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

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 (:

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.

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.

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

از دو محصول فوق تنها دومى که معادل p۲ است، یافت شده است.

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

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

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.

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

بنابراین کانى کردیریت در یک محدوده گسترده می­تواند

کلید واژه ها: سایر موارد