بررسی پترولوژیکی سنگ های منطقه زند آباد در شمال غرب اهر

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری ششمین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده سید محمد پورمعافی
تاريخ برگزاری ۲۵ بهمن ۱۳۷۸
مقدمه: محدوده مورد مطالعه بین طول های جغرافیایی 46 درجه و 54 دقیقه و 47 درجه و 1 دقیقه شرقی و عرض های جغرافیایی 38 درجه و 36 دقیقه و 38 درجه و 40 دقیقه شمالی در شمال غرب شهرستان اهر و در جنوب شرق کوههای شیور داغ واقع است که بخشی از زون البرز غربی- آذربایجان می باشد.
در سیستم چینه شناسی منطقه تقسیم بندی های زیر دیده می شود:
1- کرتاسه: که شامل سنگ های رسوبی با جنس آهکی- مارنی است که در بخش هایی به علت تماس با توده نفوذی دگرگون شده است و سپس تحت تاثیر فاز کوهزایی لارامین دچار چین خوردگی شده و محیط نیمه قاره ای ایجاد می شود.
2- ائوسن زیرین و میانی: در این زمان تحت تاثیر فاز ماگمایی پیرنه چندین مرحله ولکانیسم با ترکیبات زر در منطقه صورت گرفته است.
2-1- گدازه های ساب ولکانیک با ترکیب دیوریت پورفیری و مونزودیوریت پورفیری.
2-2- گدازه های آندزیت مگا پورفیری
2-3- گدازه های آندزیت- تراکی آندزیت
2-4- گدازه های داسیت- تراکی داسیت
3- ائوسن بالایی- الیگوسن زیرین: ادامه فاز ماگمایی پیرنه منجر به ایجاد چندین مرحله ولکانیسم با ترکیبات زیر شده است.
3-1- سنگ های آذر آواری (ولکانو کلاستیک)
3-2- گدازه های آندزیت- تراکی آندزیت
3-3- گدازه های ریولیتی
4- الیگوسن میانی و بالایی: تحت تاثیر فاز ماگمایی پیرنه توده نفوذی شیور داغ با ترکیب دیوریت تا سینو گرانیت ایجاد می شود.
5- کواترنری: در این زمان تحت تاثیر فاز پاسادنین گدازه هایی با ترکیب آندزیت بازالتی فوق اشباع از سیلیس تا بازالت آلکالن دارای نفلین نورماتیو حاصل می شود.
طبقه بندی:
1- سنگ های پلوتونیک که تشکیل دهنده کوه شیور داغ با طول حدود 25 کیلومتر و عرض متغیر 2 تا 7 کیلومتر در نیمه شمالی منطقه می باشند به ترتیب از حاشیه به مرکز دارای ترکیبات مونزودیوریت، مونزونیت، مونزو گرانیت و سینو گرانیت هستند و یک توده کوچک با ترکیب هورنبلند دیوریت در حاشیه شیور داغ در شمال شرق روستای جویبند دیده می شود، سنگ های پلوتونیک دارای آنکلاو هایی از جنس هورنبلند دیوریت هستند.
2- سنگ های ولکانیک که در نیمه جنوبی منطقه گسترده شده اند دارای ترکیبات مختلف آندزیت، تراکی آندزیت، داسیت، تراکی داسیت و در بخش هایی با ترکیب ریولیتی می باشند.
3- سنگ های ساب ولکانیک در بخش های مختلف منطقه با ترکیب دیوریت پورفیری و مونزو دیوریت پورفیری هستند.
پتروگرافی:
1- سنگ های پلوتونیک با بافت گرانولر و گاه افی تیک دارای پلاژیو کلاز با ترکیب آندزین تا الیگو کلاز، آلکالی فلدسپات و کوارتز به عنوان کانی های فرعی و اسفن، آپاتیت و اپاک به عنوان کانی های جزئی و کلریت، اپیدوت و کانی های رسی به عنوان کانی های ثانویه هستند؛ درصد کانی های اصلی تا حد زیادی متغیر است.
