ثبت دگرشکلی های کششی و برشی توسط پورفیروبلاست های آندالوزیت در سنگهای دگرگونی منطقه همدان
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۳ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
لیلی ایزدی کیان، دانشجوی دکتری تکتونیک، دانشگاه شهید بهشتی،izadi_kian@yahoo.com
سید احمد علوی،دکتری، دانشگاه شهید بهشتی،A_alavai@sbu.ac.ir
محمد محجل،دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، mohajjel@modares.ac.ir
علی اصغر سپاهی گرو،دکتری، دانشگاه بوعلی سینا ، sepahi@basu.ac.ir
مقدمه :
در نواحی دگرگونی، که پس از شکل گیری در معرض دگرشکلی قرار گرفته اند، یافتن پورفیروبلاستهای شکسته با قسمتهای جدا شده امکان پذیر است. از این گونه جدایش ها می توان برای محاسبه مقادیر واتنش استفاده کرد.در این مورد پوفیروبلاستهایی مفیدند که شکل منشوری مشخصی داشته باشند (Ramsay,1988). از معمولترین و مفیدترین کانیها برای این اندازه گیری ها تورمالین، اپیدوت، کیانیت و آمفیبولهای گروه اکتینولیت ذکر شده است. در منطقه همدان نیز پورفیروبلاستهای تورمالین و آندالوزیت پس از رشد در دگرشکلیهای بعدی دچار شکستگی و دگرشکلی شده اند. در این بررسی کانی آندالوزیت را به علت تنوعی که در پاسخ به دگرشکلی ها دارد انتخاب کرده و مورد بحث قرار می دهیم.
مراحل دگرگونی و دگرریختی
منطقه همدان در زیر زون دگرشکلیهای پیچیده پهنه سنندج سیرجان قرار دارد (محجل، 1378) و به خاطر داشتن دگرشکلیها و دگرگونیهای متعدد از دیر باز مورد توجه زمین شناسان بوده است. سنگهای دگرگونی منطقه شامل سه گروه ناحیه ای ، مجاورتی و میگماتیت ها هستند. دگرگونی ناحیه ای در منطقه شیستهای متنوعی از جمله شیستهای استارولیت، شیستهای گارنت، شیستهای آندالوزیت و اسلیت را ایجاد کرده است. در اثر نفوذ سنگهای آذرین بازیک در ژوراسیک فوقانی و سنگهای اسیدی در کرتاسه فوقانی-پالئوسن زیرین سنگهای دگرگونی ناحیه ای به سن ژوراسیک (Mohajjal et al., 2003) در دو نوبت متحمل دگرگونی مجاورتی شده اند (صادقیان، 1373). هاله اصلی دگرگونی مجاورتی را توده پلوتونیک الوند ایجاد کرده که شامل انواع هورنفلس از جمله هورنفلس کوردیریت- آندالوزیت می باشد (سپاهی گرو،1378 ). هر سه پلی مورف سیلیکاتهای آلومین یعنی آندالوزیت، سیلیمانیت و کیانیت در منطقه همدان دیده می شوند (بهاری فر، 1383). منطقه همدانچهار مرحله دگرشکلی را متحمل شده است. در مرحله اول چینهای بسته بوجود آمده که بعلت دگرشکلیهای بعدی آثار آن در منطقه ضعیف گشته و فقط یک نمونه از این چینها بصورت کامل در غرب توده الوند و یک نمونه در شمال توده بصورت چین خوردگی مکرر نوع سوم در منطقه دیده شد. همچنین در این مرحله، برگوارگی نسل اول شامل پورفیروبلاستهای مسکویت،بیوتیت و پورفیروبلاستهای همزمان با دگرشکلی گارنت و آندالوزیت موازی سطح محوری چینهای نسل اول شکل گرفته است (Mohajjal et al., 2006). دگرشکلی دوم چینهای بسته و یال موازی با سطح محوری افقی تا اندکی شیب دار ایجاد کرده که برگوارگی نسل دوم، موازی سطح محوری آنها شکل گرفته است. کانیهای بیوتیت و مسکویت موازی با برگوارگی نسل دوم که برگوارگی غالب منطقه است رشد کرده اند. چینهای باز با سطح محوری تقریبا قائم و برگوارگی موازی با سطح محوری آنها محصول دگرشکلی سوم می باشد . برگوارگی نسل سوم در بعضی قسمتهای شرق توده برگوارگی غالب را ایجاد کرده است. نسل چهارم بصورت ریز چین و برگوارگی کنگره ای دیده می شود که با رشد مسکویت و سیلیمانیت همراه است (Mohajjal et al., 2006).
