بررسی کانی شناسی و مینرال شیمی سنگهای آتشفشانی کوه دم
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | ملیحه شاهزیدی |
| تاريخ برگزاری | ۰۱ اسفند ۱۳۸۵ |
مقدمه :
منطقه مورد مطالعه در شمال شرقى اردستان و استان اصفهان بین طولهاى جغرافیایى شرقى ΄۵۰ ˚۵۲ الى ˚۵۳ و عرضهاى جغرافیایى شمالى΄ ۵۱ ˚۳۳ الى΄ ۵۶ ˚ ۳۳ واقع شده است. از نظر تقسیمات زمین شناسى ایران ، منطقه مورد مطالعه در بخش غربى ایران مرکزى واقع گردیده است ( شکل ۱ ). نتایج مطالعات دقیق پتروگرافی و طبقه بندی شیمیایی سنگها حاکی از آن است که ترکیب غالب سنگهای این توده شامل ریولیت ، ریوداسیت ، داسیت ، آندزیت و آندزی بازالت است. کانیهای مهم تشکیل دهنده ریولیت ، ریوداسیت و داسیت شامل کوارتز ، پلاژیوکلاز ، الکالی فلدسپار ، بیوتیت و آمفیبول و در آندزیت و آندزی - بازالت شامل پلاژیوکلاز ، آمفیبول ، بیوتیت ، کلینوپیروکسن و الیوین می باشد. کانیهای بیوتیت ، کلینوپیروکسن ، پلاژیوکلاز و الکالی فلدسپار در این سنگها تحت آنالیز الکترو مایکروپروب قرار گرفته اند. کلیه آنالیزها در دانشگاه Naruto ژاپن با استفاده از دستگاه EPMA، مدل JXA – ۸۸۰۰R Jeol با ولتاژ شتاب دهنده ۱۵KV و شدت جریان ۱۵NA و زمان شمارش ۴۰ ثانیه انجام شده است.
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
پتروگرافى
همانطور که قبلا" اشاره شد، سنگهاى ولکانیکى کوه دم شامل شامل ریولیت ، ریوداسیت ، داسیت ، آندزیت و آندزی-بازالت است که در زیر به شرح مختصرى از آنها مى پردازیم :
گدازهاى آندزیتى
این سنگها متشکل از فنوکریستهاى پلاژیوکلاز ( شکل ۲ – A ) ، بلور هاى شکل دار تا نیمه شکل دار کلینو پیروکسن ( اوژیت ) که توسط محصولات دگرسانى سودومورف شده اند (شکل ۲ - B )، هورنبلند سوخته ( شکل ۲ – C ) و به مقدار کمترى بیوتیت هاى صفحه اى مى باشند. فنوکریستها % ۵۰ – ۱۵ حجم سنگ را به خود اختصاص مى دهند. زمینه شامل میکرولیت هایى از پلاژیوکلاز ، کلینوپیروکسن و آمفیبول است که در بین آنها شیشه هاى دویتریفیه شده ، آپاتیت و مانیتیت دیده مى شود. بافت سنگ گلومروپورفیریک و هیالو پورفیریک است. کانیهاى ثانویه شامل کلریت ، کربنات و هیدروکسیدهاى آهن مى باشند.
گدازه هاى آندزى بازالتى
این سنگها شامل % ۵۰ – ۳۰ فنوکریست پلاژیوکلاز ، کلینوپیروکسن ( دیوپسید ، اوژیت) ، الیوین با تجزیه به ایدنگسیت (شکل ۲ – F ) و آمفیبول سوخته مى باشند. اندازه فنوکریستها ۴ - ۳ میلى متر بوده و زمینه داراى میکرولیتهایى از پلاژیوکلاز ( % ۵۰ – ۳۵ ) ، کلینوپیروکسن ، شیشه هاى ولکانیکى دویتریفیکاسیون شده و کانیهاى فرعى مانند آپاتیت و زیرکن است. بافت سنگ اینترسرتال و ساب افیتیک مى باشد. کانیهاى ثانویه شامل سوسوریت ، کربنات ،ایدنگسیت و مقدار کمى هیدروکسیدهاى آهن مى باشند.
گدازه هاى ریولیتى و داسیتى
ریولیت ها و داسیت ها سنگهایى با بافت پورفیرى و با فنوکریست هایى از کوارتز خلیجى ( شکل ۲ – D ) ، پلاژیوکلاز ، الکالى فلدسپار و آمفیبول و مقدار کمى بیوتیت مى باشند که بیشتر از %۵۰ درصد سنگ را به خود اختصاص داده اند. زمینه شامل کوارتز ، آلکالى فلدسپار و پلاژیوکلاز است(۲– E ). آپاتیت و زیرکن در کانیهایى مثل بیوتیت و آمفیبول دیده مى شوند. کانیهاى ثانویه شامل کلریت، کلسیت و اکسیدهاى آهن مى باشند.
