Document Type : Original Article
Authors
دانشگاه شهرکرد - دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین
Abstract
Keywords
مقدمه
پهنه سنندج- سیرجان بهعنوان یکی از پهنههای مهم دگرگونی- ماگمایی زمینشناسی ایران، جایگاه نفوذ و جایگیری تودههای بزرگ و کوچک گرانیتوییدی است که اکثریت آنها مرتبط با باز شدن (بهعنوان مثال: Alirezaei and Hassanzadeh, 2012)، فرورانش (بهعنوان مثال: Shahbazi et al., 2010) و نهایتاً بسته شدن (بهعنوان مثال: Mahmoudi et al., 2010) اقیانوس نئوتتیس، که به برخورد قارهای منجر شده، هستند. این تودههای گرانیتوییدی دارای ماهیت انواع I، S و A بوده و بررسی منابع نشان میدهد حضور هر یک از این نوع گرانیتها، محدود به زمان و مکان خاصی در پهنه سنندج- سیرجان نیست. مطالعات مربوط به گرانیتوییدهای نوع A و معرفی آنها در این پهنه عمدتاً مربوط به یک دهه گذشته است که میتوان به تودههای با ماهیت نوع A در مناطقی نظیر ازنا (Shabanian et al., 2009)، گلپایگان (Davoudian et al., 2007)، حسن رباط (Mansouri et al., 2010) اشاره نمود.
اصطلاح گرانیت نوع A در ابتدا توسط Loiselle و Wones در 1979 برای گروه گرانیتوییدهای غنی از آهنی مطرح شد که در محیطهای درون قارهای تشکیل میشدند. حرف A در گروه گرانیتی A-type توسط Loiselle و Wones معرف غیرکوهزایی بودن این سنگهاست (امروزه تصور ما بر این است که گرانیتهای A-type صرفاً به مناطق غیرکوهزایی وابسته نبوده و در بسیاری از مناطق کوهزایی با سرگذشت تکتونیکی متفاوت گزارش شدهاند) ولی در بعضی منابع بهصورت خشک یا آلکالین (Sylvester, 1989) و یا حتی آلکالیفلدسپات (Tollo et al., 2005) در نظر گرفته شده است. گرانیتهای A-type از نظر شیمیایی دارای Fe/(Fe+Mg) بالا، K2O و K2O/Na2O بالا، مقادیر بالای عناصر کمیاب ناسازگار و مقادیر پایین عناصر کمیاب سازگار در سیلیکاتهای مافیک و فلدسپارها مشخص میشوند Bonin, 2007) (Eby et al., 1992;. میزان بالای Ga/Al میتواند مشخصه این نوع گرانیتوییدها باشد (Whalen et al., 1987).
در این نوشتار به بررسی ویژگیهای زمینشیمیایی توده گرانیتی قرهبلطاق بهعنوان یکی از تودههای گرانیتوییدی پهنه سنندج- سیرجان میپردازیم. این توده گرانیتوییدی در مطالعات پیشین (ثابتی و همکاران، 1389) که عمدتاً بر مبنای مطالعه عناصر اصلی بوده است بهعنوان گرانیت I-type گزارش شده است.
زمینشناسی منطقه
منطقه مورد مطالعه در شمال شهر بویین- میاندشت و در جنوبغربی روستای قره بلطاق و در گسترهای به طولهای جغرافیایی ¢10 °50 تا ¢13 °50 شرقی و عرضهای جغرافیایی ¢06° 33 تا ¢09 °33 شمالی واقع شده است. این ناحیه در جنوبشرقی شهرستان الیگودرز قرار گرفته است که در نقشههای چهارگوش گلپایگان به مقیاسهای 1:250000 (Thiele et al., 1968) و 1:100000 (محجل، 1371) واقع میشود. منطقه مورد مطالعه بخشی از پهنه ماگمایی و دگرگونی سنندج- سیرجان است که فازهای دگرگونی متعددی را متحمل شده است (قاسمی و ولیزاده، 1372) و از نظر سنگشناسی متنوع بوده و آن را میتوان بهعنوان یک مجموعه آذرین- دگرگونی توصیف نمود، به گونهای که امکان تفکیک این واحدهای سنگی بر روی نقشه، حتی در مقیاس بزرگ نیز امکانپذیر نیست.
