Document Type : Original Article
Authors
Abstract
Keywords
مقدمه
منطقه نصیرآباد در 35 کیلومتری جنوب‌غرب شهرستان راین، در محدوده استان کرمان در حد فاصل طول‌های ´23 °57 و ´21 °57 شرقی و عرض‌های جغرافیایی ´17 °29 و ´15 °29 شمالی واقع شده است. نقشه راه‌ها در شکل 1 آورده شده است. این منطقه در جنوب‌شرق کمربند ارومیه‌دختر و در محدوده نقشه زمین‌شناسی به مقیاس1:100000 ساردوئیه با شماره 7448 در کمپلکس آتشفشانی بحرآسمان با سن ائوسن پایانی تا ائوسن بالایی قرار دارد. جنس این کمپلکس، پیروکلاست‌های اسیدی و تناوب جریان‌های گدازه‌ای به‌مقدار کمتر است. ضخامت کمپلکس بحرآسمان حدود 7 کیلومتر بوده، از پایین به بالا شامل: (1) آندزیت‌بازالت با ضخامت 100 متر، (2) آندزیت و پیروکلاست‌های آن با ضخامت 700 متر که منطقه مورد مطالعه جزئی از آن است، و (3) لایه‌های آهک فسیل‌دار، کنگلومرا و ماسه‌سنگ (Zolanj et al., 1972)، است.
شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه نصیرآباد و نقشه راه‌های آن واقع در جنوب‌غرب راین (بختیاری، 1370)
از کارهای مطالعاتی انجام‌شده روی نقشه ساردوئیه (از قدیم به جدید) می‌توان به Beogart (1971)، Zolanj و همکاران (1972)، Dimitrijevic (1973)، سبزه‌ئی و افروز (1369)، امیرمطلبی و اخواناقدم (1379) و رحیمی و همکاران (1380) اشاره کرد.
در پژوهش اخیر علاوه بر مطالعه صحرایی و بررسی پتروگرافی، ژئوشیمیایی و تعیین محیط تکتونیکی و ﻣﻨﺸﺄ سنگ‌های اسیدی و حدواسط و شناخت ترکیب ماگمای مادر به مطالعه ساختار ستون منشوری (Columnar joints) موجود در سنگ‌های اسیدی می‌پردازیم.
روش انجام پژوهش
پس از بررسی منطقه، بیش از 90 نمونه سنگی برداشت‌شده از تعداد 75 نمونه سنگی مقطع نازک تهیه شد که از این تعداد 14 نمونه برای آنالیز شیمیائیXRF به شرکت کانساران بینالود تهران فرستاده شد.
سنگ‌شناسی
سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی
ناحیه نصیرآباد، در امتداد گسلی با روند NW-SE در کمپلکس رسوبی- ولکانیک رازک با سن ائوسن زیرین قرار دارد. سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی نصیرآباد با سن ائوسن بالایی روی پیروکسن‌آندزیت‌های منطقه با سن ائوسن زیرین قرار گرفته و تماس آنها به‌صورت ناگهانی است. رنگ رخنمون سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی، سفید تا خاکستری روشن و بافت آنها آفانیتیک پورفیری است. در سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی کانی قابل تشخیص در حد نمونه‌دستی، تنها قالب‌های شکل‌دار فلدسپار و هورنبلند هستند که 15-20 درصد از کل سنگ را تشکیل می‌دهند، کوارتز هم بعضاً در زمینه سنگ قابل مشاهده است.
به‌علت سردشدن نسبتاً سریع سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی در محل تماس با سنگ‌های آندزیتی، ظاهر آنها دانه‌ریزتر شده است و از میزان کانی‌های فنوکریستی کاسته شده است (شکل 2). دگرسانی‌های کل سنگ ریولیتی شامل رسی، سریسیتی، اپیدوتی، کلسیتی و کلریتی‌شدن هستند. از فرسایش‌های متداول در سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی می‌توان به فرسایش پوست پیازی (شکل 3) و قلوه‌ای‌شدن اشاره نمود.
بر اثر عوامل ایجادکننده درزه‌ها، در خیلی از مناطق، سنگ‌فرشی از خرده‌های سنگی، بر اثر نیروهای تکتونیکی، در کنار ساختار ستون‌های منشوری ایجاد شده است (شکل 4). ساخت ستون منشوری در سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی مشهود است. این ساخت بیشتر به‌صورت عمودی و گاهی نیز با زاویه 50-70 درجه به‌سمت شرق است.
شکل 2 – تماس سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی (V) با سنگ همبر آندزیتی (H) در منطقه نصیرآباد
شکل3- فرسایش پوست پیازی در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد
ستون‌های منشوری نصیرآباد عمدتاً دارای سطوح 5-6 وجهی هستند، اما سطوح 3، 4 و 7 وجهی نیز در آنها مشاهده می‌شود. طول ستون‌ها اغلب بین 2/0 تا 3 متر و عرض آنها از 30 تا 40 سانتی‌متر متغیر است (شکل‌های 5 و 6). تشکیل ستون منشوری به‌واسطه انقباض ناشی از سردشدن مذاب قابل توجیه است (Schaefer, 2002; Budkewitsch et al., 1994). به‌دلیل عملکرد نیروهای تکتونیکی و نیز سردشدن توده ریولیتی، درزه و شکستگی‌های فراوانی در سنگ ایجاد شده است. دو نوع درزه در ستون‌های منشوری نصیرآباد به چشم می‌خورد: (1) درزه‌های انقباضی، (2) درزه‌های برشی تکتونیکی. تشکیل این درزه‌ها در ارتباط با کاهش فشار و یا فعالیت تکتونیکی محیط تشکیل قابل توضیح است (Budkewitsch et al., 1994).