بحث :
آندالوزیتها بطور کلی در مرحله اول و یا قبل تا همزمان با دگرشکلی دوم در منطقه شکل گرفته اند (Mohajjal et al., 2006). و در دگرشکلی های بعدی در اثر تغییر شرایط دما- فشار به سریسیت و سیلیمانیت تبدیل شده اند. البته در اکثر موارد قالب آندالوزیت کاملا مشخص است و حتی در بعضی موارد هسته آندالوزیت نیز دیده می شود. بعلت وجود کربن در منطقه اکثر آندالوزیتها ادخال کربن دارند و شیاستولیت هستند. بطور کلی آندالوزیتها از نظر دگرشکلی در این منطقه سه دسته هستند: گروه اول بدون دگرشکلی، گروه دوم در اثر کشیدگی به موازات طول خود بودین شده اند و بعد از حادثه کشش، بلورهای کوارتز توسط محلولهای سیلیسی در بخشهای بودین شده رشد کرده اند. بلورهای کوارتز تقریبا هم بعد و درشت هستند و خاموشی موجی دارند. و گروه سوم آنهایی که بودین شده اند ولی در بخش بودین آنها کانیهایی از قبیل کوارتز، سیلیمانیت و گرافیت همزمان با نیروهای برشی رشد کرده اند و لذا اشکال جالبی را ایجاد کرده اند. طول پورفیروبلاستهای آندالوزیت متفاوت بوده و بعد از کشیدگی به بیش از 30سانتی متر هم می رسند.
در اطراف آندالوزیت ها مسکویت های درشت در اثر تجزیه آن رشد کرده و در داخل آنها نیز گارنتهای شکل دار دیده می شود. برگوارگی نسل دوم آندالوزیت ها را دور می زند و در بخش بودین شده انحراف و خمیدگی به داخل بخش بودین شده نشان می دهد و به نظر می رسد حادثه کشش بعد یا همزمان با دگرشکلی دوم در منطقه رخ داده است.
در هر دو سنگهای دگرگونی ناحیه ای و مجاورتی همدان پورفیروبلاستهای آندالوزیت بودین شده (گروه دوم) دیده می شود. شسیتهای آندالوزیت-گارنت دار در بخشهای شرق و جنوب شرقی توده الوند( چشمه پهن، میدانک، زمان آباد، ده نو اسداله خان) گسترش یافته اند و هورنفلسهای آندالوزیت دار در شمال شرق، شرق و جنوب غرب توده الوند( سیمین، ابرو، کوه تخت رستم) دیده می شوند (شکل 1). جهت یابی آندالوزیت های بودین شده در دو دگرگونی کاملا متفاوت است. در سنگهای دگرگونی مجاورتی پورفیروبلاستهای آندالوزیت در راستای شمال شرق و تعدادی در جهت شرق تا جنوب غرب رشد کرده اند. بیشترین کشیدگی و بودین شدگی پورفیروبلاستها در سنگهای دگرگونی مجاورتی در راستای شمال شرق (45/50NE، جهت میل/میل) می باشد. در این بخش از منطقه پورفیروبلاستهای دیگر که جهت یابی مختلفی دارند مقدار کشیدگی کمتری دارندو پورفیروبلاستهایی که راستای جنوب شرق- جنوب دارند کاملا سالم و بدون شکستگی هستند. مقدار کشیدگی(extension) مثبت و بیشترین مقدار اندازه گیری شده 2.3 است (شکل2 الف). در سنگهای دگرگونی ناحیه ای بیشترین کشیدگی در راستای جنوب تا جنوب شرق می باشد. بیشترین کشیدگی اندازه گیری شده در این سنگها حداکثر تا مقدار 1.9 می باشد(شکل2ب). کنتور دیاگرام پورفیروبلاستهای آندالوزیت هر دو دگرگونی در شکل 1 نشان داده شده است. در بخش جنوب غرب توده نیز آندالوزیتها بودین شده اند اما جهت کشیدگی اصلی را نمی توان بطور دقیق در آنها یافت. برخی از پورفیروبلاستها علاوه بر کشیدگی، جابجائیهای قائم نیز نشان می دهند(شکل3). رشد پورفیروبلاستهای کوارتز با جابجائیهای قائم همزمان بوده و بصورت پله ای جابجائیهای نرمال نشان می دهند. بودین شدگی بصورت شکستگی گوه