2- سنگ های ولکانیک با بافت پورفیریک و گاه مگا پورفیریک و با خمیره میکرولیتی، میکرو لیتی شیشه ای، میکرولیتی جریانی و گاه سری ایتی شامل فنو کریست هایی از جنس کانی های مختلف موجود در سنگ های پلوتونیک به استثناء آلکالی فلدسپات می باشند، خمیره میکرولیتی این سنگ ها شامل انواع فنو کریست ها به علاوه آلکالی فلدسپات و خمیره میکرولیتی شیشه ای شامل خمیره میکرولیتی به همراه شیشه است و در این سنگ ها درصد فنو کریست های اصلی تا حد زیادی متغیر است.
3- سنگ های ساب ولکانیک با بافت پورفیری و خمیره میکرو گرانولر شامل انواع فنو کریست ها به علاوه آلکالی فلدسپات می باشند.
4- سنگ های آذر آواری شامل برش ها و آگلومرا ها هستند؛ برش ها دارای قطعات زاویه دار سنگی از جنس آندزیت و یا کانی های پلاژیو کلاز، کوارتز و مافیک هستند که درخمیره ای از جنس آندزیت قرار می گیرند و آگلومرا ها شامل قطعات گرد شده آندزیتی در خمیره ای از همان جنس هستند.
نکات مهم در پتروگرافی: شواهد اختلاط ماگمایی شامل شواهد بافتی و کانی شناسی، شواهد صحرایی و شواهد ژئو شیمیایی می باشد که شواهد بافتی و کانی شناسی شامل دلایل اختلاط شیمیایی و فیزیکی است.
1- شواهد اختلاط شیمیایی که منجر به ایجاد یک ماگمای دو رگه همگن می شود شامل حضور بافت آنتی راپاکیوی در سنگ های پلوتونیک، آلتراسیون انتخابی در سنگ های ولکانیک و ساب ولکانیک، بیوتیت و هورنبلند با حاشیه سوخته و اپاسیته شده در سنگهای ولکانیک و ساب ولکانیک، بافت اسکلتی هورنبلند در سنگ های پلوتونیک؛ آپاتیت سوزنی در تمامی انواع سنگ ها، پلاژیو کلاز با بافت غربالی در سنگ های ولکانیک و عدم تعادل ترکیب شیمیایی ماگما نظیر حضور پلاژیو کلاز با ماکل بهم ریخته در سنگ های ولکانیک و حضور اپیدوت در حاشیه پلاژیو کلاز در سنگ های پلوتونیک می باشد.
2- اختلاط فیزیکی ماگما که در نهایت سنگ غیر همگنی ایجاد می کند شامل شواهدی نظیر حضور شیلرنهای مافیک در سنگ های ولکانیک، زینولیت فلسیک (حاصل از سنگ های مسیر) در داخل ماگمای مافیک در سنگ های ولکانیک و شواهد حاکی از جریان یافتگی ماگما و همگن نبودن خمیره در سنگ های ولکانیک می باشد.
3- شواهد صحرایی شامل حضور آنکلاو های مافیک درون ماگمای فلسیک از نوع مواد هم منشاء در سنگ های پلوتونیک و شیلرنهای مافیک در سنگ های ولکانیک می باشد.
ژئو شیمی و پترولوژی:
1- پلات عناصر مختلف اصلی و فرعی در برابر سیلیس (نمودار های هارکر، 1909) و ضریب تفریق (نمودار تورنتن و تاتل، 1960) بیانگر روند عادی تفریق می باشد.سنگ های مختلف ولکانیک، ساب ولکانیک و پلوتونیک هیچ جدایشی از هم نشان نمی دهند و همگی دارای یک روند مشخص هستند که این امر بیانگر رفتار یکسان عناصر متشکله ماگما و به عبارت دیگر قرابت ژنتیکی تمامی انواع سنگ ها و واحد بودن منشاء ماگمای مولد آنها است.
2- پراکندگی نمونه های مختلف در چندین نمودار نظیر Ba در برابر سیلیس دلیل اختلاط ماگمایی می باشد (لوفور 1979).
3- از نمودار های عنکبوتی نکات زیر را می توان استنباط کرد:
3-1- در این نمودار ها نیز تمامی انواع سنگ ها روند یکسانی را نشان می دهند و این دلیل واحد بودن منشاء ماگمای مولد تمامی سنگ ها است.
