دگرگونی پریدوتیت‌های گوشته افیولیت جندق (ایران مرکزی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

افیولیت جندق یکی از افیولیت‌های قدیمی ایران است که سن آن به پروتروزوئیک و پالئوزوئیک نسبت داده شده و فازهای دگرگونی متعددی را پشت سر نهاده است. این افیولیت توسط شیست‌ها و مرمرهای پالئوزوئیک پوشانده شده و پریدوتیت‌های گوشته یکی از مهم‌ترین واحدهای تشکیل‌دهنده آن است. وجود الیوین و ارتوپیروکسن‌های با منشاء دگرگونی، تشکیل ترمولیت، تالک، آنتوفیلیت، کلریت و آنتی‌گوریت در پریدوتیت‌های گوشته این مجموعه افیولیتی نشان از دگرگون شدن این سنگ‌ها در رخساره آمفیبولیت دارد. کلینوپیروکسن‌ها و اسپینل‌های کروم‌دار در مقابل دگرگونی مقاوم بوده و بازمانده کانی‌شناسی اولیه این سنگ‌ها هستند. نتایج حاصل از بررسی پدیده دگرگونی در این پریدوتیت‌های گوشته، در تطابق با داده‌های حاصل از پتروگرافی و دما- فشار سنجی زوج‌کانی‌های پلاژیوکلاز و آمفیبول موجود در آمفیبولیت‌های افیولیت جندق است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Metamorphism of mantle peridotites in Jandaq ophiolite (Central Iran)

نویسنده [English]

  • Ghodrat Torabi
گروه زمین شناسی دانشگاه اصفهان
چکیده [English]

Jandaq ophiolite is one of the old ophiolites in Iran belonging to Proterozoic and Paleozoic, and subjected to different phases of metamorphism. The studied ophiolite is covered by Paleozoic schists and marbles and the mantle peridotite is one of the most predominant rock unit of the Jandaq ophiolite. The presence of metamorphic olivine and metamorphic orthopyroxene, tremolite formation, talc, anthophyllite, chlorite and antigorite in these peridotites reveal their metamorphism in amphibolite facies. Clinopyroxenes and Cr-spinels are resistant against metamorphism and are relicts of preliminary igneous mineralogy. The results of metamorphism study on the mantle peridotites, are in consistent with petrography and geothermobarometry of plagioclase-amphibole data in Jandaq ophiolite amphibolites.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metamorphism
  • Mantle peridotite
  • Ophiolite
  • Jandaq
  • Central Iran

مقدمه

بیشتر سنگ‌های اولترامافیک موجود در افیولیت‌ها، پریدوتیت‌های گوشته هستند که در اثر فرارانش در هنگام برخورد، در امتداد کمربندهای دگرگونی به‌طور محلی دیده می‌شوند(Evans, 1977). این‌گونه سنگ‌های اولترامافیک که معمولاً دارای رخنمون عدسی‌شکل در کمربندهای کوه‌زایی هستند را پریدوتیت‌های آلپی (Alpine Peridotites) می‌نامند. این سنگ‌ها معمولاً در هنگام گسترش پوسته اقیانوسی دچار سرپانتینی‌شدن استاتیک و در حین جایگیری، دچار سرپانتینی‌شدن دینامیک می‌شوند. بعد از جایگیری افیولیت، بسته به شرایط دما و فشار دگرگونی ناحیه‌ای، این سنگ‌ها درجات مختلفی از تبلور مجدد را پشت سر خواهند نهاد. در اثر این دگرگونی‌ها، کانی‌شناسی، ساخت، بافت و یا ترکیب شیمیایی سنگ اولیه به‌طور کلی و یا بخشی، دچار تغییر خواهد شد. از مهم‌ترین مقالاتی که تاکنون در مورد دگرگونی پریدوتیت‌های گوشته افیولیت‌های مختلف انتشار یافته می‌توان به  Oliverو همکاران (1972)،‌ Scotford و Williams (1983)،‌ Paktunc (1984)،‌ Dymek و همکاران (1988) و Melcher و همکاران (2002) اشاره نمود.

افیولیت جندق یکی از افیولیت‌های قدیمی ایران‌زمین با سن احتمالی پروتروزوئیک (Technoexport, 1984) یا پالئوزوئیک (Davoudzadeh, 1997) است که از سرپانتینیت، متاپریدوتیت، متاپریدوتیت‌های سرپانتینی‌شده گوشته، متاگابرو، آمفیبولیت، دایک‌های متابازیک، لیستونیت، و رودینگیت تشکیل شده است. از مهم‌ترین مشخصات سنگ‌شناسی این افیولیت، نبود کرومیتیت در آن است (Torabi, 2009). بررسی هورنبلندهای موجود در آمفیبولیت‌های این مجموعه افیولیتی با استفاده از روش Ar-Ar عددی معادل 33±157 میلیون سال (ژوراسیک میانی) را به دست داده است (Bagheri, 2007). ضخامت قابل توجهی از سنگ‌های دگرگونی شامل شیست و مرمر، این مجموعه افیولیتی را می‌پوشاند که تعیین سن مسکویت‌های موجود در میکاشیست‌ها با استفاده از روش Ar-Ar عدد 2±164 میلیون سال (ژوراسیک میانی) را ارائه نموده است (Bagheri, 2007). این اعداد به‌دست آمده بیانگر تأثیر فازکوه‌زایی سیمرین میانی و تبدیل شدن شیل‌ها به شیست، و بازالت‌ها به آمفیبولیت است. تمامی سنگ‌های موجود دراین افیولیت، فازهای متعددی از دگرگونی را متحمل شده‌اند به‌طوری که زمین‌شناسان روسی در پروژه تکنواکسپورت، این مجموعه افیولیتی را یک "متاافیولیت" نام نهاده‌اند (Technoexport, 1979). در افیولیت جندق، سرپانتینی‌شدن پریدوتیت‌ها پدیده‌ای بسیار مشهود و پیشرفته بوده و این مجموعه افیولیتی چندین فاز سرپانتینی‌شدن استاتیک و دینامیک را در حین تشکیل، جایگیری و فعالیت‌های کوه‌زایی پشت سر نهاده است. افیولیت جندق توسط شیست‌ها و مرمرهای پالئوزوئیک پوشانده شده و همگی توسط توده‌های گرانیتوئیدی قطع شده‌اند (Torabi, 2009). سازند چاه‌پلنگ با سن ژوراسیک بالایی (ماسه‌سنگ و سیلت‌استون با میان لایه‌هایی از کنگلومرا و شیل) و سنگ آهک‌های کرتاسه نیز در منطقه دیده می‌شوند. نقشه کلی رخنمون سنگ‌های افیولیتی در سرزمین ایران و موقعیت افیولیت جندق در شکل 1، و نقشه زمین‌شناسی ساده شده منطقه مطالعه شده در شکل 2 نشان داده شده است. شکل 3 نیز راه‌های دسترسی به منطقه را نشان می‌دهد. از مهم‌ترین بررسی‌های پترولوژی بر روی افیولیت جندق می‌توان به ترابی (1386) و هاتف (1374) اشاره نمود.

در این نوشتار، شواهد رخداد دگرگونی در پریدوتیت‌های گوشته افیولیت جندق با استفاده از مطالعات کانی‌شناسی و پتروگرافی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

 

روش‌ انجام پژوهش

پس از بررسی‌های صحرایی و نمونه‌برداری، به‌منظور انجام مطالعه پتروگرافی از نمونه‌های مناسب مقطع نازک تهیه شد. تعداد 10 نمونه از مقاطع جهت انجام آنالیزهای نقطه‌ای کانی‌ها انتخاب و به مقطع نازک صیقلی تبدیل شدند. ترکیب شیمیایی کانی‌ها توسط دستگاه الکترون مایکروپروب مدل Cameca SX-100 در مؤسسه کانی‌شناسی دانشگاه لایبنیز هانوور کشور آلمان با ولتاژ 15 kV و جریان 15 nA انجام شد که نتایج آن در جدول‌های 1 تا 8 آورده شده است. در محاسبه مقدار Fe3+ موجود در ساختار کانی‌ها از استوکیومتری کانی‌ها استفاده شد (Droop, 1987). تمامی واکنش‌های دگرگونی ارائه شده در این نوشته برگرفته از Spear (1995) است.

