واکنش¬های دگرگونی و ژئوترموبارومتری در هاله دگرگونی مجاورتی توده گرانیتوئیدی شاهکوه(شرق ایران)

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده عبدالعزیز عضدی
تاريخ برگزاری ۰۲ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه :

توده گرانیتوئیدی شاهکوه در ۱۸۰ کیلومترى جنوب بیرجند واقع شده، و از لحاظ تقسیمات ساختارى ایران، جزئى از خرده قاره ایران مرکزى است که در بلوک لوت قرار دارد(اشتوکلین و همکاران  ۱۹۷۲، سهندى و محجل ۱۳۶۲، بهروزى و خان ناظر ۱۳۷۱). اسماعیلى (۱۳۸۰) سن۵/۳±۱۶۳ میلیون سال را به روش Ar-ArوAr-Kبراى این توده بدست آورده است. گرانیتوئیدی شاهکوه مجموعه سنگ­هاى دگرگون ده­سلم را در جنوب و جنوب خاور و سنگ­هاى رسوبى ماسه­سنگى- شیلى با سن ژوراسیک را در شمال و شمال باختر قطع نموده است. اثر حرارتى این توده با ایجاد سنگ­هاى دگرگونى همبرى در مجموعه دگرگونى ده سلم در بخش جنوبى، منجر به رشد پرفیروبلاست­هاى مختلف در آنها گردیده است (مدحج ۱۳۸۰ ، اسماعیلى و همکاران ۱۳۸۲). مطالعه پراکندگى اندازه پرفیروبلاست­هاى کردیریت بوسیله مدحج و همکاران(۱۳۸۴)، رابطه  رشد این پرفیروبلاست­ها با مراحل دگرریختى بوسیله محجل و همکاران(۱۳۸۵) و بررسى دگرریختى و فابریک این مجموعه دگرگونى توسط عضدى و همکاران(۱۳۸۵) صورت گرفته است.

هدف از این پژوهش بررسی زون­های دگرگونی، واکنش­های دگرگونی و تعیین دما و فشار دگرگونی همبری در ارتباط با پاراژنز کانیایی می باشد.

 

◊◊◊◊

 

بحث

توده گرانیتوئیدى شاهکوه سازند رسوبى ماسه سنگى-شیلى شمشک را در شمال متاثر ساخته است. سنگ­هاى این سازند در محدوده مورد مطالعه عمدتا از کوارتز و مقدار کمى میکا تشکیل شده است، لذا تاثیر توده گرانیتوئیدى در این سنگ­ها بصورت کوارتزیتى شدن ماسه سنگ­ها و فلدسپارزایى و بیوتیت­زایى است.

در حاشیه جنوبى این توده نفوذى عمدتا سنگ­هاى گروه فوقانى مجموعه دگرگونى ده­سلم با ترکیب پلیتى و متشکل از فیلیت و شیست رخنمون دارند(شکل ۱). تزریق توده گرانیتوئیدى شاهکوه در این سنگ­ها با ایجاد یک پلی­متا­مورفیسم و دگرگونى مجاورتى آشکار همراه گردیده است (اسماعیلى و همکاران، ۱۳۸۲).

 

 

 

پتروگرافى هورنفلس­هاى پلیتى جنوب گرانیتوئید شاهکوه

پاراژنز کانیایى کلیدى مربوط هورنفلس­هاى پلیتى به شرح زیر مى باشد (نام اختصارى کانی­ها برگرفته از Kretz ۱۹۸۳ (:

[p۱]

Bt + Chl + Ms + Qtz

[p۲]

And + Bt + Ms + Qtz

[p۳]

Crd + Bt + Ms + Qtz

[p۴]

Crd + Bt + Ms + Kfs + Qtz

[p۵]

Crd + Bt + Kfs + Qtz

[p۶]

And + Crd + Bt + Kfs + Ms + Qtz

[p۷]

And + Crd + Bt + Kfs + Qtz

[p۸]