ای نیز دیده شده است. البته در برخی از پورفیروبلاستها فضای باز شده توسط کوارتز پر نشده بلکه فقط در انتهای آندالوزیت کوارتز رشد کرده و پورفیروبلاستها به شکل بیضی در آمده اند. پورفیروبلاستهایی که مقطع عرضی آنها در معرض کشیدگی قرار گرفته نیز بودین شده و در بین قطعات آن کوارتز رشد کرده است. آنچه که مسلم است در راستای قائم نیز کشیدگی اعمال می شده است. این کشیدگی در پورفیروبلاستهای که راستای قائم دارند بصورت بودین شدن آنها و در پورفیروبلاستهای با راستای غیر قائم بصورت جابجایی نرمال خود را نشان می دهد. در شکل 5 پورفیروبلاستهای آندالوزیت در راستاهای مختلف رشد کرده اند و پورفیروبلاست درشت برگوارگی نسل دوم را قطع کرده است و پورفیروبلاستهای دیگر تقریبا در راستای برگوارگی رشد کرده اند. با اعمال نیروی کشش برگوارگی نسل دوم در اطرف پورفیروبلاست خمش پیدا کرده است. همانطور که دیده می شود هر سه پورفیروبلاست در مقادیر مختلف بودین شده اند و بیشترین مقدار کشیدگی در جهت شمال شرق (پورفیروبلاست درشت) است. کشیدگی از هر دو سمت بوده و خمش برگوارگی در قسمتهای بالا و پایین پورفیروبلاست معکوس است. نکته جالب اینکه دو پورفیروبلاست دیگر از این خمش تبعیت کرده و همسو با برگوارگی انحنا پیدا کرده اند. این موضوع نشان می دهد حادثه کشیدگی بعد از دگرشکلی دوم صورت گرفته است. آندالوزیتهای بودین شده توسط دگرشکلی سوم چین خورده اند (شکل6) و چین خوردن آنهانشان می دهد حادثه کشیدگی و بودین شدن پورفیروبلاستهای آندالوزیت قبل از دگرشکلی سوم رخ داده است. پس بطور کلی حادثه بودین شدگی پورفیروبلاستهای آندالوزیت در فاصله زمانی دو دگرشکلی دوم و سوم اتفاق افتاده است. پورفیروبلاستهای بودین شده آندالوزیت در شرایط دگرگونی بعدی کاملا جای خود را به پورفیروبلاستهای سیلیمانیت و حتی کیانیت داده اند. این موضوع هم در سنگهای دگرگونی ناحیه ای و هم در سنگهای دگرگونی مجاورتی به چشم می خورد. گروه سوم از پورفیروبلاستهای آندالوزیت بعد از بودین شدن و یا همزمان با آن در پهنه های برشی قرار گرفته اند و لذا نوع حرکت زون برشی را در خود ثبت کرده اند. موقعیت پهنه های برشی بشکل ستاره و با حروف A,B,C,D در شکل 1 نشان داده شده است. پهنه برشی سیمین(A) با موقعیت 43/055(dip/dip direction) است و حرکت راستبر نرمال دارد (شکل7). همانگونه که در شکل دیده می شود پورفیروبلاست آندالوزیت ابتدا بودین شده و به سه قطعه تقسیم شده است. بلورهای کوارتز در بین قطعات شروع به رشد کرده اند. کمی بعد از شروع رشد کوارتزها نیروهای برشی در منطقه شروع به فعالیت نموده و باعث چرخش قطعه وسطی آندالوزیت شده اند. همزمان با آن پورفیروبلاستهای کوارتز نیز در حال تشکیل بوده و از چرخش پورفیروبلاست تبعیت کرده اند. چرخش پورفیروبلاست آندالوزیت بهمراه کوارتزها حرکت راستبر را نشان می دهد. عرض پهنه حدود 3-4 متر و طول آن نامشخص است.