 

پتروگرافی و شیمی کانی‌ها

همان طور که اشاره شد درجه سرپانتینی‌شدن در پریدوتیت‌های افیولیت جندق بسیار بالا بوده و سرپانتینیت‌ها یکی از سنگ‌های مهم و عمده این مجموعه افیولیتی هستند.

 

 

 

شکل 1- نقشه افیولیت‌های ایران و موقعیت افیولیت جندق، برگرفته از Pessagno و همکاران (2004) با تغییرات در مورد افیولیت های انارک و جندق

(KH= Khoy; KR= Kermanshah; NY= Neyriz; BZ= Band Ziarat; NA= Naein; BF= Baft; ES= Esphandagheh; FM= Fanuj-Maskutan; IR= Iranshahr; TK= Tchehel Kureh; MS= Mashhad; SB= Sabzevar; RS= Rasht; SM=Samail; ASH= Ashin; AN= Anarak; JA= Jandaq).

 

شکل 2- نقشه زمین‌شناسی ساده شده منطقه امیر آباد تا عروسان (شرق جندق) (برگرفته از Technoexport (1984) با تغییرات).

 

شکل 3- راه‌های دسترسی به منطقه مورد مطالعه

 
     

 

جدول 1- نتایج آنالیز نقطه‌ای الیوین‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

689

689

689

689

689

689

689

689

689

689

689

689

762

762

Analysis

49

50

51

52

53

54

55

56

57

36

37

38

96

99

SiO2

40.72

40.50

40.56

40.75

40.50

40.59

40.56

41.39

41.29

40.75

40.91

40.92

41.30

41.09

TiO2

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.02

0.00

Al2O3

0.00

0.07

0.01

0.00

0.02

0.00

0.00

0.01

0.03

0.01

0.02

0.00

0.01

0.00

FeO

10.88

11.52

11.00

11.10

10.30

10.60

10.57

7.44

7.60

9.92

9.52

9.88

9.15

9.66

MnO

0.10

0.12

0.10

0.07

0.10

0.11

0.14

0.06

0.07

0.08

0.09

0.13

0.12

0.10

MgO

48.64

48.19

48.79

48.41

49.48

49.08

48.86

51.26

51.38

49.21

49.44

49.48

49.65

49.57

CaO

0.00

0.03

0.01

0.00

0.00

0.02

0.03

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.01

0.02

Na2O

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

K2O

0.01

0.01

0.02

0.00

0.00

0.00

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

NiO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Total

100.36

100.44

100.49

100.34

100.40

100.40

100.16

100.19

100.39

99.98

99.99

100.42

100.26

100.44

Structural formula based on the 4 Oxygens

Si

0.998

0.995

0.994

1.000

0.991

0.994

0.996

1.000

0.997

0.998

1.000

0.998

1.005

1.001

Al

0.000

0.002

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

Ti

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Fe2+

0.223

0.237

0.226

0.228

0.211

0.217

0.217

0.150

0.153

0.203

0.195

0.202

0.186

0.197

Mn

0.002

0.002

0.002

0.001

0.002

0.002

0.003

0.001

0.001

0.002

0.002

0.003

0.002

0.002

Mg

1.778

1.766

1.783

1.771

1.805

1.792

1.788

1.847

1.849

1.797

1.802

1.799

1.801

1.800

Ca

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.001

0.001

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

Na

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

K

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Ni

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Cations

3.001

3.003

3.006

3.000

3.010

3.006

3.005

2.999

3.001

3.000

3.000

3.002

2.994

3.001

Fe/(Fe+Mg)

0.110

0.120

0.110

0.110

0.100

0.110

0.110

0.080

0.080

0.100

0.100

0.100

0.090

0.100

Mg/(Fe+Mg)

0.890

0.880

0.890

0.890

0.900

0.890

0.890

0.920

0.920

0.900

0.900

0.900

0.910

0.900

 

 

جدول 2- نتایج آنالیز نقطه‌ای ارتوپیروکسن‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

689

689

689

689

689

689

689

689

689

762

762

762

762

762

762

762

762

762

762

762

Analysis

30

32

34

35

41

43

44

45

46

533

537

538

539

540

541

85

86

89

92

93

SiO2

57.43

57.26

57.85

57.26

57.92

57.44

57.98

58.35

57.98

57.60

57.31

56.15

57.46

58.00

56.61

56.92

57.08

57.79

56.85

57.53

TiO2

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.02

0.04

0.00

0.01

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

0.02

Al2O3

1.08

1.33

0.51

1.05

0.57

0.89

0.52

0.49

0.51

1.39

0.94

1.17

0.50

1.30

1.87

1.34

0.94

1.10

1.55

1.28

Cr2O3

0.40

0.14

0.15

0.16

0.00

0.14

0.00

0.03

0.03

0.14

0.05

0.22

0.11

0.10

0.30

0.37

0.10

0.13

0.22

0.14

FeO

7.05

7.34

6.57

7.04

7.08

7.32

5.57

5.43

5.60

6.25

5.95

6.44

6.09

6.31

6.16

6.84

6.38

5.88

6.70

6.30

MnO

0.12

0.09

0.03

0.04

0.15

0.10

0.11

0.02

0.07

0.08

0.15

0.14

0.10

0.11

0.12

0.10

0.10

0.08

0.07

0.10

MgO

34.25

34.22

35.17

34.53

34.61

34.46

35.64

35.68

35.75

36.01

35.91

35.97

35.95

36.19

35.59

34.76

35.33

35.23

34.63

34.87

CaO

0.08

0.05

0.05

0.07

0.03

0.06

0.03

0.05

0.04

0.10

0.09

0.16

0.12

0.08

0.07

0.07

0.07

0.08

0.12

0.09

Na2O

0.02

0.00

0.02

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.01

0.03

0.00

0.04

0.03

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

K2O

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.02

0.02

0.00

0.01

0.02

0.00

0.02

0.00

NiO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.05

0.04

0.06

0.02

0.12

0.10

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Total

100.43

100.43

100.36

100.16

100.37

100.41

99.86

100.05

99.99

101.69

100.48

100.33

100.42

102.24

100.86

100.42

100.03

100.30

100.18

100.33

Structural formula based on the 6 Oxygens

Si

1.977

1.971

1.984

1.973

1.992

1.977

1.990

1.999

1.987

1.943

1.955

1.918

1.962

1.947

1.926

1.954

1.960

1.979

1.955

1.974

Ti

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

AlIV

0.023

0.029

0.016

0.027

0.008

0.023

0.010

0.001

0.013

0.055

0.038

0.047

0.020

0.051

0.074

0.046

0.038

0.021

0.045

0.026

AlVI

0.021

0.025

0.005

0.015

0.015

0.013

0.012

0.019

0.008

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.008

0.000

0.024

0.018

0.025

Cr

0.011

0.004

0.004

0.004

0.000

0.004

0.000

0.001

0.001

0.004

0.001

0.006

0.003

0.003

0.008

0.010

0.003

0.004

0.006

0.004

Fe2+

0.203

0.211

0.180

0.196

0.204

0.204

0.160

0.156

0.156

0.120

0.121

0.071

0.119

0.124

0.108

0.169

0.145

0.168

0.171

0.181

Fe3+

0.000

0.001

0.009

0.007

0.000

0.007

0.000

0.000

0.005

0.055

0.048

0.113

0.055

0.053

0.067

0.027

0.039

0.000

0.022

0.000

Mn

0.003

0.003

0.001

0.001

0.004

0.003

0.003

0.001

0.002

0.002

0.004

0.004

0.003

0.003

0.003

0.003

0.003

0.002

0.002

0.003

Mg

1.757

1.756

1.798

1.773

1.775

1.768

1.824

1.822

1.827

1.811

1.826

1.831

1.83

1.812

1.805

1.779

1.809

1.799

1.775

1.783

Ca

0.003

0.002

0.002

0.003

0.001

0.002

0.001

0.002

0.001

0.004

0.003

0.006

0.004

0.003

0.003

0.003

0.003

0.003

0.004

0.003

Na

0.001

0.000

0.001

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

0.001

0.002

0.000

0.002

0.002

0.000

0.002

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

K

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.001

0.000

0.000

0.001

0.000

0.001

0.000

Ni

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.001

0.002

0.001

0.003

0.003

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Sum

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

4.000

3.999

3.999

4.000

4.000

3.999

4.000

3.999

4.000

Mg#

0.896

0.893

0.909

0.900

0.897

0.897

0.919

0.921

0.921

0.938

0.938

0.963

0.939

0.936

0.944

0.913

0.926

0.915

0.912

0.908

 

 

جدول 3- نتایج آنالیز نقطه‌ای آمفیبول‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها. (4 مورد آخر مربوط به آنتوفیلیت و بقیه مربوط به ترمولیت است).