شکل 4- حالت سنگ‌فرشی و شکستگی‌های عرضی عمود بر محور قائم ستون‌های منشوری ریولیتی در منطقه نصیر آباد
شکل 5- ستون‌های منشوری نسبتاً قائم در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد
شکل 6- ستون‌های منشوری مایل در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد
سنگ‌های آندزیتی
سنگ‌های آندزیتی منطقه نصیرآباد نسبتاً تازه و ته‌‌رنگ غالب آنها خاکستری تیره و در حد متوسط است. پیروکسن یکی از کانی‌های قابل تشخیص در آندزیت است که حدود 8 تا 10 درصد از کل سنگ را تشکیل می‌دهد و در اغلب موارد به‌صورت شکل‌دار و اندازه 2/0 تا 1 سانتی‌متر است. از دیگر کانی‌های قابل تشخیص در نمونه‌دستی به پلاژیوکلاز و آمفیبول می‌توان اشاره نمود. پلاژیوکلازها در نمونه‌دستی به اندازه حدود 3/0 تا 5/1 سانتی‌متر و شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار هستند و 30 تا 35 درصد حجمی سنگ را تشکیل می‌دهند (شکل 7). آمفیبول به‌صورت شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار بوده، در اغلب موارد حالت کشیده دارد و در مواردی به کلریت دگرسان شده است. بافت کلی سنگ آفانیتیک پورفیری و در مواردی گلومروپورفیری است.
شکل 7 - پیروکسن‌آندزیت منطقه نصیرآباد.
ستون‌های منشوری به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم از یک انباشته ماگمایی در حال سردشدن ایجاد شده‌اند. ستون‌های منشوری در نفوذی‌های کم‌عمق با ترکیب آندزیتی، تراکیتی، داسیتی و حتی ریوداسیتی و ریولیتی نیز گزارش شده است (Goto and Tsuchiya, 2004; Stewart and Mcphie, 2003; Schaefer, 2002; Ayres and Peloquin, 2000; Dadd, 1992).
از مهمترین عوامل موثر در تشکیل ستون‌های منشوری به این موارد می‌توان اشاره نمود: (1) یکنواختبودن ماگما و عدم وجود مواد فرار (Yoshihiko and Nobutaka, 2004)؛ (2) نحوه یا شکل جایگیری ماگما (ماگما به صورت صفحه‌ای، جریانی و انواع دیگر جایگیری می‌کند که نسبت عرض به طول حجم ماگما و همچنین میزان آشفتگی گرمایی توده، در طول سرد شدن در تشکیل ستون منشوری موثر است (Kattenhorn and Schaefer, 2004)؛ (3) ضخامت توده؛ (4) سرعت سرد شدن در سطح نسبت به داخل و محیط فعالیت ماگما (Schaefer, 2002; Budkewitsch et al., 1994)؛ (5) ضخامت زیاد گدازه در فوران (قربانی، 1382)؛ (6) چسبندگی (Schaefer, 2002).
با توجه به مطالعات انجام شده در مورد چگونگی تشکیل ستون‌های منشوری (Prismatic Coloumn) (Baker, 1995; Budkewitsch et al., 1994; Aydin et al.,1988 ; Spry, 1961). چگونگی تشکیل ستون‌های منشوری نصیرآباد را می‌توان به این صورت تشریح نمود که انجماد در بخش بالایی توده ساب‌ولکانیک ریولیتی سبب انقباض شده است و حاصل آن ایجاد نیروی کششی در سه جهت با زاویه 120 درجه در بخش سطحی بوده که خود عامل ایجاد درزه‌های اصلی (Master joint) است. تشکیل ستون‌های منشوری در ارتباط با این درزه‌های اصلی است که بر سطح ایزوترم (Isotherm) (منحنی‌های هم‌دما) عمود هستند. با گسترش این درزه‌ها به‌سمت داخل، ستون‌های منشوری ایجاد شده‌اند. علاوه بر درزه‌های قائم، درزه‌های افقی (Stria) عمود بر محور قائم نیز در هر ستون منشوری توسعه یافته‌اند که آنها را به ابعاد کوچکتر تقسیم نموده‌اند (شکل‌های 5 و 4).
کانی شناسی
ریولیت‌ها
آلکالی‌فلدسپار، پلاژیوکلاز، کوارتز، بیوتیت، و هورنبلند از کانی‌های اولیه قابل تشخیص در مقطع نازک هستند. از کانی‌های ثانویه نیز می‌توان به کلسیت، کلریت، کدر و زئولیت اشاره نمود. بافت کلی سنگ میکروپورفیری و در مواردی گلومروپورفیری و فلسوفیریک است (شکل‌های 8 و 9). ساخت جریانی ظریفی نیز در قالب فلدسپارهای تیغه‌ای شکل در بعضی از مقاطع نازک دیده می‌شود (شکل 10).
