ماگماتیسم ترشیری در بخش شرقی کمربند ولکانو پلوتونیک

مقدمه:

نوار ولکانو-پلوتونیک شمال پهنه گسلی درونه (درونه-تربت­حیدریه-خواف) یکی از مشهودترین ساختارهای خطی ایران به شمار می­آید. بخش شرقی این کمربند (از تربت­حیدریه به سمت شرق) به صورت چندین بلوک سنگی بالازده با امتداد شمال غرب-جنوب شرق تا مرز کشور افغانستان گسترش یافته و با رخنمونی از سنگ­های متفاوت با دامنه سنی کامبرین تا ترشیری شناخته شده است. با این وجود در این مقاله این ناحیه به لحاظ وجود فازهای ولکانیکی (آذرآواری) و توده­های نفوذی ترشیری مورد توجه واقع شده است.

◊◊◊◊◊◊◊

بحث:

کمربند ولکانو-پلوتونیک درونه-تربت­حیدریه-خواف با طول بیش از ۵۰۰ کیلومتر در شمال پهنه گسلی درونه یکی از مشهودترین ساختارهای خطی ایران به شمار می­آید، که درشمال­شرق ایران و در شمال بلوک لوت و در زون ساختاری ایران مرکزی (پهنه مرکزی) واقع شده است. بخش شرقی این کمربند (از تربت­حیدریه به سمت شرق) به صورت چندین بلوک سنگی بالازده با امتداد شمال غرب-جنوب شرق با متوسط پهنای تقریبی۵/۱۷کیلومترتا مرز کشور افغانستان و منطبق بر گسل هریرود گسترش یافته است. از نظر زمین­ریخت شناسی ادامه شرقی گسل درونه محدود کننده مرزجنوبی این کمربند می­باشد و حد شمالی آن نیزکوهپایه­های مشرف به دشت دولت­آباد-تایباد را تشکیل می­دهد (شکل۱).

شکل(۱): جایگاه ساختمانی و تصویر ماهواره­ای، از پهنه مورد مطالعه که در شمال­شرق ایران واقع شده است (بر اساس۱،۱۷).

چینه­نگاری و سنگ­شناسی

دربخش شرقی کمربند ولکانو-پلوتونیکی درونه- تربت­حیدریه-خواف، رخنمون سنگ­های رسوبی-دگرگونی متعلق به قبل از دوران سوم و مشابه با واحدهای سنگ چینه­ای ایران مرکزی (پروتروزوئک تا مزوزوئیک) شناسایی شده است[۱۵،۱۶]. سنگ­های آذرین، بخش عمده­ای از توالی سنگ­شناسی پالئوسن-الیگوسن (Ma ۵۷.۸-۶۶.۴) را در پهنه مورد مطالعه تشکیل داده است و در این مقاله نیز این ناحیه به لحاظ وجود فازهای ولکانیکی(آذرآواری) و توده­های نفوذی پالئوژن مورد توجه واقع شده است.

سنگ­های آتشفشانی

بر اساس مشاهدات صحرایی و مقایسه با دیگر نواحی [۲۱،۵،۱۶] توالی کلی سنگ­های متعلق به پالئوسن- ائوسن در پهنه مورد مطالعه در قالب سه کمپلکس (همتافت) متمایز شده­اند

سنگ­های آتشفشانی متعلق به پالئوسن- ائوسن در قالب سه کمپلکس تفکیک شده­اند.

۱-کمپلکس زیرین:که دارای قاعده ای کنگلومرایی به سن پالئوسن می­باشد ( معادل با سازند کنگلومرایی فجن در البرز [۱۱])، و به صورت دگرشیب واحدهای قدیمی­تر را پوشانده است. ترنت(Ternet) [۲۳] دگرشیبی بین آن و پی­سنگ دگرگونی پالئوزوئک-مزوزوئیک در این ناحیه شناسایی شده است. سنگ­های متنوع آذرین با ترکیبی بازی و اسیدی، شامل بازالت، آندزیت، آندزی­بازالت، تراکی­آندزیت، که در یک محیط خشکی(Subarial) بوجود آمده­اند، از ویژگی­های این مجموعه می­باشد. تشکیلات ضخیمی از برش­های ولکانیکی، ایگنمبریت(رنگ روشن)، توف (قرمز رنگ) و واحد­ها آندزیتی­ تا بازالتی با فنوکریست­های درشت پلاژیوکلاز در این کمپلکس قرارگرفته اند. مجموع ضخامت واحد­های سنگی این کمپلکس را تا حدود ۲۵۰۰ متر برآورد نموده­اند[۱۶].

