بررسی پترولوژی و پتروژنز کمپلکس افیولیتی شرق ایرانشهر
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | محمد الیاس مسلم پور |
| تاريخ برگزاری | ۰۱ اسفند ۱۳۸۵ |
مقدمه :
کم و بیش سه کمپلکس افیولیتى دست نخورده و سالم در مکران وجود دارد بعلاوه یک کالردملانژ شناخته شده و ملانژ تلخاب در منتهى الیه شمال شرقى؛ جمعاً ۵ توسعه افیولیتى در مکران وجود دارد[۲]. منطقه افیولیتى ایرانشهر یکى از عمده مناطق افیولیتى بوده که در قسمت شرقى زون افیولیت- آمیزه رنگین مکران واقع شده است. این ناحیه که به تقریب ۲۰۰۰ کیلومتر مربع وسعت دارد به دو واحد عمده زمین شناسى تقسیم مى گردد، بخش افیولیتى و بخش سنگهاى آتشفشانى و رسوبى دوره ترشیاری. (شکل- ۱) نقشه زمین شناسى قسمت مرکزى این ناحیه افیولیتى را نشان مى دهد که منطقه مورد مطالعه نیز در آن قسمت واقع شده است. محدوده اى که مورد مطالعه قرار گرفته در ۲۵ کیلومترى شرق ایرانشهر و در جنوب گسل دامن واقع شده است. اکثر گسلها در این محدوده روندى شمال غربى ـ جنوب شرقى دارند. بطور کلى محققین مجموعه بالا را جزء مجموعه افیولیتى جنوب جازموریان به حساب مى آورند که مى تواند بیانگر این مطلب باشد که این مجموعه باقیمانده اقیانوس تتیس مى باشد و سنگهاى قدیمى تر از کرتاسه در آن وجود ندارد که در کرتاسه بالائى بسته شده است و مطالعات فسیل شناسى این امر را ثابت مى کند
بحث :
از آن جایى که سنگهاى رخنمون یافته در ناحیه مورد مطالعه بطور کلى داراى ترکیبات مافیکى و اولترامافیکى هستند و به میزان کمى هم سنگهاى اسیدى یافت مى شود، لذا به منظور تعیین سرى ماگمایى، شیمى ماگما و تحولات آن مطالعات ژئوشیمیایى روى این سنگها به عمل آمده است. پلات این نتایج در نمودارهاى مختلفى به انجام رسیده که برخى از آنها ارائه گردیده و مابقى نمودارها به واسطه فشردگى مطلب آورده نشده اند، اما نتایج حاصله از آنها عنوان شده است.
نمودار آلکالى سیلیس به عنوان یکى از مفیدترین نمودارهاى طبقه بندى سنگهاى آذرین درونى و بیرونى بکار مى رود که نسخه هاى متعددى از آن توسط محققین مختلف ارائه گردیده است. این نمودار جهت تعیین سرى ماگمایى نمونه هاى بازیک و اسیدى ناحیه مورد مطالعه استفاده گردیده است. پلات نتایج در نمودار مزکور در( شکل ۲-a) آورده شده است. همانگونه که مشخص است نمونه هاى مافیک و اسیدى منطقه در این نمودار در میدان ساب آلکالن (تولئیتى) قرار مى گیرند. سنگ هاى منطقه در نمودار SiO۲ در برابر K۲O که توسط Peccerillo and Taylor, ۱۹۷۶ ارائه شده است، در محدوده ى سرى تولئیتى و سرى هاى پتاسیم پائین قرار مى گیرند (شکل-۲-b). در راستاى تعیین جزئیات بیشترى از ماگماى تشکیل دهنده سکانس افیولیتى مورد مطالعه از نمودارهاى دیگرى از جمله نمودار MgO، Al۲O۳، TiO۲+FeO و همچنین نمودار دو تائى Cr-Ti نیز استفاده گردیده است. نتایج این نمودارها حاکى از آن است که ماگماى تشکیل دهنده این مجموعه، ماگمائى پرمنیزیم و فقیر از پتاسیم بوده است.
