پترولوژی و ژئوشیمی سکانس پوسته ای افیولیت های نائین ـ دهشیر

مقدمه :

          زون افیولیتى نائین ـ دهشیر بخشى از کمربند افیولیتى داخلى ( اشتوکلین ، ۱۹۷۷) اطراف ریز قاره ایران مرکزى است که توسط زمین شناسان متعددی مورد مطالعه و تفسیر قرار گرفته است.

داودزاده (۱۹۷۲) ، بربریان و کینگ (۱۹۸۱) و بابائى و همکاران (۲۰۰۱) وجود یک لیتوسفر اقیانوسى باریک با گسترش کند مثل دریاى سرخ بین ریز قاره لوت و حاشیه فعال بلوک ایران یعنى زون سنندج ـ سیرجان را مورد توجه قرار داده اند . از طرف دیگر قاضى و حسنى پاک (۲۰۰۰) وجود یک حوضه قوس را در کرتاسه که حاصل فرورانش تتیس از تریاس بالائى تا کواترنر بوده ، مورد ملاحظه قرار داده اند .

مجموعه افیولیتى نائین ـ دهشیر اساسا از قطعات تکتونیکى تشکیل شده که توسط تعداد زیادى گسل هاى تراستى ـ معکوس و همچنین گسل هاى امتداد لغز بزرگ قطع میشود . مجاورت این توده افیولیتى با گسل نائین ـ دهشیر علت اصلى آشفتگى هاى تکتونیکى در زون افیولیتى  نائین ـ دهشیر  مى باشد .

داده هاى ژئوشیمیائى جدید به ما اجازه میدهد تا تحولات تکتونو ـ ماگمائى این زون افیولیتى را با استفاده از ژئوشیمى کل سنگ و ژئوشیمى کانیائى سنگ هاى ماگمائى مورد ارزیابى قرار دهیم .

افیولیت هاى نائین :

                            این مجموعه افیولیتى در شمال نائین (زون ایران مرکزى) واقع شده و توسط سنگ هاى نفوذى و آتشفشانى ترسیر از طرف شمال و غرب و سنگ هاى رسوبى و فلیش هاى ائوسن در شرق احاطه شده است .  ویژگى هاى پتروشیمى واحد هاى مختلف سنگى سکانس پوسته اى افیولیت هاى نائین از بالا به پایین به قرار زیر است :

۱- پیلو لاوا ها : فنوکریست هاى کلینوپیروکسن (با ترکیب اوژیت ) این سنگ ها ، محدوده ترکیبى بین Wo_۳۰.۷En_۵۶.۸Fs_۱۲.۴  تاWo_۴۰.۹En_۴۷.۹Fs_۱۱.۲   را نشان میدهند . با توجه به مقادیر TiO_۲ و Fe در کلینوپیروکسن هاى پیلو لاواها و همچنین نمودار متمایز کننده   TiO_۲-SiO_۲/۱۰۰-Na_۲O  که توسط بکالوا (۱۹۸۹) پیشنهاد شد ، پیلولاواها گرایش تولئیت هاى جزایر قوسى دارند . فنوکریستـال هاى پلاژیوکلاز ترکیـب بیتـونیتى (۷۱-۷۳% An) دارنـد . بر اساس نتایج آنالیز کل سنگ، پیـلولاوا ها  تیتـان   پائینی (TiO_۲= ۰.۳-۰.۹%Wt.) دارند و به همین دلیل این سنگ ها گرایش تولئیت هاى جزایر قوسى را نشان میدهند. نسبت هاى Ce/Zr و Ba/Zr ( بترتیب ۰.۰۹-۰.۱۴  و ۰.۳۶-۲.۱۶ ) این بازالتها، بوضوح گرایش بازالت هاى جزایر قوسى (IAT) و بازالت هاى پشت قوس (BAB)  را نشان میدهند . دیاگرام نورمالیز شده برای  پیلولاوا ها ، تهى شدگى LREE را مشابه با مورب هاى نرمال نشان میدهد ، در حالیکه غنى شدگى از Ba,Rb,U,Pb و تهى شدگى از Zr,Ti,Y و Hf آشکار است (شکل ۱).