شکل 8- بافت فلسوفیریک با حالت جریانی ضعیف در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 9- بافت میکروپورفیریتیک در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
آلکالی‌فلدسپار بیشتر از نوع سانیدین بوده، بیش از 50 درصد حجمی از سنگ را شامل می‌شود و بیشتر در زمینه همراه با کوارتز است و اندازه کلی آنها از چند دهم میلی‌متر تجاوز نمی‌کند. اما با توجه به دگرسانی که سنگ تحمل نموده است، تخمین دقیق درصد آن امکان‌پذیر نیست. پلاژیوکلاز کمتر از 20 درصد حجمی سنگ را تشکیل می‌دهد و به دو صورت میکروفنوکریست (تخته‌ای نیمه‌شکل‌دار تا شکل‌دار با اندازه حدود 5 میلی‌متر) و میکرولیتی (با اندازه 1/0 تا 2/0 میلی‌متر که زمینه سنگ را تشکیل می‌دهند) دیده می‌شود که در مورد اول با توجه به زاویه خاموشی (20– 26 درجه) پلاژیوکلازها از نوع الیگوکلاز تا آندزین هستند (شکل 11). میکروفنوکریست‌های پلاژیوکلاز بعضاً دارای ساختار منطقه‌بندی، ماکل پلی‌سنتتیک و همچنین بافت غربالی و حالت خوردگی در حاشیه هستند (شکل 11).
آثار سریسیتی‌شدن در میکروفنوکریست‌های پلاژیوکلاز مشهود است و شدت دگرسانی در مرکز بیشتر است که این می‌تواند به‌علت کلسیک‌تر بودن و در نتیجه ناپایدارتر بودن نواحی مرکزی باشد (شلی، 1993) در مواردی پلاژیوکلازها به‌طور کامل به‌وسیله کانی‌های ثانویه نظیر کلسیت پر شده‌اند و تنها قالب آنها مشخص است.
پلاژیوکلازها دربرداری‌هایی از کانی‌های کدر و به‌ندرت هورنبلند و آپاتیت دارند. مقاطع نازک از قسمت‌های حاشیه‌ای‌تر توده ساب‌ولکانیک ریولیتی و در نزدیکی محل تماس با آندزیت‌ها تهیه شده‌اند (شکل 12). بافت غالب فلسوفیریک است که شامل هم‌رشدی کوارتز و فلدسپار است اما تشخیص نوع فلدسپار مشکل است؛ هر چند که با توجه به فرم تیغه‌ای آن به‌نظر آلبیت هستند (شکل 8).
شکل 10- بافت جریانی در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 11- میکروفنوکریست پلاژیوکلاز با بافت غربالی در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 12- محل تماس آندزیت با توده ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد و قرارگرفتن تجمع آمفیبول (Am) در سنگ ((XPL.
تفاوت در بخش حاشیه‌ای می‌تواند با تغییر در سرعت سردشدن و یا تفاوت در عمق جایگزینی مرتبط باشد (Topley and Brown, 1982). علاوه بر این فنوکریست‌های پلاژیوکلاز بعضاً بافت گلومروپورفیری را نیز از خود نشان می‌دهند. پلاژیوکلازها تحت‌تاثیر فاز هیدروترمال به‌وسیله آلبیت و پتاسیم‌فلدسپار جانشین شده‌اند که بر اثر این عمل، حجم پلاژیوکلاز کاهش پیدا کرده، کششی ایجاد می‌شود که به واکنش جایگزینی کمک می‌کند و پدیده متاسوماتیزم را در این مقاطع شاهد هستیم (ولی‌زاده، مذاکرات شفاهی، 1386) (شکل 13).
کوارتز 15 تا 20 در صد حجمی سنگ‌های ریولیتی را تشکیل می‌دهد و به‌صورت بلورهای بی‌شکل هم بعد و دانه‌ریز با اندازه 5/0 تا 2 میلی‌متر دیده می‌شود. بعضی کوارتزها دارای حالت خلیجی هستند که مورد اخیر می‌تواند ناشی از رشد غیرتعادلی و تاثیرات انحلال ناشی از کاهش فشار در حین صعود ماگما بوده باشد (شلی، 1993). کوارتزهای ثانویه به‌صورت پُرکننده رگه‌ها نیز در مقطع نازک دیده می‌شوند.
کانی‌های تیره آب‌دار، مثل بیوتیت و هورنبلند، در حد 5 تا 8 در صد حجمی سنگ را تشکیل می‌دهند و به‌صورت میکروفنوکریست و بلورهای ریز در زمینه پراکنده‌اند (شکل 14). تبدیل بیوتیت به کلریت در اکثر مقاطع مشهود است. آمفیبول فراوانی کمتری از بیوتیت دارد و دگرسانی به کلریت را نیز نشان می‌دهد. به‌علت وجود دگرسانی، بیوتیت با توجه به فرم قابل تشخیص است. در بعضی مقاطع اجتماع پلاژیوکلاز و بیوتیت و همچنین دربرداری‌هایی از بیوتیت در داخل پلاژیوکلاز دیده می‌شود.
