ژئوشیمی سنگهای آذرین ساب ولکانیک البرز مرکزی، شمال تهران
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | محمد رضا ایران نژادی |
| تاريخ برگزاری | ۳۰ بهمن ۱۳۸۵ |
مقدمه :
ترشیری پیشین زمان ماگماتیسم گسترده ای در ایران بوده است که بخش جنوبی البرز مرکزی مثالی از آن می باشد. در این بخش سنگهای آذرین به صورت سنگهای آتشفشانی، آذرآواری، درونی و ساب ولکانیک ظاهر می گردند. سنگهای ساب ولکانیک در شمال تهران به صورت سیل، دایک و یا استوک دیده می شوند. ترکیب این سنگها از گابرو تا مونزوگابرو و مونزودیوریت تغییر می کند. در این نوشتار خصوصیات ژئوشیمی عناصر اصلی و ناچیز سنگهای آذرین شمال تهران را، که بین طولهای جغرافیایی ″۵۱° ۱۶′ ۳۴ و ″۵۱° ۳۲′ ۸ و عرضهای جغرافیایی ۳۵° ۴۸′ ۱۳″ و ″۳۵° ۵۵′ ۱۰ قرار دارند، شرح می دهیم و نهایتا خصوصیات ژئوشیمیایی این سنگها را با سنگهای حاشیه های صفحه ای مخرب مقایسه می نماییم.
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
محققین زیادی البرز مرکزی را از جنبه های مختلف زمین شناسی مورد مطالعه قرار داده اند. از جمله پژوهشگرانی که دقیقا در منطقه مورد مطالعه یا مناطق بسیار نزدیک بررسیهایی را انجام داده اند به عنوان نمونه می توان به این اسامی اشاره کرد:
گانسر و هوبر (۱۹۶۲)، دلنباخ (۱۹۶۴)، انگالن (۱۹۶۸)، ایوائو و هوشمندزاده (۱۹۷۱)، اشتوکلین (۱۹۷۴ و ۱۹۷۷)، وثوقی عابدینی (۱۳۵۴)، معین وزیری (۱۹۸۵)، حقی پور و همکاران (۱۳۶۵)، ولی‌زاده (۱۳۶۶)، داوری (۱۳۶۶)، شاهرخی (۱۳۶۶)، شایگانفر (۱۳۶۶)، سلیمانی (۱۳۶۸)، قربانی (۱۳۷۰)، لاسمی (۱۳۷۰)، بلوریان (۱۳۷۱)، امینی و امامی (۱۹۹۳)، علوی (۱۹۹۶)، مشایخی (۱۳۷۹)، واعظ (۱۳۸۳).
در این مطالعه پتروگرافی ۸۵ مقطع نازک و ژئوشیمی اکسیدهای اصلی و طیف وسیعی از عناصر ناچیز ۲۲ نمونه از سنگهای ساب ولکانیک مورد بررسی گرفتند. اکسیدهای اصلی در XRF Research Laboratory, School of BEES, University of New South Wales استرالیا تعیین شدند. عناصر ناچیز به روش ICP-MS در Genalysis Laboratory, Maddington مورد تجزیه شیمیایی قرار گرفتند. البته Sc به روش ICP-OES اندازه گیری شد.
