ژئوشیمی و پتروژنز سنگهای بازیک جنوب اردستان

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده هادی یگانه فر
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

مقدمه :
      کمربند ماگماى ارومیه-دختر از شناخته شده­ترین پهنه­هاى آذرین در ایران زمین بوده و سنگهاى آتشفشانى سطح قابل ملاحضه­اى از آنرا می­پوشانند. در خصوص نحوه شکل گیرى این سنگها نقطه نظرات متفاوتى وجود دارد. عده­اى از محققین مانند Emami(۱۹۸۱),Amidi(۱۹۷۷) و خلعتبری)۱۳۷۱ )ماگماتیسم در این ناحیه را در ارتباط با ریفت­های درون قاره­ای دانسته اند. برخی دیگر از محققین فرورانش لیتوسفر اقیانوسی نئوتتیس به زیر ایران مرکزی را دلیلی برای رخداد ماگماتیسم در این کمربند می­دانند Berberian and King,۱۹۸۱)Moine-Vaziri,۱۹۸۵ Alavi,۱۹۹۴ Shahabpour,۲۰۰۵ قربانى ۱۳۸۴ محمدی۱۳۷۴). آنچه در این مقاله می­آید معرفى سنگهاى آتشفشانى متعلق به بخش کوچکى از این پهنه وسیع بوده وسعى داریم ویژگیهاى ژئوشیمیاى عمومى آنها را برشمرده و مختصرى در خصوص پدیده­هاى تفریق ماگمایى که به تکوین آنها انجامیده بحث نماییم. جایگاه زمین شناسى منطقه مورد مطالعه در (شکل۱) نشان داده شده است .
 
 
 
بحث :
     در نمودار تغییراتعناصر آلکالن (Na۲O + K۲O) بر حسب درصد وزنى سیلیس،نمونه­هاى مورد مطالعه،در قلمرو (بازالت،بازالتیک آندزیت،آندزیت،داسیت،ریولیت) قرار مى گیرند (شکل۲)
 
بر روی نمودار تغییرات عناصر اصلی )دیاگرام هارکر( براى سنگهاى آتشفشانى مورد مطالعه اکسیدهاى Ti،  Ca, Mg, Fe, Al توام با افزایش سیلیس و آلکالی­ها، روندهاى نزولى را به نمایش می­گذارند(شکل۴). این پدیده نشان از تبلور بخشی در فشار پایین مجموعه کانی­های پلاژیوکلاز+ کلینو پیروکسن + الیوین وتیتانومگنتیت دارد که با شواهد پتروگرافی سازگار است.
 
 
 
الگوی عناصر نادر نرمالیز شده به MORB (۱۹۸۳(Pearce, برای سنگهای بازیک منطقه مورد مطالعه با بازالتهای تولئیتی جزایر اقیانوسی OIB و بازالتهای کالکو آلکان جزایر قوسی مقایسه شده است (شکل ۵).  الگوى عناصر نادر در سنگهاى آتشفشانى مورد مطالعه با الگوى بازالت کالک آلکالن کمان آتشفشانى شباهت­هاى را نشان می­دهد .بهر حال فراوانى Th،Nb،Ta، Rbدر نمونه­هاى مورد مطالعه به نحو چشمگیرى بیش از فراوانى این عناصر در بازالت کمان آتشفشانى است. شاید آلودگى به توسط مواد پوسته­اى را بتوان بعنوان بخشى از علت این پدیده ذکر نمود .
 
 
نکته جالب توجه در خصوص الگوى عناصر نادر نمونه­هاى مورد بررسى آن است که نمونه­هاى مذکور به لحاظ فراوانىSm،Y،Zr به دو دسته مجزا قابل تفکیک هستند این نکته در دو دیاگرام هارکر مقابل به وضوح نشان داده شده است(شکل۶).
با توجه به شباهتهاى زیادى که الگوى عناصر نادر این سنگهاى آتشفشانى با یکدیگر دارند، نمی­توان تفاوت در فراوانى این عناصر Sm, Y, Zr را به منشاء متفاوت آنها نسبت داد. این احتمال وجود دارد که پدیده­هاى تفریق ماگماى این تمایز را سبب شده باشند به عنوان نمونه در فشار نسبتا بالا برخى دسته­هاى ماگماى متحمل تفریق کلینوپیروکسن برخى از دیگر دسته­ها متحمل تفریق آمفیبول گردیده باشند تفریق از طریق تبلور بخشى کلینو پیروکسن منجر به کاهش Zr  و تفریق از طریق تبلوربخشى آمفیبول منجر به کاهشSm و در نتیجه پدید آمدن دودستگى و تمایز بین نمونه­ها گردیده است
 
