مینرالوژی و ترکیب شیمی لیستونیت های شمال نایین

مقدمه :

مجموعه ی افیولیتی شمال نایین به سن جایگیری پالئوسن( داوودزاده، ۱۹۷۲) با وسعتی حدود ۵۰۰ کیلومتر مربع بخشی از کمربند افیولیتی خرده قاره ی ایران مرکزی محسوب می شود(شکل الف۱). سکانس سنگ نگاشتی این ملانژ در توالی گوشته ای خود شامل پریدوتیت های متامورف(عمدتا هارزبورژیت به همراه دونیت، لرزولیت، سرپانتینیت و ارتو پیروکسنیت)، دایک های گابرویی و ورلیت در حجم کم می گردد. عمده ی سنگ های الترامافیک جبه تا حدودی متحمل سرپانتینیزاسیون گشته اند. پریدوتیت های کومولا، گابروی لایه ای، گابرو ی ایزوتروپ، پلاژیوگرانیت، دایک های تغذیه ای، گدازه های بالشی و سنگ آهک پلاژیک به همراه رادیولاریت توالی پوسته ای افیولیت شمال نایین را تشکیل داده اند(جبارى، ۱۳۷۶؛ منوچهرى، ۱۳۷۶؛ قهرایى پور، ۱۳۸۰)(شکل ۱ب).

لیستونیت ها در مکان هایی که محلول های هیدروترمال غنی از CO_۲ در تماس با سنگ های الترامافیک سرپانتینیزه قرار می گیرند(شکل۳الف)، تشکیل می گردند. آلتراسیون لیستونیتی در زون های گسلی که مسیر چرخش محلول های هیدروترمال هستند، رخ می دهند. تشخیص این زون ها در صحرا به صورت زون های هوازده ی نارنجی – قهوه ای روشن که در زمینه ای از سرپانتینیت های سبز تیره تا سیاه قرار گرفته اند، به آسانی امکانپذیر است.

روش مطالعه:

این پژوهش با جمع آوری بیش از ۷۰ نمونه ی صحرایی لیستونیت به همراه سنگ های دربرگیرنده یعنی پریدوتیت ها ی سرپانتینیزه و سرپانتینیت آغاز گردید و از میان آنها حدود ۳۰ نمونه مقطع نازک تهیه شد. پس از مطالعات پتروگرافی ده نمونه از مقاطع نازک برای تهیه ی مقاطع نازک – صیقلی انتخاب گردید. آنالیز کانی ها به روش SEM-EDX در دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفت. عناصر اصلی و تعدادی عنصر تریس ۶ نمونه لیستونیت و سنگ مادر آن به روش XRF اندازه گیری شد. در نهایت نتایج حاصل با کمک برنانه های پترولوژی تفسیر و نتیجه ی آن در این پژوهش جمع آوری گردید.

◊◊◊◊◊◊◊

بحث :

پتروگرافی:

با توجه به شواهد صحرایی و میکروسکپی لیستونیت های شمال نایین را می توان در سه گروه اصلی لیستونیت های کربناته(تیپ دولومیتی و تیپ کلسیتی)، لیستونیت های کربناته – سیلیسی و لیستونیت های سیلیسی جای داد.لیستونیت های کربناته ی تیپ دولومیتی یا منیزیم دار عمدتا شامل دولومیت و دولومیت آهن دار، منیزیت و هیدرومنیزیت، آنکریت و مقادیر فرعی کلسیت، کروم اسپینل، بقایای سرپانتین و سیلیس می باشند. آنالیز شیمی این نوع سنگ ها مقدار منیزیم بالایی به دست می دهد. لیستونیت های کربناته تیپ کلسیتی کمتر مشاهده شدند. مینرالوژی اصلی این سنگ ها را کلسیت به همراه فاز های فرعی فوق تشکیل می دهند. بسیاری از نمونه های کلسیت ماکل پلی سنتتیک حاصل از دگرشکلی نشان می دهند(شکلb۲). هندسه ی این ماکل ها به عنوان شاخصی در تعیین حرارت تشکیل مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به شکل ۳ ماکل های کلسیت در لیستونیت های شمال نایین در دسته ی ماکل های متقاطع تیپ ۳ قرار گرفته و گویای حرارت تشکیل بیش از ۲۰۰ درجه ی سانتی گراد می باشند(بارخارد،۱۹۹۱).

