پتروگرافی و ژئوشیمی سنگهای آذرین در محورخاروانا- نوجه مهر (شمال شرق تبریز)
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | حمیده غفرانی |
| تاريخ برگزاری | ۳۰ بهمن ۱۳۸۵ |
مقدمه :
محدوده مورد مطالعه در ۱۵۰ کیلومتری شمال شهر تبریز، در ورقه ۱:۲۵۰۰۰۰ تبریز- پلدشت بین طولهای جغرافیایی °۴۶ تا ́۳۰°۴۶ شرقی و عرضهای جغرافیایی َ۳۰ °۳۸ و °۳۹ و در ورقه ۱:۱۰۰۰۰۰ سیه رود با مختصات ً۵۵ َ۱۶°۴۶- ً۹ َ۱۳°۴۶ طول خاوری واقع شده است. این محدوده در تقسیم بندی زمین شناسی ایران توسط اشتوکلین (۱۹۶۸) و نبوی (۱۳۵۵) در زون البرز- آذربایجان قرار می گیرد. اشتامپلی (۱۹۷۸) این قسمت از ایران را جزء زون البرز می داند. سنگهای آتشفشانی آن دارای سن کرتاسه بالایی بوده که توفهای آذرآواری با سن ائوسن روی آنها قرار می گیرد. احتمالا گرانودیوریتهای منطقه سن الیگوسن دارند.
در این محدوده دگرسانی فراوانی به چشم می خورد که عمده ترین آن دگرسانی آرژیلیک می باشد. این دگرسانی گاهی در برخی مناطق باعث ایجاد کانی سازی شده است.
محدوده مورد نظر به جهت داشتن پتانسیل معدنی چشمگیر از دیرباز مورد توجه زمین شناسان و معدنکاران بوده و با توجه به این مسئله مطالعات زمین شناسی و اکتشافی پراکنده ای در منطقه صورت گرفته است که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱) پروژه بررسی زمین شناسی، ژئوشیمی و تعیین ژنز احتمالی اندیس معدنی میوه رود (آذربایجان شرقی) در سال ۱۳۷۷ به عنوان پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی اقتصادی توسط حمایت جمالی و ۲) پروژه بررسی پترولوژی و ژئوشیمی سنگهای آذرین و دگرگونی منطقه میوه رود (شرق خاروانا) در سال ۱۳۸۰ به عنوان پایان نامه کارشناسی ارشد پترولوژی توسط مرتضی خضری .
هدف این مقاله بررسی پتروگرافی و ژئوشیمی سنگهای ولکانیک و پلوتونیک محور خاروانا- نوجه مهر است که به این منظور پس از نمونه برداری در صحرا، از نمونه ها مقاطع میکروسکوپی تهیه شده و در زیر میکروسکوپ مطالعه شدند. جهت مطالعات ژئوشیمیایی و کانه نگاری برخی از نمونه های سنگی به حالت پودر درآمده و تحت آنالیزهای XRD و XRF قرار گرفتند.
◊◊◊◊◊◊◊
پتروگرافی و ژئوشیمی
منطقه مورد مطالعه از لحاظ سنگ شناسی دارای ترکیب متنوعی می باشد که برپایه مطالعه مقاطع نازک ترکیب آنها مشخص گردید. سنگهای منطقه را می توان به سه بخش کلی تقسیم کرد :
۱) سنگهای آتشفشانی اکثرا با ترکیب آندزیت و گاهی بازالت، آندزی بازالت، تراکیت و داسیت تا ریوداسیت.
۲) سنگهای آذرین درونی شامل گابرو، دیوریت و گرانودیوریت.
۳) سنگهای آذرآواری شامل انواع توفهای اسیدی تا بازیک و توفهای کربناته.
محاسبات نورم نیز ترکیب سنگ شناختی فوق را تایید می کند. همان گونه که مشاهده می شود با قرار دادن نمونه ها در نمودارهای مجموع آلکالی در مقابل سیلیس از لی مایتره و همکاران (۱۹۸۹) (نمودار c۱) ترکیب سنگهای آتشفشانی از ریولیت تا پیکرو بازالت یعنی از اسیدی تا اولترابازیک متغیر است. نمودار TAS مربوط به کاکس و همکاران (۱۹۷۹) (نمودار b۱) نیز ترکیب این سنگها را از ریولیت تا بازالت نشان می دهد. طبقه بندی ژئوشیمیایی سنگهای نفوذی بر اساس نمودار اشتریکایزن (۱۹۷۶) (نمودار a۱) نشان داده است که ترکیب سنگهای نفوذی منطقه شامل کوارتزدیوریت تا گرانودیوریت و گرانیت می باشد. البته برخی از نمونه ها در گوشه دیوریت، گابرو، آنورتوزیت قرار می گیرند و با توجه به اینکه دارای پلاژیوکلاز، پیروکسن و مقدار اندکی اولیوین هستند جزء سنگهای گابرویی می باشند.
