پتروژنز افق های سه گانه پرلیتی منطقه جنوبغرب اردبیل

مقدمه :

منطقه مورد مطالعه در حدفاصل طولهای جغرافیایی″ ۲۸ ، ′۳ ، ํ ۴۸ تا ″ ۳۲ ، ′۹ ، ํ ۴۸ شرقی و عرض های جغرافیایی ″ ۴ ، ′۵۳ ، ํ ۳۷ تا ″ ۵ ، ′۵۷ ، ํ ۳۷  شمالی در جنوب غرب اردبیل واقع گردیده است در این منطقه گدازه های آتشفشانی ریولیتی به سطح زمین راه یافته و اجتماعی از گنبد های آتشفشانی را تشکیل داده اند بخشهای تحتانی این گنبدها در نتیجه آبگیری به پرلیت تبدیل شده اند.این پرلیت ها وضعیت یکنواختی نداشته و بطرف عمق، تغییرات محسوسی در رنگ ،وزن مخصوص،مقاومت ،بافت ودرصد محتوای آب آنها مشاهده میگردد بگونه ای که می توان پرلیت های منطقه را برحسب عمق قرارگیری به سه بخش متمایز تفکیک نمود.

◊◊◊◊◊◊◊

بحث :

منطقه مورد مطالعه از گنبدهای آتشفشانی ریولیتی میوسن میانی و فوقانی تشکیل شده است.ویسکوزیته زیاد و محتوای بالای مواد فرار موجود در گدازه اولیه قبل از خروج گنبدها منجر به فوران انفجاری شده و لایه ای از پامیس های درشت در سطح زمین گسترده شده است سپس گدازه هایی که بخش اعظم مواد فرار خود را از دست داده اند به آرامی به سطح زمین راه یافته و بصورت ابسیدین بر روی پامیس های درشت قرار گرفته اند .قبل از انجماد ابسیدین،اندک مواد فرار باقیمانده در داخل آن به سمت بالا مهاجرت نموده و در نتیجه، لایه ای از پامیس های ریز همانند پوششی بر روی ابسیدین واقع شده است در آخرین مرحله نیز سنگ های ریولیتی متبلور که در آشیانه ماگمایی فرصت کافی برای تبلور داشته اند بر روی پامیس های ریز قرار گرفته است .چنین ترکیبی از گدازه ها شکل گنبد را بخود گرفته که ابسیدین در قسمت تحتانی آن واقع شده است.

ترکیب گنبد های آتشفشانی منطقه بر اساس رده بندیهای اشتریکازن (۱۹۷۹)،دولاروش وهمکاران(۱۹۸.)،میدل موست(۱۹۸۷)و کاکس وهمکاران(۱۹۸۹)در محدوده ریولیت قرار میگیرد این سنگها از نظر سری ماگمایی طبق نمودارهای مربوطه ، جزو سری کالکوآلکالن بوده و از مقادیر آلومینیم وپتاسیم قابل توجهی برخوردار است وطی یک فاز کششی از ذوب بخشی پوسته قاره ای حاصل شده است در این رابطه دلایل زیر ارائه می شود:

۱- وجود گدازه ایگنمبریتی فراوان در منطقه که در مناطق قاره ای در حال کشش بوجود می آید و حاصل ذوب پوسته اسیدی است(اوارت وهمکاران ۱۹۶۸)

۲- وجود مقادیر فراوان اکسید آلومینیم که سنگهای منطقه را در دیاگرام مانیار و پیکولی(۱۹۸۹)در قلمرو پر آلومین قرار میدهد.

۳- در رابطه با عمق تشکیل ماگمای سازنده سنگهای منطقه ، دیاگرام کوندی(۱۹۷۶)عمق ۲.تا۳. کیلومتری را نشان میدهد.

۴- درصد بالای سیلیس و کوارتز نرماتیو و درصد پایین منیزیم در سنگهای منطقه عمق کم منشا ماگما را تائید میکند.