از لحاظ زمین شناسی منطقه مورد مطالعه به سازند کرج تعلق دارد. سنگهای نفوذی بررسی شده نماینده یک استوک و تعدادی سیل و دایک هستند که به طور ناپیوسته در منطقه شمال تهران بیرون زدگی دارند. این سنگها همبریهای تندی (sharp) با سنگهای رسوبی و آتش فشانی دارند. رنگ آنها سبز است و عموما توده ای (massive) می باشند. بافتهای آنها از انترگرانولار تا انترسرتال (که در بعضی نمونه ها می توان به آنها دیابازی اطلاق کرد) تا افیتیک و پورفیریتیک تغییر می کنند. ترکیب مدال آنها محدوده ای از گابرو تا مونزوگابرو و مونزودیوریت را شامل می شود. کانیهای عمده عبارتند از پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن (اوژیت)، کلریت (هم به صورت اولیه و هم حاصل دگرسانی)، و در سنگهای اسیدی تر، آلکالی فلدسپات. پزودومورفهای الیوین، پیروکسن و آمفیبول نیز دیده می شوند که این کانیها عمدتا توسط کلریت جایگزین شده اند. کانیهای فرعی شامل منیتیت، ایلمنیت، آپاتیت و اسفن می گردند. در این سنگها دگرسانی به وقوع پیوسته ولی مطالعات ژئوشیمیای نشان می دهد که تغییرات عمده ای در ماهیت شیمی آنها رخ نداده است. از جمله کانیهای حاصل از دگرسانی می توان به کلریت، کانیهای رسی، سریسیت، کربنات، اپیدوت، کوارتز و پرهنیت و مجموعه های لوکوکسن اشاره کرد. بافتهای مشاهده شده نشان دهنده نفوذ ماگما در اعماق کم می باشند.
با توجه به نمودار مجموع آلکالی ها در مقابل سیلیس میدل موست (۱۹۹۴)، ترکیب این سنگها از گابرو تا مونزوگابرو و مونزودیوریت تغییر می کند. مرز سنگهای آلکالن و ساب آلکالن که توسط ایروین و باراگار (۱۹۷۱) ارائه شده نیز به این نمودار اضافه شده است که با توجه به آن بعضی از سنگها ساب آلکالن هستند اما بقیه به تدریج در محدوده آلکالن قرار می گیرند. تجزیه های شیمیایی مؤلفینی که در این منطقه مطالعه کرده اند نیز در این دو محدوده ساب آلکالن و آلکالن قرار می گیرند.
سنگهای ساب ولکانیک شمال تهران از لحاظ عناصر آلکالن، آلکالن خاکی و Th نسبت به NMORB غنی تر اند، اما از لحاظ HFSE (Ta، Nb، Zr و Hf) نسبت به LREE تهی شده می باشند. این خصوصیات و الگوهای کلی مشابه در بسیاری ازسنگهای مربوط به فرورانش مشاهده شده اند (مونکر و همکاران، ۲۰۰۴).
بررسی نتایج تجزیه های شیمیایی با نمودارهای تعیین موقعیت تکتونیکی مانند نمودار Th-Hf/۳-Ta وود و همکاران (۱۹۸۰) نیز قرابت ترکیب شیمیایی این سنگها را با سنگهای مربوط به مناطق تکتونیکی حاشیه های صفحه ای مخرب نشان می دهد. علامت های اختصاری این نمودار از این قرار می باشند:
N-MORB = بازالت پشته میان اقیانوسی عادی
E-MORB = بازالت پشته میان اقیانوسی غنی شده
WPT = تولئیت درون صفحه ای اقیانوسی
WPA = بازالت درون صفحه ای قاره ای آلکالن
IAT = بازالت جزایر قوسی
CAB = بازالت قوس قاره ای
◊◊◊◊◊◊◊
نتیجه گیرى :
سنگهای آذرین ساب ولکانیک شمال تهران سنگهایی با ترکیب بازیک تا حد واسط هستند که از گابرو تا مونزوگابرو و مونزودیوریت تغییر می کنند. تغییرات مقدار سیلیس آنها کم می باشد ولی از لحاظ محتوی K۲O تغییرات زیادی را نشان می دهند، به طوری که در نمونه های تفریق یافته تر تا %wt۴.۰۴ می رسد.
سنگهای ساب ولکانیک ترشیری شمال تهران خصوصیات ژئوشیمیایی مرتبط با فرورانش نشان می دهند. این خصوصیات، بویژه رفتار عناصر ناچیز آنها مشابه ماگماهای ایجاد شده در قوس های آتشفشانی می باشند.