کانی شناسی و مینرال شیمی توده ولکانیکی کوه دم
مطالعات مینرال شیمی بر روی کانیهای بیوتیت ، پلاژیوکلاز ، پیروکسن و الکالى فلدسپار متمرکز شده است که نتایج این مطالعات به شرح زیر است:
پیروکسن
پیروکسن ها یکى از مهمترین فنوکریست هاى موجود در سرى روانه هاى حدواسط و حدواسط متمایل به بازیک مى باشند. پیروکسن هاى موجود در این سرى روانه ها از نوع کلینوپیروکسن هستند و به صورت بلورهاى اتومورف و ساب اتومورف دیده مى شود. همچنین کلینوپیروکسن ها در امتداد رخهاى خود به کلسیت تجزیه شده اند ( شکل ۲ - B ). ترکیب این کانیها بر پایه داده هاى الکترو مایکروپروب در حد اوژیت است ؛ بطوریکه با انتقال نتایج حاصل از تجزیه چند کلینوپیروکسن بر روى نمودار J Q – ( موریموتو و همکاران ، ۱۹۸۸ ) ، همانطورکه مشاهده میشود تمامى کلینوپیروکسن ها در قلمرو پیروکسن هاى آهن – منیزیم – کلسیم دار قرار مى گیرند( شکل ۳ – A ) ؛ همچنین در نمودار Wo-En-Fs نمونه هاى مورد مطالعه در محدوده اوژیت قرار مى گیرند( شکل ۳ – B ).
فلدسپار
فنوکریست غالب در کلیه سنگهاى منطقه پلاژیوکلاز است که از ذرات دانه ریز موجود در زمینه تا فنوکریست در تغییر است. بیشترین درصد آنورتیت درسنگهاى منطقه مربوط به آندزى بازالتهاست ( شکل ۴ – A). بطوریکه ترکیب پلاژیوکلاز در این سنگها از An ۹۰ ( در مرکز ) تا An ۷۰ ( در حاشیه )در تغییر است که نشان دهنده منطقه بندى عادى در این کانیهاست. منطقه بندى عادى نشاندهنده عدم تعادل کامل بوده و در واقع نشان مى دهد که تبلور در یک طیف وسیع صورت گرفته است. هال ( ۱۹۹۶ ) ورود آب به مخازن ماگمایى یا افزایش درصد آب در ماگماى باقیمانده به موازات تبلور را عامل منطقه بندى پلاژیوکلاز مى داند. بطرف آندزیتها ، تراکى آندزیتها ، داسیتها و ریولیتها بطور منظم و بتدریج از درصد آنورتیت پلاژیوکلازها کاسته و ترکیب آنها از بیتونیت به سمت آندزین متمایل مى شود. ریولیتها و داسیتها داراى پلاژیوکلازهایى با ترکیبAn۳۰ تاAn۵۰ مى باشند ( شکل۴ - C , D , E ,) و علاوه بر این حاوى بلورهاى فلدسپار الکالن از نوع سانیدین مى باشند. ترکیب پلاژیوکلازها در آندزیتها بین An۵۰ تـــاAn۷۰ اسـت( شکل ۴ - B).
میکاها
فراوانترین کانى مافیک سنگ ، بلورهاى بیوتیت مى باشند که بصورت پولکهایى به طول نیم میلیمتر دیده مى شوند. دیر( ۱۹۶۵( میکاهاى آهن و منیزیم دار را بر پایه مقدارFe/Fe+Mg به بیوتیت ( > ۰.۳۳ Fe/Fe+Mg )و فلوگوپیت ( < ۰.۳۳ Fe/Fe+Mg )تقسیم نموده است. کلیه کانیهایى میکا داراى مقادیر < ۰.۳۳ Fe/Fe+Mg بوده و در رده فلوگوپیت قرار مى گیرند ( شکل ۵ –B ). فورستر ( ۱۹۶۰ ) نیز با استفاده از مقادیر کاتیونى Mg۲+ , Mn۲+, Fe۳+ , Fe۲+ , Ti و ALVIاقدام به رده بندى میکاها نموده است. در این رده بندى نیز نمونه هاى منطقه در محدوده فلوگوپیت قرار مى گیرند ( شکل ۵ –A ).
تعیین سرى ماگمایى سازنده کانیها
از آنجا که ترکیب کانیها در سنگهاى آذرین تابع ترکیب شیمیایى و محیط تشکیل ماگمایى است که از آن متبلور مى شوند ، لذا بررسى شیمى کانیها به عنوان معیار مناسب براى شناسایى سرى ماگمایى و محیط تکتونیکى کاربرد گسترده اى دارد( لوتریر و همکاران ، ۱۹۸۲; نیسبت و پیرس ، ۱۹۷۷).