Sil + And + Crd + Bt + Kfs + Qtz

 

این پاراژنزها براساس افزایش درجه حرارت نسبت به کنتاکت آذرین از تا بطور تقریبى مرتب شده­اند. فازهاى دیگرى که در مجموعه هورنفلسى پلیتى وجود دارند عبارتند از پلاژیوکلاز، ایلمنیت، کانی­هاى فرعى مانند زیرکن و آپاتیت و...). این کانی­ها با توجه به اینکه جایى در دیاگرام­هاى AFM ندارند، در مجموعه­هاى بالا آورده نشده­اند.

 

۱) کلریت-مسکوویت هورنفلس

( معادل با پاراژنز )

۲) آندالوزیت-مسکوویت هورنفلس

( معادل با پاراژنز )

۳) کردیریت-بیوتیت هورنفلس

( معادل با پاراژنز p۳,p۴,p۵)

۴) آندالوزیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس

( معادل با پاراژنز و )

۵) سیلیمانیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس

( معادل با پاراژنز  )

 

براساس این پاراژنزها می­توان هورنفلس­هاى پلیتى را به گروه­هاى زیر تقسیم نمود:

 

کلریت-مسکوویت هورنفلس

 مهمترین کانی­هاى این هورنفلس­ها کلریت + مسکوویت + بیوتیت بوده اما فاقد کانی­هاى دماى بالاتر می­باشند. این هورنفلس­ها مربوط به خارجی­ترین قسمت هاله دگرگونى می­باشند و در ابتداى دهانه رود نیزار رخنمون دارند. تاثیر حرارتى در حد رشد فلس­هاى بیوتیت است، که بطور تصادفى در سنگ پراکنده شده­اند. هورنفلس­هاى بیوتیتى کلریتى، ریزدانه داراى بافت ایزوگرانولار و تیره رنگ می­باشند. با کاهش فاصله از کنتاکت آذرین بخش کلریتى مدال کاهش، و بخش بیوتیتى افزایش می­یابد که این امر نتیجه تبدیل کلریت به بیوتیت با افزایش دما است.

Chl           T          Bt                                      (۱)     

 

آندالوزیت-مسکوویت هورنفلس

پاراژنز کانیایى موجود در این هورنفلس­ها، آندالوزیت + بیوتیت + مسکوویت مى باشد. آندالوزیت کانى ترمیک معرف این زون بوده، که درنمونه­هاى دستى قابل شناسایى نمی­باشد، ولى  در مقاطع میکروسکوپى آندالوزیت­ها، بصورت پرفیروبلاست و خودشکل(Idiomorphe) بوده و اثر صلیبى ناشى از میان بارهاى کربن ارگانیک را نشان مى دهند(شکل ۲.C). کردیریت و Kفلدسپاردر این قبیل سنگ­ها غایب می­باشند. حاشیه بعضى از بلورهاى آندالوزیت به سریسیت و کانی­هاى رسى آلتره شده­اند. درنتیجه تاثیر حرارتى بیوتیت­ها نیز تا حدودى رشد یافته­اند.

 

 

 

کردیریت-بیوتیت هورنفلس

کانی­هاى کردیریت + بیوتیت + مسکوویت ویا Kفلدسپار، دراین هورنفلس­ها مى توانند یافت شوند. این سنگ­ها بسیار متراکم و داراى بافت پوی­کیلوبلاستى و پرفیروبلاستى می­باشند. کانى کردیریت که داراى ماکل دورانى (ماکل با تقارن شش گانه(sector trilling))می­باشد (شکل ۲.A)، بطور گسترده در سنگ­هاى دگرگونى مجاورتى مشاهده می­شوند که در دگرگونى ناحیه­اى گزارش نشده­اند (Kitamura&Yamada, ۱۹۸۷). این سنگ­ها در نمونه دستى تیره رنگ بوده و بلورهاى کردیریت بدلیل اندازه درشت وشکل مشخص، بسرعت قابل تشخیص می­باشند. بعضى از  کردیریت­ها در نتیجه آلتراسیون به سریسیت وکانی­هاى رسى آلتره شده­اند.

