کلیاتی از متابازیت های خیلی ضعیف منطقهء کمال آباد واقع در غرب نائین (استان اصفهان)

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده مژگان جوانمردی
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

مقدمه:
منطقهء مورد مطالعه جزئی از نوار آتشفشانی اومیه-دختر است (درویش زاده، ۱۳۸۲) که بین مختصات
جغرافیایی ´۰۰ و ْ۵۳-´۳۰ و ْ۵۲ شرقی و ´۰۰ و ْ۳۳-´۳۰ و ْ۳۲ شمالی قرار می گیرد (نقشهء ۱). این
منطقه در ۱۱۰ کیلومتری شمال شرق اصفهان و ۲۰ کیلومتری غرب نائین واقع شده است (نقشهء ۲).
دگرگونی بسیار ضعیف در بخش فوقانی پوستهء زمین فرایندی همیشگی و فراگیر است که با توجه به جایگاه تکتونیکی و شرایط فیزیکو-شیمیایی، انواع متفاوتی خواهد داشت که شامل این موارد می شود (Frey, ۱۹۸۷): -دگرگونی بستر اقیانوس –دگرگونی گرمابی (هیدروترمالی) –دگرگونی انباشتی –دگرگونی حرارتی و –دگرگونی در مناطق فرورانش. در هر کدام از این دگرگونی های بسیار ضعیف تغییرات ترکیب و پاراژنز کانی ها در موقعیت های مختلف تکتونیکی کلا" سیستماتیک است و می توان در آنها بر حسب شرایط فشار-دما رخساره های متعدد دگرگونی را تعئین نمود (Coombs, & et als., ۱۹۷۰). دگرگونی بسیار ضعیف رخ داده ذر منطقهء مورد مطالعه از نوع گرمابی (هیدروترمالی) میباشد. با نگاهی اجمالی بر حجم کارهای انجام شده روی این نوع دگرگونی در ایران این نکته آشکار می شود که دگرگونی بسیار ضعیف روی داده بر سنگ های آتشفشانی بازیک تا حدواسط کمتر مورد مطالعهء دقیق پترولوژی قرار گرفته و داده های موجود در این مورد ناچیز است. پس در ادامه به بررسی این نوع از دگرگونی در منطقهء کمال آباد واقع در غرب نائین پرداخته می شود. برای انجام این کار از مطالعات صحرایی، میکروسکوپی و نتایج حاصل از آنالیز میکروپروب کانی ها (که در دانشگاه Kanazawa ژاپن انجام گرفته) بهره گرفته شده است.
 
◊◊◊◊
 
بحث:
 