گنبدهای ریولیتی معمولا" در مناطق میانی و حاشیه کالدرای انفجاری تشکیل میگردد. مطالعات صورت گرفته نشان میدهد که در میوسن میانی و شروع فاز آتشفشانی منطقه ،انفجار عظیمی رخ داده وکالدرای انفجاری بزرگی تشکیل شده است دلایل زیر جهت تائید این موضوع ارائه میگردد:

۱- حذف رسوبات اولیگومیوسن در منطقه مورد مطالعه و محفوظ ماندن آنها در مناطق مجاور می تواند در نتیجه تشکیل کالدرای انفجاری باشد.

۲- خروج حجم فراوان گدازه های اسیدی فقط از شکستگی های عمیق امکان پذیر است (کاس ورایت ۱۹۸۸)وشکستگی های حلقوی و شعاعی کالدرا محل مناسبی برای خروج چنین گدازه هایی به شمار میرود.

۳- میدل موست(۱۹۸۷)ضمن توصیف مناطقی از این نوع که شامل اجتماع گنبد های سیلیسی است چنین مناطقی را با عنوان پلاگ دم معرفی نموده و تشکیل آنها را با تشکیل کالدرای انفجاری در ارتباط می داند .

۴- ایجاد گودافتادگی در بخش میانی کالدرا با تشکیل حوضه رسوبی کم عمق وتشکیل پرلیت در نتیجه آبگیری ابسیدین همراه بوده همچنین یک سری رسوبات اپی کلاستیک در پلیوسن زیرین در این حوضه تشکیل شده است .

۵- حجم عظیم رسوبات پیروکلاستیک اطراف منطقه مورد مطالعه می تواند در ارتباط با فوران شدیدی باشد که منجر به تشکیل کالدرای انفجاری گردیده است.

۶- بافت پورفیریک سنگهای آتشفشانی ،خروج ناگهانی ماگما را بعد از توقف در آشیانه ماگمایی در نتیجه گسستگی های عمیق نشان میدهد که می تواند با تشکیل کالدرای انفجاری توجیه پذیر باشد.

تشکیل کالدرای انفجاری سبب ایجاد منطقه فروافتاده ای در بین گنبدهای آتشفشانی شده است که توسط آبهای جاری اشغال شده و حوضه رسوبی کم عمقی را ایجاد نموده است لایه های ابسیدین در مجاورت آب و طی مبادلات یونی که اغلب یونهای آلکالن پتاسیم  و سدیم در این تبادل شرکت می کنند با جذب ۲ تا ۵ درصد آب بصورت یون هیدرونیم در داخل ابسیدین قرار گرفته و به پرلیت تبدیل شده است میزان متوسط آب پرلیت های منطقه  ۷/ ۳درصد تعیین گردیده است . جذب آب سبب ایجاد ترک های پوست پیازی در ساختمان داخلی پرلیت میشود که به ترک های پرلیتی معروفند .بافت کلی در مقطع میکروسکپی پرلیت که حاوی ترک های پرلیتی همراه با بافت هیالوپورفیریک (شامل فنوکریست های فلدسپات وگاهی بیوتیت در خمیره شیشه ای)است بافت پرلیتی نام دارد .

پرلیت یک سنگ ثانویه است دلایل زیر منشاء ثانویه پرلیت های منطقه را نشان میدهد :

۱- آب موجود در پرلیت در اثرحرارت آرام از آن خارج می شود که نشاندهنده جذب آب در حرارت های پائین و منشاء ثانویه آن است.

۲- وجود پرلیت در داخل رسوبات اپی کلاستیک نشاندهنده تشکیل پرلیت در حوضه رسوبی و در مجاورت آب حوضه می باشد.

۳- قرارگیری پرلیت در بخش پائین گنبد ها و عدم تشکیل آن در افق های بالاتر ، منشاء ثانویه آنرا در اثر آبگیری ابسیدین در داخل حوضه رسوبی نشان میدهد.

۴- وجود نودولهای ابسیدین در داخل پرلیت می تواند بیانگر تشکیل پرلیت در نتیجه آبگیری ابسیدین باشد.