سنگهای این منطقه از لحاظ LILE و LREE نسبت به HFSE غنی شدگی نشان می دهند و در مقابسه با MORB نسبتهای LILE/HFSE و LREE/HFSE بالاتری دارند.
◊◊◊◊◊◊◊
منابع فارسى :
- امینی، ب.، امامی، م. ه. (۱۹۹۳). نقشه زمین‌شناسی ۱:۱۰۰۰۰۰ تهران. سازمان زمین‌شناسی کشور.
- بلوریان، غ. (۱۳۷۱). مطالعه پتروگرافی و پترولوژی سازند کرج در البرز مرکزی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم. ۱۵۸ ص.
- داوری، م. (۱۳۶۶). بررسیهای زمین‌شناسی و پترولوژی سنگهای نفوذی قصر فیروزه (شرق تهران). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ۲۱۱ ص.
- حقی‌پور، ع.، تراز، ه.، وحدتی دانشمند، ف. (۱۳۶۵). نقشه زمین‌شناسی ۱:۲۵۰۰۰۰ تهران. سازمان زمین‌شناسی کشور.
- سلیمانی، ب. (۱۳۶۸). مطالعه پتروگرافی و پترولوژی توده آذرین مبارک‌آباد (شمال شرق تهران). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم.
- شاهرخی، ز. (۱۳۶۶). بررسی زمین‌شناسی، پترولوژی و ژئوشیمیایی منطقه میگون- نوجان (البرز مرکزی). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ۲۴۱ ص.
- شایگانفر، ف. (۱۳۶۶). بررسی پترولوژی و سنگ‌شناسی پاره ای از توده‌های نفوذی شرق تهران. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ۱۳۷ ص.
- قربانی، م. ر. (۱۳۷۰). سنگ شناسی توفهای ترشیری بخشی از البرز مرکزی و بررسی پتانسیل اقتصادی آن. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، ۱۸۱ ص.
- لاسمی، ی. (۱۳۷۰). بادزنهای زیردریایی و نهشته‌های توربیدیتی در سازند کرج. دهمین گردهمایی سازمان زمین‌شناسی کشور، ص. ۵.
- مشایخی، ن. (۱۳۷۹). تحلیل ساختاری ناحیه شمال تهران (دارآباد تا درکه). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، ۱۷۴ ص.
- واعظ، ب. (۱۳۸۳). پتروگرافی و پترولوژی سنگهای آذرین منطقه امامزاده داوود (شمال غرب تهران). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.
- وثوقی عابدینی، م.، سهیلی، م.، رجاء بهشتی، ف. (۱۳۵۴). زمین‌شناسی و پتروگرافی ناحیه شرق کلاک واقع در ۶ کیلومتری شرق شهرستان کرج. سازمان زمین‌شناسی کشور، شماره ۶۷.
- ولی‌زاده، م. و. (۱۳۶۶). بررسی پترولوژی توده آذرین بنیاد کرج. نشریه علوم دانشگاه تهران، جلد شانزدهم، شماره ۱ و ۲، ص. ۲۸-۵.
◊◊◊◊◊◊◊
References:
- Alavi, M. (۱۹۹۶). Tectonostratigraphic synthesis and structural style of the Alborz Mountain system in Northern Iran. Journal of Geodynamics, V. ۲۱, p. ۱-۳۳.
- Dellenbach, J. (۱۹۶۴). Contribution a I’etude geologique de region situess al’est de Tehran (Iran). Faculty of Science, University of Strasbourg (France), ۱۱۷p.
- Engalenc, M. (۱۹۶۸). Geologie, geomprphologie, et hydrogeologie de la region de Tehran (Iran). These Sciences Montpellier, ۱۸۰ p.
- Gansser, A. & Huber, H. (۱۹۶۲). Geological observations in the central Elburz, Iran. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen, V. ۴۲, p. ۵۸۳-۶۳۰.