نمای کلی منطقه:
منطقهء مورد نظر از ولکانیک های ائوسن که بیشتر در حد اولیوین بازالت تا بازالت آندزیتی هستند، تشکیل شده (منصوری، ۱۳۷۷) که قسمت های رویی آنها توسط توف های قرمزرنگ پوشیده شده و در بالاترین بخش آنها برش های پیروکلاستیک روشن قرار می گیرند (عکس ۱). این سنگ ها تحت تاءثیر دگرگونی هیدروترمال به سن اولیگوسن آغازی قرار گرفته (Iwao & et al., ۱۹۷۱) و بدین ترتیب کانی هایی نظیر پرهنیت، زئولیت، کوارتز، کلسیت، کلریت، فرواکتینولیت و مالاکیت در درز و شکاف ها و حفرات سنگ ها تشکیل می شود (تصویر A۱).
دگرگونی هیدروترمال:
سنگ های مورد مطالعه در سطح و بخش های فوقانی پوسته تحت تاءثیر محلول های آبکی با خاستگاه مختلف قرار می گیرند. حد تاءثیر پذیری با شرایط فیزیکی و شیمیایی حاکم از قبیل دما، فشار، کانی شناسی، پترولوژی، ترکیب کلی، بافت، نفوذپذیری و در نهایت مدت زمان تاءثیر سیالات مشخص می شود. با توجه به نوع: سنگ، کانی شناسی، بافت، ترکیب ایزوتوپی، عناصر نادر و ترکیب کلی آنها در سنگ ها تبلور مجددی رخ می دهد. تغییرات ایجاد شده توسط دگرگونی خیلی ضعیف اعمال شده بر ولکانیک های منطقه در حدی نیست که منجر به تغییرات ساختاری و یا بافتی آنها گردد و اصولا" در حد تغییرات کانی شناسی و در شرایط استاتیک تحقق می یابد (عمیدی و امامی، ۱۳۶۱). از خصوصیات متداول متاولکانیک های درجهء بسیار ضعیف توسعهء اولیه وسیع، توزیع پراکندگی، رشد انتخابی کانی های ثانویه در حفرات و شکستگی ها و رشد توپوتاکسیل این کانی ها بعد از Pl، Cpx، Ol و شیشه های ولکانیکی اولیه می باشد (Frey, ۱۹۸۷). روانه های بازالتی-آندزیتی موجود در منطقه در نتیجهء آلتراسیون هیدروترمال منظره ای بسیار فرسوده پیدا می کند و سنگ حالت شکننده ای دارد اما بافت پورفیری در آنها حفظ شده است (تصویر B۱). وجود شکستگی ها و نیز فعالیت گسله ها در سنگ های آتشفشانی منطقه عبور محلول های هیدروترمال را که از ماگمای اعماق زمین منشاء می گیرد، آسانتر کرده (عکس ۲) و در نتیجه دگرگونی هیدروترمالی را در محدودهء شکستگی ها شدیدتر می کند.
بررسی کانی های دگرگونی هیدروترمالی موجود در منطقه:
دگرگونی هیدروترمال رخ داده در منطقه بر ولکانیک های ائوسن منطقه (اکثرا" بازالت ها) اثر کرده و متابازیت های خیلی ضعیف را ایجاد می کند. کانی های موجود در این متابازیت ها از نظر اولیه و ثانو یه
 
