بررسی ماگماتیسم کلاته رشم

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده رضا زارعی سهامیه
تاريخ برگزاری ۳۰ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه:

            ورقه زمین شناسى ۱:۱۰۰۰۰۰ کلاته رشم در ۵۴ درجه تا ۵۴ درجه و ۳۰ دقیقه طول خاورى و از ۳۵ درجه تا ۳۵ درجه ۳۰ دقیقه عرض شمالى واقع شده است . این ناحیه  در ۱۱۵ کیلومترى جنوب غرب دامغان و ۱۳۰ کیلومترى شرق سمنان قرار دارد و بخش جنوب باخترى چهارگوش ترود را در بر میگیرد . از نظر ریخت شناسى بخش شمالى از ارتفاعات بلند و گاهى ستیغ ساز که روند عمومى رشته کوهها به تقریب شمالى _ جنوبى است . و در قسمت جنوبى منطقه کم ارتفاع ترین نقاط ورقه را شاهد هستیم . این منطقه بخشهاى شمالى پهنه ایران مرکزى مى باشد . با توجه به شواهد موجود نیمه شمالى ورقه به صورت یک فرازمین (Horst ) بوده که حاشیه شمالى فرورفتگى کویر بزرگ را پدید مى آورد . این منطقه بالا آمده در شمال به فروافتادگى کویر چاه جم و در جنوب به فرورفتگى کویر بزرگ محدود مى شود که مرز جنوبى آنرا گسل ترود و مرز شمالى آنرا گسل آنجیلو محدود مى نماید (باباخانى و همکاران ۱۳۷۱)

 

روش کار :

            مطالعات صحرایى منطقه مورد مطالعه به صورت ۱۵ پیمایش در راستاهاى مختلف صورت گرفت . در این پیمایشها حدود ۹۰ نمونه سنگ از سنگهاى آتشفشانى منطقه برداشت شد . از این تعداد نمونه ۶۰ مقطع نازک تهیه شد که مورد مطالعه میکروسکپى در آزمایشگاه دانشگاه  قرار گرفت . پس از مطالعات میکروسکپى و تعیین اسامى و دسته بندى آنها تعداد ۱۹ نمونه از انواع سنگهاى اصلى منطقه با توجه به فراوانى و کمترین درصد دگرسانى براى انالیز شیمیایى به روش XRF  به سازمان زمین شناسى کشور ارسال گردید( جهت تعیین دگرسانى نمونه ها علاوه بر مطالعات میکروسکپى از نمودارهاى مک لمور و همکاران (۱۹۹۹) استفاده شده است). نتایج حاصل از آنالیز سنگها، بعد از انطباق آن با داده هاى میکروسکپى و پى بردن به صحت آن با بکارگیرى نرم افزار نیوپت(۱۹۹۶) مین پت (۱۹۹۷) و اکسل (۱۹۹۷) و رسم نمودارهاى مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت .

 

بحث :

             در مطالعات زمین شناسى منطقه قدیمیترین واحدهاى سنگى در شمال ناحیه کلوت مى باشد که ارتفاعات متوسط تا کوتاه را پدید مى آورند که با توجه به مشخصات لیتولوژیکى اجزاء تشکیل دهنده دگرگونى و تغییر شکل هاى موجود و همچنین وجود سنگهاى سرپانتینیتى شاید بتوان این  مجموعه را با رباط پشت بادام (حقى پور ۱۹۷۴) مقایسه نمود . که با این وضع شاید بتوان به پرکامبرین تا کارمبیرن زیرین نسبت داد ؟ واحدهاى سنگى آتشفشانى آذرآوارى و رسوبى ائوسن _ الیگوسن در محدوده کلاته رشم از گسترش و تنوع زیادى برخوردارند ، آنچنان که بخش عمده سطح نیمه شمالى را به خود اختصاص داده اند . این ردیف آتشفشانى _ رسوبى ترشیرى به گونه دگرشیب واحدهاى قدیمى تر را مى پوشاند (شکل _۱) ضخامت این مجموعه را شاید بتوانه نزدیک ۳ کیلومتر بر آورد نمود (شکل _۲) از نظر آتشفشانى و طبیعت سنگها میتوان ۴ قسمت را به طور متناوب مشخص کرد.          الف – در پائین ترین قسمت گدازه هاى آتشفشانى با ترکیب آندزیتى با اندک لایه هاى از برش توف این قسمت چون در شمال دهکده ستوده بهتر نمایان است و بیشترین ضخامت را دارد ، لذا آندزیت ستوده نام گرفته‌اند. ب _ روى قسمت یاد شده تناوبى از برش گدازه و در بخش هاى پائین و کنگلومرا و ماسه سنگ قرار میگیرد . این قسمت را برش هاى سنگ آذرین زیرین نام داده اند . ج_ برش هاى سنگهاى آذرین و گنبدهاى درونزاد (Endogenous dome ) با ترکیب داسیتى را برشهاى آذرین میانى مى گویند (شکل _ ۳) د _ بالاخره تناوبى از کنگلومرا ، ماسه سنگ برش آتشفشانى و گهگاه گدازه آتشفشانى بالایى نام داده اند.