احتمالا این پهنه برشی بین دو دگرشکلی دوم و سوم (D2-D3)فعالیت کرده است. پهنه برشی ده نو اسداله خان(B) با موقعیت 80/145 (dip/dip direction) حرکت راستبر دارد. این پهنه در هورنفلس سیلیمانیت دار وارد شده است و امتداد لغز است. قالب پورفیروبلاستهای آندالوزیت در این منطقه توسط سیلیمانیت و کیانیت پر شده اند و بصورت پورفیروکلاست نوع سیگما و دلتا حرکت راستبر را نشان می دهند(شکل8). به دلیل رشد سیلیمانیتها در بعضی از قسمتهای بودین به نظر زمان نسبی تشکیل این پهنه همزمان با دگرشکلی چهارم D4بوده است. پهنه برشی چشمه پهن (C) موقعیت 80/170 (dip/dip direction) داشته و در شیستهای آندالوزیت دار قرار دارد. در این پهنه پورفیروبلاستهای آندالوزیت از اطراف به مسکویت و سیلیمانیت تبدیل شده اند اما هسته پورفیروبلاست هنوز قابل تشخیص و صورتی رنگ است. بعد از بودین شدگی در فضای بین پورفیروبلاستها، کانی سیلیمانیت شروع به رشد کرده و از کینماتیک پهنه برشی تبعیت کرده است. بعضی از مقاطع عرضی آندالوزیت نیز دیده می شوند که از حالت دایره ای اولیه خارج شده و شکل بیضی پیدا کرده اند(شکل9).این پهنه نیز مشابه پهنه ده نو اسداله خان همزمان با دگرشکلی چهارم D4 شکل گرفته است. در منطقه چشمه پهن، پهنه برشی دیگری(D) موازی با برگوارگی نسل دوم دیده می شود که موقعیت 20/170 (dip/dip direction)دارد. گرافیت هایی که در این منطقه وجود دارند در اطراف مقاطع عرضی پورفیروبلاستهای آندالوزیت جمع شده و با چرخش پورفیروبلاست بصورت باله های نامتقارن حرکت راستبر را نشان می دهند (شکل10). به دلیل موازی بودن این پهنه با برگوارگی نسل سوم احتمالا همزمان با دگرشکلی دو م D2 تشکیل شده است. هر چهارپهنه یاد شده مولفه راستبر دارند و از حرکت راستبر عمومی زون سنندج سیرجان پیروی می کنند.
نتیجه گیری :
با ثبت تغییر شکل پورفیروبلاست آندالوزیت مشخص شده که پس از رشد دچار کشش شده اند. بطوری که در سنگهای دگرگونی ناحیه ای کشش در راستای جنوب-جنوب شرق بوده و در سنگهای دگرگونی مجاورتی راستای شمال شرق را داشته است. همچنین در مراحل مختلف دگرشکلی پهنه های برشی در منطقه شکل گرفته اند که نوع حرکت بعضی از آنها توسط پورفیروبلاستهای آندالوزیت امکان پذیر شده است. موقعیت پهنه های برشی مذکور نیمه افقی، شیبدار تا کاملا قائم بوده و همگی مولفه راستبر را نشان می دهند.
◊◊◊◊◊◊◊
منابع فارسی :
-اشراقی (1381): نقشه 1:100000 تویسرکان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
-اقلیمی،ب(1379): نقشه 1:100000 همدان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
- بهاری فر،علی اکبر؛1383 ، رساله دکتری. دانشگاه تربیت معلم تهران. پترولوژی سنگهای دگرگونی منطقه همدان.220ص.
- سپاهی گرو، علی اصغر؛1378، رساله دکتری. دانشگاه تربیت معلم تهران. پترولوژی مجموعه پلوتونیک الوند با نگرشی ویژه بر گرانیتوئیدها. 360ص.
- صادقیان، محمود؛ 1373، پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران. بررسی پترولوژی سنگهای آذرین و دگرگونی منطقه چشمه قصابان همدان.290ص.
- فرهپور،محمد مهدی و همکاران 1382؛ تحلیل هندسی میکاشیستهای خاور باتولیت همدان؛ فصلنامه علوم زمین؛ شماره49- 50؛ پائیز و زمستان 1382.
- محجل، محمد و سهندی، م (1378). تکامل تکتونیکی پهنه سنندج سیرجان در نیمه شمال باختری و معرفی زیر پهنه های جدید در آن، فصلنامه علوم زمین، شماره 32-31، بهمن 1379.
- نوزعیم، رضا؛ 1382؛تحلیل شیستهای همدان در منطقه چشمه پهن، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.135ص.