لذا پرلیت حاصل آبگیری ابسیدین می باشد .از آنجا که آبگیری در اعماق بیشتر مستلزم تبادل یونی در عمق زیاد سنگ است واین تبادل محدودیت بیشتری نسبت به بخش های سطحی دارد لذا در لایه های پرلیتی از سطح به عمق از نسبت پرلیت به ابسیدین کاسته شده بر میزان ابسیدین موجود در پرلیت افزوده میگردد تا اینکه در عمق زیاد به ابسیدین فاقد آبگیری ختم می شود.

طبق مدل جایگزینی ابسیدین ، سطوح فوقانی نسبت به بخشهای تحتانی از حفرات و فضای خالی بیشتری برخوردار است که این مطلب بعد از تشکیل پرلیت نیز صادق بوده و در منطقه مورد مطالعه از سطح به عمق سه نوع پرلیت متفاوت مشاهده می شود که مشخصات آنها به قرار زیر است.

۱- پرلیت پامیسی : این پرلیت در نزدیک سطح زمین،سبک وزن ،کف کرده و حفره دار بوده و محدود به مناطقی با فشارهای لیتواستاتیک وهیدرواستاتیک ناچیز است تعداد و شکل حفرات موجود تابع فشارهای همه جانبه و مقدار فضای خالی مایع اولیه درحین انجماد است.ضخامت دیواره حفره با عمق افزایش می یابد و ممکن است در حین جریان گدازه طویل شدگی نیز در حفرات حاصل شود اندازه این حفرات تا ۵ میلیمتر میرسد.پرلیت پامیسی معمولا"به رنگ خاکستری روشن بوده و روشن ترین نوع پرلیت محسوب میگردد پرلیت پامیسی حد اکثر آبگیری را در میان پرلیت ها دارا بوده لذا از ترک های پرلیتی کوچک وفراوان برخوردار است پرلیت پامیسی به دلیل قرارگیری در سطح زمین ،حد اکثر هوازدگی را تحمل می کند لذا باندهای رسی سفید رنگ در سطح آن مشاهده میگردد پرلیت پامیسی به دلیل پوک بودن ،کانیهای سازنده خود را در سطح سنگ نشان نمی دهد و به دلیل سستی بیش ازحد قابلیت مقطع گیری و مطالعه میکروسکپی نیز ندارد.

۲- پرلیت دانه ای : این پرلیت در مناطق عمیق تر و در زیر پرلیت پامیسی یافت می شود وزن مخصوص آن بیش از پرلیت پامیسی بوده و اغلب فاقد حفره می باشد رنگ آن تیره تر از پرلیت پامیسی و از خاکستری تا قهوه ای می باشد آبگیری آن کمتر از پرلیت پامیسی است لذا ترک های پرلیتی آن نسبت به پرلیت پامیسی بزرگ تر و تعداد آن کمتر است این نوع پرلیت می تواند ساخت جریانی را از خود نشان دهد که منعکس کننده جریان ابسیدین اولیه در سطح زمین قبل از انجماد و آبگیری است از نظر اقتصادی پرلیت دانه ای مناسب ترین نوع پرلیت ها به شمارمیرود.

۳- پرلیت کلاستیک : این پرلیت در زیر پرلیت دانه ای قرار داشته و نسبت به دو نوع قبلی از تراکم بالاتری برخوردار است و در بین پرلیت ها بیشترین وزن مخصوص را بخود اختصاص میدهد رنگ آن خاکستری تیره تا سیاه است و با کمترین آبگیری در بین پرلیت ها ، از ترک های پرلیتی بسیار بزرگ و به تعداد اندک برخوردار می باشد این پرلیت با ساخت براق خود شبیه مروارید است حضور نودولهای ابسیدین در این پرلیت هرچند از اهمیت اقتصادی آن می کاهد ولی اثباتی برای نظریه ژنز پرلیت در نتیجه آبگیری ابسیدین به شمار میرود .در پرلیت کلاستیک به سمت عمق بر مقدار ابسیدین افزوده می شود تا اینکه به ابسیدین فاقد آبگیری ختم میگردد.