Sample

685-4

685-4

685-4

715

715

715

716

716

716

716

716

716

716

716

762

762

762

762

Analysis

1

8

9

28

29

30

59

62

65

67

70

71

75

81

87

88

90

94

SiO2

58.34

57.95

58.46

57.55

57.94

56.68

57.80

58.03

49.60

58.00

57.59

55.05

58.48

56.21

55.62

56.99

59.91

51.86

TiO2

0.00

0.02

0.03

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.23

0.01

0.04

0.11

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

Al2O3

0.31

0.30

0.41

0.16

0.04

0.25

0.08

0.07

3.52

0.09

0.09

1.62

0.08

0.08

1.60

1.59

1.14

1.47

Cr2O3

0.08

0.03

0.11

0.03

0.00

0.00

0.06

0.06

1.20

0.05

0.04

1.18

0.11

0.04

0.32

0.43

0.17

0.40

FeO

2.31

2.48

2.26

2.56

2.53

2.55

3.66

2.86

3.95

2.03

4.20

2.94

4.17

3.59

2.90

2.82

1.40

4.58

MnO

0.03

0.06

0.00

0.07

0.11

0.09

0.05

0.07

0.11

0.11

0.09

0.10

0.11

0.06

0.00

0.00

0.08

0.12

MgO

23.83

23.52

23.84

24.67

23.47

24.31

22.64

23.04

18.59

24.00

22.54

22.31

22.27

22.30

32.99

34.16

30.53

33.57

CaO

13.26

13.09

13.22

12.32

13.41

12.51

13.60

13.49

20.24

13.64

13.37

13.56

13.38

13.46

0.00

0.04

0.02

0.02

Na2O

0.07

0.07

0.04

0.01

0.02

0.13

0.05

0.04

0.31

0.03

0.04

0.45

0.02

0.04

0.01

0.03

0.46

0.01

K2O

0.02

0.03

0.02

0.00

0.00

0.02

0.02

0.01

0.00

0.01

0.04

0.05

0.04

0.02

0.03

0.03

0.01

0.02

Total

98.17

97.52

98.28

97.33

97.53

96.55

97.90

97.61

96.55

97.92

98.00

96.19

98.55

95.77

93.16

95.67

93.56

91.66

Structural formula based on the 23 Oxygens

Si

7.880

7.886

7.877

7.734

7.912

7.721

7.927

7.944

7.500

7.877

7.885

7.632

7.966

7.888

6.611

6.586

7.202

6.249

Ti

0.000

0.002

0.003

0.000

0.002

0.000

0.000

0.000

0.026

0.001

0.004

0.011

0.000

0.001

0.001

0.001

0.001

0.001

Al

0.049

0.048

0.065

0.025

0.006

0.041

0.013

0.011

0.500

0.014

0.015

0.264

0.013

0.013

0.224

0.216

0.161

0.209

Cr

0.009

0.003

0.012

0.003

0.000

0.000

0.006

0.006

0.143

0.005

0.004

0.129

0.012

0.004

0.030

0.039

0.016

0.038

Fe2+

0.000

0.000

0.000

0.000

0.052

0.000

0.306

0.204

0.499

0.000

0.218

0.179

0.348

0.279

0.000

0.000

0.000

0.000

Fe3+

0.261

0.282

0.255

0.288

0.236

0.290

0.115

0.123

0.000

0.231

0.262

0.162

0.127

0.143

0.288

0.273

0.141

0.462

Mn

0.003

0.007

0.000

0.008

0.013

0.010

0.006

0.008

0.014

0.013

0.010

0.012

0.013

0.007

0.000

0.000

0.000

0.012

Mg

4.798

4.771

4.789

4.942

4.779

4.937

4.629

4.702

4.190

4.859

4.601

4.611

4.522

4.665

4.970

5.885

5.471

6.03

Ca

1.919

1.909

1.908

1.774

1.962

1.826

1.998

1.979

3.279

1.985

1.961

2.014

1.953

2.024

0.000

0.005

0.003

0.003

Na

0.018

0.018

0.010

0.002

0.006

0.034

0.014

0.011

0.091

0.008

0.011

0.121

0.005

0.011

0.002

0.007

0.107

0.002

K

0.003

0.005

0.003

0.000

0.000

0.004

0.003

0.002

0.000

0.002

0.007

0.009

0.007

0.004

0.005

0.004

0.002

0.003

Sum

14.941

14.932

14.922

14.776

14.968

14.864

15.015

14.991

16.370

14.994

14.979

15.144

14.965

15.038

13.007

13.016

13.111

13.008

 

 

جدول 4- نتایج آنالیز نقطه‌ای سرپانتین‌های موجود در پریدوتیت‌های گوشته افیولیت جندق، به همراه نتایج محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

638

621

622

622

620

620

762

762

SiO2

40.68

42.23

42.28

43.38

41.19

43.11

42.18

42.00

TiO2

0.02

0.01

0.01

0.02

0.03

0.00

0.00

0.06

Al2O3

4.12

1.63

1.69

1.39

1.65

1.46

1.86

1.35

Cr2O3

0.65

0.80

0.59

0.30

0.55

0.15

0.44

0.38

FeO*

3.16

3.42

1.92

1.86

4.52

4.63

7.47

7.16

MnO

0.04

0.09

0.06

0.05

0.04

0.03

0.19

0.18

MgO

36.50

37.80

38.74

39.25

35.11

37.30

33.74

33.77

CaO

0.00

0.00

0.02

0.00

0.02

0.00

0.03

0.07

Na2O

0.00

0.00

0.00

0.00

0.14

0.00

0.02

0.02

K2O

0.01

0.02

0.00

0.00

0.01

0.01

0.05

0.04

NiO

0.18

0.18

0.07

0.08

0.17

0.19

0.18

0.07

Total%

85.34

86.15

85.38

86.32

83.42

86.89

86.16

85.10

Oxygen

7

7

7

7

7

7

7

7

Si

1.94

2.00

2.00

2.03

2.02

2.03

2.03

2.05

Ti

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Al

0.23

0.09

0.09

0.08

0.10

0.08

0.11

0.08

Cr

0.02

0.03

0.02

0.01

0.02

0.01

0.02

0.01

Fe3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe2+

0.13

0.14

0.08

0.07

0.19

0.18

0.30

0.29

Mn

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

Mg

2.60

2.67

2.74

2.73

2.57

2.62

2.43

2.45

Ca

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Na

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

K

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Ni

0.01

0.01

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.00

Sum

4.93

4.94

4.94

4.93

4.92

4.93

4.91

4.91

 

جدول 5- نتایج آنالیز نقطه‌ای تالک‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

689-31

689-33

689-39

689-42

689-47

689-48

762-90

762-95

762-97

762-98

SiO2

58.95

60.81

62.29

62.01

61.74

63.40

59.91

60.74

59.62

59.53

TiO2

0.00

0.02

0.01

0.00

0.00

0.00

0.01

0.11

0.00

0.00

Al2O3

0.82

0.84

0.61

0.45

0.74

0.87

1.14

2.21

0.59

0.50

Cr2O3

0.09

0.12

0.13

0.06

0.09

0.09

0.17

0.08

0.10

0.00

FeO*

2.15

1.67

1.44

1.53

1.31

1.12

1.40

1.32

5.89

6.33

MnO

0.00

0.00

0.00

0.09

0.03

0.06

0.08

0.04

0.17

0.19

MgO

30.39

30.50

31.28

30.74

30.53

30.63

30.53

30.83

31.46

31.48

CaO

0.03

0.04

0.00

0.02

0.03

0.01

0.02

0.10

0.17

0.11

Na2O

0.32

0.30

0.16

0.15

0.31

0.24

0.46

1.01

0.12

0.11

K2O

0.04

0.03

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.04

0.00

0.00

Total

92.70

94.21

95.79

94.99

94.70

96.34

93.56

96.40

98.02

98.25

Structural formula based on the 21 Oxygens

 

