بررسی انواع دگر شکلی و دگرگونی در سنگهای شرق و شمال شرق بروجرد
دسته | پترولوژی |
---|---|
گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
مکان برگزاری | سومین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران |
نویسنده | احمد احمدی- علی درویش زاده |
تاريخ برگزاری | ۱۱ شهریور ۱۳۸۴ |
متن اصلی:
در اینجا ابتدا دگرگونیهای منطقه را معرفی می کنیم و سپس دگر شکلیهای موجود در آنها را مورد بررسی قرار می دهیم. سه نوع دگرگونی در منطقه شرق و شمال شرق بروجرد به شرح زیر دیده می شود:
1-دگرگونی ناحیه ای :
این مجموعه پهنه وسیعی از منطقه را در بر می گیردو در واقع جزیی از زون دگرگونی سنندج –سیرجان و دنباله چیستهای گلپایگان گسترش دارند. در منطقه مورد مطا لعه،این سنگها در حد رخساره شیست سبز دگر گون شده بیشتر شامل اسلیت و فیلیت حاوی کوارتز،سرسیت،کلوریت،اکسید آهن و موادکربن دار هستند.
2-دگرگونی مجاورتی:
تزریق تودهای گرانیتوئیدی در اسلیت ها و فیلیت ها سبب بوجود آمدن یک هاله دگرگونی شده است. به نحوی که تا فاصله5/1 کیلو متری از این توده ها،سنگهای فیلیتی خاکستری سیاه رنگ با رخ بارز و باروند شمالغربی –جنوب شرقی دیده میشوند که هر قدر به سمت توده نفوذی نزدیکتر شویم این سنگها فیلیتهای لکه دار تبدیل میشوند. لکه های مزبور در ابتدا مجموعه ای از کانیها مسکوویت، کلریت و بیوتیت میباشند و با نزدیکتر شدن به توده یعنی در بلافاصل توده های آذرین جهت یافتگی در سنگ محو شده و سنگها به هور نفلس تبدیل میشوند. بسته به شرایط دما و فشار و ترکیب شیمیائی اولیه سنگ به هور نفلس ها حاوی کردیریت،آندالوزیت و سیلیمانیت هستند.
وجود کردیریت با ماکل ساعت شنی و تبدیل آندالوزیت به سیلیمانیت منشوری در هور نفلس ما حاکی از بروز یک دگرگونی دمای بالاست. و بر اساس روابط پتروژنتیکی طیف دمایی اندکی بیش از 650 درجه سانتیگراد برآورد میگردد.
حضور آندالوزیت و عدم وجود کیانیت نشان میدهد که سنگهای دگرگونی منطقه در فشارهای کمتر از چهار کیلو بار تشکیل شده اند. بدین ترتیب دگرگونی مجاورتی تا حد رخساره پیروکسن هور نفلس پیش رفته است و سنگ مادر از نوع پلیتی می باشد.
3-دگرگونی قهقرایی:
این دگرگونی پس از استقرار توده های نفوذی و همزمان بعد از انجماد آن انجام شده و شواهدی که وجود آن را در منطقه مورد تأیید قرار میدهند عبارتند از:
3-1 تبدیل آندالوزیت ها از قسمت حاشیه به سرسیت و مسکوویت یا کلریت و مسکوویت(حاشیه شیمر)
این فرآیند در شیست ها بحدی زیاد است که تنها در بعضی نقاط آثاری از آندالوزیت ها در قسمت میانی مانده است. بوجود آمدن این پدیده مستلزم وجود آب و K میباشد(شلی،1993).
3-2 رشد کلریت ها با جهت یابی اتفاقی بر روی برگ واره های موجود در سنگ که حاکی از منشاءحرارتی میباشد(پیشیر،1996)
3-3 قرار گیری تورمالین بر روی رگ واره های موجود در شیست ها که خود نشانه حضور یک فاز سیال غنی از بر است.
با توجه به اینکه عملکرد این نوع دگرگونی در منطق مختلف متفاوت بوده و در تمام منطقه مورد مطالعه نیز عمومیت پیدا نمیکند باید نتیجه گرفت که ساخت تکتونیکی منطقه و ویژگیهای فیزیکی سنگهای دگرگونی، انتشار و نشت محلولها ناشی از انجماد توده های نفوذی تنها در مناطقی مساعد بوده است.