- Irvine, T., Baragar, W., ۱۹۷۱. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences ۸ (۵), p. ۵۲۳–۵۴۸.
- Iwao – Shuighe, and Hushmandzadeh, A. (۱۹۷۱). Stratigraphy and petrology of low-grade regionally metamorphosed rock of Eocene Formation in Albourz range (North of Tehran). Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, V. ۶۵, No. ۶, p. ۲۶۵-۲۸۵.
- Middlemost, E. A. K. (۱۹۹۴). Naming materials in the magma/igneous rock system. Earth-Science reviews, V. ۳۷, p. ۲۱۵-۲۲۴.
- Moine Vaziri, H. (۱۹۸۵). Volcanisme tertiaire et quaternaire en Iran. These d’Etat. Université Paris-Sud, ORSAY.
- Münker, C., Wörner, G., Yogodzinski, G., Churikova, T., (۲۰۰۴). Behaviour of high field strength elements in subduction zones: constraints from Kamchatka–Aleutian arc lavas. Earth and Planetary Science Letters, ۲۲۴, p. ۲۷۵– ۲۹۳
- Peccerillo, A. & Taylor, S. R. (۱۹۷۶). Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology ۵۸, ۶۳–۸۱.
- Stöcklin, J. (۱۹۷۴). Northern Iran: AlborzMountains, in A.M., Spencer, ed., Mesozoic–Cenozoic orogenic belts data for orogenic studies; Alpine—Himalayan Orogens. Geological Society [London] Special Publication ۴, p. ۲۱۲–۲۳۴.
- Stöcklin, J. (۱۹۷۷). Structural correlation of the Alpine ranges between Iran and central Asia. Société Géologique de France, Memoire hors série, V. ۸, p. 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. Geological Society [London] Special Publication, p. ۳۱۳–۳۴۵.
- Wood, D.A. (۱۹۸۰). The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province. Earth and Planetary Science Letters, V.۵۰, p.۱۱-۳۰.
محمد رضا ایران نژادی ، دانشجوی دوره دکتری دانشگاه شهید بهشتی و عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان
منصور وثوقی عابدینی ، عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی
محمد رضا قربانی ، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس
محمد پورمعافی ، عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
سنگهای آذرین ساب ولکانیک ترشیری به صورت سیل، دایک و استوک در دامنه های جنوبی البرز مرکزی در شمال تهران مشاهده می شوند. ترکیب سنگ شناسی آنها از گابرو تا مونزوگابرو و مونزودیوریت تغییر می کند. بررسی تجزیه های شیمیایی اکسیدهای اصلی و طیف وسیعی از عناصر ناچیز 22 نمونه از سنگهای منطقه نشان می دهد که خصوصیات ژئوشیمیایی این سنگها با خصوصیات سنگهای قوسهای آتش فشانی در حاشیه های صفحه ای مخرب شباهت زیادی دارند. غنی تر بودن از لحاظ عناصر آلکالن، آلکالن خاکی و Th نسبت به NMORB و تهی شدگی از لحاظ HFSE (Ta، Nb، Zr و Hf) نسبت به LREE از خصوصیات بارز سنگهای این منطقه هستند.
Abstract :
Tertiary subvolcanic igneous rocks are found as sills, dykes and stocks in the southern flanks of CentralAlborzMountains, in the north of Tehran. Their composition ranges from gabbro to monzogabbro and monzodiorite. Investigation of gechemical analysis of major oxides and a vast range of trace elements of 22 rock samples of the region show that geochemical characteristics of these rocks have great similarities with those of volcanic arcs in the destructive plate margins. More enrichment in alkaline, alkaline earth elements, and Th with respect to N-MORB and depletion in HFSE (Ta, Nb, Zr, and Hf) relative to LREE are characteristics of the rocks of this region.