 

 

 

 

Si

7.661

7.786

7.845

7.890

7.866

7.956

7.699

7.549

7.406

7.386

Ti

0.000

0.002

0.001

0.000

0.000

0.000

0.001

0.010

0.000

0.000

Al

0.126

0.127

0.091

0.067

0.111

0.129

0.173

0.324

0.086

0.073

Cr

0.001

0.002

0.002

0.001

0.001

0.001

0.003

0.001

0.002

0.000

Fe2+

0.234

0.179

0.152

0.163

0.140

0.117

0.150

0.137

0.612

0.657

Fe3+

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mn

0.000

0.000

0.000

0.010

0.003

0.006

0.009

0.004

0.018

0.020

Mg

5.888

5.822

5.873

5.831

5.798

5.730

5.849

5.712

5.826

5.823

Ca

0.004

0.005

0.000

0.003

0.004

0.001

0.003

0.013

0.023

0.015

Na

0.081

0.074

0.039

0.037

0.077

0.058

0.115

0.243

0.029

0.026

K

0.007

0.005

0.000

0.000

0.002

0.002

0.002

0.006

0.000

0.000

Total

14.001

14.000

14.001

14.001

14.001

13.999

14.001

13.998

14.000

14.000

 

 

جدول 6- نتایج آنالیز نقطه‌ای کلریت‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Element

716-63

716-64

762-51

SiO2

32.45

34.48

33.74

TiO2

0.02

0.02

0.03

Al2O3

15.50

13.11

13.84

Cr2O3

0.08

0.30

0.12

FeO

6.55

6.50

6.62

MnO

0.12

0.09

0.10

MgO

32.09

32.47

32.56

CaO

0.00

0.06

0.02

Na2O

0.00

0.02

0.02

K2O

0.02

0.03

0.01

Total

86.83

87.08

87.06

Structural formula based on the 28 Oxygens

Si

6.226

6.577

6.452

Ti

0.003

0.003

0.004

AlIV

1.774

1.423

1.548

AlVI

1.734

1.529

1.573

Cr

0.012

0.045

0.018

Fe2+

1.062

0.954

1.034

Fe3+

0.000

0.082

0.025

Mn

0.020

0.015

0.016

Mg

9.179

9.232

9.281

Ca

0.000

0.012

0.004

Na

0.000

0.015

0.015

K

0.010

0.015

0.005

Sum

20.018

19.903

19.975

Variety

Penninite

Penninite

Penninite

 

رخداد سرپانتینی‌شدن و فازهای مختلف دگرگونی لزوم دقت در بررسی‌های پتروگرافی این سنگ‌ها را بیشتر می نماید. بررسی‌های پتروگرافی نشان می‌دهد که پریدوتیت‌های گوشته افیولیت جندق بیشتر از نوع لرزولیت و هارزبورگیت بوده‌اند و دونیت‌ها توسعه چندانی نداشته‌اند. بافت‌های موجود در این سنگ‌ها شامل پورفیروبلاستیک، گرانوبلاستیک، نماتوبلاستیک، پوئی‌کیلوبلاستیک و بافت مشبک است. مهم‌ترین کانی‌های تشکیل‌دهنده این سنگ‌ها سرپانتین (آنتی‌گوریت)، الیوین، کلینوپیروکسن، ارتوپیروکسن، اسپینل کروم‌دار، تالک، ترمولیت، آنتوفیلیت، کلریت، کلسیت و مگنتیت است.

تصاویر میکروسکوپی سنگ‌های مورد مطالعه در شکل 4 آورده شده است. همان‌طور که قبلاً اشاره شد پریدوتیت‌های این منطقه اساساً از لرزولیت و مقادیر کمتری هارزبورگیت تشکیل شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 7- نتایج آنالیز نقطه‌ای کلینوپیروکسن‌ها و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

Analysis

SiO2

TiO2

Al2O3

Cr2O3

FeO*

MnO

MgO

CaO

Na2O

K2O

NiO

Total

 

 

 

 

716

58

52.14

0.40

3.36

1.19

3.48

0.08

16.42

22.75

0.43

0.00

0.00

100.25

 

 

 

 

716

60

50.96

0.47

4.98

1.31

3.60

0.13

15.41

23.02

0.42

0.00

0.00

100.30

 

 

 

 

716

61

51.90

0.29

4.09

1.07

3.74

0.14

16.48

22.86

0.42

0.00

0.00

100.94

 

 

 

 

716

66

51.95

0.39

2.98

1.12

3.36

0.12

16.71

23.01

0.40

0.00

0.00

100.04

 

 

 

 

716

68

51.61

0.43

3.26

1.13

3.52

0.12

16.36

23.14

0.36

0.00

0.00

99.93

 

 

 

 

716

69

51.15

0.52

3.34

0.92

3.80

0.19

16.22

23.17

0.35

0.00

0.00

99.66

 

 

 

 

716

73

52.17

0.32

2.84

0.82

3.42

0.15

16.73

23.27

0.39

0.01

0.00

100.12

 

 

 

 

716

74

52.42

0.35

2.34

0.71

3.46

0.17

17.07

23.22

0.33

0.01

0.00

100.08

 

 

 

 

716

76

51.24

0.38

4.43

1.24

3.49

0.07

16.15

23.08

0.35

0.00

0.00

100.43

 

 

 

 

716

77

51.34

0.44

4.62

1.18

3.55

0.10

15.94

23.28

0.34

0.00

0.00

100.79

 

 

 

 

716

78

51.24

0.46

4.53

1.26

3.45

0.11

15.79

23.41

0.31

0.00

0.00

100.56

 

 

 

 

716

79

52.10

0.61

3.45

0.98

3.70

0.12

16.69

22.22

0.37

0.00

0.00

100.24

 

 

 

 

717

1

51.92

0.20

6.49

1.16

2.41

0.09

15.24

21.60

0.71

0.01

0.04

99.87

 

 

 

 

717

3

52.92

0.27

5.06

0.84

2.16

0.08

15.83

21.68

0.82

0.03

0.05

99.75

 

 

 

 

Structural Formula Base on the 6 Oxygens

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sample

Analysis

Si

Ti

AlIV

AlVI

Cr

Fe2+

Fe3+

Mn

Mg

Ca

Na

K

Ni

Sum

Mg#

Cr#

716

58

1.896

0.011

0.104

0.040

0.034

0.068

0.038

0.002

0.890

0.886

0.030

0.000

0.000

4.000

0.929

0.191

716

60

1.857

0.013

0.143

0.070

0.038

0.072

0.038

0.004

0.837

0.899

0.030

0.000

0.000

4.000

0.921

0.151

716

61

1.872

0.008

0.128

0.046

0.030

0.048

0.065

0.004

0.886

0.883

0.029

0.000

0.000

4.000

0.949

0.147

716

66

1.891

0.011

0.109

0.019

0.032

0.038

0.064

0.004

0.907

0.897

0.028

0.000

0.000

4.000

0.960

0.200

716

68

1.884

0.012

0.116

0.024

0.033

0.046

0.061

0.004

0.891

0.905

0.025

0.000

0.000

4.000

0.951

0.191

716

69

1.873

0.014

0.127

0.017

0.027

0.038

0.079

0.006

0.885

0.909

0.025

0.000

0.000

4.000

0.959

0.158

716

73

1.897

0.009

0.103

0.018

0.024

0.032

0.072

0.005

0.907

0.906

0.027

0.000

0.000

4.000

0.966

0.166

716

74

1.906

0.010

0.094

0.006

0.020

0.033

0.072

0.005

0.925

0.905

0.023

0.000

0.000

4.000

0.966

0.167

716

76

1.860

0.010

0.140

0.050

0.036

0.048

0.058

0.002

0.874

0.898

0.025

0.000

0.000

4.000

0.948

0.159

716

77

1.859

0.012

0.141

0.056

0.034

0.057

0.050

0.003

0.861

0.903

0.024

0.000

0.000

4.000

0.938

0.147

716

78

1.861

0.013

0.139

0.055

0.036

0.061

0.043

0.003

0.855

0.911

0.022

0.000

0.000

4.000

0.933

0.157

716

79

1.895

0.017

0.105

0.042

0.028

0.085

0.027

0.004

0.905

0.866

0.026

0.000

0.000

4.000

0.914

0.160

717

1

1.888

0.006

0.112

0.166

0.033

0.073

0.000

0.003

0.826

0.841

0.050

0.000

0.001

4.000

0.919

0.106

717

3

1.922

0.007

0.078

0.139

0.024

0.066

0.000

0.003

0.857

0.844

0.058

0.001

0.002

3.999

0.928

0.100

 

جدول 8- نتایج آنالیز نقطه‌ای اسپینل‌های کروم‌دار و محاسبه فرمول ساختاری آن‌ها.