انواع دگر شکلی
در منطقه بروجرد حداقل دو فاز اصلی دگر شکلی دیده میشود که باعث تشکیل دو فابریک صفحه ای S1,S2 شده اند:
الف-فابریک S1 رخ اسلیتی است که در درجات پایین دگرگونی برS0 منطبق است.رخ اسلیتی مزبور بعداً متحمل دگر شکلی دیگری شده است و به صورت رخ های خمیده(Crenulation Cleavage)و سطح محوری در آمده است.
ب-دگرشکلی دوم:دگر شکلی غالب در منطقه است که با چین دادنS0,S1 چینهایی با شیستوزیته سطح محوری(S2)بوجود آورده است که بخوبی توسعه یافته اند و دارای امتدادشمال غربی هستند و یک خط واره(L) نیز حاصل از تقاطع بین S1,S2 بوجود آورده است.
مطالعات صحرایی نشان میدهد که گرانیت ما تقریباً همزمان با تشکیل S2 تزریق شده اند.بنا بر این اوج شدت دگرگونی با تشکیل S2 همراه میباشد.نکته قابل توجه این است گر چه کشیدگی توده ها ی نفوذی منطقه موازی S2 و روند زاگرس (شمالغربی-جنوب شرقی)هستند ولی یک برگ واره بارز ناشی از به صف شدن کانیهای بیوتیت در گرانیتوئید ها دیده میشود که عکس روند زاگرس و کشیدگی توده ها میباشد. لذا با توجه به دگر شکلی چهارم در زون سنندج-سیرجان که بطور محلی در بعضی نقاط ساختهایی با روند شمالشرقی-جنوب غربی بوجود آورده است(به محجل،1997 ومحجل و سهندی،1377 رجوع شود)،احتمالاًپیدایش این برگ واره با دگرشکلی نوع چهارم در ارتباط است. ضمناَچون در مطالعات میکروسکپی گرانیت ها شواهدی از دگر شکلی پلاستیکی نظیر خاموشی موجی در کوارتزها،تاب دار شدن(Kinking)بیوتیت ها و فلدسپارها و تبلور مجدد در آنها قابل مشاهده است.
این پدیده میتواند به عملکرد فشارهای تکتونیکی در حالت جامد بر این سنگها در ارتباط باشد و به جریان یافتگی توده مذاب در مراحل پایانی انجماد که نوعی کشیدگی در بلوارها ایجاد میکند.(پترسون وهمکاران،1989)
دگر شکلی و ارتباط آن با تبلور کانیها
شناسایی دگر شکلی ها و بررسی دقیق رابطه بین دگر شکلیها و تبلور کانیهای دگرگونی نقش مهمی در فهم صحیح مسیرهای P.T.t سنگهای دگرگونی دارد. لذا در اینجا به بیان ارتباط بین تبلور کانیها و دگر شکلی ها می پردازیم:
-کلریت:
کلریت هم دگرگونی پیشرونده و هم در دگرگونی قهقرایی تشکیل شده است.این کانی در اسلیت ها به طور مشخص سازنده رخ است یعنی همزمان با S1 تشکیل شده است. در اثر بالا رفتن درجه دگرگونی این کانی حذف شده و به کانیهای دمای بالاتر تبدیل شده اند. ضمناً گروه دیگری از کلریتها به صورت بلورهای درشت با بیرفرانژانس آبی تا قهوای وجود دارندکه همزمان یا بعد از S2 بوجود آمده اند. این کانیها در محل شکسته شدن آندالوزیت ها رشد کرده و جهت یافتگی خاصی را نشان نمیدهند که حاکی از تبلور بعد تکتونیک آنهاست(بارکر،1990)بنابراین لااقل دو نسل کلریت اولیه همزمان با S1 و دیگری همزمان یا بعد از ایجاد فابریکS2 رشد کرده اند.