            بر اساس   مطالعات پتروگرافى و ژئوشیمیایى سنگهاى آتشفشانى منطقه جزء سنگهاى آذرین حد واسط محسوب گردیده و اغلب شامل آندزیت ، آندزیت بازالت ، تراکى آندزیت ،داسیت و ریولیت مى باشند (شکل _ ۴) از لحاظ تجمع کانیایى داراى پلاژیوکلاز، آلکالى فلدسپار، کلینوپیروکسن ، الیوین (ایدنگزیت شده ) و ندرتا آنالسیم و یا لوسیت هستند. اغلب پلاژیوکلازها دچار شکستگى شده اند که نشان دهنده فشارهاى فیزیکى بر توده هاى سنگى میباشد . کانى الوین ایدنگزیت شده که به عقیده (deer.et al ۱۹۹۱ ) بر اثر انتشار اتمهاى هیدروژن در الیوین است که آزاد شدن اتمهاى منیزیم و آهن دو بار مثبت، سیلیس چهار بار مثبت و جانشینى یونهاى یونهاى آهن ، آلمینیوم و کلسیم سه بار مثبت را به دنبال دارد. بافت عمده سنگهاى آتشفشانى پورفیرى میکرولیتى ، بافتهاى جریانى (تراکیتى ) ، میکرو گرانو پورفیرى  و نیز بافت ثانویه غربالى دیده میشود . مطالعه میکروسکپى این سنگها نشان میدهد که فاقد ارتوپیروکسن بوده ولى داراى پلاژیوکلاز فراوان و کوارتز هستند. با توجه به مطالعات پتروگرافى سنگهاى منطقه دچار دگرسانى در حد دگرگونى خیلى ضعیف (رخساره شیست سبز) شده اند . در این دگرسانى فشار سیالات و درجه حرارت نقش مهمى را ایفا کرده است. دگرسانى‌ها موجب جابجایى عناصر پر تحرک مانند آلکالى ها شده است که از جمله این فرایندها مى‌توان به رسى شدن، کربناتى شدن و..... و ایجاد گرایش هاى مختلف و پراکندگى سنگها در محدوده آلکالن و ساب آلکالن گردیده است . در گدازه هاى منطقه شواهدى از آلودگى ماگمایى دیده میشود از جمله میتوان به پدیده جذب شدگى و بافت ثانویه غربالى (شکل_۵) و(شکل_۶) وجود گویچه‌هاى بازیکتر در زمینه اسیدى با بافت بین انگشتى و... اشاره نمود.

            جهت تشخیص نوع ماگماى سازنده سنگهاى ماگمایى و ارائه مدل ژنتیکى از نمودارهاى مختلف پترولوژى نظیر ایروین و باراگار (۱۹۷۱) میاشیرو (۱۹۷۴) لومتر(۱۹۸۹) و نمودار مثلثى جنسن (۱۹۷۶) استفاده گردیده است. ویژگى ماگماى سازنده سنگهاى ماگمایى عمدتاً کالکو _ آلکالن  بوده و به ندرت توله ایتى و الکالن میباشند. (شکل _۷). طبق نمودار K۲o در برابر Sio۲ (۱۹۸۱امامى)، سنگهاى منطقه مورد مطالعه در هر دو محدوده سدیک و پتاسیک قرار میگیرد . تغییرات شدید نسبت K۲o به Na۲o به خصوص در سنگهاى منطقه میتواند به علت آلودگى نمونه ها با عناصر مواد پوسته اى بالایى مانند پتاسیم و نیز دگرسانى هاى متفاوت این سنگها باشد.