۲-کمپلکس میانی از واحد های ولکانو سدیمنتری تشکیل شده است که احتمالاً در یک محیط دریایی کم عمق نهشته شده و خود دارای تنوع سنگ­شناسی گسترده­ای می­باشد. رسوبات شبه فلیشی، کنگلومرای سبز با ترکیب ولکانیکی (حاوی اجزای ولکانیکی کلریتی شده)، جریان­های آندزیتی، تراکی آندزیت و برش، از واحد­های تشکیل دهنده این کمپلکس می­باشند. با توجه به محتوی فسیلی (شامل اوربیتولیتس، نومولیت، آلوولین، استریجرینا، گلوبوترناکا) سن ائوسن زیرین[۱۶] برای این کمپلکس در نظر گرفته شده است.

۳-هر چند واحد­های تفکیک شده متعلق به کمپلکس فوقانی تنها در منتهی­الیه بخش­های پهنه مورد مطالعه گزارش شده است[۱۶]، اما به واسطه برخی اختصاصات سنگ­شناسی و شباهت­های چینه شناسی در قسمت­های دیگری از این کمربند نیز این کمپلکس را می­توان متمایز نمود. این کمپلکس با تشکیلات کنگلومرایی که به صورت دگرشیب بر روی واحد­های قدیمی­تر قرار گرفته است شروع می شود. سنگ­های ولکانیکی شامل داسیت­های دگرسان نشده، آندزیت و جریان­های بازالتی با میان لایه­های از توف و برش­های اسیدی و به طور محلی ایگنمبریت­های پرلایتی و افق­های حاوی ابسدین و بمب، تشکیل دهنده این کمپلکس می­باشد. سن مطلق یک نمونه از جریان­های داسیتی (Ma۴۱.۵ ) نشان می­دهد، که آنها متعلق به اواخر ائوسن می­باشند[۲۳]. ویژگی­های سنگ­شناسی و موقعیت چینه­شناسی بخشی از کمپلکس فوقانی مشابه با سازند کرج و هم ارز آن می تواند باشد.

شایان ذکر است خلقی­خسرقی و نادری[۸] رخنمونی ازسنگ­ها آذرین شامل آندزیت، بازالت­آندزیت و پیروکسن­آندزیت (؟) را در شمال روشتخوار (شرق فتح آباد) گزارش نموده و آنها را متعلق به کرتاسه زیرین دانسته­اند ولی با توجه به شواهد زمین­شناسی، اختصاصات بافتی و کانی شناسی این امر غیر عادی به نظر می­رسد و احتمالاً این واحد متعلق به ولکانیک­های پالئوژن باشد.

ویژگی­های کانی­شناسی سنگ­های ولکانیک گستره مورد مطالعه، دگرسانی­های مختلفی را نشان می­دهند. از متداول­ترین فرایندهای آلتراسیونی، پروپلیتی­شدن (کلریتی، اپیدوتی شدن) و کربناتی شدن می­باشد. عبور محلول­های هیدروترمال از خلال شکستگی­ها ناشی از فعالیت گسل­ها تسریع شده و در نتیجه، کیفیت فوق در حول و حوش شکستگی ها نیز شدیدتر شده است.

سنگ­های نفوذی

نفوذی­های متعددی با سن ائوسن بالایی-الیگوسن زیرین با ترکیب دیوریت (کوارتز دیوریت)،گرانیت (گرانودیوریت، بیوتیت آمفیبول گرانیت، میکروگرانیت، لوکوگرانیت) و سینیت (مونزونیت، مونزوسینیت)، به شکل استوک و دایک به صورت توده های مجزا (Separate intrusive bodies) و هم به صورت توده های حاشیه­ای، محصور از تفریق بخش­های اسیدی (Marginal bodies or Enclaves) در سرتاسر پهنه مورد مطالعه دیده می­شوند (شکل۳). این توده­ها به­داخل واحدهای قبل از خود نفوذ کرده­اند و در بخش­هایی سنگ­های در برگیرنده آنها متحمل دگرگونی مجاورتی شده اند و در بعضی از قسمت­ها نیز پدیده اسکارن­زایی رخ داده است (سنگان خواف).