۲- فوج دایکهای دیابازی : کلینوپیروکسن هاى این سنگ ها ترکیب اوژیت در محدوده بین    Wo_۳۷.۰۳En_۴۹.۰۷Fs_۱۳.۹  تا Wo_۴۲.۰۵En_۴۷.۴۳Fs_۱۰.۵۳ دارند . مقدار متوسط تیتان کلینوپیروکسن هاى دایک هاى دیابازى (۰.۶۹-۰.۱۲) کمتر از تیتان کلینوپیروکسن ها در پیلولاواها است . این سنگها مقادیر پایین عناصر نادر خاکى  (REE)با نسبت La_(n)/Yb_(n)=۰.۴۲۵-۰.۵۱۲  دارند .

۳- پلاژیوگرانیت ها و داسیت ها : از نظر ژئوشیمى پلاژیوگرانیت ها تمایل تولئیتى و ویژگى تهى شدگى ، بیشتر مشابه پلاژیوگرانیت هاى مربوط به اقیانوس ( نسبت La(n)/Yb(n)=۰.۷۹-۰.۷۷ ) را نشان مى دهند . تهى شدگى از Ti  و Nb و غنى شدگى از Pb, U, Th, Br  و Rb  بوضوح آشکار (شکل ۶)است .  داسیت ها به همراه  دایکهاى دیابازى  در بیشتر نمونه ها بصورت رگه هائى که سنگ هاى بازالتى را قطع مى کند، یافت مى شوند. بعلاوه دایک هاى داسیتى  همراه با دایک هاى دیابازى ، در فوج دایک هاى دیابازى وجود دارنـد .  نمودار نورمالیز شده REE براى این سنگ ها  ، گرایـش سنگ هاى مورب تهى شده را نشان میدهد. مقادیر نورمالیز شده عناصر کمیاب ناسازگار در این سنگ ها، شباهت زیادى به پلاژیوگرانیت ها نشان مى دهنـد. 

۴- گابروهاى پگماتیتى : مهمترین ویژگى این گابروها  تهى شدگى قابل ملاحظه ای از عناصر نادر خاکى است . بعلاوه ویژگى تهى شدگى این سنگها از ایتریم (Y) و HFSE  مانند Ti, Hf, Zr, Ta   و Nb همراه با غنى شدگى جزئى از Pb, Sr و Ba  در مقایسه با مورب هاى نرمال (N-MORBs)  بیشتر آشکار است (شکل ۵) .

۵- گابروها : گابروهاى آمفیبول دار ، میکروگابروها  و گابروهاى نرمال، میزبان اصلى دایک هاى دیابازى در فوج دایکهاى دیابازى هستند که با تیتان پایین تا خیلى پایین (۰.۲% در گابروهاى آمفیبول دار ، ۱.۰۵ % در میکروگابروها ) مشخص میشوند . تمرکز Nb  بوضوح مقدار پایینی (۲.۰۵- ۰.۲۳ پى پى ام ) را نشان میدهـد . نسبت هاى Ce/Zr و Ba/Zr این گابروها ( بترتیب ۰.۳۴-۰.۱ و ۵۳.۵- ۰.۳ ) مشابه بازالت هاى پشت قوس و بازالت هاى جزایر قوسى است .  نمودار عناصر REE ( نورمالیز شده بر اساس کندریت ) براى گابرو هاى نرمال ( در فوج دایک هاى دیابازى ) بیانگر تهى شدگى LREE با نسبت  La_(n)/Yb_(n)=۰.۱۵-۰.۴۳  مى باشد . تهى شدگى  از Y, Zr, Hf , Nb و غنى شدگى اندکى از سرب از ویژگى هاى برجسته این سنگ هاست (شکل ۲). گابرو هاى آمفیبول دار همچنین مقادیر پایین REE دارند .  نمودار REE ( نورمالیز شده نسبت به کندریت ) میکرو گابرو ها ، تهى شدگى نشان مى دهنـد .  در حالیکه عناصر HFSE ( مثل Ti,Hf,Zr  و Nb ) و Y  تهى شدگى نشان میدهند ، عناصـر Sr, Pb,U,Ba و Rb  در مقایسه با مورب نرمال غنى شدگى نشان میدهند . دایک هاى گابروئى در حالیکه از یک طرف الگوى REE منطبق بر مورب نرمال دارنـد، بدون تهى شدگى از Th، شبیه تولئیت هاى حوضه پشت قوس هستند. اما همین سنگ ها از طرف دیگر تهى شدگى از HFSE و Y و غنى شدگى از LIL را نشان مى دهنـد. (شکل۲).