            به منظور درک الگوى فراوانى عناصر کمیاب در هر سنگ آذرین و همچنین جهت بررسى رفتار ژئوشیمیائى عناصر مذکور و مقایسه آنها با محیط هاى شناخته شده  از نمودارهاى عنکبوتى استفاده شده است . نمونه هاى مورد بررسى نسبت به کندریت، MORB و مانتوى اولیه و پوسته اقیانوسى عادى سازى شده است. در سنگهاى منطقه غنى شدگى عناصر LIL و LFS شامل Ba,Rb,Th,Nb,La  و تهى شدگى عنصر Y را نسبت به کندریت، MORB ، مانتوى اولیه و پوسته اقیانوسى داریم. عناصر باریم و توریم نسبت به کندریت داراى غنى شدگى بالائى میباشند به نحوى که ایجاد قله در نمودار نموده اند . چنین غنى شدگى نسبى مى تواند حاصل متاسوماتیسم با منشاء مانتو توسط سیال آزاد شده از ورقه فرورو باشد. همچنین غنى شدگى استرانسیم به صورت یک پیک به وجود پلاژیوکلاز زیاد در آنها بر میگردد. زیرا استرانسیوم بیشترین تمایل را جهت جانشینى با کلسیم و پتاسیم نشان مى دهد. با بررسى نمودارهاى عنکبوتى و مشاهده تهى شدگى و غنى شدگى در همه نمونه‌ها مى‌تواند بیانگر منشاء ماگمائى این سنگها باشد که از عناصر سنگین تهى بوده و احتمالا منشاء آن از پوسته زیرین حاصل شده است و دچار ذوب بخشى با درجه بالا گردیده است. از این رو در محدوده عناصر خاکى سبک تا متوسط غنى شدگى (چون منشاء پوسته اى دارد) و در محدوده عناصر نادر سنگین (Y) تهى شدگى نشان میدهند (البته این تحول ماگمائى را وجود تفریف نیز ایجاد میکند). چنین غنى شدگى نسبى مى تواند حاصل متاسوماتیسم با منشا مانتو توسط سیالات آزاد شده از ورقه فرو رو باشد . همچنین غنى شدگى استرانسیم به صورت یک پیک به وجود پلاژیوکلاز زیاد در آنها بر میگردد زیرا استرانسیم بیشترین تمایل را جهت جانشینى با کلسیم و پتاسیم نشان میدهد. با توجه به شواهد پتروگرافى و ژئوشیمیایى ارائه شده در بالا میتوان اینگونه برداشت نمود که فرایند تفریق ماگمائى به تنهایى نقش اصلى در تکامل سنگها منطقه نداشته و فرایند آلودگى ماگمائى در هنگام صعود نیز نقش مهمى در ایجاد سنگهاى  منطقه داشته است.

 

نتیجه گیرى:

          با توجه به مطالعات صحرائى انجام شده قدیمیترین سنگهاى منطقه به احتمال فراوان متعلق به کامبرین و یا پرکامبرین میباشد که به صورت سنگهاى دگرگونه در منطقه رخنمون دارند . بر اساس مطالعات پتروگرافى سنگهاى آتشفشانى منطقه اکثرا در محدوده حد واسط است شامل بازاتیک آندزیت، آندزیت، تراکى آندزیت، داسیت و ریولیت مى باشد. از نظر تجمع کانیایى داراى پلاژیوکلاز، آلکالى فلدسپار، کلینوپیروکسن ، الیوین (ایدنگزیت شده) و ندرتا آنالسیم و یا لوسیت در سنگهاى منطقه دیده میشود . بر اساس مطالعات پتروگرافى و ژئوشیمیائى شواهد فراوانى از آلودگى ماگمائى در سنگهاى آتشفشانى منطقه مشاهده میشود . جهت تشخیص نوع ماگماى سازنده سنگهاى ماگمایى و ارائه مدل ژنتیکى از نمودارهاى مختلف پترولوژى نظیر ایروین و باراگار (۱۹۷۱) میاشیرو (۱۹۷۴) لومتر(۱۹۸۹) و نمودار مثلثى جنسن (۱۹۷۶) استفاده گردیده است ویژگى ماگماى سازنده سنگهاى ماگمایى عمدتاً کالکو _ آلکالن  بوده و به ندرت توله ایتى و الکالن میباشند. با توجه به مطالعه عناصر کمیاب در نمودارهاى عنکبوتى یک غنى شدگى عناصر LIL , LFS را داریم و تهى شدگى در محدوده عناصر نادر سنگین (Y) را داریم. حال با توجه به داشتن شواهد فوق اینگونه میتوان برداشت نمود که در فرآیند تکامل سنگهاى آتشفشانى منطقه غیر از فرایند تفریق ماگمائى و تبلور بخشى فرآیند ثانویه آلودگى ماگمائى در هنگام صعود نیز نقش غیر قابل انکارى داشته است.