 

آندالوزیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس

این هورنفلس­ها در مقایسه با هورنفلس­هاى قبلى در فاصه کمترى نسبت به کنتاکت آذرین قرار گرفته­اند (شکل ۱). پاراژنز کانیایى که براى این هورنفلس­ها می­توان در نظر گرفت عبارتند از آندالوزیت + کردیریت + Kفلدسپار + بیوتیت + مسکوویت. این سنگ­ها داراى بافت گرانوبلاستى، پرفیروبلاستى و پوی­کیلوبلاستی­اند. بلورهاى Kفلدسپار بیش از یک میلی­متر طول دارند (شکل ۲.D)، که در مواردى سریسیتى و کائولنیتى شده­اند. بلورهاى آندالوزیت و کردیریت نیز بصورت درشت و در مواردى بصورت پرفیربلاست نمایان شده­اند. 

 

سلیمانیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس

این سنگ­ها داراى بالاترین درجه در متاپلیت­هاى هاله مجاورتى شاهکوه بوده و در کنتاکت بلافصل توده نفوذى واقع شده­اند. این سنگ­ها در نمونه دستى متراکم و تیره رنگ بوده و داراى  شکستگی­هاى صدفى می­باشند. داراى بافت غالب  ایزوگرانولار می­باشند. در مقاطع میکروسکوپى فیبرولیت-ها و بلورهاى سیلیمانیت به وفور دیده می­شود (شکل ۲.E,F). رگه­هاى سیلیسى ناشى از شیرابه­هاى پسماندى گرانیت به وفور در این هورنفلس­ها مشاهده می­شود. کانی­هاى دیگرى که در این هورنفلس­ها سیلیمانیت­ها را همراهى می­کنند عبارتند از: آندالوزیت، کردیریت، K-فلدسپار و کوارتز.

 

زون­هاى دگرگونى و واکنش­هاى دگرگونى

سنگ­هاى متا­پلیتى در هاله مجاورتى شاهکوه با توجه به سیستم H۲O + SiO۲ + Al۲O۳ + MgO + FeO + K۲O   (بطور خلاصهKFMASH ) مطالعه شده­اند. ارتباطات فازى توسط نمودار­هاىAl۲O۳ + MgO + FeO (بطور خلاصهAFM ) و باتوجه به همراهى کوارتز، مسکوویت و H۲O یا کوارتز،Kفلدسپار و H۲O بررسى شده­اند(شکل ۳). واکنش­هاى دگرگونى (بدون ضرایب واکنشى نوشته شده­اند) که از تغییرات پى در پى در ترتیب خطوط بسته در روى نمودارها استنتاج شده­اند.

 

زون بیوتیت

این زون خارجی­ترین بخش هاله­مجاورتى شاهکوه را شامل شده و بیشترین فاصله را از کنتاکت آذرین، در مقایسه با بقیه زون­ها دارد و پاراژنز کانیایى که در آن مطالعه شده­اند عبارتند از بیوتیت + مسکوویت + کوارتز ± کلریت در غیاب آندالوزیت، کردیریت و Kفلدسپار است.

 

زون آندالوزیت + مسکوویت ± کردیریت

با توجه به کاهش فاصله از کنتاکت آذرین و افزایش دما ، بلورهاى آندالوزیت گزینه دیگرى براى ظهور می­باشند. بر طبق شبکه­هاى پتروژنتیکى ارائه شده از Spear & Cheney (۱۹۸۹) و Wei et al. (۲۰۰۴) ، آندالوزیت + بیوتیت می­تواند در نتیجه واکنش زیر از پاراژنز بوسیله واکنش­هاى پیوسته (Fe,Mg) ایجاد گردد.