 
 
◊◊◊◊◊◊
 
نتیجه گیرى :
سنگهاى آتشفشانی این ناحیه غنى از لیتوفیل بزرگ یون (LILE) و تهى از عناصر با قدرت میدان بالا (HFSE) هستند. این ویژگیها با ماگماتیسم در مناطق فرورانش همخوانى دارد. غنى شدگى از عناصر Th،Nb،Ta،Rb در سنگهاى آتشفشانی  بازیک این ناحیه نسبت به سنگهاى بازیک جزایر قوسى احتمالا به دلیل آلودگى پوسته­اى در این ناحیه می­باشد. وجود پهنه­هاى عظیم ایگنمبریتى هم موید نقش مواد  پوسته­اى در این ناحیه است. سنگهاى بازیک در منطقه مورد مطالعه در عنصر Sm،Y،Zr دودستگى  نشان می­دهند که این می­تواند به دلیل روند تفریق متفاوت این دو دسته سنگ بازیک و یا اختلاف منشاء آنها باشد. با توجه به اینکه الگوى عناصر نادر نرمالیز شده به مورب این دو دسته سنگ بازیک (زیرکن پایین و بالا)مشابه همدیگر است بنابراین احتمال متفاوت بودن منشاء آنها ضعیف است. این احتمال وجود دارد که پدیده­هاى تفریق ماگماى این تمایز را سبب شده باشند. به عنوان نمونه در فشار نسبتا بالا برخى دسته­هاى ماگماى متحمل تفریق کلینوپیروکسن و برخى از دیگر دسته­ها متحمل تفریق آمفیبول گردیده باشند. تفریق از طریق تبلور بخشى کلینو پیروکسن منجر به کاهش Zr و پدید آمدن سری زیرکن پایین شده است. این در صورتی است که تفریق از طریق تبلوربخشى آمفیبول منجر به کاهشSm و پدید آمدن دودستگى و تمایز بین نمونه­ها گردیده است
 
◊◊◊◊◊◊◊
 
منابع:
۱)   خلعتبری، مرتضی، (۱۳۷۰)، پلونونیسم ترشیری اردستان (ایران مرکزی) در محدوده نقشه ۱:۱۰۰،۰۰۰ اردستان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.        
۲)   قربانی، محمد رضا، (۱۳۸۴)، ژئوشیمى و پترولوژى سنگهاى آتشفشانى جنوب دانسفهان و جنوب کرج،ماگماتیسم همزمان جزایر قوسى و درون صفحه­اى ، مجله علوم دانشگاه تهران ، جلد۳۱ شماره۱ (۲۱-۴۱ )
۳)   محجل، محمد (۱۳۷۹). نقش فضاهای کششی نردبانی در فعالیت سنگهای آذرین در منطقه کاشان – اردستان، الگویی برای شکل گیری کمان آتشفشانی ارومیه – دختر، نوزدهمین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
۴)   محمدی، سعید،(۱۳۷۴)، بررسی ولکانیسم ترشیری منطقه اردستان (ایران مرکزی)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.
۵)    معین­وزیری، ح.، چند نقطه عطف در تاریخچهتکتونوماگمایی ایران، فصل­نامه علمی- پژوهشی علوم زمین، سال یازدهم، شماره ۴۹-۵۰، ص ۳۹-۳۲
 
 
 
 
 
 
 