تودههای نفوذی منطقه شمال بویین میاندشت شامل طیف وسیعی از سنگهای سینوگرانیت، آلکالیفلدسپات گرانیت، دیوریت، گابرو و دولریت هستند، ماگمای سازنده این سنگهای اسیدی و سنگهای حدواسط- بازیک یکسان نبوده و از دو منشاء متفاوت است (قاسمی، 1371). علاوه بر سنگهای آذرین، سنگهای دگرگونی شامل سنگهای متابازیت، مرمر و شیست نیز با این تودههای ماگمایی همراه هستند. مهمترین رخنمون تودههای گرانیتی منطقه در تپه کک لیقیه با ارتفاع 2653 متر و مناطق اطراف آن رخنمون دارند. هر چند وسعت تودههای آذرین، قابل ملاحظه است ولی بخش اعظم آنها در اثر تخریب و هوازدگی پوشیده از خاکهای آرنی است.
این تودههای آذرین که در سنگهای دگرگونی ناحیهای منطقه، منسوب به سن پرکامبرین و تریاس، نفوذ کردهاند (شکل 1) به فاز کوهزایی لارامید (انتهای کرتاسه) نسبت داده شدهاند (قاسمی، 1371). اما در گزارش نقشه زمینشناسی گلپایگان به مقیاس 1:100000 (محجل، 1371) سن این تودههای آذرین، پس از کرتاسه و قبل از ائوسن گزارش شده است. بر اثر فازهای تکتونیکی حاکم بر منطقه، تا حدودی آثار دگرشکلی در این گرانیتوییدها مشاهده میشود.
شکل 1- نقشه زمینشناسی منطقه مورد مطالعه (با تغییرات، برگرفته از محجل، 1371)، در نقشه ایران موقعیت منطقه مورد مطالعه با ستاره در زون سنندج- سیرجان (نوار خاکستریرنگ) نشان داده شده است.
روش انجام پژوهش
بهمنظور مطالعه شیمی سنگ، پس از نمونهبرداری کامل از توده و تهیه مقاطع نازک، با مطالعه میکروسکوپی آنها، تعداد 6 نمونه با کمترین میزان دگرسانی برای انجام آنالیز شیمیایی بهروش ICP-MS (طیفسنج جرمی، جهت اندازهگیری عناصر کمیاب و نادر خاکی) و ICP-ES (طیفسنج نشری، جهت اندازهگیری عناصر اصلی) به آزمایشگاه ACME در کشور کانادا ارسال شدند. پودر نمونهها با لیتیم برات مخلوط و پس از ذوب توسط اسید نیتریک حل شدند. محلول بهدست آمده توسط دستگاه ICP-ES مدل Jarrel Ash AtomComb 975 و ICP-MS مدل Perkin-Elmer Elan 6000 با دقت مناسب آنالیز و عناصر مختلف اندازهگیری شدند.
پتروگرافی سنگهای گرانیتوییدی قرهبلطاق
سنگهای گرانیتی در نمونه دستی بهصورت درشتبلور و تودهای بوده و در مقیاس میکروسکوپی، دارای بافت گرانولار نابعد دانه پلیگونال تا اندکی interlobate تا لیپیدوگرانوبلاستیک (Passchier and Trouw, 2005) هستند. در تودههای گرانیتی، انکلاوهایی با اندازههای کاملاً متفاوت مشاهده میشوند. آثار بافتی ناشی از دگرشکلی مکانیکی در مقاطع به نسبتهای متفاوت مشاهده میشود. این موضوع در بسیاری از تودههای گرانیتوییدی پهنه سنندج- سیرجان عمومیت داشته و اکثریت آنها کم و بیش دگرشکل شدهاند. این سنگها دارای کانیهای اصلی کوارتز، آلکالیفلدسپات، پلاژیوکلاز، بیوتیت، آمفیبول و فرعی اپیدوت، زیرکن، اسفن، آپاتیت، تورمالین و مگنتیت است.