بودن به ۲ دسته تقسیم می شوند: ۱) آنهایی که به صورت کانی های هیدروترمالی اولیه تشکیل شده و رگه ها، رگچه ها، شکستگی ها و حفرات موجود در گدازه ها و توف های منطقه را پر می کنند. این کانی ها شامل: زئولیت، کوارتز، کلسیت و مالاکیت می شوند. ۲) آنهایی که در اثر تاءثیر محلول های هیدروترمالی بر روی کانی های مربوط به سنگ های آتشفشانی منطقه ایجاد شده اند. عدم پایداری برخی از این کانی ها مثل: Pl بازیک (از نوع لابرادور)، Ol و Cpx (از نوع اوژیت) سبب پیدایش کانی های پرهنیت، کلریت، فرواکتینولیت و ندرتا" اپیدوت به صورت هیدروترمالی ثانویه می شود.
به غیر از مطالعات صحرایی و میکروسکوپی بر روی کانی های فوق، تعدادی از آنها مورد آنالیز میکروپروب قرار گرفتند (جدول ۱) تا از وجود درست و قطعی بعضی از آنها و از نوع بعضی دیگر اطمینان حاصل شود. همچنین نوع رخساره های موجود در منطقه و در نتیجه شرایط فشار و حرارت حاکم بر سیالات هیدروترمالی منطقه نیز تا حدودی معلوم گردد. کاتیون ها به کمک نرم افزار Spread sheets (Preston, ۱۹۹۹) حساب شده اند. بر طبق این مطالعات معلوم گردید که:
در اثر تاءثیر سیالات هیدروترمال بر سنگ های منطقه اکثریت Ol های موجود در نمونه ها در تمام قسمت ها به نوعی کلریت به نام Brunsvigite تبدیل شده (تصویر C۱)، لابرادورها در اکثر جاها پرهنیتی شده اند (تصویر D۱) و در بعضی موارد سوسوریتی شده و به کلسیت و اپیدوت (در مرکز) و کلریت (در حاشیه) تبدیل شده اند (تصویر E۱) و Cpx های نوع اوژیت هم اورالیتی شده، به نوعی آمفیبول به نام فرواکتینولیت تبدیل شده اند و اپاک و اکسید آهن نیز آزاد کرده اند (تصویر F۱). در مورد زئولیت هم مطالعات میکروسکوپی و بررسی نتایج آنالیزها معلوم کرد که نوع زئولیت های منطقه، مزولیت می باشد (تصویر G۱). همچنین وجود کوارتز، مالاکیت و کلسیتی که البته به صورت هیدروترمالی تشکیل شده (تصویر H۱) نیز از طریق همین مطالعات برای ما حتمی شد.  
به کمک مطالعات انجام شده می توان گفت که ترتیب تشکیل کانی های فوق بدین صورت می باشد: کلریت، فرواکتینولیت، پرهنیت، مالاکیت، زئولیت، کوارتز و کلسیت و با بررسی ترتیب تشکیل این کانی ها می توان پی برد که سیالات موجود در منطقه از یون های Ca، Al، Si، OH و تا حدی Na غنی بوده اند. حال با توجه به این پاراژنز کانی های دگرگونی درجهء بسیار ضعیف و به کمک نتایج حاصله از آنالیزهای الکترون-مایکروپروب معلوم می شود که رخسارهء موجود در منطقه از نوع رخسارهء زئولیت تا پرهنیت-اکتینولیت می باشد.
شرایط فشار و حرارت حاکم بر سیالات هیدروترمالی:
فشار سیالات و دما از عوامل اصلی ایجاد دگرگونی هیدروترمال هستند. وفور کانی های آبدار در اکثر
سنگ هایی که تحت تاءثیر این نوع دگرگونی قرار گرفته اند، تاءئیدی بر تاءثیر مهم فشار سیالات در دگرگونی هیدروترمال موجود در منطقه می باشد که با توجه به شرایط ترمودینامیکی حاکم بر تشکیل کانی های دگرگونی و عدم وجود کانی های فشار بالا (از قبیل ژادئیت، گلوکوفان، آراگونیت و لاوسونیت) فشار حاکم بر محیط زایش دگرگونی فوق کمتر از ۳ کیلوبار می باشد.
 
 
 
 
تصویر ۱) (A) حفرهء پر شده توسط مواد هیدروترمالی (XPL, ۱۰۰X)، (B) بافت پورفیری حفظ شده در سنگی که کانی های آن تحت تاءثیر دگرگونی هیدروترمالی فرسوده شده اند (XPL, ۱۲.۵X)، (C) کلریتی شدن Ol ها بخصوص در اطراف و شکاف ها (نوع کلریت: Brunsvigite) (XPL, ۱۰۰X)، (D) پرهنیتی شدن Pl های بازیک (ماکل پاپیونی در پرهنیت ها دیده می شود) (XPL, ۱۲.۵X)، (E) سوسوریتی شدن Pl ها به کلسیت و اپیدوت در مرکز و کلریت در حاشیه (XPL, ۴۰X)، (F) تبدیل Cpx نوع اوژیت به آمفیبول کلسیک نوع فرواکتینولیت (PPL, ۴۰X)، (G) پدیدهء زئولیتی شدن در شکاف ها و حفرات (XPL, ۴۰X) و (H) کلسیت های هیدروترمالی با دو رخ کاملا" مشخص (XPL, ۴۰X).
جدول ۱) نتایج آنالیزهای الکترون مایکروپروب کانی های هیدروترمالی (پرهنیت، زئولیت، آمفیبول، کلریت
و کلسیت)* .(Preston, ۱۹۹۹)
Label
VB
VB
CR۲
Mineral
Prehnite
Prehnite
Zeolite
Zeolite
Amphibole
Amphibole
Chlorite
Calcite
SiO۲
۴۴.۴۸۶
۴۳.۴۰۸
۴۷.۳۷۳
۴۷.۶۲۰
۵۴.۱۵۸
۵۲.۷۱۰
۲۸.۱۴۳
۰.۰۰۰
TiO۲
۰.۰۱۶
۰.۰۲۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۴۶
۰.۰۵۸
۰.۱۸۳
۰.۰۰۰
Al۲O۳
۲۳.۵۲۴
۲۰.۳۳۱
۲۴.۸۲۲
۲۵.۴۹۱
۲.۳۲۰
۰.۴۳۴
۱۲.۸۸۸
۰.۰۰۰
Cr۲O۳
۰.۰۰۰
۰.۰۰۱
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۳۸
۰.۰۰۲
۰.۰۰۶
FeO
۰.۹۴۲
۵.۱۶۲
۰.۰۰۶
۰.۰۰۲
۱۶.۴۳۱
۲۱.۵۴۶
۳۲.۶۹۸
۰.۰۲۵
Fe۲O۳
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
۰.۰۰۰
Mno
۰.۰۲۹
۰.۰۳۷
۰.۰۰۰
۰.۰۰۵
۲.۸۶۸
۱.۵۲۳
۰.۵۸۴