 نمونه گابروى غنى از سولفید تهى شدگى درجه بالائى از REE و عناصر ناسازگار ، بجز براى عناصر Pb, Sr و باریم نشان میدهد . مقادیر La و Yb بترتیب  ۰.۸۵ تا ۲.۴۷ برابر فراوانى کندریت  مى باشد . ترکیب کانى هاى کلینوپیروکسن در سنگ هاى گابروئى در محدوده دیوپسید تا اوژیت است (Wo۴۶.۳En۴۵.۹Fs۷.۷ – Wo۳۲.۳En۵۶.۳Fs۱۱.۳) . مقادیر تیتان سنگ هاى گابروئى بین ۰.۴۱۳-۰.۲۳۱ درصد وزنى تغییر میکنـد .

۶- گابرو نوریت ها و دیوریت ها : گابرو نوریت ها با تهى شدگى خیلى زیاد از LREE در نمودار REE نورمالیز شده ( La_(n)/Yb_(n)=۰.۰۶۶ ) مشخص میشود . تهى شدگى اکثر عناصر ناسازگار بجز سرب و اورانیوم ( غنى شدگى کمى کمتر از سرب ) ویژگى اصلى این سنگ هاست . کانى هاى کلینوپیروکسن در این سنگ ها از نظر ترکیب در ناحیه دیوپسید و اوژیت قرار میگیرند (Wo_۴۵.۷En_۴۳.۹۷Fs_۱۰.۳۳ _ Wo_۲۷.۲En_۵۶.۷۷Fs_۱۶.۰) . تیتان این کانى ها در محدوده ۰.۸۸ – ۰.۲۴ در صد وزنى تغییر میکند . کانى اورتوپیروکسن در این سنگ ها محدوده ثابتى از Wo_۱.۶۱En_۷۶.۳Fs_۲۲.۰۸ تا Wo_۲.۳۲En_۷۴.۴۱Fs_۲۳.۲۷ دارد . کلینوپیروکسن هاى دیوریت ها  در محدوده دیوپسید و اوژیت و با ترکیب بین Wo_۱.۶۱En_۷۶.۳Fs_۲۲.۰۸  تا  Wo_۲.۳۲En_۷۴.۴۱Fs_۸.۱۶  قرار میگیرد . مقدار تیتان آنها بین ۰.۲۸-۰.۲۲ در صد وزنى تغییر مى کند. دیوریت ها(در نمودار نرمالیز شده REE ) رفتار تهى شدگى از LREE را نسبت به La_(n)/Yb_(n)=۰.۸۲-۰.۳۹  نشان مى دهند . در نمودار هاى نورمالیز شده نسبت به مورب نرمال عناصر HFSE به همراه Th و Y از یک طرف و Ba, Rb, U, Sr   و Pb از طرف دیگر بترتیب کاهش و افزایش نشان میدهند (شکل ۶) .