بازالتها با بافت پورفیریک دارای فنوکریستهای کلینوپیروکسن (اوژیت و تیتانواوژیت)، پلاژیوکلاز و اولیوین (در نوع اولیوین- بازالت) و در خمیره نیز دارای کانیهای پلاژیوکلاز و پیروکسن می باشند.
پیروکسنها اغلب خودشکل هستند و برخی از آنها در اثر دگرسانی به کلریت تبدیل شده اند.
سوزنهای آلبیتی حاصل از دگرسانی albitization در برخی مقاطع دیده می شود. پلاژیوکلازها در برخی نقاط تحت تاثیر دگرسانی فیلیک به سریسیت تغییر یافته اند که با یک نیکل به رنگ خاکستری تا قهوه ای دیده می شوند. در صورت وجود اولیوین، این کانی سرپانتینیزه شده است. کانیهای اپاک نیز اغلب شامل اکسیدهای آهن است که در مقاطع به رنگ زرد تا قهوه ای دیده می شوند. این اکسیدها گاهی حاصل دگرسانی کانیهای مختلف و منشا ثانویه دارند.
بافت سنگهای آندزیتی پورفیریک تا گلومروفیریک با خمیره میکروگرانولار و گاهی میکرولیتی می باشد و در برخی موارد بافت سریت (Seriate) نیز ممکن است مشاهده گردد. کانیهای موجود در آندزیتها شامل پلاژیوکلاز، آمفیبول و مقدار کمی کوارتز بصورت فنوکریست و پلاژیوکلاز، پیروکسن ، بیوتیت، مقدار اندکی کوارتز و کانیهای اپاک در خمیره است. دانه های کوارتز به شکل بسیار ریز خمیره را تشکیل می دهند. پلاژیوکلازها به صورت فنوکریست و یکی از تشکیل دهنده های خمیره، بخش عمده سنگ را تشکیل می دهند که در برخی موارد سریسیتی شده اند تصویر۳). اغلب دارای ماکل کارلسباد و پلی سنتتیک و گاهی پریکلین می باشند. پیروکسنها اغلب سدیک بوده به رنگ سبز تیره دیده می شوند. معمولا بصورت فنوکریست و گاهی در خمیره حضور دارند. برخی بلورهای پیروکسن در اثر دگرسانی به کلریت تبدیل شده اند. آمفیبول کانی فرعی را تشکیل می دهد که در برخی مقاطع به بیوتیت تبدیل شده اما حالت کشیده خود را حفظ کرده است. بیوتیت نیز از کانیهای فرعی دیگر است که می تواند اولیه و یا ثانویه (از تبدیل کانیهایی چون آمفیبول) باشد. کانیهای اپاک طبق مطالعه مقاطع صیقلی شامل هماتیت، پیریت و کالکوپیریت می باشند.
تراکی آندزیت دارای بافت پورفیریک با خمیره میکرولیتی و محتوی آلکالی فلدسپار بیشتری نسبت به آندزیت است (تصویر۲). اجزاء تشکیل دهنده تراکی آندزیتها تقریبا مطابق با آندزیتها بوده درصد کانیایی آنها متفاوت است. آلکالی فلدسپار بصورت فنوکریست در سنگ حضور دارد و اغلب دچار دگرسانی فیلیک و به سریسیت تبدیل شده است. در مقطع زمینه سبز رنگ مشاهده شده با یک نیکل درحقیقت کلریت فقیر از آهن می باشد.
ترکیب تراکیت نیز تا حدودی مشابه با تراکی آندزیت بوده اما با درصد کانیهای متفاوت، تقریبا فاقد پیروکسن و مقدار پلاژیوکلاز آن نسبت به آلکالی فلدسپار بسیار کمتر است. بافت پورفیریک با خمیره میکرولیتی و گاهی هم بافت سریت از خود نشان می دهد. در برخی نقاط آلکالی فلدسپار به کانیهای رسی تبدیل شده که به علت دگرسانی فیلیک رخ داده است.