Sample

685-4

685-4

685-4

685-4

685-4

689

689

689

750

750

750

750

750

750

750

750

750

750

750

554

555

783

791

SiO2

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.08

0.20

0.14

0.25

TiO2

0.00

0.01

0.02

0.01

0.02

0.02

0.05

0.05

0.39

0.37

0.37

0.38

0.37

0.36

0.37

0.35

0.34

0.38

0.36

0.38

0.40

0.42

0.41

Al2O3

19.75

19.60

19.02

19.18

19.64

22.53

22.38

21.90

26.99

26.82

26.84

26.98

26.86

26.79

27.03

26.84

27.09

26.81

27.17

28.42

28.31

29.04

28.70

Cr2O3

45.35

45.25

44.41

44.35

45.06

44.10

44.18

43.68

36.85

36.86

36.29

36.83

36.79

36.50

36.06

36.47

35.79

36.55

35.99

35.47

37.18

36.72

35.68

FeO

23.16

23.48

24.63

25.23

23.47

17.89

18.64

20.38

19.04

19.61

20.81

19.90

20.30

20.61

20.36

20.79

20.74

20.41

19.82

20.37

19.91

20.17

19.78

MnO

0.21

0.27

0.38

0.36

0.19

0.15

0.09

0.20

0.66

0.65

0.59

0.58

0.60

0.68

0.64

0.53

0.69

0.67

0.67

0.73

0.69

0.67

0.77

MgO

9.17

9.12

7.94

7.74

9.05

12.14

12.10

10.78

12.77

12.96

12.39

12.64

12.58

12.33

12.56

12.20

12.44

12.39

12.75

13.54

12.70

13.41

12.94

CaO

0.01

0.00

0.00

0.04

0.02

0.02

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.01

0.03

0.00

0.02

0.00

0.00

0.03

0.01

0.04

Na2O

0.02

0.00

0.00

0.04

0.02

0.01

0.06

0.01

0.08

0.02

0.01

0.05

0.00

0.01

0.01

0.00

0.03

0.04

0.02

0.04

0.10

0.09

0.07

K2O

0.01

0.04

0.02

0.03

0.00

0.00

0.00

0.01

0.02

0.00

0.01

0.01

0.00

0.02

0.00

0.01

0.00

0.01

0.00

0.01

0.02

0.00

0.00

NiO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.21

0.23

0.26

0.16

0.25

0.16

0.10

0.23

0.18

0.20

0.13

0.18

0.13

0.17

0.21

Total

97.68

97.77

96.42

96.98

97.47

96.86

97.50

97.02

97.02

97.52

97.57

97.53

97.79

97.46

97.14

97.45

97.30

97.48

96.91

99.20

99.68

100.58

98.57

Formula units based on 32 Oxygens and Fe2+/Fe3+ assuming full site occupancy

 

Sample

685-4

685-4

685-4

685-4

685-4

689

689

689

750

750

750

750

750

750

750

750

750

750

750

554

555

783

791

Si

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.007

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.018

0.049

0.033

0.061

Ti

0.000

0.002

0.004

0.002

0.004

0.004

0.010

0.010

0.073

0.069

0.069

0.071

0.069

0.067

0.069

0.065

0.063

0.071

0.067

0.068

0.073

0.075

0.075

Al

6.061

6.015

5.970

5.998

6.046

6.748

6.673

6.626

7.889

7.794

7.824

7.855

7.808

7.822

7.893

7.844

7.904

7.826

7.935

8.060

8.050

8.121

8.190

Cr

9.333

9.313

9.347

9.301

9.301

8.857

8.833

8.862

7.223

7.183

7.094

7.190

7.171

7.147

7.061

7.147

7.002

7.155

7.048

6.750

7.093

6.888

6.830

Fe2+

4.448

4.458

4.822

4.916

4.493

3.418

3.474

3.889

3.222

3.181

3.386

3.317

3.326

3.397

3.334

3.456

3.354

3.373

3.248

3.082

3.405

3.227

3.296

Fe3+

0.600

0.661

0.669

0.689

0.639

0.385

0.472

0.489

0.734

0.873

0.931

0.803

0.872

0.884

0.896

0.866

0.953

0.866

0.870

1.017

0.613

0.775

0.709

Mn

0.006

0.020

0.046

0.041

0.002

0.000

0.000

0.005

0.108

0.105

0.093

0.091

0.095

0.112

0.104

0.081

0.115

0.110

0.110

0.148

0.142

0.135

0.158

Mg

3.558

3.538

3.150

3.060

3.522

4.596

4.561

4.123

4.718

4.761

4.566

4.652

4.623

4.551

4.636

4.507

4.588

4.572

4.707

4.857

4.567

4.744

4.671

Ca

0.003

0.000

0.000

0.011

0.006

0.005

0.000

0.003

0.003

0.000

0.000

0.000

0.003

0.000

0.003

0.008

0.000

0.005

0.000

0.000

0.008

0.003

0.010

Na

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

K

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Ni

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.042

0.046

0.052

0.032

0.050

0.032

0.020

0.046

0.036

0.040

0.026

0.035

0.026

0.032

0.041

Total

24.008

24.007

24.007

24.019

24.012

24.008

24.004

24.007

24.011

24.012

24.014

24.010

24.022

24.012

24.015

24.020

24.014

24.017

24.012

24.035

24.026

24.000

24.000

Mg#

0.444

0.443

0.395

0.384

0.439

0.574

0.568

0.515

0.594

0.599

0.574

0.584

0.582

0.573

0.582

0.566

0.578

0.575

0.592

0.612

0.573

0.595

0.586

Cr#

0.606

0.608

0.610

0.608

0.606

0.568

0.570

0.572

0.478

0.480

0.476

0.478

0.479

0.477

0.472

0.477

0.470

0.478

0.470

0.456

0.468

0.459

0.455

Fe3+#

0.038

0.041

0.042

0.043

0.040

0.024

0.030

0.031

0.046

0.055

0.059

0.051

0.055

0.056

0.057

0.055

0.060

0.055

0.055

0.064

0.039

0.049

0.045

 

 

بررسی‌های میکروسکوپی نشان می‌دهد که کانی‌های سازنده متالرزولیت‌ها الیوین، ترمولیت، کلینوپیروکسن، اسپینل کروم‌دار، آنتی‌گوریت، مگنتیت، کلریت و در برخی موارد کلسیت بوده و متاهارزبورگیت‌ها از کانی‌های الیوین، ارتوپیروکسن، تالک، آنتوفیلیت، آنتی‌گوریت، اسپینل کروم‌دار، مگنتیت و مقادیر اندکی کلریت و ترمولیت تشکیل شده است (Torabi, 2009). در نمونه‌های دستی، متاهارزبورگیت‌ها کمی تیره‌تر از متالرزولیت‌ها هستند. در مورد واکنش‌های دگرگونی موجود در متاپریدوتیت‌ها تاکنون شبکه‌های پتروژنتیک و واکنش‌های دگرگونی متعددی پیشنهاد و ارائه شده است که همگی بر مبنای داده‌های ترمودینامیکی و بررسی‌های پترولوژی تجربی به‌دست آمده و ارائه آن‌ها در مورد سنگ‌های یک منطقه لزوماً نشان‌دهنده رخداد آن واکنش‌ها و هم‌خوانی با طبیعت نیست(Bucher and Frey, 1994; Spear, 1995). علاوه بر این، با فاصله گرفتن از شرایط دما و فشار رخداد یک واکنش، احتمال دیده شدن شواهد انجام آن بسیار کاهش می‌یابد که علت آن فراوانی سیالات در محیط دگرگونی و انجام کامل واکنش‌ها به خاطر سهولت انتقال یون‌هاست.