کانی های فرعی کمتر از 5 درصد حجمی سنگ را تشکیل می‌دهند که کانی کدر فراوانترین آنها است. کانی‌های کدر (به اندازه یک میلی‌متر و کمتر) بیشتر نیمه‌شکل‌دار تا بی‌شکل هستند و به‌صورت منفرد در فضای بین پلاژیوکلازهای زمینه و در برداری در کانی‌های دیگر دیده می‌شوند. D'Lemos(1996) تبلور کانی کدر را بر اثر واکنش‌های سریع انجماد می‌داند.
کانی فرعی دیگر آپاتیت است که به‌صورت سوزنی در دیگر کانی‌های سیلیکاته حضور دارد. کانی‌های دگرسانی (ثانویه) شامل اپیدوت، کلریت، کلسیت، سریسیت هستند که از دگرسانی کانی‌های اصلی مانند پلاژیوکلاز و کانی تیره ایجاد شده‌اند.
شکل 13- پدیده متاسوماتیزم در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 14- دگرسانی کانی بیوتیت به کلریت در سنگ‌های ساب‌ولکانیکی ریولیتی منطقه نصیرآباد ((XPL.
آندزیت
آندزیت سنگ همبر سنگ‌های ساب‌ولکانیک ریولیتی در منطقه نصیرآباد است. پلاژیوکلاز، آمفیبول و پیروکسن از کانی‌های اولیه قابل تشخیص در مقطع نازک هستند و از کانی‌های فرعی و ثانویه نیز به اکسید آهن، کانی کدر، کوارتز، آپاتیت‌های سوزنی و کلسیت می‌توان اشاره نمود. بافت آندزیت‌ها پورفیریتیک و گلومروپورفیریتیک است (شکل 15). شایان ذکر است که بر اساس آنالیزها برخی آندزیت‌ها در محدوده بازالتیک آندزیت قرار می‌گیرند.
نسل اول پلاژیوکلازها به‌صورت فنوکریست هستند (<5 میلی‌متر) و به شکل نیمه‌شکل‌دار تا بی‌شکل حدود 40-45 درصد از مقطع نازک را شامل می‌شوند و دارای ماکل پلی‌سنتتیک و در مواردی پریکلین هستند. ترکیب آنها با توجه به زاویه خاموشی 25-14 درجه در حد آندزین- الیگوکلاز است.
در نسل اول پلاژیوکلازها انواع بافت‌ها و فرآیندهای غیرتعادلی نظیر بافت غربالی، تحلیل‌یافتگی و ساخت منطقه‌ای مشاهده می‌شود و در مواردی هم سوسوریتی‌شدن وجود دارد (شکل‌های16و 17).
نسل دوم پلاژیوکلازها به‌صورت میکروفنوکریست و میکرولیتی هستند که در زمینه سنگ وجود دارند و معمولاً تحت تاثیر دگرسانی کمتری قرار گرفته و بعضاً آثار هضم (Assimilation) هم در آنها مشاهده می‌شود. وجود پلاژیوکلاز در آندزیت‌ها نشان از وجود آب کمتر از 5/ 2 درصد حجمی در ماگما دارد (Gill, 1981). پیروکسن‌ها حدود 15 درصد از سنگ را تشکیل می‌دهند و به دو صورت فنوکریست و میکرو فنوکریست در آندزیت‌ها وجود دارند. اندازه آنها از 5/0 تا حدود 2 سانتی‌متر متغیر است و شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار هستند.
در بعضی از پیروکسن‌ها ادخال‌هایی از میکرولیت‌های پلاژیوکلاز وجود دارد. پیروکسن‌ها با توجه به زاویه خاموشی از نوع اوژیت هستند و شکستگی نیز در آنها به‌وفور مشاهده می‌شود. پیروکسن‌ها به‌ندرت دارای ماکل ساده هستند و بعضاً بر اثر دگرسانی به ترمولیت- اکتینولیت تبدیل شده‌اند (شکل 18).
به نظر Gill (1981) ماگمای آندزیتی در فشارهای نزدیک به سطح زمین از بلورهای پلاژیوکلاز و پیروکسن غنی است و احتمالاً دارای 2 درصد آب است و دمای تشکیل آن در مخزن ماگمایی بین 1000 تا 1100 درجه سانتی‌گراد است.
شکل 15 - بافت گلومروپوورفیریتیک در پلاژیوکلازهای آندزیت‌های منطقه نصیرآباد (XPL).
شکل 16- ساخت منطقه‌ای، تحلیل‌یافتگی و ماکل‌های موجود در پلاژیوکلازهای (plg) آندزیت منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 17- ماکل پلی‌سنتتیک در پلاژیوکلازهای آندزیت منطقه نصیرآباد ((XPL.
شکل 18- اجتماع پیروکسن (Py) و ترمولیت-اکتینولیت (Am) در آندزیت منطقه نصیرآباد (XPL).