مژگان جوانمردی، دانشجوی کارشناسی ارشد پترولوژی، گروه زمین شناسی دانشگاه اصفهان
ایرج نوربهشت، دارای مدرک دکترای کانی شناسی از آلمان، استاد در دانشگاه اصفهان
قدرت ترابی، دارای مدرک دکترای پترولوژی از دانشگاه تربیت مدرس تهران، استادیار در دانشگاه اصفهان
فرشاد مجیدی، محل کار: مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته ای اصفهان
 
◊◊◊◊
 
چکیده:
دگرگونی درجهء بسیار ضعیف رخ داده در منطقهء کمال آباد واقع در غرب نائین که بر سنگ های ولکانیک بازیک ائوسن این منطقه اثر کرده، از نوع دگرگونی هیدروترمالی می باشد. این دگرگونی در حدی نیست که منجر به تغییرات ساختاری و بافتی سنگ های منطقه شود و اصولا" در حد تغییرات کانی شناسی تحقق می یابد. کانی های هیدروترمالی ایجاد شده در اثر این دگرگونی به ترتیب تشکیل عبارتند از: کلریت، فرواکتینولیت، پرهنیت، مالاکیت، زئولیت، کوارتز و کلسیت که درز و شکاف ها و حفرات موجود در سنگ های ولکانیک منطقه را پر می کنند. با توجه به این پاراژنز کانی ها می توان گفت که رخسارهء موجود در منطقه از نوع رخسارهء زئولیت تا پرهنیت-اکتینولیت می باشد. نتایج حاصل از آنالیزهای الکترون مایکروپروب می گوید که فشار کمتر از 3 کیلوبار و حرارت مابین 200 تا 400 درجهء سانتی گراد بر سیالات دگرسان کنندهء موجود در منطقه حاکم می باشد. نقش CO2 نیز بر دیاژنز و دگرگونی بسیار ضعیف بسیار مهم می باشد.
 
Abstract:
Very low-grade metamorphism (from type of hydrothermal metamorphism) in Kamal Abad region (west of Naein) affect Eocene basic volcanic rocks. The effects of this kind of metamorphism are only on the mineralogical composition of the basic rocks and any fabric and textural changes are not observed. Crystalization path of hydrothermal metamorphism minerals is: chlorite, Ferro-actinolite, prehnite, malachite, zeolite, quartz and calcite. These minerals filled cavities and fractures. These minerals assemblage show that the rocks underwent hydrothermal metamorphism from zeolite facies up to prehnite - actinolite facies. The results of electron microprobe analyses suggest that metamorphic temperatures have been between 200 to 400 °C at fluid pressures less than 3 kbar. CO2 has important role in diagenesis and very low-grade metamorphism.

کلید واژه ها: اصفهان