مسکوویت:
مسکوویت ها در سنگهای دگرگونی منطقه پراکندگی وسیعی با زایش های مختلف نشان میدهند.یک گروه از آنها به همراه کلریت و بیوتیت رخ اصلی S1 سنگها را تشکیل میدهند و گروهی دیگر پس از تشکیل رخ خمیده یا سطح محوری متبلور شده اند که در این حالت به صورت پورفیروبلاست های درشت،رخ های سنگ را قطع میکند و گروهی دیگر از تحول آندالوزیت ها حاصل شده اند.پسودمرفیسم مسکوویت به جای آندالوزیت شاهدی بر تبلور پست تکتو تیک آن میباشد.
بیوتیت:
بیوتیت به همراه مسکوویت از ممترین کانیهای تشکیل دهنده رخ در فیلیت ها و شیستهای منطقه است. ظهور این کانی محدود به S1 نمیباشد بلکه پس از تشکیل S1 نیز تشکیل گردیده است.
گارنت:
به طور خیلی موضعی و فقط در محدوده کوچکی در منطقه مورد مطالعه دیده میشود و مطالعات میکروسکوپی نشان می دهد که اگر چه گارنتها پیش از ظهور رخS2 متبلور شده اند.بنابراین ظهور آنها را به صورت رشد پورفیبروبلاستی بعد از ظهور S1 مربوط میدانیم.
آندالوزیت:
با توجه به دگر سانی شدید تمرکز و گاه پراکنده بودن ادخالهای گرافیتی در آندالوزیت ها،تشخیص رابطه بین Se,Si مشکل است با این وجود شکسته شدن آندالوزیت در مقیاس میکروسکوپی و رشد گلریت در محل این شکستیها شاهدی بر تبلور آن پیش از S2 میباشد.
سیلمانیت:
ظهور سلیمانیت بر روی آندالوزیت حاکی از تبدیل آندوالوزیت به پلی مورف خود یعنی به سیلیمانیت میباشد دگر شکلی مبهم است. با توجه به اینکه ظهور و رشد سلیمانیت به افزایش دما وابسته است عملاًنباید بین ظهور این کانی و دگر شکلی های موجود ارتباطی موجود باشد و مانطور که قبلاً گفته شد تنها در دکر گونی مجاورتی آن را ملاحظه میکنیم.
در اینجا ابتدا دگرگونیهای منطقه را معرفی می کنیم و سپس دگر شکلیهای موجود در آنها را مورد بررسی قرار می دهیم. سه نوع دگرگونی در منطقه شرق و شمال شرق بروجرد به شرح زیر دیده می شود:
1-دگرگونی ناحیه ای :
این مجموعه پهنه وسیعی از منطقه را در بر می گیردو در واقع جزیی از زون دگرگونی سنندج –سیرجان و دنباله چیستهای گلپایگان گسترش دارند. در منطقه مورد مطا لعه،این سنگها در حد رخساره شیست سبز دگر گون شده بیشتر شامل اسلیت و فیلیت حاوی کوارتز،سرسیت،کلوریت،اکسید آهن و موادکربن دار هستند.
2-دگرگونی مجاورتی:
تزریق تودهای گرانیتوئیدی در اسلیت ها و فیلیت ها سبب بوجود آمدن یک هاله دگرگونی شده است. به نحوی که تا فاصله5/1 کیلو متری از این توده ها،سنگهای فیلیتی خاکستری سیاه رنگ با رخ بارز و باروند شمالغربی –جنوب شرقی دیده میشوند که هر قدر به سمت توده نفوذی نزدیکتر شویم این سنگها فیلیتهای لکه دار تبدیل میشوند. لکه های مزبور در ابتدا مجموعه ای از کانیها مسکوویت، کلریت و بیوتیت میباشند و با نزدیکتر شدن به توده یعنی در بلافاصل توده های آذرین جهت یافتگی در سنگ محو شده و سنگها به هور نفلس تبدیل میشوند. بسته به شرایط دما و فشار و ترکیب شیمیائی اولیه سنگ به هور نفلس ها حاوی کردیریت،آندالوزیت و سیلیمانیت هستند.