بزرگترین توده­نفوذی (نزدیک به ۶۵کیلومتر­مربع) با ترکیب گرانیتی در منتهی الیه شرقی این کمربند در کوه سرنوسر (Sar now sar) رخنمون دارد. این توده دارای بافتی دانه درشت با کانی­های اورتوزکلاز، پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول می­باشد که گاهی به طور محلی در آن نیز رگه­های آپلیتی و دایک­های مسکویت میکروگرانیتی، دیده می­شوند. سن مطلق اندازه­گیری شده بر روی این گرانیت حدود ۳۸.۲ میلیون سال را نشان می­دهد که مطابق با اواخر ائوسن و اوایل الیگوسن می­باشد[۲۳]. توده­های نفوذی قدیمی­تر (متعلق به ژوراسیک؟) نیز در بخشی از این کمربند، در شمال روستا ملک آباد گزارش شده است[۸،۱۵]، اما تعیین سن مطلق از آنها انجام نشده است و احتمال اینکه جوان تر از ژوراسیک نیز باشند، را می­توان درنظر داشت (شکل۳). شایان ذکر است که بخش­های زیادی ازسنگ­های آذرین وآذرآواری پالئوژن نیز بوسیله مجموعه­ای از دایک­ها (Swarms of dykes ) ساب­ولکانیک و به رنگ روشن (Leucocratic) و ترکیبی اسیدی تا حد واسط (ریوداسیتی-سینیتی) قطع شده­ که با توده­های نفوذی اواخر ائوسن-الیگوسن هم منشاء (Comagmatic) در نظر گرفته شده­اند[۱۶].

ویزگی­های ژئوشیمیایی سنگ­های آذرین

به منظور بررسی سنگ­های آذرین منطقه مورد مطالعه و با توجه به نتایج حاصل از تجزیه شیمیایی (اکسید­های اصلی) نمونه­های ولکانیکی و پلوتونیکی ترشیری (پائوسن-الیگومیوسن) در طول بخش شرقی کمربند ولکانوپلوتونیک درونه-تربت­حیدریه-خواف از نتایج ۴۵ نمونه موجود [۶،۱۲،۱۹] در نمودارهای مختلف استفاده شده است و سری ماگمایی و در نهایت قرابت انواع نمونه ها با هم ارزیابی شده است.

بررسی نمونه­های فوق در نمودار مثلثی ایروین و باراگار(۱۹۷۱) حاکی از این است که تقریباً تمامی نمونه­های فوق در محدوده کالک­آلکالن واقع شده­اندو اغلب آنها گرایش به سمت آلکالن نشان می­دهند (شکل۴). ویژگی اشباع از سیلیس برخی از نمونه با آزاد شدن کوارتز نورم(CIPW) آنها تایید شده است. بر اساس دیاگرام لی­مایتره (۱۹۸۹) اغلب نمونه­های فوق نیز در محدوده  K_۲Oبالا (شوشونیتی) قرار می­گیرند و در نمودار Al_۲O_۳/(CaO+Na_۲O+K_۲O) در مقابل Al_۲O_۳/(Na_۲O+K_۲O) (شاخصShand) تقریبا اکثر نمونه­ها در مرز محدوده متاآلومین و پرآلومین واقع شده­اند (شکل۵).

الگوتکتونوماگمایی ناحیه مورد مطالعه

ارائه، پذیرش یا رد مدلی جهت ماگماتیسم در منطقه مورد مطالعه با توجه به محدودیت­های موجود و فقدان ادله کافی با اشکال روبرو است. محققینی چون پورحسینی و بربریان[۲۰، به نقل از ۱۴]، پورمعافی و قوامی[۶]، کریم­پور[۱۳]، آقا ابراهیمی سامانی[۲] با توجه به اختصاصات ژئوشیمیایی بعضی از سنگ­های آذرین این ناحیه (کالک آلکالن)، ماگماتیسم این ناحیه را در ارتباط با پدیده فرورانش دانسته­اند، با این وجود سازوکار این فرورانش (زمان، جهت فرورانش و غیره) به روشنی توصیف نشده­است. همچنین اصفهانی و شریفی[۳] ویژگی ژئوشیمیایی سنگ­های ماگمایی این ناحیه را در زون اهر-کاشمر در نظر گرفته و بررسی نموده­اند. کرمانی و فوستر [۱۹] ماگماتیسم بخشی از این ناحیه (بخش­های شرقی) را در ارتباط با ماگماتیسم ائوسن و در پی بسته شدن اقیانوس واقع در شرق ایران و فرورانش صفحه افغان (هیرمند) به زیر لوت دانسته­اند [به نقل از۱۰] که این انگاره با مدل زمین­ساختی تیرول و همکاران [۲۵] در تناقض بوده و با تردید­های همراه شده است (تَرکیان و همکاران[به نقل از۱۰]).