داسیتها دارای بافتمیکروگرانولار، پورفیریک با خمیره میکروگرانولار تا شیشه ای و بعضاً پورفیروکلاستیک می باشند. کانیهای اصلی در داسیتها و ریوداسیتها، کوارتز، پلاژیوکلاز و آلکالی فلدسپار هستند که تقریبا به یک نسبت در سنگ پراکنده شده اند. برخی از آنها تحت دگرسانی پروپیلیتیک واقع شده که در این حالت اپیدوت در مقطع کانی غالب را نشان می دهد و سنگ را هم در مقطع میکروسکوپی و هم با چشم غیرمسلح به رنگ سبز درمی آورد. اپیدوت از پلاژیوکلازهای غنی در Ca بوجود می آید و عمدتا در هسته های غنی در آنورتیت تشکیل می شود. گاهی در مقاطع میکروسکوپی رگه های سیلیسی آهندار دیده می شود که احتمالاً حاکی از دگرسانی سیلیسی است.
گابروها با بافت گرانولار و گاهی افیتیک شامل کانیهای اصلی پیروکسن، پلاژیوکلاز، و کانیهای فرعی اولیوین، آمفیبول، بیوتیت، کوارتز (در نوع کوارتز گابرو) ، اسفن، کلریت (حاصل دگرسانی پیروکسن) و کانیهای اپاک می باشند (تصویر۴). اکثر پلاژیوکلازها دارای ماکل پلی سنتتیک می باشند. در برخی از این مقاطع دگرسانی از نوع آلبیتی شدن رخ داده که بصورت بلورهای ریزو سوزنی رشد یافته آلبیت قابل مشاهده است.
گرانودیوریت ها نیز بافت گرانولار داشته و کانیهای تشکیل دهنده آنها عبارتند است از کانیهای اصلی کوارتز، پلاژیوکلاز و آلکالی فلدسپات و کانیهای فرعی هورنبلند، بیوتیت، کلریت و کانیهای فلزی (تصویر۵).
سنگهای آذرآواری نیز شامل انواع توفهای اسیدی، بازیکی، کربناته، کریستال توف و ویتریک توف می باشند که با سن ائوسن بر روی آندزیتهای کرتاسه منطقه قرار گرفته اند.
بر اساس مطالعات ژئوشیمیایی و پیاده کردن نمونه ها در دیاگرامهای مختلف، در نمودار درصد وزنی SiO۲ در مقابل آلکالی ها از ایروین و باراگار (۱۹۷۱) سنگها عمدتاً ساب آلکالن می باشند و بر اساس نمودار مثلثی AFM، بجز چند نمونه که در محدوده تولئیتی قرار دارند اکثرا در قلمرو کالک آلکالن جای می گیرند (نمودار۲). تقسیم بندی سنگهای غیرآلکالن با استفاده از نمودار درصد وزنی K۲O در مقابل SiO۲، از لی مایتره و همکاران (۱۹۸۹) و ریکوود (۱۹۸۹) نیز سنگهای منطقه را جزء سری کالک آلکالن پتاسیم متوسط تا بالا قرار می دهد (نمودار۳).
تعیین محیط تکتونیکی
طبق داده های به دست آمده از آنالیز XRF و نیز محاسبه نورم برای نمونه های مختلف می توان به کمک دیاگرامهای گوناگون محیط تکتونیکی بازالتها و گرانیتها را تعیین کرد.
بر اساس نمودارMnO-TiO۲-P۲O۵ از مولن (۱۹۸۳) بازالتهای منطقه از لحاظ تکتونیکی جزء بازالتهای کالک آلکالن جزایر قوسی و تولئیتهای جزایر قوسی و طبق نمودارهای Ti-V از شروایش (۱۹۸۲) و نمودارهای Ti-Zr-Sr و Ti-Zr از پیرس و کن (۱۹۷۳) (نمودار a۴) جزء بازالتهای کالک آلکالن قرار می گیرند. بازالتهای منطقه در نمودار FeO-MgO-Al۲O۳ (اقتباس از پیرس و همکاران، ۱۹۷۷) در قلمرو بازالتهای قوس آتشفشانی و حواشی قاره ای یا همان بازالتهای کوهزایی واقع می شوند (نمودار b۴).