 

 

شکل 4- تصاویر میکروسکوپی متاپریدوتیت‌های افیولیت جندق؛ مخفف نام کانی‌ها برگرفته از Kretz (1983) است.

 

 

 

 

 

 

مرز نامنظم الیوین‌ها با سایر کانی‌ها و همچنین وجود ادخال‌هایی از مگنتیت در الیوین‌ها نشان از تشکیل الیوین‌های دگرگونی در اثر دگرگونی پیش‌رونده سنگ‌های پریدوتیتی است (Oliver et al., 1972; Paktunc, 1984). سرپانتینی‌شدن بخش‌هایی از الیوین‌های دگرگون نشان‌دهنده رخداد دگرگونی پس‌رونده بعد از دگرگونی پیش‌رونده است. الیوین‌های موجود در سنگ‌های مورد بررسی احتمالاً در اثر رخداد واکنش‌های زیر تشکیل شده‌اند:

20 Brucite + Antigorite = 34 Forsterite + 51 H2O

 

2 Diopside + 5 Antigorite = 6 Forsterite + Tremolite + 9 H2O

 

5 Antigorite = 6 Forsterite + Talc + 9H2O

 

ارتوپیروکسن‌ها فقط در متاهارزبورگیت‌ها دیده شده و به‌صورت بلورهایی بزرگ، منفرد و کشیده با بافت پوئی‌کیلوبلاستیک در همراهی کانی‌هایی مانند تالک، الیوین و آنتوفیلیت دیده می‌شوند. بخش‌هایی از حاشیه آن‌ها نیز سرپانتینی شده که بیانگر رخداد دگرگونی پس‌رونده پس از تشکیل ارتوپیروکسن‌های دگرگونی است. وجود ارتوپیروکسن‌ها در کنار الیوین و تالک (شکل‌های 4- D و 4- E)، و همچنین الیوین و آنتوفیلیت (شکل 4- F) نشان از تشکیل آن‌ها در اثر رخداد واکنش‌های احتمالی زیر دارد (Pawley, 1998):

Talc + Forsterite = 5 Enstatite + H2O

 

Anthopyllite + Forsterite = 9 Enstatite + H2O

 

از بین کانی های اولیه پریدوتیت‌های گوشته، بخش‌هایی از کلینوپیروکسن‌ها (شکل 4A -) و اسپینل‌های کروم‌دار (شکل 4-H ) سالم باقی‌مانده‌اند. کلینوپیروکسن‌ها کانی‌هایی هستند که در مقابل دگرسانی بسیار مقاوم بوده و در حین دگرگونی تا بخش‌های قابل توجهی از رخساره آمفیبولیت نیز بدون تغییر باقی می‌مانند (Leterrier et al., 1982; Rollinson, 1993). اسپینل‌های کرم‌دار، اغلب مگنتیتی شده‌اند اما قسمت‌های درونی برخی از آن‌ها هنوز سالم هستند.

اغلب کلینوپیروکسن‌های موجود در پریدوتیت‌های مورد بررسی در اثر دگرگونی با آنتی‌گوریت واکنش داده و تبدیل به ترمولیت + الیوین شده‌اند (شکل 4- C):

8 Diopside + Antigorite = 18 Forsterite + 4 Tremolite + 27 H2O

 

ترمولیت‌های حاصل از واکنش فوق در برخی موارد بافت جک استروا (jack-straw texture) از خود نشان می‌دهند (شکل 4- B). از دیگر آمفیبول‌های موجود در این پریدوتیت‌های سرپانتینی دگرگون‌شده می‌توان به آنتوفیلیت اشاره نمود که احتمالاً در اثر واکنش تالک و الیوین، و تالک و ارتوپیروکسن به‌وجود می‌آیند:

9 Talc + 4 Forsterite = 5 Anthophyllite + 4 H2O

Talc + 4 Enstatite = Anthophyllite

 

سرپانتین‌ها از فراوان‌ترین کانی‌های موجود در این متاپریدوتیت‌ها هستند که با توجه به محدوده پایداری کانی‌های مختلف گروه سرپانتین و انجام بررسی‌های XRD از نوع آنتی‌گوریت هستند. با افزایش درجه دگرگونی در سرپانتینیت‌ها، آنتی‌گوریت‌ها تبدیل به فورستریت + تالک می‌شوند:

Antigorite = 18 Forsterite + 4 Talc + 27 H2O

 

از دیگر کانی‌های موجود در این سنگ‌ها می‌توان به کلریت اشاره نمود که اغلب به‌صورت انباشته‌هایی در درون سرپانتین‌ها، همراه با ترمولیت‌ها و اسپینل‌های مگنتیتی و در حاشیه کلینوپیروکسن‌ها (شکل 4- G) مشاهده می‌شوند. مهم‌ترین کانی‌های دارای Al2O3 در این سنگ‌ها کلریت‌ها و اسپینل‌های کروم‌دار هستند. کلریت‌ها در سنگ‌های دگرگون بسیار غنی از MgO همچون متاپریدوتیت ها، تا بخش‌های بالایی رخساره آمفیبولیت (740 درجه‌سانتیگراد) نیز پایدار بوده (Spear, 1995) و جایگزین کانی‌هایی همچون اسپینل‌های کروم دار، ترمولیت و کلینوپیروکسن (شکل 4- G) می‌شود.

برخلاف ارتوپیروکسن‌ها و الیوین‌های موجود در پریدوتیت‌های گوشته سالم، ارتوپیروکسن‌ها و الیوین‌های موجود در این سنگ‌ها فاقد بافت‌های دگرشکلی و استرین بوده و ارتوپیروکسن‌ها به‌صورت بلورهایی کشیده و در برخی موارد شعاعی دیده می‌شوند.

در اثر هجوم سیالاتی که دارای SiO2 و فوگاسیته بالای دی اکسید کربن (f CO2) بوده‌اند بخش‌هایی از پریدوتیت‌ها که در محل گسل‌ها قرار داشته‌اند، تبدیل به لیستونیت شده‌اند. اما توسعه لیستونیت‌ها در این افیولیت بسیار کمتر از افیولیت‌هایی همچون انارک، عشین- زوار و نایین است. کانی‌های سازنده لیستونیت‌های افیولیت جندق، کلسیت، دولومیت، اسپینل کرم‌دار، سرپانتین، مگنتیت، کلریت، مالاکیت، آزوریت و ترمولیت است. در فرمول ساختاری این دولومیت ها مقدار کاتیون‌های Ca و Mg با یکدیگر برابر است.

بررسی شیمی کانی‌های سازنده این سنگ‌ها نشان می‌دهد که الیوین‌ها از نوع فورستریت و کریزولیت (مقدار فورستریت 88/0 تا 91/0) (جدول 1)، ارتوپیروکسن‌ها از نوع انستاتیت (جدول 2)، و آمفیبول‌ها از نوع ترمولیت و آنتوفیلیت (جدول 3) هستند. سرپانتین‌ها دارای محدوده گسترده‌ای از Mg# (89/0 تا 98/0) بوده (جدول 4)، در حالی که Mg# همه تالک ها 98/0 است (جدول 5). کلریت‌ها از نوع پنینیت (جدول 6) و کلینوپیروکسن‌ها از نوع دیوپسید هستند (جدول 7). اسپینل‌ها دارای Al2O3 قابل توجهی بوده و مقدار Cr# آن‌ها 46/0 تا 61/0 است (جدول 8). یکی از سرپانتین‌های آنالیز شده غنی از Al2O3 (12/4 درصد) بوده (جدول 4)، و مقدار Si در فرمول ساختاری ترمولیت‌های پریدوتیت‌های مورد بررسی 50/7 تا 97/7 است (جدول 3). در شکل 5 موقعیت ترکیبی الیوین‌ها، پیروکسن‌ها و آمفیبول‌های مورد بررسی در نمودارهای تقسیم‌بندی مربوطه نشان داده شده است.

