینگ و همکاران 1988 نشان داده اند که دیاپیرها به سادگی می توانند با بالارفتن در پوسته، تغییر شکل ایجاد کنند و نیازی به بادکردن توده از درون نیست. بنابراین، الگوی زمین ساخت بادکنکی با مشکلات چندی روبه رو می شود و عامل برگوارگی، ترکیبی از جریان ماگمایی و تغییر شکل ناحیه ای هنگام جایگزینی توده می باشد(پترسون و همکاران، 1991). در این حالت به دلیل افزایش درصد تبلور در کرانه توده، برشی شدن [3] مجموعه ای از دانه های بلوری و سیال بین آنها [4] و مهاجرت سیالهای سرشار از فلدسپار پتاسیم دار به قسمتهای کم فشار درون بخش برشی، موجب پیدایش لایه های پیاپی تونالیتی (ترونجمیتی) تیره و ریزدانه و گرانیت روشن درشت دانه گردیده که تفاوت اصلی آنها به ترتیب، نبود و حضور میکروکلین می باشد (پیچر، 1993) و درونگیرها نیز گلبولهای تغییر شکل یافته ماگما هستند و نه بیگانه سنگ.
برای صعود و جایگزینی ماگمای گرانیتوئیدی با رنگ روشن فرعی در مجموعه سامن، براساس نشانه هایی که ارائه گردیدند، الگوی دیگری پیشنهاد می شود. مورب بودن بردار فرورانش نسبت به عمود بر مرز خرد قاره ایران که نشانه های آن را بصورت حرکت نسبی ورقهای هند- پاکستان و افریقا- عربی می بینیم، موجب پویایی ساز و کار راستالغز یا فشارشی- انتقالی[5]، در این کمربند کوهزایی می گردد. تاکنون الگوهای مربوط به مرزهای همگرا، دوبعدی بودند و رابطه میان حرکت ورق و کوهزایی مشخص نبود و با وجود بردار سرعت نسبی، تصور می گردید که کمربندهای انقباضی موازی مرز ورقها، با جابجاییهای عمود بر کرانه ورق [6] شکل می گیرند. به تازگی ثابت شده است که جابجاییهای موازی کرانه می توانند بزرگ باشند و در سه بعد، همزمان با انقباض قائم در کرانه ورق [7]، در کمربندهای چین و راندگی روی دهند (بران، 1994) جابجایی پیوسته در طول دستگاه راستالغز، به این معنی است که بطور پیاپی بخشهای انبساطی به بخشهای انقباضی تبدیل می شوند و عکس آن نیز روی می دهد، بطوریکه ماگمای گرانیتی از میان بخشهای برشی تغییر شکل پذیر رانده شده و با نیروی جنبشی شناوری خود، ساز و کاری را تشکیل می دهند که بران 1994 آن را پمپ انبساطی راستالغز [8] می نامد. هیچ فضای خالی یا غار مانندی برای نفوذ ماگما وجود ندارد و پرشدن این باریکه ها توسط ماگما، از زیر و همزمان با تنش برشی روی داده، موجب تغییر شکل برشی در این گرانیت ها گردیده است.
1- Mica fish
2- Enclusion
3- Shearing
4-Crystal mush
5- Transpressional
6- Normal to plate-margin
7- Plate - Margin - normal
8- Strike - slip dilatancy pumping