دیاگرام MgO در مقابل MgO/CaO، (شکل ۳)، که توسط Meisel et al. (۱۹۹۷) ارائه شده است به عنوان شاخصى براى آلتراسیون سنگ هاى الترامافیک به کار مى رود. این شکل محدوده تمام زینولیتهاى گوشته اى آلتره نشده و پریدوتیتهاى توده اى و همچنین مواد اولیه گوشته فوقانى را نشان مى دهد. قرار نگرفتن نمونه هاى اولترامافیک منطقه مورد مطالعه در این شکل نشان دهنده درجه بالاى دگرسان شدن و سرپانتینى شدن این سنگها مى باشد که باعث کاهش نسبت MgO/CaO در سنگهاى منطقه شده است. هر سه نمونه الترامافیک آنالیز شده منطقه مورد مطالعه در خارج از این محدوده ها قرار مى گیرند. به نظر مى رسد که میزان عناصر اصلى این سنگها در در طى فرایند سرپانتینى شدن در زیر سطح زمین دچار تغییر شده باشد.
جهت تعیین محیط تکتونیکى سنگ هاى بازیک منطقه مورد مطالعه ابتدا از نمودار V (ppm) در مقابل Ti/۱۰۰ (ppm) استفاده شد. چنانچه از (شکل- ۴) قابل مشاهده است نمونه هاى منطقه ى مورد مطالعه در محدوده هاى مشترک MORB، بازالت هاى کالک آلکالن، تولئیت هاى قوسى وحوضه هاى پشت قوسى قرار مى گیرد. سپس براى اینکه بتوانیم موقعیت دقیق تر نمونه ها را مشخص کنیم از نمودار مثلثى, Ti-Zr-Y؛ (Pearce and Cann, ۱۹۷۳) و نمودار Zr/Y-Zr(Pearce and Norry, ۱۹۷۹)، استفاده کردیم. نمودارهاى متمایز کننده ((Pearce and Cann, ۱۹۷۳ براى بازالتهاى تولئیتى با دامنه ترکیبى ۲۰% >CaO+MgO>۱۲% به کار مى روند. بر اساس نمودار Ti-Zr-Y سنگهاى منطقه در محدوده MORB قرار مى گیرند ولى تمایل کمى هم به سمت محدوده کالک آلکالن بازالت نشان مى دهند. یکى از نمونه به علت در صد خیلى پائین Ti در خارج از محدوده ها قرار مى گیرد (شکل ۵).
بر اساس نمودار Pearce and Norry, ۱۹۷۹، (شکل ۶) سنگهاى منطقه در محدوده MORB قرار مى گیرند. یکى از نمونه ها در خارج از محدوده ها واقع مى شود..
در نمودار مثلى ۲*Nb, Zr/۴ و Y، Meshed, (۱۹۸۶)، (شکل ۷) نشان داد که ۴ محدوده اصلى بازالتها را مى توان شناسایى کرد. . بر اساس این نمودار سنگ هاى منطقه ى مورد مطالعه در محدوده ى MORB نوع E و MORB نوع N قرار مى گیرند ولى تمایل بیشترى به MORB نوع E نشان مى دهند . یکى از نمونه ها در قسمت تولئیتهاى داخل صفحه اى و بازالتهاى قوس آتشفشانى با تمایل به سمت MORB نوع N واقع مى شود.
نمودارهاى گام به گام Maniar And Piccoli, (۱۹۸۹) ، (شکل ۸)که براساس نسبتهاى عناصر اصلى ترسیم شده اند مى توان محیطهاى مختلف سنگهاى گرانیتى را از هم تشخیص داد. بر اساس نمودار نسبت K۲O در مقابل SiO۲ که متمایز کننده پلاژیوگرانیتهاى اقیانوسى از سایر گرانیتهاى غیر اقیانوسى (IAG, CAG, CCG, RRG, CEUG, PUG) مى باشد نمونه هاى گرانیتوئیدى منطقه مورد مطالعه در قسمت پلاژیوگرانیتهاى اقیانوسی واقع مى شوند. براساس نمودار دو متغیره Rb و (Y+Nb) از Pearce et al, (۱۹۸۴)، (شکل ۹) سنگ هاى گرانیتوئیدى منطقه مورد مطالعه در محدوده ى گرانیتهاى پشته اقیانوسی قرار مى گیرند.