 

بحث

بررسی اسپینل‌های کروم‌دار و کلینوپیروکسن‌ها که کانی‌های باقی‌مانده از پریدوتیت‌های گوشته اولیه در نظر گرفته می‌شوند نشان می‌دهد که سنگ‌های مورد مطالعه از نوع پریدوتیت‌های زیر پوسته اقیانوسی بوده و شبیه پریدوتیت‌های موجود در افیولیت‌ها و پریدوتیت‌های آلپی هستند. ترکیب این کانی‌ها نیز از ترکیب آرایه‌های موجود در گوشته تبعیت می‌نماید (شکل 6).

تعادلات فازی دما پایین اولترابازیک‌ها توسط وجود کانی‌های گروه سرپانتین همچون لیزاردیت، آنتی‌گوریت و کریزوتیل مشخص می‌شود. در درجات پایین دگرگونی، کانی غالب گروه سرپانتین، لیزاردیت است و کریزوتیل اغلب به‌صورت فیبرهایی در درون رگه‌ها دیده می‌شود. با افزایش درجه دگرگونی، لیزاردیت ابتدا به لیزاردیت + کریزوتیل، سپس به کریزوتیل + آنتی‌گوریت و در نهایت به آنتی‌گوریت تبدیل می‌شود. لیزاردیت و کریزوتیل پلی‌مورف محسوب می‌شوند و با XRD قابل تفکیک نیستند، اما آنتی‌گوریت دارای ساختار متفاوتی است. لیزاردیت جایگزین الیوین و پزودومورف پیروکسن می‌شود درصورتی‌که کریزوتیل تمایل به تشکیل رگه داشته و سازنده اصلی بافت مشبک (Mesh Texture) است. با پیشرفت دگرگونی هر دو کانی فوق توسط آنتی‌گوریت جایگزین می‌شوند (Evans, 1977). تفکیک انواع کانی‌های گروه سرپانتین در مطالعات میکروسکوپی میسر نبوده و بررسی‌های XRD تنها وجود آنتی‌گوریت را در نمونه‌های آنالیز شده گزارش نمود.

 

 

B

A

   

 

 

D

C

   

 

E

شکل 5- نمودارهای تقسیم‌بندی و نام‌گذاری کانی‌های الیوین (A)، ارتوپیروکسن (B)، کلینوپیروکسن (C) و آمفیبول‌ها D) و (E.

 

 

 

رابطه بین رخساره‌های دگرگونی و کانی‌های موجود در پریدوتیت‌های دگرگون به‌صورت جدول‌هایی در منابعی همچون Evans (1977) و Spear (1995) آورده شده است (جدول‌های 9 و 10). بر اساس این منابع همیافتی‌های موجود در سنگ‌های مورد بررسی بیانگر رخساره دگرگونی آمفیبولیت هستند.

 

 

 

B

A

   

D

C

   

 

E

شکل 6- نمودارهای مرتبط با شیمی کلینوپیروکسن‌ها (A) و اسپینل‌ها (B-E). نمودار A بیانگر تعلق کلینوپیروکسن‌ها به گوشته زیر پوسته اقیانوسی است (Kornprobst et al., 1981). نمودارهای B، C، D و E نیز نشان‌دهنده پیروی ترکیب شیمیایی اسپینل‌ها از آرایه گوشته (Conrad and Key, 1984; Haggerty, 1988; Kepezhinskas et al., 1995)، تعلق پریدوتیت های مورد بررسی به پریدوتیت‌های آلپی (Dick and Bullen, 1984)، افیولیت بودن سنگ‌های مورد بررسی (Cabanes and Mercier, 1988) و قرار گرفتن ترکیب اسپینل‌ها در محدوده آرایه الیوین- اسپینل گوشته‌ای (Dick and Bullen, 1984) است.

 

 

جدول 9- رابطه بین رخساره‌های دگرگونی و کانی‌شناسی سنگ‌های اولترابازیک (برگرفته از Evans (1977)).

 

 

جدول 10- رابطه بین همیافتی‌های کانی‌شناسی و رخساره‌های دگرگونی در سنگ‌های اولترابازیک (برگرفته از Spear (1995)).

 

 

 

تاکنون دما- فشار سنج‌های مختلفی در مورد برآورد دما و فشار دگرگون ‌شدن سنگ‌های پریدوتیتی ارائه شده است که همگی مربوط به رخساره‌های اکلوژیت، گرانولیت و پیروکسن هورنفلس هستند و متأسفانه دما- فشارسنجی که قابل استفاده برای رخساره آمفیبولیت باشد وجود ندارد. به همین دلیل بهتر است که شواهد میکروسکوپی و همیافت‌های کانیایی مورد استفاده قرار گیرند (Bucher and Frey, 1994).

وجود شواهد زیر در بررسی‌های پتروگرافی نیز نشان‌دهنده شرایط دما و فشار رخساره آمفیبولیت است:

1- مجموعه کانیایی ترمولیت + الیوین، و الیوین + ارتوپیروکسن + آنتوفیلیت از شواهد دگرگونی در بخش‌های بالایی رخساره آمفیبولیت است (Evans, 1977; Spear, 1995).

2- وجود کلریت‌های غنی از منیزیم و کروم اسپینل‌های با آلومینیوم قابل توجه (19 تا 29 درصد وزنی) نشان می‌دهد که دگرگونی پیش‌رونده در نزدیکی دمای 720 درجه‌سانتیگراد رخ داده است (Forst, 1975; Sanford, 1982; Tracy et al., 1984).

3- انجام واکنش ترمولیت + الیوین = ارتوپیروکسن + آب در متاپریدوتیت‌های افیولیت جندق نشان می‌دهد که دگرگونی، دمای 700 درجه‌سانتیگراد را پشت سر نهاده است (سیستم CMSH در Spear, 1995).

4- ترسیم مقادیر نسبت‌های مولی انستاتیت، فروسیلیت ولاستونیت ارتوپیروکسن‌های آنالیز شده در دما- فشارسنج پیروکسن‌ها (Lindsley 1983; Mancini et al., 1996) دمایی معادل 700 تا 750 درجه‌سانتیگراد را به دست می‌دهد.

5- عدم حضور کوارتز و دیوپسیدهای دگرگونی، به همراه حضور تالک نشان می‌دهد که واکنش‌های زیر انجام نشده و دمای دگرگون شدن این سنگ‌ها از 800 درجه‌سانتیگراد فراتر نرفته است.

Tremolite + Forsterite = Diopside + Enstatite + H2O

و

Talc = Anthophyllite + Quartz + H2O

6- عدم حضور اسپینل سبز نیز نشان‌دهنده دمای کمتر از 750 درجه‌سانتیگراد است (Dymek et al., 1988).

با توجه به مطالب فوق، شکل 7 شرایط دگرگونی متاپریدوتیت‌های افیولیت جندق در شبکه پتروژنتیک لرزولیت‌ها را به‌صورت محدوده هاشور خورده نشان می‌دهد که محدوده بسیار گسترده‌ای است. به‌منظور دسترسی به شرایط دقیق‌تر و محدودتر رخداد دگرگونی در سنگ‌های مورد مطالعه، سعی شد که کالیبراسیون‌های ارائه شده جهت دما- فشارسنجی سایر واحدهای سنگی افیولیت (آمفیبولیت‌ها) استفاده شود.

بررسی آمفیبولیت‌های موجود در افیولیت جندق (شمال‌شرق استان اصفهان) نیز نشان از دگرگون‌شدن آن‌ها در رخساره آمفیبولیت دارد. فشار و دمای دگرگونی محاسبه شده در مورد این آمفیبولیت‌ها در محدوده 98/7 تا 01/9 کیلوبار و 714 تا 737 درجه‌سانتیگراد بوده است (شکل‌های 7 و 8). به‌منظور دماسنجی آمفیبول‌ها از کالیبراسیون ارائه شده توسط (Holland and Blundy, 1994) و در فشارسنجی آمفیبول‌ها از مطالب ارائه شده توسط Anderson و Smith (1995) و Schmidt (1993) استفاده شد.