هورنبلند، کمتر به شکل فنوکریست و کشیده است و بیشتر به‌صورت دانه‌ریز در زمینه دیده می‌شود و حدود 8 تا 10 درصد از سنگ را تشکیل می‌دهد. فنوکریست‌های آمفیبول بیشتر آثار تحلیل‌یافتگی و سوختگی از خود نشان می‌دهند. مورد اخیر نوعی واکنش اکسیداسیون است که به عدم تعادل این کانی در محیط‌های آب‌دار و پردما بستگی دارد و به این حالت اصطلاحاً سوختگی آمفیبول می‌گویند (Jakes and Gill, 1972) (شکل 19). آمفیبول ثانویه در قالب ترمولیت- اکتینولیت وجود دارد که از دگرسانی پیروکسن‌ها حاصل شده است ( شکل 19).
بر اساس آزمایش‌های انجام شده ماگمای آندزیتی حاوی هورنبلند، حداقل 3% آب داشته (در PH2O=2kb) و در عمق حداکثر 8 کیلومتری سنگ‌های پوسته‌ای تشکیل شده است (Burnham, 1997). کانی‌های فرعی شامل کانی کدر و آپاتیت سوزنی است که 8 تا 10 درصد از مقطع را شامل می‌شود.
کانی‌های کدر به دو صورت اولیه (شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار) و ثانویه (بی‌شکل) و اغلب به‌صورت ریزدانه در زمینه و یا به‌صورت دربرداری در داخل سایر کانی‌ها وجود دارد.
شکل 19- حاشیه کدر و انحلالی در فنوکریست هورنبلند در آندزیت منطقه نصیرآباد ((PPL.
ژئوشیمی
نتایج تجزیه شیمیایی عناصر اصلی، جزئی و خاکی کمیاب 14 نمونه از سنگ‌های منطقه نصیرآباد در جدول 1 آورده شده است. پردازش داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای مختلفی مانند Minpet،Excel ، Canvas (v. 7) انجام شده است.نمودار Cox و همکاران (1979) نمودار کاملی برای تعیین نام سنگ است. بر اساس این نمودار سنگ‌های اسیدی در محدوده ریولیت و سنگ‌های حد واسط در محدوده بازالتیک آندزیت تا آندزیت قرار می‌گیرند (شکل 20). در ضمن، همه سنگ‌ها در محدوده ساب‌آلکالن واقع می‌شوند. بر اساس نمودار AFM (Irvine and Bargar, 1971) (شکل 21) همه نمونه‌های سنگی در سری ماگمایی کالکآلکالن قرار می‌گیرند. بر اساس میزان Al، درجه اشباع از آلومین (Clarke, 1992) سنگ‌های ریولیتی منطقه نصیرآباد، از نوع متاآلومینوس تا کمی پرآلومینوس هستند (شکل 22). وجود کانی‌های تیره شامل هورنبلند، بیوتیت، مگنتیت و آپاتیت و نیز نبود کانی‌های مشخصه گرانیت‌های پرآلکالن و پرآلومینوس دلیل دیگری بر متاآلومینوس بودن ریولیت‌های منطقه نصیرآباد است.
جدول 1- نتایج آنالیز شیمیایی XRF عناصر اصلی و فرعی و نورم نمونه‌های سنگی منطقه نصیرآباد
|
Sample |
L13 |
L8 |
L3 |
L14 |
L2 |
L10 |
L6 |
|
L4 |
L7 |
L1 |
L12 |
L9 |
L11 |
L5 |
|
RockName |
Andesite |
|
Rhyolite |
|
|
||||||||||
|
(wt%) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SiO2 |
55.17 |
56.03 |
56.62 |
57.17 |
58.59 |
59.52 |
60.07 |
|
71.12 |
71.21 |
71.25 |
71.27 |
71.71 |
71.96 |
72.01 |
|
Al2O3 |
18.01 |
17.65 |
17.18 |
17.24 |
15.97 |
16.11 |
16.47 |
|
13.8 |
14.35 |
13.64 |
14.02 |
13.12 |
14.73 |
14.19 |
|
TiO2 |
0.6 |
0.62 |
0.73 |
0.52 |
0.75 |
0.51 |
0.46 |
|
0.19 |
0.18 |
0.18 |
0.18 |
0.19 |
0.19 |
0.19 |
|
FeOtotal |
8.61 |
8.4 |
8.25 |
7.79 |
8.02 |
6.67 |
6.01 |
|
3.15 |
2.95 |
3.04 |
3.2 |
2.44 |
2.51 |
3.06 |
|
FeO |
5.17 |
5.04 |
4.95 |
4.67 |
4.81 |
4 |
3.6 |
|
1.58 |
1.48 |
1.52 |
1.5 |
1 |
1.26 |
1.53 |
|
Fe2O3 |
3.44 |
3.36 |
3.3 |
3.12 |
3.2 |
2.67 |
2.41 |
|
1.58 |
1.48 |
1.52 |
1.7 |
1.2 |
1.25 |
1.53 |
|
MnO |
0.15 |
0.15 |
0.17 |
0.1 |
0.16 |
0.09 |
0.07 |
|
0.15 |