کوارتز
بلورهای کوارتز در اندازههای متفاوت مشاهده میشوند ولی غالباً دارای خاموشی موجی نسبتاً شدیدی هستند و در حدود 30 درصد حجمی سنگها را تشکیل میدهند.
فلدسپاتهای آلکالن
فلدسپاتهای آلکالن بیشتر بهصورت پرتیت، میکروکلین و آننیپرتیت دیده میشوند (شکل 2- الف) و معمولاً بلورهای درشتی را تشکیل میدهند، این کانیها تا حدودی کائولینیتی شدهاند.
پلاژیوکلاز
بلورهای پلاژیوکلاز با میزان کمتری نسبت به فلدسپاتهای آلکالن دیده میشوند، دارای ماکل ساده بوده و بهصورت نیمهشکلدار با منطقهبندی دیده میشوند. در این سنگها میرمکیت نیز نسبتاً فراوان است که تشکیل آن حاصل جانشینی فلدسپات آلکالن است بهصورت مشخص در سنگهای گرانیتی دگرشکل شده مشاهده میشود و به تأثیر فازهای دگرشکلی مرتبط است (شکل 2- الف و ب) (Vernon, 2004).
بیوتیت
مهمترین کانی تیره در این گرانیتهاست. بلورهای بیوتیت دارای ابعاد نسبتاً متوسط تا ریزدانه بوده و از نظر شکل غالباً نیمهشکلدار با ظاهری کشیده هستند (شکل 2- پ و ت) و دارای چندرنگی قهوهای تا سبز هستند. بیوتیتها در برخی موارد به کلریت تجزیه شدهاند.
آمفیبول
آمفیبولها نیز پس از بیوتیت، کانیهای مهم فرومنیزین این سنگها هستند. بلورهای با ابعاد متوسط و کشیده و غالباً بیشکل را تشکیل میدهند.
آلانیت
از بین کانیهای فرعی، حضور کانی آلانیت قابل توجه است و معمولاً بهصورت ریز تا متوسط و کشیده در سنگ ظاهر میشود (شکل 2- پ و ت).
زمینشیمی
با توجه به جدول 1، سنگهای مورد مطالعه محدوده ترکیبی مشخص زیر را نشان میدهند: SiO2 از 74/68 تا 59/72 درصد وزنی، مقدار Al2O3 متوسط (88/14- 76/13 درصد وزنی)، محتوای TiO2 پایین (53/0-28/0 درصد وزنی)، مقدار CaO پایین (82/1-92/0 درصد وزنی)، میزان MgO پایین (68/0-43/0 درصد وزنی)، محتوای آلکالیها بالا (Na2O : 75/3 تا 23/4 درصد وزنی، K2O : 5/4 تا 01/5 درصد وزنی) و میزان Fe2O3tot در محدوده 2/ 2 تا 78/3 درصد وزنی است. در نمودار SiO2 بر حسب K2O+Na2O (Cox et al., 1979) تمامی نمونهها در محدوده گرانیت قرار میگیرند (شکل 3- الف).
شکل2- الف) درشتبلور فلدسپات آلکالن (میکروکلین با ماکل مشبک) و میرمکیت ((XPL، ب) بلورهای پلاژیوکلاز دارای منطقهبندی و آثار سریسیتیشدن (XPL)، پ) بلورهای ریز تا متوسط بیوتیت با چندرنگی قهوهای تا سبز بههمراه بلور آلانیت در مرکز تصویر، (XPL) و ت) همان عکس (PPL) علامت اختصاری کانیها بر اساس Whitney و Evans (2010) است.