براساس مقایسه صورت گرفته بین نمودارهاى عنکبوتى ناحیه مورد مطالعه، جزایر اقیانوسى و تولئیت هاى نوع E از یک طرف و الگوى کلى این عناصر در دیاگرام هاى فوق الذکر از طرفى دیگر مشخص نمود که سنگهاى تشکیل دهنده مجموعه افیولیتى شرق ایرانشهر از نوع بازالتهاى تولئیتى پشته میان اقیانوسى نوع P or E مى باشند (شکل ۱۰). در مجموعه افیولیتى شرق ایرانشهر توالى افیولیتى تقریبا کاملى دیده مى شود.
در این مجموعه تبدیل تدریجى سنگهاى اولترامافیکى گوشته به سنگهاى مافیک پوسته با تروکتولیت ها دنبال گردیده است. در توالى مافیک که به عنوان وسیعترین لیتولوژى در منطقه گزارش گردیده است، تبدیل تدریجى گابروهاى پگماتوئیدى به میکروگابروها دیده مى شود که در نهایت این توالى به آنورتوزیت ها و توالى پلاژیوگرانیتى ختم مى گردد. طیف وسیع سنگهاى مافیکى از گابروهاى پگماتوئیدى تا الیوین گابروها، گابروهاى کومولیتى و گابروهاى ریزبلور از یک سو و دامنه وسیع تغییرات SiO۲ در نمونه هاى مافیک به همراه مقادیر Al۲O۳, K۲O, Na۲O نمونه ها از سوى دیگر از شواهد مورد توجه مبنى بر وقوع تفریق و شکل گیرى آنها در مخزن ماگمایى مربوطه مى باشد. توالى پلاژیوگرانیتى در مجاورت توالى مافیک با مرز گسله این استدلال را در مورد شکل گیرى آن در اختیار قرار مى دهد که این توالى نیز حاصل مایعات باقى مانده از تفریق در اتاق ماگمائى گابرویى بوده است، که این قضیه نیز مى تواند به عنوان فاکتور مهم دیگر مورد توجه در مورد وقوع تفریق مذکور مدنظر قرار بگیرد. مرز گسله توالى هاى ذکر شده، عدم ایجاد دگرگونى مجاورتى در سنگهاى مافیک همجوار توالى پلاژیوگرانیتى همگى حاکى از این موضوع بوده که این سنگها بصورت سرد جایگزین گردیده اند و یا به عبارت بهتر جایگزینى این توالى بعد از تشکیل آن بوده است. شواهد ذکر شده به همراه شواهد پتروگرافى اعم از فراوانى پلاژیوکلاز آلبیتى و مقدار اندک پتاسیم فلدسپات در این سنگها و همچنین متوسط دانه بودن آنها که خود ناشى از عمق کم تبلور و نزدیک به سطح در آنها بوده همگى دال بر این موضوع بوده که این سنگها حاصل تبلور مذابهاى باقى مانده از ماگماى بازالتى نوع مورب بوده که در این صورت به مجموعه افیولیتى وابسته هستند.