پیروکسن ها
براى تعیین سرى ماگمایى سازنده پیروکسن ها از دو نمودار SiO۲ – Al۲O۳ و Ca + Na – Tiبهره جسته ایم. کلینو پیروکسن هاى منطقه در مقایسه با انواع موجود در سنگهاى ساب الکالن از Alغنى ترند و بر روى نمودار SiO۲ – Al ۲ O۳( لوباس و همکاران ،۱۹۶۲ ) اکثرا" در قلمرو الکالن قرار مى گیرند (شکل ۶ –B ) .همچنین مطابق شکل ۶ - Aکلینوپیروکسن ها از لحاظ تغییراتCa + Na در مقابلTi در قلمرو بازالتهاى تولئیتى و کالک الکالن ( لوتریر ، ۱۹۸۲ ) قرار مى گیرند.
میکاها
براى تعیین ترکیب شیمیایى و محیط تشکیل ماگماى سازنده میکاها از رده بندى عبدالرحمن ( ۱۹۹۴ ) استفاده کرده ایم.این رده بندى بر اساس اکسیدهاى عناصر اصلى Al۲O۳ ،MgOوFeO t در ترکیب بیوتیتها بنا گردیده است. بر اساس این رده بندى نمونه ها در محدوده کالک الکالن کوهزایى قرار مى گیرند.
نتیجه گیرى :
نتایج بررسی میکروسکوپی و آنالیز مایکروپروب کانیهای تشکیل دهنده سنگهای ولکانیکی کوه دم به قرار زیر است:
۱- طیف ترکیبى توده ى ولکانیکى کوه دم بین اسیدى تا حدواسط بازیک تغییر مى کند.
۲- بر اساس مطالعات پتروگرافى سنگهاى این توده عمدتا" داراى ترکیب ریولیتى ، داسیتى ، ریوداسیتى ، آندزیتى و آندزى بازالتى مى باشند.
۳- پیروکسن در سنگهای آندزیتی و آندزی بازالتی دارای ترکیبی در حد اوژیت است و موازنه AlIV با AlVI و Cr در موقعیت اکتائدری نشان می دهد که فوگاسیته اکسیژن در محیط تشکیل پیروکسن ها بالا بوده است.
۴– ترکیب پلاژیوکلازها از سنگهای بازیک به سمت سنگهای اسیدی از بیتونیت تا آندزین در تغییر است و واجد منطقه بندی خفیفی هستند.
۵– ترکیب میکاها در محدوده فلوگوپیت قرار می گیرد.
۶– بررسی ژئوشیمیایی ترکیب پیروکسن ها و میکاها نشان می دهد که ماگمای مولد سنگهای ولکانیک کوه دم در محدوده کالکوالکالن پتاسیم بالا واقع می شود و متعلق به مناطق کوهزایی هستند.
◊◊◊◊◊◊◊
References:
۱. Abdel – Rahman, A, M, ۱۹۹۴. Nature of biotites from alkaline, Calc-alkaline and peraluminous magmas. J. Petrol., ۳۵: ۵۲۵ – ۵۴۱.
۲. Deer, W.A., Howie, R.A.and Zussman. ۱۹۶۲. J, Rock – forming minerals, V.۳. Sheet silicates. Longman, London۱:place>۱:city>.
۳. Deer۱:city>, WA۱:state>۱:place>, Howie, RA & Zussman, J. ۱۹۹۱. An Introduction to the Rock-Forming Minerals Rock-Forming Minerals, ۲nd ed., Longman۱:city>, NY۱:state>۱:place>, ۶۹۶ p.
۴. Foster.۱۹۶۰.Classification diagram for biotite, Journal of Petrology. V.۱.
۵. LeBas۱:city>, N.J.۱:state>۱:place>, ۱۹۶۲, the role of aluminous in igneous clinopyroxenes with relation to their parentage. Am. J. Sci., ۲۶۰, ۲۶۷ – ۸۸.
۶. Leterrier, J., Maury, R. C., Thonon, P., Girard, D and Marchal, M, ۱۹۸۲. Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of paleo-volcanic series. Earth. Planet. Sci. Lett., ۵۹, ۱۳۹-۵۴.
۷.Morimoto,N.,Fabrise,J.,Ferguson,A.,Ginzburg,I.V.,Ross,M.,Seifert,F.A.,Zussman,J.,Akoi,K.and Gottardi ,G.,۱۹۸۸.Nomenclature of pyroxenes . Mineralogical Magazine, ۵۲: ۵۳۵ – ۵۵.
۸. Nisbet, E. G. and Pearce, J. A., ۱۹۷۷.clinopyroxene composition in mafic lavas from different tectonic setting. Ibid. ۶۳, ۱۴۹-۶۰.
۹. Papike, J. J., Cameron, K. L.and Baldwine, K. ۱۹۷۴. Amphiboles and clinopyroxenes: charactrisation of other than quadrilateral components and estimates of ferric iron from microprobe data. Geol. Soc. Amer. Abstr. With Program, ۶, ۱۰۵۳-۴.
۱۰. Schweitzer, E. L., Papike, J, J., and Bence, A. E., ۱۹۷۹. Statitical analysis of clinopyroxenes from deep-sea basalts. Am. Mineral., ۶۴, ۵۰۱-۱۳.