گرانیتوئیدهای برداشت شده بر اساس نمودارهای مختلف پیرس و همکاران (۱۹۸۴) مانند نمودارهای Rb-(Y+Nb) ، Rb-(Yb+Ta)، Nb-Y ، Ta-Yb و عناصر کمیاب برحسب درصد وزنی سیلیس جزء گرانیتهای قوس آتشفشانی (VAG) و همزمان با برخورد (Syn-COLG) قرار می گیرند (نمودار۵). در نمودارهای FeO به MgO و FeO+MgO به CaO از مانیار و پیکولی (۱۹۸۴) در قلمرو مرتبط با گرانیتهای کوهزایی واقع می شوند.
دیاگرام شاند برای تفکیک گرانیتوئیدهای مختلف از یکدیگر (مانیار و پیکولی، ۱۹۸۹)، نشان می دهد که اغلب نمونه های گرانیتوئیدی منطقه مورد مطالعه پرآلومین هستند.
بدین ترتیب نمونه های سنگی منطقه (بازالتی و گرانیتی) همگی از یک ماگمای واحد به وجود آمده اند که قسمتی از آن سریع سرد شده ، به سطح آمده، در آنجا تفریق حاصل کرده و سنگهای آذرین خروجی از بازالت تا ریولیت را بوجود آورده است و بخش دیگر ماگما در چمبر ماگمایی باقی مانده، آرام آرام شرد شده و سنگهای آذرین درونی را تشکیل داده است.
◊◊◊◊◊◊◊
نتیجه گیرى :
سنگهای تشکیل دهنده منطقه شامل سه بخش سنگهای آذرین خروجی، آذرین درونی و سنگهای آذرآواری است . ترکیب سنگهای آتشفشانی از بازالت تا ریولیت متغیر بوده و سنگهای نفوذی آن شامل گابرو، دیوریت، کوارتزدیوریت تا گرانودیوریت می باشد. سنگهای آذرآواری اغلب از توفهای سیلیسی و کربناتی تشکیل شده است که در برخی موارد به دلیل حضور آب دویتره شده اند. بافت سنگهای آذرین خروجی اغلب پورفیریک و بافت سنگهای نفوذی اکثرا گرانولار می باشد. سیالات هیدروترمالی منطقه را تحت دگرسانی شدیدی قرار داده و در برخی نقاط باعث ایجاد کانی سازی شده اند. بر اساس مطالعات صحرایی، پتروگرافی و اطلاعات ژئوشیمیایی واحدهای مختلف سنگی (هم بخش اسیدی و هم بخش بازیک) از نوع ساب آلکالن و جزء سری کالک آلکالن با پتاسیم متوسط تا بالا هستند. از لحاظ تکتونیکی، بر اساس نمودارهای مختلف پیرس و کن (۱۹۷۳)، نمودار شروایش (۱۹۸۲) و سایر نمودارها بازالتها از نوع کالک آلکالن جزایر قوسی (CAB) بوده و گرانیتها هم طبق نمودارهای مختلف مانیار و پیکولی (۱۹۸۴) و نمودارهای عناصر کمیاب در مقابل سیلیس از پیرس و همکاران (۱۹۸۴) جزء دسته گرانیتهای قوس آتشفشانی (VAG) و همزمان با برخورد (Syn-COLG) می باشند. طی یک نتیجه گیری کلی می توان گفت سنگهای منطقه در یک محیط کوهزایی مرتبط با رژیم فرورانشی و همزمان با برخورد تشکیل شده اند. این سنگها از یک ماگمای واحد که طی مراحل مختلف تفریق حاصل کرده به وجود آمده اند.
◊◊◊◊◊◊◊
منابع فارسى :
۱- درویش زاده، علی (۱۳۷۰)، زمین شناسی ایران، نشر دانش امروز (ندا)، ۹۰۱صفحه.
۲- رولینسون، هاگ، ترجمه کریم زاده ثمرین، علیرضا (۱۳۸۱)، کاربرد داده های ژئوشیمیایی، انتشارات دانشگاه تبریز، ۵۵۷ صفحه.
۳- عین علی، مرتضی (۱۳۸۵)، ژئوشیمی، کانی شناسی، دگرسانی و ژنز کانسار طلا در واحدهای دگرگونی- متاسوماتیکی منطقه خاروانا (آذربایجان شرقی)، پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی اقتصادی، دانشگاه شهید بهشتی، ۱۷۳ صفحه.
۴- مختاری، میرعلی اصغر (۱۳۸۴)، پتروگرافی و پترولوژی توده نفوذی کمتال (خاور جلفا و سیه رود)، مقاله، نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، ۱۱ صفحه.