همانگونه که اشاره گردید نرخ گسترش در ریفت مورد بحث سازنده از نوع تند تعیین گردید، در تکمیل این موضوع اشاره به برخى نکات لازم به نظر مى رسد. در ریفت هاى با نرخ گسترش تند (در حدود ۱۸ سانتیمتر در سال) ماگماى تشکیل شده معمولاً فرصت کافى براى تفریق در اختیار ندارد و قادر به ساخت و تشکیل یک توالى کامل افیولیتى نمى باشد، لذا سرى انباشتى در چنین مجموعه اى ناقص یا کم خواهد بود و بیشتر سنگهاى چنین مجموعه افیولیتى را توالى اولترامافیک تشکیل مى دهد[۵]. اما در مجموعه شرق ایرانشهر قطعا چنین وضعیتى حاکم نبوده است، چرا که اولاً گسترش توالى مافیک در ناحیه زیاد و شاید بیشتر از توالى اولترامافیک مى باشد و ثانیاً شواهدى در مورد وقوع تفریق در مخزن ماگمایى در قبل ارائه گردید. که چنین حالتى با نرخ گسترش تند انطباق ندارد. اما آنچه که در این میان واضخ به نظر مى رسد این است که نرخ گسترش در ریفت مورد بحث نه آنقدر کند بوده که شرایط تشکیل افیولیت هاى لرزولیتى در مجموعه افیولیتى شرق ایرانشهر حاکم گردد؛ نه آنقدر تند بوده که شرایط فوق مبنى بر عدم وقوع تفریق حادث گردد، بلکه شرایطى در حد مابین وضعیت گسترش کند و تند (تمایل به تند بیشتر) حکمفرما بوده، به گونه اى که براساس شواهد پتروگرافى، ژئوشیمى و پترولوژیکى ذکر شد، در مجموعه مورد بحث انطباق دارد.
Sengor (۱۹۹۰) پیشنهاد کرد چنین باریکه دریایى که کل خردقاره ایران مرکزى را در برگرفته به سه تکه تقسیم شده است:۱) اقیانوس فنوج که در امتداد غرب ـ جنوب غرب واقع شده بود و خرد قاره ایران مرکزی را از ورقه سنندج ـ سیرجان/آفرو ـ عربى جدا کرده است. ۲) اقیانوس سیستان که در شرق واقع شده بود و خرد قاره ایران مرکزى را از بلوکهاى فراح و هیلمند جدا کرده است و ۳) اقیانوس سبزوار که در شمال واقع شده بوده و خرد قاره ایران مرکزى را از صفحات توران و کپه داغ جدا کرده است. McCall, (۱۹۹۷) یک سناریو مشابه را براى ارزیابى تکتونیکى ناحیه مکران پیشنهاد کرده است و پیشنهاد کرده که جایگیرى تعدادى از افیولیتهاى جنوبى ایران در ناحیه مکران (مانند بندزیارت/درانار، گنج، رمشک/مختارآباد و تلخ آب) نتیجه خاتمه شاخه جنوبى این راه دریایى باریک مزوزوئیک بوده است.
با توصیفاتى که تاکنون ارائه شد تحولات منطقه و چگونگى تشکیل سنگهاى منطقه ى مورد مطالعه بصورت زیر بیان مى گردد: با درنظرگرفتن بازسازى هاى تکتونیکى قبلى این ناحیه، با نتایج ژئوشیمیایى این مطالعه، ما پیشنهاد مى کنیم که سنگهاى افیولیت ایرانشهر یک تکه از پوسته اقیانوسى نئوتتیس را نمایش مى دهد که در طول فرورانش به سمت شمال شاخه جنوبى باریکه دریایى تتیسى جایگیرى کرده است (اقیانوسى فنوج). این باریکه دریایى به حاشیه اقیانوسى تتیسى متعلق بوده است و خرد قاره ایران مرکزى را از ورقه سنندج ـ سیرجان/آفرو ـ عربى جدا کرده است.
نتیجه گیرى:
۱- در افیولیت شرق ایرانشهر، داده هاى شیمیایى براى سنگهاى خروجى و درونى وجود تنها یک گروه ار سنگهاى بازیک را شرح مى دهد. ولى در افیولیت هاى دیگر ایران مثل خوى ـ کرمانشاه و شهر بابک بیش از چند گروه از سنگهاى بازیک دیده مى شود
۲- براساس تقسم بندى بودیر و نیکلاس (۱۹۸۵)، افیولیتهاى محدوده ى مورد مطالعه داراى تیپ نزدیک هارزبورژیتى مى باشد ولى هارزبورژیتى کامل نیستند.