3-2- روند نزولی Ti تا Y در نمونه های حد واسط و روند صعودی آن در نمونه های اسیدی دلیل بر تفریق ماگمایی و کاهش نسبت Ti / Y با افزایش درجه اسیدی و یا اختلاط ماگمای بازیک با یک ماگمای اسیدی غنی از Y می باشد.
3-3- مقدار V نیز به موازات تغییرات Ti با افزایش درجه اسیدی کاهش می یابد که بیانگر تفریق می باشد.
3-4- غنی شدگی عناصر ناسازگار نشان می دهد که ماگمای مولد، یک ماگمای اولیه نبوده بلکه یک ماگمای آلایش یا تفریق یافته است.
4- سری ماگمای مولد سنگ های منطقه آلکالن بوده که در اثر عواملی نظیر اختلاط با ماگمای اسیدی تا حد واسط و آلایش با پوسته خواص کالکو آلکالن پتاسیم بالا تا شوشونیتی پیدا کرده است.
5- ماگمای مولد ساب سولووس بوده و در عمق 100 تا 200 کیلومتری در گوشته بالا تشکیل شده است.
پتروژنز:
1- در تقسیم بندی پیچر و کاسترو (1982 و 1992) سنگ های پلوتونیک منطقه جزو گرانیت های HSS (هیبرید با حجم یکسان ماگمای بازیک و اسیدی) در تقسیم بندی باربارن (1990) جزو گرانیت های Hca (هیبرید مربوط به قوس قاره) هستند.
2- سنگ های پلوتونیک از نظر محیط تکتونیکی از طریق تقسیم بندی بر مبنای عناصر اصلی جزو گرانیت های کوهزایی CAG و در تقسیم بندی بر مبنای کمیاب جزو VAG و COLG هستند.
3- سنگ های ولکانیک منطقه از طریق تقسیم بندی بر مبنای عناصر اصلی و فرعی جزو ولکانیک های مرتبط با کمان قاره ای و پس از تصادم قرار می گیرند.
4- سنگ های ولکانیک وابسته به مناطق فرو رانش هستند؛ هنگامیکه آندزیت ها همراه با مقدار کمی بازالت و مقدار بیشتری داسیت و ریولیت باشند به مناطق فرو رانش مربوط می شوند.
5- آندزیت های منطقه از نوع آندزیت های کوهزایی پتاسیم بالا هستند.
6- غنی شدگی عناصری نظیر HFS , LIL, Al, K, Na دلیل آلایش ماگمای مولد با پوسته و یا متاسوماتیسم گوه گوشته ای می باشد بدین ترتیب که ضخیم شدگی گوشته در پی ضخیم شدن پوسته در اثر تداوم همگرایی می باشد که گوشته در منحنی زمین گرمایی بالاتری قرار می گیرد که منجر به ذوب این زون و ولکانیسم الکالن مرتبط با آن شده است.