لیستونیت های کربناته – سیلیسی که فراوان ترین نوع لیستونیت ها در شمال نایین می باشند، از کربنات های منیزیم و کلسیم و فاز های مختلف سیلیس(کوارتز، کلسدونی،ژاسپرویید و سیلیس دانه ریز) در زمینه و یا به صورت رگه به همراه مقادیر اکسسوری کروم اسپینل با حواشى خوردگى و Pull-apart(شکلc۲)، کلریت منیزیم دار(شکلd۲)، بقایای سرپانتین(شکلf۲)، فریت کرومیت(شکلg۲) و کانی های اپاک تشکیل شده اند. رگه ی کربناته عمدتا دولومیت و آنکریت و رگه ی سیلیسی بیشتر به صورت اسفرولیت های کلسدونی می باشد(شکلh۲). گاهی رگه های کربناته و سیلیسی در تناوب قرار می گیرند(شکلj۲)، و گاه به صورت متقاطع هستند، که نشان از هجوم مکرر محلول های کربناته و سیلیسی به لیستونیت های موجود می باشد. شاهد این پدیده بافت آتول(شکلk۲) در این گروه از لیستونیت ها می باشد که در نتیجه ی آن کربنات در نتیجه ی هجوم محلول های سیلیسی انحلال یافته است. لیستونیت های سیلیسی که بیش از ۷۰ درصد ترکیب شیمی آن ها را سیلیس تشکیل می دهد، به لحاظ فراوانی در درجه ی سوم اهمیت قرار دارند. علاوه بر سیلیس های دانه ریز و تجمع کوارتز های درشت، این دسته از سنگ ها شامل کانی های اکسسوری کروم اسپینل، مگنتیت، کانه های سولفیدی(پیریت، کالکوپیریت،آرسنوپیریت و ...)، نیز می باشند.

ژئو شیمی:

ترکیب شیمی انواع مختلف لیستونیت به همراه متوسط ترکیب سرپانتینیت شمال نایین در جدول۱ آورده شده است. همان طور که ملاحظه می شود، بارز ترین تفاوت میان انواع لیستونیت تفاوت در میزان SiO_۲ و LOI در آن ها می باشد. میزان سیلیس در لیستونیت های سیلیسی بیشتر و در لیستونیت های کربناته ی تیپ b۱ کم تر می باشد.در این میان میزان آب و CO_۲ که متشکلان اصلی LOI را در سنگ های لیستونیتی تشکیل می دهند، در لیستونیت های کربناته بیشتر از نوع سیلیسی می باشد. لیستونیت های کربناته – سیلیسی به لحاظ میزان سیلیس و LOI حدواسط دو تیپ دیگر می باشند. تمام نمونه های لیستونیتی دارای مقادیر بالایی از Cr و Ni می باشند که شبیه مقادیر آن ها در سرپانتینیت و هارزبورژیت افیولیت شمال نایین می باشد. جانشینی متاسوماتیک هارزبورژیت برای تشکیل لیستونیت با کانی شناسی و شیمی متفاوت، مستلزم تغییر در مقدار اکسید های اصلی و عناصر تریس و همچنین تغییر در چگالی و حجم می باشد. برای محاسبه ی لگاریتم افزودگی – کاهیدگی عناصر به طریق زیر عمل نمودیم(زرین کوب و همکاران،۱۳۸۴).

درصد کاهیدگی یا افزودگی = درصد سازنده در سنگ تازه- درصد همان سازنده در سنگ آلتره\ درصد سازنده در سنگ تازه×۱۰۰

از عدد حاصل بدون در نظر گرفتن علامت، لگاریتم گرفته و سپس با مقایسه درصد سازنده ی مورد نظر در دو سنگ تازه و آلتره علامت مثبت(افزایش) یا منفی(کاهش) را قبل از عدد قرار داده و نتایج را بر روی دیاگرام نشان می دهیم. همان طور که در شکل۴ مشاهده می شود، فقطSiO_۲  و Fe_۲O_۳ در لیستونیت های سیلیسی و CaO در لیستونیت های کربناته – سیلیسی نسبت به هارزبورژیت افزوده گشته اند و سایر عناصر روند کاهش نشان می دهند. درصد MgO در لیستونیت کربناته تیپ۱( دولومیتی) کاهش کم تری نسبت به هارزبورژیت نشان می دهد، ولی نسبت به سرپانتینیت درصد این اکسید افزایش یافته است.

این نتایج دلالت بر شرکت یون های Mg، Fe،Ca و Si در تشکیل لیستونیت دارد. کاهش مطلق عناصربرای سرپانتینیت، لیستونیت کربناته، لیستونیت کربناته – سیلیسی و لیستونیت سیلیسی به ترتیب ۳۴/۸، ۱۹/۱۰، ۶۷/۶ و ۹۴/۳ درصد می باشد.

جدول۱: ترکیب شیمیایی انواع لیستونیت و سرپانتینیت شمال نایین(اعداد داخل پرانتز تعداد نمونه ها در میانگین است).

کلید واژه ها: سایر موارد