۳- دیاگرامهاى متمایز کننده عناصر کمیاب و عناصر ناسازگار نورمالیزه نشان مى دهد که بازالتها و گابروهاى کمپلکس افیولیتى شرق ایرانشهر خویشاوندى ترکیبى E-MORB دارند و از یک منبع گوشته اى غنى شده مشتق شده اند.
۴- مجموعه واحدهاى سکانس افیولیتى ایرانشهر گویاى این است که هم بخش پوسته اى سکانس افیولیتى (از رسوبات پلاژیک تا گابروهاى لایه اى سطح پائین) و هم بخش گوشته اى سکانس افیولیتى (شامل سنگهاى الترامافیک) رخنمون یافته است.
۵- وجود رسوبات پلاژیک در بالاى مجموعه افیولیتى شرق ایرانشهر, نشانه محیط عمیق دریایى تشکیل آنهاست. از طرفى وجود گدازه هاى بالشى نیز محیط اقیانوسى را براى تشکیل این مجموعه پیشنهاد مى کند. وجود گابروهاى لایه اى و سکانس کومولایى نشانه اى از وجود مخازن ماگمائى لیتوسفرى در پشته هاى میان اقیانوسى است که افیولیتهاى شرق ایرانشهر بقایائى از آنها هستند.
۶- روند دگرگونى به دو صورت دگرگونى داخلى (دگرسانى) و دگرگونى دینامیکى (دگرگونى خارجى) بر منطقه تأثیر داشته است. سرپانتینى شدن, منیزیتى شدن, رودنژیتى شدن و اورالیتى شدن از جمله روندهاى عمده این دگرسانى ها به شمار مى آیند. متابازیتها و شیست هاى سبز و شکستگى و خورد شدگى شدید از جمله سنگهاى دگرگونى خارجى هستند.
Reference
۱- Maniar, P.D., Piccoli, P.M., ۱۹۸۹. Tectonic discrimination of granitoids. Bulletin of the Geological Society of America ۱۰۱, ۶۳۵–۶۴۳.
۲- McCall, G.J.H, ۲۰۰۳, A Critiqu of the analogy between Archean and Phanerozoic tectonic based on regional mapping of the Mesozoic-Cenozoic plat Convergent zone in the Makran, Iran.
۳- Meschede, M., ۱۹۸۶. A method of discriminating between different types of mid-ocean ridge basalts and continental tholeiites with the Nb, Zr, Y diagram. Chemical Geology ۵۶, ۲۰۷–۲۱۸.
۴- Meisel, T., Melcher, F., Tomascak, K., Dingeldey, C., Koller, F., ۱۹۹۷. Re–Os isotopes in orogenic peridotite massifs in the Eastern Alps, Austria. Chem. Geol. ۱۴۳, ۲۱۷–۲۲۹.
۵- Nicolas, A. ۱۹۸۹. Structures of ophiolites and dynamics of oceanic lithosphere. Kluwer Academic publishers, London. Pp. ۳۶۷.
۶- Pearce, J.A., Cann, J.R., ۱۹۷۳. Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses. Earth Planetary Science Letters ۱۹, ۲۹۰–۳۰۰.
۷- Pearce, J.A., and Norry, M.J., ۱۹۷۹, Petrogenetic implication of Ti, Zr, Y, and Nb variations in volcanic rocks. Contrib. Mineral. Petrol., ۶۹, ۳۳-۴۷.
۸- Peccerillo, A., Taylor, S.R., ۱۹۷۶. Geochemistry of Eocene calc-alkaline rocks from Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology ۵۸, ۶۳-۸۱.
۹- Sengor, A.M.C., ۱۹۹۰. A new model for the late Paleozoic–Mesozoic tectonic evolution of Iran and implications for Oman. In: Robertson, A.H.F., Searle, M.P., Ries, A.C. (Eds.), The Geology and Tectonics of the Oman Region, Geological Society of London Special Publication No. ۴۹, pp. ۷۹۷–۸۳۱.