افیولیت هاى دهشیر :

                              این مجموعه افیولیتى در غرب یزد واقع شده و بخشى از زون ایران مرکزى است . قسمت غربى این زون اکثرا از سنگ هاى آتشفشانى و پیروکلاست هاى وابسته به آن تشکیل شده ، در حالیکه قسمت شرقى آن را سنگ هاى رسوبى تشکیل میدهنـد . ویژگى هاى پتروشیمى واحدهاى مختلف سنگى سکانس پوسته اى افیولیت هاى نائین از بالا به پایین به قرار زیر است:

۱- گدازه هاى بازالتى : گدازه هاى جریانى و گدازه هاى بالشى شباهت  به مورب هاى غنى شده دارند ، بدون اینکه از Nb و Ti تهى شدگى نشان بدهند (بترتیب ۵.۳۳-۴.۸۴ پى پى ام و ۱.۹۴-۱.۸۱ درصد وزنـى) . از طرف دیگر دایک هاى بازالتى نسبت هاى LREE/HREE  مشابه مورب هاى نرمال را دارند (La_(n)/Yb_(n)=۰.۵۴-۰.۳۸) . آنها بوضوح تهى شده از Ti, Nb, Zr  و Y و غنى شده ازPb  هستند ( شکل ۳) . در بعضى جاها دایک هاى دیابازى با ویژگى آفیریک سکانس  گدازه هاى بالشى را قطع مى کنند.

۲-  دایک هاى دیابازیک: این دایک ها یا بصورت دایک هاى منفرد که پریدوتیت ها را قطع مى کنند و یا بصورت کمپلکس دایک صفحه اى یافت مى شوند. هر دایک با حاشیه سرد شده در یک طرف و حاشیه برشى شده در طرف دیگر، داخل دایک هاى قبلى (هر دایک میزبان دایک هاى قبلى) تزریق شده است . در نمودار نورمالیز شده نسبت به کندریت این سنگها با ویژگى تولئیتى و تهى شدگى بالا از Nb, Ti, Zr و Y  مشخص میشوند . از نظر ژئوشیمیائى این سنگ ها مشابه تولئیت هاى جزایر قوسى هستنــد.

۳-  پلاژیوگرانیت ها : این سنگ ها یا بصورت رگه هائى که گابروها را قطع مى کنند ، یا بصورت عدسى هائى که بداخل سنگ هاى دگرگونى تزریق شده ، یافت مى شـود . نمودار (نورمالیز شده نسبت به کندریت) REE پلاژیوگرانیت ها، مشابه نمودارهاىU  شکل است و هویت  تهى شدگى  دارد . تهى شدگى از Ti, Y و Nb  همچنین قابل توجه است . این سنگ ها را مى توان بعنوان محصولات تفریق یافته تولئیت هاى مربوط به قوس  قلمداد نمود (شکل ۷).

۴- گابروهاى پگماتیتى:  این سنگ ها مشابه افیولیت هاى نائین هستند و داراى ویژگى تهى شدگى از REE  مى باشنــد . در نمودار نورمالیز شده کندریتى ، Eu  تمرکز بالائى نشان میدهد که این مسئله بعلت تجمع پلاژیوکلاز مى باشــد (شکل ۵).

۵-  گابروها : گابروها ( و آمفیبول گابروها ) و متا گابروها بصورت توده هاى کوچکی ( با ویژگى ایزوتروپ ) دیده می شوند که دایک هاى دیابازى یا رگه هاى پلاژیوگرانیتى آنها را قطع مى کنند . متا گابروها گرایش سنگ هاى مورب غنى شده با تهى شدگى از Nb و Ti را نشان میدهنــد. در حین دگرگونى این گابرو ها در رخساره شیست سبز، پلاژیوکلاز هاى اولیه ( با ترکیب آندزین – اولیگوکلاز ) بطور بخشى به آلبیت تبدیل شده اند. محصولات متامورفیسم،  آکتینولیت و هورنبلند آکتینولیتى مى باشـد. در دیگر انواع گابروها، کانى هاى کلینوپیروکسن از نظر ترکیبى در محدوده دیوپسید و اوژیت هستند. بر اساس ژئوشیمى کل سنگ آنها مشابه تولئیت هاى جزایر قوسى با تهى شدگى از Nb, Zr, Y و Ti هستند . تهى شدگى از LREE در مقایسه با HREE ویژگى اصلى  این سنگ ها با نسبت La(n)/Yb(n) در محدوده بین ۰.۹۲-۰.۳۷  مى باشـد (شکل ۴).

