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 p۱ تا p۲ 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 p۱ ) |
۲) آندالوزیت-مسکوویت هورنفلس |
( معادل با پاراژنز p۲ ) |
۳) کردیریت-بیوتیت هورنفلس |
( معادل با پاراژنز p۳,p۴,p۵) |
۴) آندالوزیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس |
( معادل با پاراژنز p۶وp۷ ) |
۵) سیلیمانیت-کردیریت-Kفلدسپار هورنفلس |
( معادل با پاراژنز p۸) |
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.
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 p۱ 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 p۲ 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 p۳ 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.