 

( ۲ )

= And + Bt + H۲O  Chl + Ms + Qtz

 

در نتیجه واکنش بالا، محصولات بالقوه عبارت از پاراژنزهاى کانیایى زیر می­باشد:

۱)  And + Chl + Bt + Ms + Qtz

( در ترکیباتى بطور متوسط غنى از Fe)

۲)  And + Bt + Ms + Qtz

( در ترکیباتى بیشتر غنى از Fe)

از دو محصول فوق تنها دومى که معادل است، یافت شده است.

 

ظهور اولین کردیریت  می­تواند با واکنش ناپیوسته (Fe,Mg) همراه باشد

( ۳ )

= Crd + Bt + H۲O And + Chl + Ms + Qtz

 

در نتیجه واکنش بالا، محصولات بالقوه عبارت از پاراژنزهاى کانیایى زیر می­باشند:

۱)  Crd + Chl + Bt + Ms + Qtz

۲)  Crd + Bt + Ms + Qtz

که در هاله مجاورتى شاهکوه صرفاً مورد دوم، که معادل بوده، نمایان شده است. بطور احتمالى پاراژنزهاى اصلى در نتیجه واکنش­هاى پیوسته (Fe,Mg) در ترکیبات بسیار غنى در Mg بطور سریع محدود می­شود.

 

( ۴ )

= Crd + Bt + H۲O Chl + Ms + Qtz

 

در زمان مشابه با افزایش دما واکنش­هاى پیوسته  (Fe,Mg)مانند زیر ادامه می­یابد.

( ۵ )

= Crd + Ms + H۲O And + Bt + Qtz

بنابراین کانى کردیریت در یک محدوده گسترده می­تواند

 

عبدالعزیز عضدی، دانشجوی کارشناسی ارشد پترولوژی دانشگاه تهران

محمد ولی ولی­زاد، دکتری پترولوی از دانشگاه کلرمون فرانسه، استاد دانشگاه تهران

داریوش اسماعیلی، دکتری پترولوی از دانشگاه تربیت مدرس ، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران

محمد محجل، دکتری تکتونیک از دانشگاه ولنگنگ استرالیا، عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس

 

 

◊◊◊◊

 

چکیده:

 

پلوتون شاهکوه، یک توده گرانیتوئیدی بزرگ در شرق ایران است، که مجموعه سنگ­های دگرگون ده­سلم را در جنوب و جنوب خاور و سنگ­های رسوبی ماسه­سنگی- شیلی با سن ژوراسیک را در شمال و شمال باختر قطع نموده است. هاله مجاورتی شامل تنوعی از هورنفلس­های پلیتی و ماسه­سنگی-شیلی است. پاراژنز کانیایی در هورنفلس­های پلیتی و ماسه­سنگی - شیلی مطالعه شده و زون­های کانیایی تعیین گردیده­اند. بر­اساس پاراژنز کانیایی بیشینه فشار در دگرگونی مجاورتی 2/2 کیلوبار تخمین زده شده است ، که مطابق با عمق هشت کیلومتر می­با شد. در این مطالعه دمای 610 درجه سانتیگراد برای دگرگونی مجاورتی، در این عمق بدست آمده است. 

 

 

Abstract :

 

The Shah-kuh pluton, a large granitoidic intrusion in east Iran, was intruded into the Dehsalm metamorphic rocks in south-south east and sedimentary rocks including sandstone and shale with Jurassic age in north-northwest areas. Its thermal aureole contains a variety of and sand stone-shell Hornfelses. Mineral parageneses in the politic and sand stone-shell are studied here and mineralogical zone are determined. The maximum pressure of contact metamorphism is estimated to have been about 2.2 kbar on the basis of mineral parageneses in the politic rocks, indicating that the intrusion was emplaced no deeper than 8 km in the crust. In this study , for contact metamorphism the temperature of 610 Cº has been obtained for this certain depth.

 

کلید واژه ها: سایر موارد