نتایــ‍‍‍‍ج :

            تمام واحد هاى سنگى در سکانس هاى افیولیتى نائین ـ دهشیر با تهى شدگى گسترده یا جزئى بخصوص از عناصر نادر خاکى و عناصر با قدرت میدان بالا  مشخص میشوند. این سنگ ها شبیه ولکانیک هایی  هستند که در محیط هاى مربوط به قوس یافت میشوند  که از ذوب بخشى پریدوتیت هاى آبدار با منشاء تهى شده ناشى شده اند . مورد استثناء سنگ هاى بازالتى و گابروئى در افیولیت هاى دهشیر با گرایش مورب هاى غنى شده مى باشد . دوگانگى ژئوشیمیائى در ماگماتیزم سکانس هاى سنگى افیولیت نائین ـ دهشیر  نشان میدهد که افیولیت هاى زون نائین ـ دهشیر منتج از گسترش حوضه پشت قوس بوده  که در حاشیه فعال میکروپلیت ایران در طى کرتاسه پایین باز شده است .

ساختار پوسته در این مسیــف ، نازک و مشابه پشته هاى با گسترش نوع کند مى باشد که  از تزریقات ناپیوسته ، مقادیر کم تا نسبتا کم  دسته هاى  متنوع مذاب هاى ایجاد شده ( اتاق هاى ماگمائى کوچک )، ناشى شده است. بر اساس نتایج این تحقیق مى توان درجه ذوب بخشى پایین را در یک سنگ با منشا پریدوتیتى تهى شده، براى تشکیل این مسیف در نظر گرفت.

References:

Babaei, A., Arvin, M., Babaei, H.A., ۲۰۰۱. An oblique convergence and rotation model for the emplacement of the Baft ophiolitic mélange in Iran۱:place>۱:country-region>. Ofioliti ۲۶, ۴۰۱-۴۰۸.

Beccaluva, L., Macciotta, G., Piccardo, G.B., Zeda, O., ۱۹۸۹. Clinopyroxene compositions of ophiolite basalts as petrogenetic indicator. Chem. Geol. ۷۷, ۱۶۵-۱۸۲.

Berberian, M., King, G.C.P., ۱۹۸۱. Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran۱:place>۱:country-region>. Can.۱:place>۱:country-region> J. Earth Sciences ۱۸, ۲۱۰-۲۶۵.

               Davoudzadeh, M., ۱۹۷۲. Geology and petrography of the area north of Nain, Central Iran۱:place>. Geological Survey of Iran۱:place>۱:country-region>, report No.۱۴.

Ghazi, A.M., Hassanipak, A.A., ۲۰۰۰. Petrology and geochemistry of the Shahr-Babak ophiolite, Central Iran۱:place>. Geological Survey of America, Special paper ۳۴۹, ۴۸۵-۴۹۷.

McDonough, W f., Sun, S.S., ۱۹۹۵. The composition of the Earth Chemical Geology ۱۲۰, ۲۲۳-۲۵۳.

               Stocklin, J., ۱۹۷۷. Structural correlation of the Alpine range between Iran۱:place>۱:country-region> and Central Asia۱:place>. Memoire Hors-Serve No.۸ dela Societe Geologique de France ۸, ۳۳۳-۳۵۳.

Sun, S.S., McDonough, W.F., ۱۹۸۹.Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes . In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.), Magmatism in Ocean Basins. Geol. Soc. Spec. publ., London۱:place>۱:city> ۳۱۳- ۳۴۵.

کلید واژه ها: سایر موارد