◊◊◊◊◊◊◊

نتیجه گیرى :

فعالیت های شدید آتشفشانی اسیدی در منطقه مورد مطالعه در زمان میوسن میانی با تشکیل کالدرای انفجاری همراه بوده و از محل شکستگیهای کالدرا حجم قابل توجهی گدازه ریولیتی بصورت گنبد به سطح زمین راه یافته است . ماگمای سازنده این گنبدها از نوع کالکوآلکالن پرآلومین است که در طی فاز کششی از ذوب بخشی پوسته قاره ای در عمق ۲۰ تا ۳۰ کیلومتری تشکیل شده است .

آبهای جوی در بخشهای فروافتاده بین گنبدها حوضه رسوبی کم عمقی ایجاد نموده و ابسیدین های موجود در این گنبدها در اثر آبگیری بصورت ثانویه به پرلیت تبدیل شده اند این پرلیت ها از سطح به عمق به شکل سه افق پامیسی ، دانه ای و کلاستیک مشاهده میشوند . میزان آب جذبی پرلیت ها به عمق استقرار آنها بستگی دارد متوسط آب این پرلیت ها ۷/۳ درصد است . از پرلیت های پامیسی در سطح بطرف پرلیت های کلاستیک در عمق از میزان آبگیری ، اندازه و تعداد حفرات سنگ و تراکم ترک های پرلیتی کاسته شده و بر اندازه ترک های پرلیتی ، میزان نودول های ابسیدین و تیرگی سنگ افزوده میشود .

◊◊◊◊◊◊◊

منابع فارسى :

۱- عاصمی ،اسماعیل – روفه گری نژاد ، کاظم ،۱۳۶۱ ،پرلیت ، دفتر صنایع استانداری آذربایجانشرقی ، ۱۶ صفحه .

۲- علی پور ، صمد (مترجم ) ، بدون تاریخ نشر ، زمین شناسی سنگها وکانیهای صنعتی انتشارات جهاد دانشگاهی ، ۳۶۵ صفحه .

۳- کریم پور ، محمدحسن ، ۱۳۶۸ ، کانیها وسنگهای صنعتی ، انتشارات جاوید ، ۲۶۶ صفحه .

◊◊◊◊◊◊◊

References:

1. Best, M .G .۱۹۸۲; Igneous and Metamorphic Petrology, Freeman and Company; ۶۳. P .

2. Cas , R. A. F and Wright , J.V.;۱۹۸۸ ; Volcanic Successions , Modern and Ancient ;Unwin IIyman ; ۵۲۸ P .

3. Fink, J. H.; ۱۹۸۳; Structure and emplacement of a rhyolitic obsidian flow: Little Glass Mountain Medicine Lake Highland; northern California۱:place>۱:state>; Geol. Soc. Am. Bull. ; ۹۴: ۲۶۲- ۲۸۰.

4. Fisher, R. V. and Schmincke, H. V.; ۱۹۸۴; Pyroclastic Rocks; Springer – Verlag; ۴۷۲ P.

5. Henry , C. D. , Price , J. G. , Rubin , J. N. and Laubach , S. E. ; ۱۹۹۰ ; case study of an extensive silisic –Lava :the Braks Rhyolite . Trans – Pecos۱:place> Texas۱:place>۱:state> . ; J. Volcanol. Geotherm. Res.; ۴۳: ۱۱۳ – ۱۳۲.

6. Kadey, F. L.; ۱۹۸۳; Industrial Minerals and Rocks: Lefond; Perlite: ۹۹۷ – ۱۰۱۵.

مشخصات نویسنده :

نام و نام خانوادگی : یوسف وثیق

مدرک تحصیلی : دانشجوی دوره دکترای زمین شناسی - پترولوژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

شغل و محل کار : عضو هیئت علمی دانشگاه آزاداسلامی اردبیل

تلفن تماس : ۰۹۱۴۳۵۳۶۷۵۳

کلید واژه ها: سایر موارد