◊◊◊◊◊◊◊
References:
۵- Batchelor, R.A. and Bowden, P. ۱۹۸۵. Petrogenetic Interpretation of Granitoid Rocks Series Using Multicationic Parameters ; Chemical Geology , V.۴۸, P.۴۳-۵۵.
۶- Best, M.G. ۱۹۸۲. Igneous and Metamorphic Petrology, W.H. Freeman and Company, New York, ۶۳۰P.
۷- Maniar, P. D. and Piccoli, P. M. (۱۹۸۴) Tectonic discrimination of granitoids; Geological society of America bulletin; V. ۱۰۱, P. ۶۳۵-۶۴۳.
۸- Pearce, J. A. Harris, N. B. W. and Tindle, A. G. (۱۹۸۴) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks; Journal of petrology; V. ۲۵. P. ۹۵۶-۹۸۳.
حمیده غفرانی، دانشجوی کارشناسی ارشد پترولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
سید محمد پورمعافی، دکترای پترولوژی، عضو هیات علمی دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
منصور قربانی، دکترای پترولوژی، عضو هیات علمی دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
محدوده مورد مطالعه با وسعتی در حدود 5/8 کیلومتر مربع (Km5/3×Km5/2) در منتهی الیه شمال غربی ایران در استان آذربایجان شرقی، در 150 کیلومتری شمال شهر تبریز و 60 کیلومتری شمال ورزقان واقع شده است. از نظر ساختاری این منطقه در زون البرز- آذربایجان قرار می گیرد. این محدوده از نظر سنگ شناسی بسیار متنوع و شامل سه بخش می باشد. سنگهای آتشفشانی بیشتر با ترکیب آندزیتی، توده های نفوذی شامل گابرو، دیوریت و گرانودیوریت و سنگهای آذرآواری شامل توفهای سیلیسی و کربناتی،این سه بخش را دربر می گیرند. سنگهای آذرین خروجی اکثرا دارای بافت پورفیریک و سنگهای نفوذی اغلب دارای بافت گرانولار هستند. سن این مجموعه بطور کلی کرتاسه بالایی- پالئوسن می باشد، اما توفهای جوانتر با سن ائوسن نیز در برخی نقاط روی آندزیتها را می پوشاند. مطالعات ژئوشیمیایی نشان می دهد که اکثر سنگهای منطقه ماهیت کالک آلکالن با پتاسیم متوسط تا بالا دارند. در برخی نقاط سیالات هیدروترمالی دگرسانی شدیدی در منطقه ایجاد کرده، و بصورت محدود باعث کانی سازی در منطقه شده اند. براساس نمودارهای مختلف تکتونیکی، گرانیتوئیدهای منطقه از نوع گرانیتهای قوس آتشفشانی (VAG) و همزمان با تصادم (Syn-COLG) و بازالتها از نوع بازالتهای کالک آلکالن جزایر قوسی (CAB) می باشند. این سنگها پرآلومین و ساب آلکالن بوده و در ارتباط با مناطق فرورانش همزمان با برخورد تشکیل شده اند. بررسی شواهد ثابت می کند که کل سنگهای منطقه از یک ماگمای واحد منشا گرفته اند.
Abstract :
The studied area with the extent of about 8.5Km2 (3.5×2.5Km) is located in Northeast of Iran in Eastern-Azerbaijan province. It is at a distance of 150Km north from Tabriz and 60Km north from Varzaghan. From the structural point of view, the area is in Alborz-Azerbaijan zone. Composition of this area is so petrologically different and it contains three parts : 1) Volcanic rocks mostly with the composition of andesite; 2) Plutonic rocks consist of gabbro, diorite & granodiorite; 3) Pyroclastic rocks consist of siliceous and carbonate tuffs. Age of these rocks is generally Upper Cretaceous- Paleocene but, in some cases, younger tuffs aging Eocene cover Cretaceous andesites. Geochemical studies show that most rocks of this area have calcalkaline nature with medium to high K contents. Hydrothermal fluids made the rocks altered and have influenced them. The alteration causes mineralogenesis in the area. By, different tectonic diagrams, granitoids of area are VAG,Syn-COLG and basalts are from type of CAB. These rocks are peraluminous and subalkaline and have originated in the active continental margin & Syn-Collision tectonic setting. Investigation of documents shows that all rocks in this area are originated from one magma.