با توجه به حاکم شدن شرایط زمین­ساختی کششی در این ناحیه از ایران طی کوهزایی پیرینه [۱۸] و سرشت متمایل به آلکالن بیشتر سنگ­های آذرین، ماگماتیزم در این ناحیه از طریق شکستگی­های عمیق پوسته­ای دور از واقعیت نمی­باشد[۱۲] و از طرفی نقش ساختارهای عمیق (Deep Structure) در ماگماتیسم و کانه­زایی این ناحیه نیز قابل تصور می­باشد[۲۲] با این وجود فرورانش یک صفحه اقیانوسی وسیع (خارج از مرزهای ناحیه مورد مطالعه) نیز رد نشده است[۱۰].

◊◊◊◊◊◊◊

نیجه­گیری :

بررسی­های چینه­نگاری و سنگ­شناسی نشان می­دهد که حوزه­ی رسوبگذاری در بخش شرقی کمربند ولکانوپلوتونیک درونه-تربت­حیدریه-خواف در اواخر کرتاسه تا ائوسن، ناآرام و پرتلاطم بوده است. احتمالاً به دنبال فاز لارمین (کرتاسه­ی پایانی) که با چین­خوردگی، بالا­آمدگی تشکیلات زمین­شناسی و درعین حال جابجایی و جایگیری سنگ­های اولترامافیک (افیولیت) در مجاور ناحیه مورد نظر (شمال تربت­حیدریه) همراه بوده است، فازی کششی (Tension) به سان دیگر مناطق ایران[۹،۴] درناحیه مورد نظر حکمفرما شده و با توجه به برتری ساختارهای گسلی و سیستم­های متقاطع بر چین­خوردگی­ها دراین برهه­ زمانی[۱۶] فرصت­های مناسب برای فوران ماگماها و گدازه­های آتش­فشانی در این ناحیه به وجود آمده است.

واقعه تکتونیکی لارامید موجب شده است دریای موجود به سمت جنوب ناحیه مورد نظر عقب نشینی (Retreat) نماید[۲۳] و متعاقب آن فعالیت­های ماگما در بخش شرقی کمربند ولکانوپولونیک درونه- تربت­حیدریه-خواف در پالئوسن به وسیله­ی فوارن­های گسترده و ضخیمی از ولکانیک­های بازیک (تا حد واسط) با سرشتی ساب آلکالن (متمایل به آلکالن)، خارج از آب و درمحیط قاره­ای (Subarial) آغاز شده­است[۱۶]. پیشروی موقتی دریا و رسوبگذاری سری­های ولکانوسدیمنتری در طول ائوسن اولیه تا ائوسن میانی ادامه داشته است.

فعالیت­های ولکانیک و آذرآواری اسیدی با اختصاصات ژئوشیمیایی کالک­آلکالن و سدیک [۱۶] در طی ائوسن میانی-پایانی و به پیرو آن فازهای جدیدی از ماگماتیسم، در ائوسن بالایی تا الیگوسن آغازین (فاز پیرنین Pyrenean) با نفوذی­های گرانیتی- مونزونیتی (در حد کالک آلکالن-آلکالن) و دایک­های وابسته به آنها در تشکیلات قبلی این ناحیه رخ داده است. جابه­جا شدگی­ها، شکستگی و فوران­های آتش­فشانی در برهه زمانی پالئوسن-ائوسن کنترل کننده شرایط رسوب­گذاری و تنوع رسوبات در این ناحیه شده است.

خروج محلی و منقطع گدازه­ها و جایگیری معادل­های درونی آنها با ترکیب اسیدی-حد واسط و سرشتی آلکالن در اواخر میوسن [۱۶] را می­توان با رخداد کوهزایی آلپی میانی، فاز ساوین (Savian) در این ناحیه، مرتبط دانست، گرچه به منظور تعیین دقیق جایگاه تکتونیکی این ناحیه بررسی رفتار ژئوشیمی عناصر کمیاب لازم به نظر می­رسد.

منابع فارسی :

[۱] آقانباتی،ع.،۱۳۸۳- زمین­شناسی ایران، سازمان زمین­شناسی ایران،۶۰۶صفحه.

[۲] آقا ابراهیمی سامانی، ب.،۱۳۷۸- متالوژنی خراسان، سیستان وبلوچستان، همایش شناخت توانمندی­های معدنی کشور، دانشگاه بیرجند، صص۶۲-۷۰.

[۳] اصفهانی،ف.،شریفی،ا.۱۳۷۸- ویژگی های ژئوشیمیایی سنگ های ماگمایی ایران (جلد۱و۲)،        سازمان زمین شناسی ایران.

[۴] امامی،م،ه.،۱۳۷۹-  ماگماتیسم در ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

[۵] حاجیان، ج.،۱۳۷۵- پالئوسن-ائوسن در ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی ایران.