0.13 |
0.12 |
0.16 |
0.1 |
0.14 |
0.17 |
|
MgO |
3.6 |
3.15 |
3.84 |
3.13 |
3.69 |
2.85 |
2.7 |
|
0.28 |
0.4 |
0.33 |
0.45 |
0.29 |
0.14 |
0.41 |
|
CaO |
8.37 |
8.59 |
7.42 |
7.58 |
7.54 |
7.01 |
7.4 |
|
2.54 |
2.72 |
1.91 |
2.62 |
2.2 |
2.08 |
2.44 |
|
Na2O |
3.01 |
3.33 |
2.24 |
3.16 |
2.26 |
3.31 |
3.14 |
|
4.36 |
4.66 |
5.38 |
4.64 |
4.76 |
4.78 |
4.64 |
|
K2O |
0.48 |
0.19 |
1.05 |
0.56 |
0.97 |
0.56 |
2.7 |
|
1.28 |
1.12 |
1.66 |
1.2 |
1.14 |
1.4 |
1.17 |
|
P2O5 |
0.1 |
0.12 |
0.12 |
0.15 |
0.12 |
0.13 |
0.15 |
|
0.09 |
0.09 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
|
LOI |
1.69 |
1.4 |
1.52 |
2.35 |
1.45 |
2.34 |
2.79 |
|
2.18 |
1.44 |
1.47 |
1.35 |
3.17 |
1.82 |
1.47 |
|
Total |
99.79 |
99.62 |
99.15 |
99.7 |
99.52 |
99.09 |
99.79 |
|
99.14 |
99.25 |
99.06 |
99.16 |
99.2 |
99.83 |
99.83 |
|
(ppm) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
229 |
213 |
33 |
181 |
51 |
216 |
180 |
|
42 |
118 |
40 |
65 |
58 |
84 |
99 |
|
Ba |
24 |
2 |
12 |
6 |
104 |
8 |
13 |
|
130 |
10 |
5 |
208 |
4 |
160 |
14 |
|
Sr |
321 |
373 |
280 |
407 |
256 |
430 |
464 |
|
283 |
447 |
340 |
422 |
438 |
454 |
433 |
|
Cu |
59 |
18 |
90 |
111 |
72 |
81 |
31 |
|
15 |
6 |
33 |
20 |
20 |
16 |
18 |
|
Zn |
58 |
61 |
73 |
42 |
73 |
39 |
39 |
|
71 |
62 |
60 |
53 |
71 |
63 |
69 |
|
Pb |
11 |
18 |
14 |
10 |
32 |
20 |
17 |
|
25 |
10 |
20 |
25 |
33 |
20 |
16 |
|
Ni |
19 |
16 |
19 |
15 |
22 |
16 |
14 |
|
14 |
15 |
13 |
14 |
15 |
17 |
16 |
|
Cr |
2 |
2 |
6 |
1 |
5 |
5 |
4 |
|
2 |
3 |
4 |
6 |
5 |
4 |
5 |
|
V |
194 |
193 |
201 |
160 |
203 |
127 |
115 |
|
28 |
25 |
33 |
24 |
25 |
34 |
32 |
|
Ce |
18 |
59 |
38 |
13 |
57 |
29 |
60 |
|
32 |
70 |
77 |
29 |
55 |
40 |
33 |
|
La |
12 |
18 |
18 |
10 |
26 |
11 |
32 |
|
14 |
27 |
22 |
15 |
22 |
12 |
12 |
|
Hf |
22 |
30 |
26 |
20 |
24 |
24 |
18 |
|
22 |
27 |
19 |
23 |
26 |
25 |
21 |
|
Ga |
16 |
19 |
15 |
21 |
21 |
16 |
14 |
|
16 |
13 |
19 |
18 |
20 |
14 |
18 |
|
W |
18 |
20 |
10 |
10 |
17 |
9 |
9 |
|
13 |
41 |
12 |
11 |
30 |
27 |
44 |
|
Mo |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Nb |
14 |
13 |
12 |
16 |
18 |
16 |
11 |
|
17 |
141 |
13 |
15 |
17 |
13 |
13 |
|
Zr |
78 |
84 |
110 |
82 |
121 |
117 |
99 |
|
137 |
127 |
133 |
148 |
137 |
139 |
134 |
|
Y |
21 |
29 |
28 |
28 |
34 |
31 |
29 |
|
35 |
36 |
37 |
36 |
38 |
36 |
38 |
|
Rb |
8 |
6 |
10 |
13 |
5 |
9 |
7 |
|
4 |
9 |
19 |
23 |
8 |
21 |
14 |
|
Co |
41 |
45 |
23 |
26 |
42 |
23 |
22 |
|
17 |
60 |
7 |
8 |
47 |
48 |
79 |
|
As |
32 |
37 |
22 |
44 |
24 |
46 |
15 |
|
21 |
32 |
11 |
9 |
26 |
26 |
26 |
|
U |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
|
Th |
4 |
4 |
7 |
6 |
3 |
3 |
4 |
|
4 |
5 |
2 |
5 |
7 |
4 |
3 |
پتروژنز
در اینجا لازم است به دو نکته مهم اشاره شود: اول اینکه نمودار سنگ‌های درونی فلسیک برای گدازه‌های فلسیک نیز قابل استفاده است (Karimzadeh Somarin et al., 2004; Menuge, 2002) و دوم اینکه تفاوت در شیمی عناصر کمیاب نه‌تنها ناشی از محیط تکتونیکی، بلکه متاثر از شیمی ﻣﻨﺸﺄ نیز می‌تواند باشد (Twist and Hamer, 1987).