 

منابع فارسى :

۱- ملک محمدى _ حامد (۱۳۸۴) بررسى پترولوژیکى و ژئوشیمیایى سنگهاى آشتشفشانى شمال غرب معلمان . دانشگاه آزاد اسلامى واحد تهران شمال  

۲- محب على _ حمید رضا (۱۳۸۲) بررسى ماگماتیسم تفرش در رابطه با ژئوشیمى مواد معدنى . دانشگاه آزاد اسلامى واحد تهران شمال

۳- کریم پور- حسن (۱۳۷۷) پترولوژى سنگهاى  آذرین و کانسارهاى ماگمایى نشر مشهد

۴- معین وزیرى _ حسین و احمدى _ على (۱۳۷۱) پترولوژى و پتروگرافى سنگهاى آذرین انتشاران دانشگاه تربیت معلم

۵- درویش زاده _ على (۱۳۷۰) زمین شناسى ایران

 

 

منابع انگلیسى:

Chappel ,B.W . anf white,A.S.R.۱۹۷۴.two contrasting granite types . pacific geology

David shelly . ۱۹۹۳ . igneous and metamorphic rock under the microscope.

Delaroche H., Letewier J., Grande Claude P. and Marchal M. ۱۹۸۰. A Classification of Volcanic and Plutonic rocks using R, R, diagrams and major elements analyses. Its relation ships and current nomenclature chem.

Irvine۱:place>۱:city> , T.N and Baragar . ۱۹۷۱ , W.R.B.A Guade to the chemical classification of the common Volcanic rocks .

Le Maittre , R . W . Bateman , P.,Dudek,E.Keller , J .Lamerce Lebas , M. J., Sabine P. A .,Schmid R., and Zanettine B.,۱۹۸۹. A classification of  igneous Rock and Glossary Terms , blakwell.

Maniur , P.D., piccoli , P.M ۱۹۸۹ . Tectonic setting of basic volcanic rocks and determined using trace element analyses Earth and planet .

Pearce , J.A., ۱۹۷۶ , Statistical analysis of major element patterns  in basalts .

Shand ,S.J, ۱۹۴۷ Eruptive Rocks , moray

Winchester۱:place>۱:city> , J .A , and floyd , P.A.۱۹۷۷ . Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation  products using immobile elements .

 

           

بررسی ماگماتیسم کلاته رشم
رضا زارعی سهامیه دکتری پترولوژی استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد آشتیان
حامد ملک محمدی دانشجوی پترولوژی دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات
حمیدرضا محب علی فوق لیسانس پترولوژی از دانشگاه آزاد تهران شمال
 
 
چکیده :
            محدوده مورد مطالعه (کلات رشم) جزئی از چهارگوش ترود میباشد که از لحاظ موقعیت زمین شناسی این منطقه بخشی از زون ایران مرکزی است . بر اساس آنالیزهای حاصل از تجزیه شیمیایی  سنگها و مطالعات میکروسکپی ترمهای مختلف سنگهای منطقه شامل بازالتیک آندزیت، آندزیت، تراکی‌آندزیت، داسیت و ریولیت می باشند که به صورت ولکانیک (برشی و گدازه) در منطقه تظاهر نموده است .
            شواهد آلایش ماگمائی در مقیاس میکروسکپی در سنگهای آتشفشانی منطقه که شامل پدیده جذب شدگی ، بافت غربالی و ..... مشاهده میشود . شواهد ژئوشیمیایی نظیر نحوه پراکندگی و ناهنجاریهای عناصر نسبت به ضریب تفریق و بررسی نمودارهای عنکبوتی ، آلودگی و آلایش ماگمای اولیه را با پوسته بالایی محرز میگرداند. اصولا بر اساس نمودارهای موجود سنگهای منطقه ماهیت کالکوآلکالن و در مواقعی آلکالن را نشان میدهند.
 
 
                  Investigation of kalateh _ reshm magmatic
                                   Reza Zarei _ sahameih ,   Hamed malek mohamadi & hamidreza mohebali
Abstract :
 
            The area under the study (kalateh _ reshm) which is part of the trod . from geological point of view , this area is a portion of centeral iran zone.
            One the basis of analysis samples and microscopic studies, the rocks in the area under the study consist of basaltic andesite, andesite, trachy andesite, dacite and rhyolite which have outcropped in the region as volcanic (breccia and lava) .
            The microscopic observation of contamination magmata in the lava rocks such as the absorption phenomena poikiloblastic texture alternative classification in the plagioclase corrosion of pyroxenes and plagioclase and existence of altered and non altered plagioclase together . The geochemical observations such as dispersion and abnormal elements ratio of sub traction sufficient and studding of spider diagrams show the pollution and contamination primary magmata to up surface .

کلید واژه ها: خراسان رضوى