 

 

شکل 7- شبکه پتروژنیک سنگ‌های اولترابازیک اشباع از آب در سیستم CaO-MgO-SiO2-H2O. این نمودار در مورد پریدوتیت‌های ایده‌آل گوشته (لرزولیت) به کار برده می‌شود و محدوده دما و فشار متاپریدوتیت‌های افیولیت جندق در آن به‌صورت هاشوردار دیده می‌شود. این محدوده توسط بررسی‌های پتروگرافی ترسیم شده و مستطیل کوچک حاصل بررسی‌های دما- فشارسنجی آمفیبولیت‌های این مجموعه افیولیتی است (ترابی، 1386) (نمودار برگرفته از Spear (1995) است).

 

شکل 8- نمودار رخساره‌های دگرگونی و شرایط دگرگونی آمفیبولیت‌های مختلف موجود در منطقه جندق (ترابی، 1386) (نمودار برگرفته از Yardley (1989) است).

 

 

نتیجه‌گیری

بررسی پریدوتیت‌های گوشته افیولیت جندق نشان می‌دهد که این سنگ‌ها اغلب متالرزولیت (بیشتر) و متاهارزبورگیت (کمتر) بوده و در شرایط دما و فشار بخش‌های بالایی رخساره آمفیبولیت دگرگون شده‌اند. نتایج حاصل از این بررسی با نتایج مطالعه آمفیبولیت‌های این مجموعه افیولیتی در تطابق است.

در بررسی آمفیبولیت‌ها با استفاده از دما- فشارسنجی زوج‌کانی آمفیبول- پلاژیوکلاز سعی بر تعیین مقدار دما و فشار دگرگونی به‌صورت بسیار دقیق‌تر از روابط فازی شده است.

 

سپاسگزاری

نویسنده مقاله از حمایت‌های معاونت پژوهش و فن‌آوری دانشگاه اصفهان تشکر می‌نماید.

ترابی، ق. (1386) تعیین شرایط فشار و دمای تشکیل آمفیبولیت‌های افیولیت جندق (شمال‌شرق استان اصفهان) با استفاده از دماسنجی و فشارسنجی کانی‌های آمفیبول و پلاژیوکلاز. مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران 1: 117-134.

هاتف، م. (1374) زمین‌شناسی و پترولوژی سنگ‌های آذرین و دگرگونی منطقه خور- جندق (ایران مرکزی). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

Anderson, J. L. and Smith, D. R. (1995) The effect of temperature and oxygen fugacity on Al-in hornblende barometry. American Mineralogist 80: 549-59.

Bagheri, S. (2007) The exotic Paleo-tethys terrane in Central Iran: new geological data from Anarak, Jandaq and Posht-e-Badam areas. Ph.D. Thesis, University of Leusanne, Switzerland.

Bucher, K. and Frey, M. (1994) Petrogenesis of metamorphic rocks. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

Cabanes, N. and Mercier, J. C. C. (1988) Insight into the upper mantle beneath an active extensional zone: the spinel-peridotite xenoliths from San Quintin (Baja California, Mexico). Contributions to Mineralogy and Petrology 100: 374-382.

Conrad, W. K. and Kay, R. W. (1984) Ultramafic and mafic inclusions from Adak Island: crystallisation history and implications for the nature of primary magmas and crustal evolution in the Aleutian arc. Journal of Petrology 25: 88-125.

Davoudzadeh, M. (1997) Geology of Iran. In: Moores, E. M. and Fairbridge, R. W. (Eds.): Encyclopedia of Asian and European regional geology. Chapman and Hall, London, 384-405.

Dick, H. J. B. and Bullen, T. (1984) Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas. Contributions to Mineralogy and Petrology 86: 54-76.

Droop, G. T. R. (1987) A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria. Mineralogical Magazine 51: 431-435.

Dymek, R. F., Brothers, S. C. and Schiffries, C. M. (1988) Petrogenesis of ultramafic metamorphic rocks from the 3800 Ma Isua Supracrustal Belt, West Greenland. Journal of Petrology 29(6): 1353-1397.

Evans, B. W. (1977) Metamorphism of alpine peridotite and serpentinite. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 5: 397-445.

Frost, B. R. (1975) Contact metamorphism of serpentinite, chlorite blackwall and roedingite at Paddy-Go-Easy pass, Central Cascades, Washington. Journal of Petrology 16: 272-313.

Haggerty, S. E. (1988) Upper mantle opaque mineral stratigraphy and the genesis of metasomatites and alkali-rich melts. Journal of Geological Society of Australia 14: 687-699.

Holland, T. and Blundy, J. (1994) Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry. Contributions to Mineralogy and Petrology 116: 433-47.

Kepezhinskas, P. K., Defant, M. J. and Drummond, M. S. (1995) Na metasomatism in the island-arc mantle by slab melt-peridotite interaction: evidence from mantle xenoliths in the North Kamchatka arc. Journal of Petrology, 36: 1505-1527.

Kornprobst, J., Ohnenstetter, D. and Ohnenstetter, M. (1981) Na and Cr contents in Cpx from peridotites: a possible discriminant between sub-continental and sub-oceanic mantle. Earth and Planetary Science Letters 53: 241-254.

Kretz, R. (1983) Symbols for rock-forming minerals. American Mineralogist 68: 277-279.

Leterrier, J., Maury, R. C., Thonon, P., Girard, D. and Marchal, M. (1982) Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of paleo-volcanic series. Earth and Planetary Science Letters 59(1): 139-154.

Lindsley, D. H. (1983) Pyroxene thermometry. American Mineralogist 68: 477-493.

Mancini, F., Marshall, B. and Papunen, H. (1996) Petrography and metamorphism of the Saaksjarvi ultramafic body, Southwest Finland. Mineralogy and Petrology 56: 185-208.

Melcher, F., Meisel, T., Puhl, G. and Koller, F. (2002) Petrogenesis and geotectonic setting of ultramafic rocks in the Eastern Alps: constraints from geochemistry. Lithos 65(1-2): 69-112.

Paktunc, A. D. (1984) Metamorphism of the ultramafic rocks of the Thompson Mine, Thompson nickel belt, northern Manitoba. The Canadian Mineralogist 22(1): 77-91.

Pawley, A. R. (1998) The reaction talc + forsterite = enstatite + H2O: New experimental results and petrological implications. American Mineralogist 83: 51-57.

Pessagno, E. A. Jr., Ghazi, A. M., Kariminia, S. M., Duncan, R. A. and Hassanipak, A. A. (2004) Tectonostratigraphy of the Khoy complex, Northwestern Iran. Stratigraphy 1(2): 49-63.

Rollinson, H. (1993) Using Geochemical data: Evolution, presentation, interpretation. Longman Scientific and Technical, London.

Sanford, R. F. (1982) Growth of ultramafic reaction zones in greenschist to amphibolite facies metamorphism. American Journal of Science 282: 543-616.

Schmidt, M. W. (1993) Phase relations and compositions in tonalite as a function of pressure: an experimental study at 650 °C. American Journal of Science 293: 1011-60.

Scotford, D. M. and Williams, J. R. (1983) Petrology and geochemistry of metamorphosed ultramafic bodies in a portion of the Blue Ridge of North Carolina and Virginia. American Mineralogist 68(1-2): 78-94.

Spear, F. S. (1995) Metamorphic Phase Equilibra and Pressure-Temperature-Time Paths. Mineralogical Society of America, Washington.

Technoexport (1979) Geology and minerals of Jandaq area (Central Iran). Geological Survey of Iran, V/O “Technoexport”, Report TE/No. 4.

Technoexport (1984) Outline of metallogeny of Anarak area (Central Iran). Geological Survey of Iran, V/O “Technoexport”, Report TE/No. 21.

Torabi, G. (2009) Chromitite potential in mantle peridotites of the Jandaq ophiolite (Isfahan province, Central Iran). Comptes Rendus Geoscience 341: 982-992.

Tracy, R. J., Robinson, P. and Wolff, R. A. (1984) Metamorphosed ultramafic rocks in the Bronson Hill anticlinorium, central Massachusetts. American Journal of Science 284: 530-558.

Yardley, B. W. D. (1989) An introduction to metamorphic petrology. Longman, London