۲۱- Shervais, J.W., ۱۹۸۲. Ti–V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth Planet. Sci. Lett. ۵۹, ۱۰۱–۱۱۸.
محمد الیاس مسلم پور1، دکتر علی عامری2، سارا شهدادی3
1- دانشجوی دکترای پترولوژی واحد علوم و تحقیقات تهران 2- عضو هیئت علمی دانشگاه تبریز 3- دانشجوی کارشناسی ارشد رسوب شناسی دانشگاه تربیت معلم تهران
چکیده:
مجموعه افیولیتی شرق ایرانشهر (مکران)، حدود 65 کیلومتر عرض و 85 کیلومتر طول دارد و در شرق جازموریان در استان سیستان و بلوچستان قرار دارد. محدوده ی مورد مطالعه جزئی از مجموعه فوق بوده و به وسعت 60 کیلومتر مربع در 25 کیلومتری شرق شهرستان ایرانشهر واقع شده است. با توجه به مطالعات انجام گرفته مشخص گردید که این منطقه تقریبا سکانس کاملی از مجموعه افیولیتی را در خود جای می دهد. سنگهای اولترامافیک منطقه شامل دو نوع تکتونیزه و کوموله ای می باشد. توده های الترامافیک کوموله ای بیشتر از نوع هارزبورژیت و دونیت بوده و به میزان کمتر لرزولیت می باشند. تمام این سنگها تحت فرایند سرپانتینی شدن قرار گرفته اند. پریدوتیت های تکتونیکی به سرپانتینیت تبدیل شده اند. دایکهای رودنژیتی نیز در منطقه وجود دارند. در میان پریدوتیت های کوموله ای، دایکهای میکروگابرویی خصوصاً در دونیت ها قابل مشاهده هستند. با محاسبه نورم کانیها مشخص گردید که اکثر نمونه ها دارای کوارتز و هیپرستن نورماتیو می باشند. بررسی های پتروگرافی و ژئوشیمیایی نشانگر هم ماگما بودن سنگهای آذرین منطقه است. همچنین این بررسی ها نشانگر تعلق این سنگها به سری ماگمایی ساب آلکالن تولئیتی و کمتر کالک آلکالن است. براساس دیاگرامهای متمایز کننده عناصر کمیاب و عناصرناسازگار نرمالیزه، بازالتها و گابروهای کمپلکس افیولیتی شرق ایرانشهر خویشاوندی ترکیبی E-MORB دارند و از یک منبع گوشته ای غنِی شده مشتق شده اند. با توجه به مطالعات انجام شده مشخص شد که سنگهای مجموعه افیولیتی ایرانشهر دارای تیپی نزدیک به هارزبورژیتی می باشند ولی هارزبورژیتی کامل نیستند.
Abstract :
Ophiolitic Complex of east Iranshahr (Makran), is about 85 km Length and 65 km Width and located in east Jazmourian in the Sistan & BaluchistanProvince. The Study area is a Part of above Complex; and it is 65 km2 and at distance of 25 km in east of Iranshahr. According to investigation, the area has approximately Complete sequence of Ophiolitic Complex. The Ultramafic rocks of the area are two types tectonised and Cumulate. The Cumulate Ultramafic rocks are mostly Harzbogitie, Dunite and lesser Lherzolite. All of these rocks are Serpantinized and tectonic peridotites are Serpantinite. Rudengite dykes are observed in thye area. Microgabbroes dykes in the Cumulate peridotites and specially in dunites are Observed. Petrogaphical and Geochemical investigation shows Co-magmatic for the igneous rocks and also these rocks are sub-alkaline, tholeiitic and less calc-alkaline. According to diagram, the basalts and gabbros of the Ophiolitic Complex are belong to E-MORB and produce by one mantle source. According to investigation the ophiolitic of rocks of the Complex are belongs to ridges with rate of fast Spreading and they are Harzborgitic type.