قرابت پترولوژیکی سنگ ها و خاستگاه ماگمایی آنها:
همانطور که گفته شد سنگ های مختلف هیچ جدایشی در نمودار های مختلف از هم نشان نمی دهند. این امر بیان می کند که سنگ های ولکانیک تظاهر سطحی سنگ های پلوتونیک می باشند که با مقایسه عناصر اصلی و اینکه گرانیت های Hca منشاء آندزی دارند می توان پی برد که این مجموعه بی شباهت به ولکانو پلوتونیک آند نمی باشد. فرایند ماگماتیسم آند ترکیبی از ذوب بخشی و تبلور جزئی در گوشته و آلودگی و تبلور جزئی در پوسته است. اگر درجه حرارت سولیدوس پوسته فرو رانده بیش از لیکیدوس ماگمای حد واسط تا اسیدی حاصل از ذوب باشد باعث متاسوماتیسم گوه گوشته ای گردیده و منجر به ذوب بخشی می شود؛ این ماگما به صورت دیاپیر به سمت بالا صعود می کند و به دلیل کاهش حرارت و افزایش ویسکوزیته سنگ های اطراف در نزدیکی پوسته تحتانی متوقف می شود: جدایش مذاب توام با توقف دیاپیر در حال صعود می باشد (تاتسومی و همکاران 1995). در پوسته تحتانی ماگمای گوشته با پوسته آلایش یافته و تبلور جزئی حاصل می شود و در نهایت یک ماگمای اسیدی تا حد واسط حاصل می شود که در حجره ماگمایی متوقف می شود. در زمان ائوسن ماگما در اثر وجود درز و شکاف کافی به سرعت بالا آمده و در حین صعود بخار آب خود را از دست داده و سریعاٌ سرد می شود و تشکیل سنگ های ولکانیک را میدهد این عمل چندین مرحله صورت میگیرد سنگهای ساب ولکانیک همزمان با سنگ های ولکانیک در اثر سرد شدن همان ماگما در نزدیکی های سطح زمین به وجود می آید که دلیل آن مربوط به تکتونیک و یا آبدار شدن جزئی این بخش از ماگما می باشد. بخشی از ماگما که درون حجره ماگما بر جای مانده بود در زمان الیگوسن به دلیل وجود نداشتن درز و شکاف به مقدار کافی و داشتن بخار آب بالا در اعماق سرد شده و تشکیل سنگ های پلوتونیک را داده است که پس از فرسایش پوشش ولکانیکی در معرض دید قرار گرفته است.
دگر سانی و دگرگونی:
دگر سانی های رخ داده در منطقه شامل:
1- دگر سانی انتخابی شامل تبدیل پیروکسن به هورنبلند، تبدیل هورنبلند به بیوتیت، تبدیل پیروکسن به بیوتیت و تبدیل بیوتیت به کلریت و آزاد شدن اسفن می باشد.
2- دگر سانی رگچه ای پر کننده شکاف که باعث تشکیل رگچه های اپیدوت، کوارتز، پیریت و پرهنیت می شود.
3- دگر سانی فراگیر که شامل پروپلیتی شدن، کلریتی شدن، سریسیتی شدن، رسی شدن، سیلیسی شدن و کربناته شدن می باشد.
سنگ های رسوبی در اثر دگرگونی به تکتیت و اسکارن و سنگ های ولکانیک تا حد رخساره آلبیت- اپیدوت هورنفلس تغییر پیدا می کنند. به علاوه اندو اسکارن نیز در بعضی مناطق در حاشیه توده دیده می شود؛ تاکتیت ها شامل گارنت (آندارادیت و گراسولر که گاه دارای آنیزوتروپی هستند)، اپیدوت (کلینوزوئیزیت و کلینو پیستاسیت)، پیروکسن (دیوپسید)، آمفیبول (اکتینولیت) و کانی های اپاک می باشد و اسکارن ها شامل همین کانی ها به همراه کانی های فومارولی نظیر اسکاپولیت و آپاتیت می باشد با این تفاوت که گارنت و آمفیبول آنها نسبت به تاکتیت ها درشت تر می باشد.
نتیجه گیری:
1- ولکانو پلوتونیک منطقه از نظر پترولوژی، پتروژنز، خاستگاه ماگمایی و محیط تکتونیکی قابل مقایسه با ولکانو پلوتونیک آند می باشد که مربوط به کمان قاره ای در زون فرو رانش می باشد.
2- به دلیل اینکه سنگ های مختلف در نمودار ها هیچ جدایش خاصی را نشان نمی دهد از ماگمای واحدی منشاء گرفته اند یعنی ولکانیک ها تظاهر سطحی پلوتونیک ها هستند.
3- ماگمای مولد از ذوب بخشی گوشته فوقانی حاصل شده و متحمل تبلور بخشی شده است و در پوسته دچار آلایش ماگمایی و اختلاط به همراه تبلور بخشی شده و در نهایت یک ماگمای اسیدی تا حد واسط حاصل می شود.
4- منطقه مورد مطالعه بخشی از زون البرز غربی- آذربایجان است، این زون مربوط به بخش مرکزی نوار کوهزایی آلپ- هیمالیا است؛ از آنجا که فرو رانش در این زون در ائوسن پایان می پذیرد ماگماتیسم این منطقه مربوط به بعد از تصادم خواهد بود.

کلید واژه ها: آذربایجان شرقى