توجه به این نکته نیز ضروری است که استفاده از نمودارهای Pearce و همکاران (1984) و دیگر نمودارهای ژئوشیمیایی برای تعیین محیط زمین‌ساختی سنگ‌های اسیدی (درونی و بیرونی) باید با احتیاط صورت گیرد، زیرا گاهی عواملی مانند ترکیب شیمیایی سنگ ﻣﻨﺸﺄ و یا تحولات ماگمایی ممکن است بر آن تاثیر داشته باشد (Rollinson, 1993). نمودارهایNewberry و همکاران (1990) جداکننده دو نوع ماگمای گرانیتوئیدی A و I از یکدیگر است. Karimzadeh Somarin (2004) از این دو نمودار برای تعیین ﻣﻨﺸﺄ سنگ‌های ولکانیکی ریولیتی Marano، شرق آذربایجان استفاده کرده است. بر اساس این دو نمودار تمامی نمونه‌های اسیدی در محدوده نوع I قرار می‌گیرند (شکل 23).
|
شکل 20- نمودار AFM جهت تفکیک سری‌های ساب‌آلکالن برای سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی منطقه نصیرآباد (Irvine and Bargar, 1971) (ریولیت: مربع؛ آندزیت: لوزی). |
شکل 21- نام‌گذاری ژئوشیمیایی سنگ‌های ساب ولکانیک اسیدی و آندزیتی بر اساس نمودار Na2O+K2O در برابر SiO2 (Cox et al., 1979) خط جداکننده میان سری‌های ماگمایی آلکالن و ساب‌آلکالن از Myashiro (1978) است) (ریولیت: مربع؛ آندزیت: لوزی).
|
|
شکل 22- نمودار A / NK در برابر A / CNK برای تعیین درجه اشباع از آلومین سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی (ریولیت) منطقه نصیرآباد (Maniar and Piccoli, 1989). |
شکل 23- a) نمودار Zn –SiO2، b) نمودار Zr - SiO2، برای تعیین ﻣﻨﺸﺄ سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی (ریولیت) موجود در منطقه نصیرآباد (Newberry et al., 1990). |
برای تعیین خاستگاه محیط تکتونیکی از دیاگرام تغییرات عناصر کمیاب مانند Y، Rb و Nb در برابر SiO2 استفاده شده است. Twist و Harmer(1987)، دیاگرام‌های Pearce و همکاران (1984) را برای تعیین خاستگاه تکتونیکی گرانیت‌های پروتروزوئیک بوشولد و گدازه‌های فلسیک همراه آنها به‌کار بردند. Menuge و همکاران (2002) نیز از دیاگرام‌های Pearce و همکاران (1984) برای تعیین محیط تشکیل ریولیت‌های منطقه لورنتیان (Laurentian) استفاده کرده‌اند. در این نمودارها محیط‌های تکتونیکی مختلف مانند گرانیتوئیدهای درون صفحه‌ای (WPG)، گرانیتوئید میان‌اقیانوسی (ORG)، گرانیتوئید قوس ماگمایی (VAG)، گرانیتوئید برخوردی (COLG)، گرانیتوئید همزمان با کوهزایی (Syn COLG) از یکدیگر تفکیک می‌شوند. نمونه‌های اسیدی در نمودار شکل 24-a در محدوده‌های گرانیتوئید قوس‌ماگمائی، گرانیتوئید میان‌اقیانوسی و گرانیتوئید برخوردی قرار می‌گیرند. در نمودار شکل 24-b نمونه‌های اسیدی، در محدوده گرانیتوئید قوس‌ماگمائی، گرانیتوئید میان‌اقیانوسی و گرانیتوئید برخوردی قرار می‌گیرند. در نمودار شکل 24-c نمونه‌ها به‌طور مشخصی، در یکی از محیط‌های ذکرشده؛ یعنی محیط قوس‌ماگمایی قرار می‌گیرند.
شکل 24- دیاگرام تغییرات عناصر کمیاب بر اساس SiO2 برای سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی (ریولیت) منطقه نصیرآباد (Pearce et al., 1984).
در نمودار Rb/30 – Hf – Nb/4 (شکل 25) (Harris et al., 1986)، گرانیتوئیدها بر اساس عناصر فرعی به چهار گروه تفکیک می‌شوند:
(1) توده‌های نفوذی کالکآلکالن پیش از برخورد که در حاشیه فعال قاره‌ها و در نتیجه فرورانش صفحه اقیانوسی به‌زیر صفحه قارهای تشکیل می‌شوند؛
(2) توده‌های پرآلومین همزمان با برخورد (لوکوگرانیت‌ها) که معادل گرانیت‌های تیپ S (Chappel and White, 1974) بوده، از ذوب‌بخشی سنگ‌های پوسته‌ای تشکیل می‌شوند؛
(3) توده‌های نفوذی کالکآلکالن مربوط به اواخر برخورد یا پس از برخورد که حدود 50 میلیون سال پس از تزریق توده‌های نفوذی گروه دوم، در پوسته جایگزین شده‌اند؛
(4) توده‌های نفوذی نیمه‌عمیق قلیایی پس از برخورد، که ﻣﻨﺸﺄ آنها از سنگ‌کره گوشته‌ای در مناطق برخوردی است.