 
References:
۱)      Alavi, M., (۱۹۹۴), Tectonic of Zagros Orogenic belt or Iran: New data and interpretations, Tetonophysics,V. ۲۲۹, Issues ۳-۴. P. ۲۱۱-۲۳۸.
۲)     Amidi, S.M., (۱۹۷۷), Étude géologique de la région de Natanz-Surk (Iran, Central), Thèse Ph.D., Univ. Grénoble, France, ۳۱۶pp.
۳)      Berberian, M., and G. C. P. King.,(۱۹۸۱), Toward a paleogeography and tectonic evolution of Iran, Can. J. Earth Sci., V. ۱۸, P. ۲۱۰-۲۶۵.
۴)      Emami, M.H., (۱۹۸۱), Géologie de la région de Qom-Aran (Iran): Contribution a l’étude dynamique et géochimique du volcanisme Tertiaire de l’Iran Central: Ph.D., Thèse, Univ., Grenoble, France, ۴۸۹pp
۵)      Ghasemi A.,C.J. Talbotb,(۲۰۰۶) .A new tectonic scenario for the Sanandaj–Sirjan Zone Iran .Journal of Asian Earth Sciences ۲۶ ,۶۸۳–۶۹۳.
۶)      Michael A. Clynne,(۱۹۹۹) .A complex magma mixing origin for rocks erupted in ۱۹۱۵, lassen peak, California .j.Petrol.۴۰,۱۰۵-۱۳۲.
۷)      Moine-Vaziri,H.,(۱۹۸۵), Volcanisme tertiarie et quaternaire en Iran:These d’Etat. Univers. Paris-Sud ,Orsay,
۸)      Pearce, J.A., ۱۹۸۲. Trace element characteristics of lavas from destructive plate         boundaries. In:Thorpe, R.S. (Ed.), Andesites. Wiley, , New York, pp. ۵۲۵– ۵۴۸
۹)      Richards,P.J., Villeneuve,M., ۲۰۰۲, Characteristics of late Cenozoic volcanism along the Archibarca lineament from Cerro Llullaillaco to Corrida de Cori, northwest Argentina, Journal of Volcanology and Geothermal Research,۱۱۶,P۱۶۱-۲۰۰
 
۱۰)   Shahabpour, J. (۲۰۰۵), Tectonic evolution of the orogenic belt in the region located between Kerman and Neyriz, Journal of Asian Earth Science, V. ۲۴, Issue ۴, P.۴۰۵-۴۱۷.
 

هادی یگانه فر، دانشجوی کارشناسی ارشد پترولوژی، دانشگاه تربیت مدرس
دکتر محمد رضا قربانی، دکتری پترولوژِی، عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس
 
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
          در منطقه جنوب اردستان که بخشی از زون ماگمای ارومیه دختر محسوب می­گردد سنگهای آتشفشانی و آذراواری از گسترش قابل ملاحضه­ای برخوردار هستند. سنگهای آتشفشانی طیف ترکیبی وسیعی را در برمی­گیرند که عبارتند از بازالت ‌، آندزی بازالت، آندزیت، داسیت تا ریولیت. سنگهای آذرآواری عمدتا به صورت پهنه­های ایگنمبریتی مشاهده می­گردند. سنگ آتشفشانی مورد مطالعه دارای ویژگیهای ژئوشیمی سری کالکو آلکالن می­باشند. این سنگها  غنیازعناصر  لیتوفیل بزرگ یون (LILE)و تهی از عناصر با قدرت میدان بالا(HFSE)هستند. این ویژگیها با ماگماتیسم در مناطق فرورانش همخوانی دارد. الگوی عناصر نادر این نمونه­ها شبیه یکدیگر است و احتمالا گواه بر منشاء یکسان آنها است. این سنگهای آتشفشانی بلحاظ فراوانی عناصر نادر Zr،Sm، Y دو گانگی نشان می­دهند که احتمالا مربوط به تفاوت مرحله تفریق ماگمایی در فشار بالا است تبلور بخشی پیروکسن منجر به تکوین سریZr پایین شده است  و تبلور بخشی آمفیبول به تکوین سری Sm پایین انجامیده است .
کلید واژه: پهنه ارومیه-دختر، تبلور بخشی، سری کالکوآلکالن 
Abstract:
In southern Ardestan, a part of Urumieh- Dokhtar magmatic belt,the volcanic and pyroclastic rocks cover vast areas. The volcanic rocks entail a wide compositional spectrum that includes basalt, andesite, dacite and rhyolites. The pyroclastic rocks largely occur as vast ignimbritic outcrops. The volcanic rocks show a calc-alkaline geochemical affinity. They are enriched in large ion lithophile elements (LILE) and depleted in high field strength     elements (HFSE).These features are compatible with subduction zone magmatism.
Similar trace element patterns of the basic volcanic rocks from the study area imply their common origin. Trace element (Y,Sm,Zr) abundances of the basic rocks, however, demonstrate bimodality.This is probably due to the different magmatic differentiation processes their parental magmas have undergone at high pressurs. pyroxene fractional crystallization led to the development of low Y,Zr series ,whereas, amphibole fractional crystallization led to the development of   low Sm series.
Key words: Urumieh- Dokhtar ،fractionalcrystallization،calc- alkaline

کلید واژه ها: تبلوربخشی پترولوژی اردستان ژئوشیمی سنگآتشفشانی اصفهان