[۶] پورمعافی،م.،قوامی،ح.،۱۳۷۲-مطالعات ژئوشیمیایی و ژنتیک سنگهای آذرین و دگرگونی ناحیه سنگان خراسان،مجله دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید بهشتی شماره ۲،صص۲-۲۰.

[۷] خلقی خسرقی،م.ح.، ۱۳۷۷- نقشه ( گزارش پشت نقشه) زمین شناسی تربت­حیدریه (شیت۷۸۶۰)، مقیاس۱:۱۰۰۰۰۰، سازمان زمین­شناسی کشور.

[۸] خلقی خسرقی، م. ح.، نادری،ن.، ۱۳۷۵- نقشه ( گزارش پشت نقشه) زمین­شناسی دولت آباد (شیت۷۹۶۰)، مقیاس۱:۱۰۰۰۰۰، سازمان زمین­شناسی کشور.

[۹] درویش زاده،ع.،۱۳۷۰- زمین شناسی ایران،نشردانش امروز،۹۰۱صفحه.

[۱۰] شهاب­پور، ج.، ۱۳۸۰- زمین شناسی اقتصادی،انتشارات دانشگاه شهید باهنرکرمان، ۵۴۳ صفحه.

[۱۱] علوی نائینی،م.۱۳۶۰- گزارش زمین شناسی ناحیه چخماق در جنوب تربت­حیدریه، سازمان زمین شناسی کشور.

[۱۲] قوی، ج.،۱۳۸۵- بررسی پتانسیل­های معدنی بخش شرقی کمربند ولکانوپلوتونیک درونه-کاشمر-خواف با تاکیدی ...، پایاننامه کارشناسی ارشد دانشکده علوم طبیعی،  دانشگاه تبریز، ۲۰۹ صفحه.

[۱۳] کریم پور ،م.ح.،۱۳۶۹- بررسی منشاء و چگونگی تشکیل کانسار آهن سنگان خراسان، سمینار سنگ آهن، دانشگاه فنی تهران.

[۱۴] مُر،ف.،مدبری،س.،۱۳۸۰- زمین ساخت صفحه ای و فرآیندهای زمین­شناختی، کوشا مهر، شیراز.

[۱۵] واعظی پور، م.ج.و همکاران،۱۹۹۲- نقشه زمین­شناسی چهارگوش تربت­حیدریه، مقیاس۱:۲۵۰۰۰۰،سازمان زمین شناسی کشور.

References:

[۱۶] Fauvelet, E., et al, ۱۹۹۰-Geology map & Explanation of the Taybad quadrangle map ۱:۲۵۰۰۰۰, GSI, No.L۵.

[۱۷] http://earth.google.com/downloads.htm

[۱۸] Jung, D., et al, ۱۹۸۳- Petrology of the Tertiary magmatic activity  in the  Northern Lut  area ,east of Iran, in Geodynamic Project(Geotravers) in Iran, GSI, Report, No ۵۱,pp ۲۸۵-۳۳۶.

[۱۹] Kermani,A.,Foster,H.,۱۹۹۱- Petrographic, mineralogical and geochemical investigations of the Sangan iron ore deposit, Northeastern Iran, third Iranian Mining symposium,p.۵۵۹-۵۷۸.

[۲۰] Pourhosseini, F., ۱۹۸۳-Petrogeesise of Iranian plutons: a study of the Natanze and Bazman intrusive complexes, Geology Survey of Iran, Report No.۵۳.

[۲۱] Magnien, A., et al, ۱۹۸۳- Geology map Gonabad map, ۱:۲۵۰۰۰۰, GSI, No. K۶.

[۲۲] Shahabpour, J., ۱۹۹۹- The role of deep structures in the distribution of some major ore deposits in Iran, NE of the Zagrose thrust zone, Journal of Geodynamics, V.۲۸,pp.۲۳۷-۲۵۰.

[۲۳] Ternet.Y.,et al, ۱۹۸۰- Geology map of Khaf, Geological map of Iran۱:place>۱:country-region>,۱:۱۰۰۰۰۰ series, sheet ۸۰۵۹,GSI.

[۲۴] Ternet.Y., et al, ۱۹۸۰- Geology map of Roshtkhar, Geological map of Iran۱:place>۱:country-region>, ۱:۱۰۰۰۰۰ series, sheet۷۹۵۹, GSI.

[۲۵] Tirrul,I.R., et al,۱۹۸۳- The Sistan suture zone of eastern Iran۱:place>۱:country-region>, Geological Society of America Bulletin,V۹۴. P۱۳۴–۱۵۰.

کلید واژه ها: سایر موارد