وجود کردیریت با ماکل ساعت شنی و تبدیل آندالوزیت به سیلیمانیت منشوری در هور نفلس ما حاکی از بروز یک دگرگونی دمای بالاست. و بر اساس روابط پتروژنتیکی طیف دمایی اندکی بیش از 650 درجه سانتیگراد برآورد میگردد.
حضور آندالوزیت و عدم وجود کیانیت نشان میدهد که سنگهای دگرگونی منطقه در فشارهای کمتر از چهار کیلو بار تشکیل شده اند. بدین ترتیب دگرگونی مجاورتی تا حد رخساره پیروکسن هور نفلس پیش رفته است و سنگ مادر از نوع پلیتی می باشد.
3-دگرگونی قهقرایی:
این دگرگونی پس از استقرار توده های نفوذی و همزمان بعد از انجماد آن انجام شده و شواهدی که وجود آن را در منطقه مورد تأیید قرار میدهند عبارتند از:
3-1 تبدیل آندالوزیت ها از قسمت حاشیه به سرسیت و مسکوویت یا کلریت و مسکوویت(حاشیه شیمر)
این فرآیند در شیست ها بحدی زیاد است که تنها در بعضی نقاط آثاری از آندالوزیت ها در قسمت میانی مانده است. بوجود آمدن این پدیده مستلزم وجود آب و K میباشد(شلی،1993).
3-2 رشد کلریت ها با جهت یابی اتفاقی بر روی برگ واره های موجود در سنگ که حاکی از منشاءحرارتی میباشد(پیشیر،1996)
3-3 قرار گیری تورمالین بر روی رگ واره های موجود در شیست ها که خود نشانه حضور یک فاز سیال غنی از بر است.
با توجه به اینکه عملکرد این نوع دگرگونی در منطق مختلف متفاوت بوده و در تمام منطقه مورد مطالعه نیز عمومیت پیدا نمیکند باید نتیجه گرفت که ساخت تکتونیکی منطقه و ویژگیهای فیزیکی سنگهای دگرگونی، انتشار و نشت محلولها ناشی از انجماد توده های نفوذی تنها در مناطقی مساعد بوده است.
انواع دگر شکلی
در منطقه بروجرد حداقل دو فاز اصلی دگر شکلی دیده میشود که باعث تشکیل دو فابریک صفحه ای S1,S2 شده اند:
الف-فابریک S1 رخ اسلیتی است که در درجات پایین دگرگونی برS0 منطبق است.رخ اسلیتی مزبور بعداً متحمل دگر شکلی دیگری شده است و به صورت رخ های خمیده(Crenulation Cleavage)و سطح محوری در آمده است.
ب-دگرشکلی دوم:دگر شکلی غالب در منطقه است که با چین دادنS0,S1 چینهایی با شیستوزیته سطح محوری(S2)بوجود آورده است که بخوبی توسعه یافته اند و دارای امتدادشمال غربی هستند و یک خط واره(L) نیز حاصل از تقاطع بین S1,S2 بوجود آورده است.
مطالعات صحرایی نشان میدهد که گرانیت ما تقریباً همزمان با تشکیل S2 تزریق شده اند.بنا بر این اوج شدت دگرگونی با تشکیل S2 همراه میباشد.نکته قابل توجه این است گر چه کشیدگی توده ها ی نفوذی منطقه موازی S2 و روند زاگرس (شمالغربی-جنوب شرقی)هستند ولی یک برگ واره بارز ناشی از به صف شدن کانیهای بیوتیت در گرانیتوئید ها دیده میشود که عکس روند زاگرس و کشیدگی توده ها میباشد. لذا با توجه به دگر شکلی چهارم در زون سنندج-سیرجان که بطور محلی در بعضی نقاط ساختهایی با روند شمالشرقی-جنوب غربی بوجود آورده است(به محجل،1997 ومحجل و سهندی،1377 رجوع شود)،احتمالاًپیدایش این برگ واره با دگرشکلی نوع چهارم در ارتباط است. ضمناَچون در مطالعات میکروسکپی گرانیت ها شواهدی از دگر شکلی پلاستیکی نظیر خاموشی موجی در کوارتزها،تاب دار شدن(Kinking)بیوتیت ها و فلدسپارها و تبلور مجدد در آنها قابل مشاهده است.