با توجه به مطالعات Forster و همکاران (1997) نمونه‌های متعلق به کمان نابالغ در نیمه پایینی محدوده کمان‌آتشفشانی و سری‌های حدواسط (اقیانوسی - قارهای) در بالای محدوده کمان آتشفشانی قرار می‌گیرند.
همچنین سنگ‌های مربوط به ماگماتیسم کمان نسبت به ماگماتیسم حاصل از برخورد کمان- قاره که نزدیک مرز همزمان با برخورد واقع می‌شوند، در بخش‌های پایینی کمان آتشفشانی قرار می‌گیرند.
تمام نمونه‌های مورد بحث (ساب‌ولکانیک‌های اسیدی) در محدوده کمان آتشفشانی قرار می‌گیرند و گمان می رود که در ارتباط با پدیده فرورانش صفحه اقیانوسی نئوتتیس به زیر ورقه قارهای سکوی ایران حاصل شده باشند (شکل 25).
شکل 25 - نمودار Rb/30 – Hf – Nb/4 برای تعیین محیط تکتونیکی سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی (ریولیت) منطقه نصیرآباد (Harris et al., 1986).
شکل 26- نمودار MgO – FeO – Al2O3 برای تعیین جایگاه تکتونیکی آندزیت‌های منطقه نصیرآباد (Pearce et al., 1977).
شکل 27 - نمودار Zr/Y –Zr برای تعیین نوع قوس‌ماگمایی آندزیت‌های منطقه نصیرآباد (Dunphy and Ludden, 1998).
آندزیت‌ها
بر اساس نمودار MgO – FeO – Al2O3 آندزیت‌های منطقه نصیرآباد در محدوده جزایر قوسی و حاشیه فعال قارهای قرار می‌گیرند (شکل 26). نمودار Dunphy و Ludden (1998) بر اساس عناصر کمیاب است. این نمودار محیط تکتونیکی قوس‌ماگمایی (Volcanic arc) را به دو محیط قوس‌آتشفشانی اقیانوسی (Oceanic arc) و قوس‌آتشفشانی حاشیه فعال قارهای (Continental arc) تقسیم می‌کند. تمام آندزیت‌های منطقه نصیرآباد مانند شکل قبل در محدوده قوس‌آتشفشانی حاشیه فعال قارهای واقع شده‌اند (شکل 27).
غلظت عناصر سازگار در هنگام تفریق بلوری شدیداً تغییر می‌کند، در صورتی‌که عناصر ناسازگار، از نظر غلظت، در هنگام ذوب‌بخشی بیشتر دچار تغییر می‌شوند (Rollinson, 1993). در اینجا برای مقایسه پدیده ذوب‌بخشی با تفریق بلوری از نمودار Y/Zr استفاده شده است.
نتیجه‌گیری
با توجه به مطالعات کتابخانه‌ای، صحرائی، میکروسکوپی و ژئوشیمیایی انجام‌شده در منطقه نصیرآباد نتایج زیر به‌دست آمده است:
- سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی منطقه نصیرآباد با ترکیت ریولیتی و سن ائوسن بالایی درروی سنگ‌های پیروکسن‌آندزیتی کمپلکس رسوبی- ولکانیکی سازند رازک با سن ائوسن زیرین رخنمون یافته‌اند.
- بافت‌های پورفیری، غربالی، منطقه‌بندی نوسانی و آلبیتیزاسیون پلاژیوکلازها نشان‌دهنده سردشدن در محیط نیمه‌عمیق و شرایط نامتعادل فشار بخار آب هستند.
- سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی کالکآلکالن و از نوع I بوده، از نظر درجه اشباع از آلومین متاآلومینوس تا کمی پرآلومینوس هستند.
- به‌نظر می‌رسد سنگ‌های آندزیتی از یک ﻣﻨﺸﺄ غنی‌شده گوشته‌ای مشتق شده باشند.
- مخزن ماگمایی سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی به‌نظر می‌رسد در یک عمق کم (حدود km 10) در فشار بخار آب 1 تا 5 کیلوبار و میزان آب در حدود % 5 و دمای بین 800 تا 900 درجه سانتی‌گراد تشکیل شده باشند.
- مخزن ماگمایی سنگ‌های آندزیتی نیز با توجه به کانی‌های تشکیل‌دهنده آن به‌نظر می‌رسد در یک عمق 8 کیلومتری و دمای بیش از 950 درجه سانتی‌گراد و فشار بخار آب 10 کیلو بار تشکیل شده باشند.
- به‌نظر می‌رسد سنگ‌های ساب‌ولکانیک ریولیتی و آندزیتی در یک محیط تکتونیکی محدوده قوس (از نوع آتشفشانی حاشیه قاره و جلو قوس) تشکیل شده باشند. از مشخصات سنگ‌های ساب‌ولکانیک اسیدی ریولیتی، وجود ساختار ستون منشوری است. طول ستون‌ها بین 20 سانتی‌متر تا 3 متر و عرض 30 تا 40 سانتی‌متر متغیر است و عمدتاً سطوح 5 یا 6 وجهی از خود نشان می‌دهند.
)