این پدیده میتواند به عملکرد فشارهای تکتونیکی در حالت جامد بر این سنگها در ارتباط باشد و به جریان یافتگی توده مذاب در مراحل پایانی انجماد که نوعی کشیدگی در بلوارها ایجاد میکند.(پترسون وهمکاران،1989)
دگر شکلی و ارتباط آن با تبلور کانیها
شناسایی دگر شکلی ها و بررسی دقیق رابطه بین دگر شکلیها و تبلور کانیهای دگرگونی نقش مهمی در فهم صحیح مسیرهای P.T.t سنگهای دگرگونی دارد. لذا در اینجا به بیان ارتباط بین تبلور کانیها و دگر شکلی ها می پردازیم:
-کلریت:
کلریت هم دگرگونی پیشرونده و هم در دگرگونی قهقرایی تشکیل شده است.این کانی در اسلیت ها به طور مشخص سازنده رخ است یعنی همزمان با S1 تشکیل شده است. در اثر بالا رفتن درجه دگرگونی این کانی حذف شده و به کانیهای دمای بالاتر تبدیل شده اند. ضمناً گروه دیگری از کلریتها به صورت بلورهای درشت با بیرفرانژانس آبی تا قهوای وجود دارندکه همزمان یا بعد از S2 بوجود آمده اند. این کانیها در محل شکسته شدن آندالوزیت ها رشد کرده و جهت یافتگی خاصی را نشان نمیدهند که حاکی از تبلور بعد تکتونیک آنهاست(بارکر،1990)بنابراین لااقل دو نسل کلریت اولیه همزمان با S1 و دیگری همزمان یا بعد از ایجاد فابریکS2 رشد کرده اند.
مسکوویت:
مسکوویت ها در سنگهای دگرگونی منطقه پراکندگی وسیعی با زایش های مختلف نشان میدهند.یک گروه از آنها به همراه کلریت و بیوتیت رخ اصلی S1 سنگها را تشکیل میدهند و گروهی دیگر پس از تشکیل رخ خمیده یا سطح محوری متبلور شده اند که در این حالت به صورت پورفیروبلاست های درشت،رخ های سنگ را قطع میکند و گروهی دیگر از تحول آندالوزیت ها حاصل شده اند.پسودمرفیسم مسکوویت به جای آندالوزیت شاهدی بر تبلور پست تکتو تیک آن میباشد.
بیوتیت:
بیوتیت به همراه مسکوویت از ممترین کانیهای تشکیل دهنده رخ در فیلیت ها و شیستهای منطقه است. ظهور این کانی محدود به S1 نمیباشد بلکه پس از تشکیل S1 نیز تشکیل گردیده است.
گارنت:
به طور خیلی موضعی و فقط در محدوده کوچکی در منطقه مورد مطالعه دیده میشود و مطالعات میکروسکوپی نشان می دهد که اگر چه گارنتها پیش از ظهور رخS2 متبلور شده اند.بنابراین ظهور آنها را به صورت رشد پورفیبروبلاستی بعد از ظهور S1 مربوط میدانیم.
آندالوزیت:
با توجه به دگر سانی شدید تمرکز و گاه پراکنده بودن ادخالهای گرافیتی در آندالوزیت ها،تشخیص رابطه بین Se,Si مشکل است با این وجود شکسته شدن آندالوزیت در مقیاس میکروسکوپی و رشد گلریت در محل این شکستیها شاهدی بر تبلور آن پیش از S2 میباشد.
سیلمانیت:
ظهور سلیمانیت بر روی آندالوزیت حاکی از تبدیل آندوالوزیت به پلی مورف خود یعنی به سیلیمانیت میباشد دگر شکلی مبهم است. با توجه به اینکه ظهور و رشد سلیمانیت به افزایش دما وابسته است عملاًنباید بین ظهور این کانی و دگر شکلی های موجود ارتباطی موجود باشد و مانطور که قبلاً گفته شد تنها در دکر گونی مجاورتی آن را ملاحظه میکنیم.