مطابق با طبقهبندی زمینشیمیایی در مورد گرانیتها که توسط Frost و همکاران (2001) ارائه شده است، این سنگها در نمودار SiO2 در برابر FeOtot/(FeOtot+MgO) در محدوده آهندار (Ferron) تا منیزیمدار قرار میگیرند (شکل 3-ب) که میتواند مبین کشش محلی درون یک موقعیت کاملاً همگرا بههمراه تفریق بخشی تولئیت فقیر از آب احیاء باشد (Barnes et al., 2006; Frost and Frost, 2008). این مسأله در نمودار AFM بهوضوح قابل مشاهده است (شکل 3- ج). همچنین در نمودار SiO2 بر حسب Na2O+K2O-CaO، این سنگها در محدوده کالکآلکالن قرار میگیرند که قرارگیری نمونهها به موازات خطوط جدایشی در این نمودار، نمایانگر فرآیند تفریق است (Frost and Frost, 2008) (شکل 3- پ). از لحاظ ضریب اشباعیت از آلومینیم، متاآلومینیوس تا کمی پرآلومینوس (A/CNK=0.98-1.05, A/NK>1) هستند (شکل 3- ت).
جدول 1- نتایج آنالیزهای ICP-MS و ICP-ES توده نفوذی مورد مطالعه، مقادیر عناصر اصلی بر حسب درصد وزنی و عناصر کمیاب و نادر خاکی بر حسب ppm
Sample No. |
P5-1 |
K13-1 |
K13-5 |
P8-6 |
P8-8 |
P7-4 |
(wt%) |
|
|
|
|||
SiO2 |
72.59 |
70.52 |
70.19 |
69.74 |
69.61 |
68.74 |
TiO2 |
0.28 |
0.43 |
0.4 |
0.38 |
0.43 |
0.53 |
Al2O3 |
13.76 |
14.56 |
14.88 |
14.74 |
14.73 |
14.81 |
Fe2O3 |
2.2 |
2.89 |
2.65 |
3.22 |
3.45 |
3.78 |
MnO |
0.03 |
0.04 |
0.04 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
MgO |
0.43 |
0.68 |
0.67 |
0.45 |
0.51 |
0.68 |
CaO |
0.92 |
1.38 |
1.46 |
1.37 |
1.43 |
1.82 |
Na2O |
3.75 |
3.95 |
3.93 |
4.16 |
4.23 |
4.22 |
K2O |
4.9 |
4.74 |
5.01 |
4.9 |
4.67 |
4.5 |
P2O5 |
0.14 |
0.17 |
0.13 |
0.12 |
0.14 |
0.19 |
L.O.I. |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
(ppm) |
|
|
|
|||
Ba |
400 |
506 |
597 |
633 |
594 |
502 |
Rb |
184 |
212.8 |
183.3 |
146.7 |
159.5 |
151.7 |
Sr |
65.3 |
133.4 |
153 |
78.9 |
90.2 |
98.5 |
Zr |
184.3 |
226.7 |
184.6 |
341.3 |
346 |
334.2 |
Nb |
16.4 |
20.5 |
15.6 |
24.7 |
24.5 |
27.4 |
Co |
2.5 |
3.9 |
3.4 |
2.7 |
3.3 |
4.2 |
Zn |
35 |
35 |
32 |
56 |
60 |
57 |
Cr |
13.42 |
20.13 |
20.13 |
20.13 |
20.13 |
20.13 |
La |
26.3 |
29.7 |
39.7 |
39.6 |
42.4 |
43.3 |
Ce |
53.3 |
61.9 |
77.2 |
83.4 |
88.1 |
87.4 |
Pr |
6.43 |
7.18 |
8.36 |
9.17 |
9.88 |
9.64 |
Nd |
24.5 |
26.4 |
32.2 |
34.4 |
37.7 |
37.1 |
Sm |
5.01 |
5.94 |
5.53 |
6.74 |
7.91 |
7.11 |
Eu |
0.52 |
0.82 |
0.77 |
0.97 |
1.01 |
1.04 |
Gd |
4.96 |
5.67 |
5.5 |
6.2 |
7.07 |
6.64 |
Tb |
0.9 |
1.04 |
0.94 |
1.09 |
1.26 |
1.14 |
Dy |
5.16 |
5.86 |
5.88 |
6.45 |
6.92 |
6.9 |
Ho |
1.1 |
1.22 |
1.18 |
1.24 |
1.51 |
1.35 |
Er |
3.34 |
3.84 |
3.64 |
3.73 |
4.36 |
4.05 |
Tm |
0.52 |
0.57 |
0.54 |
0.57 |
0.65 |
0.61 |
Yb |
3.42 |
4.05 |
3.59 |
4.16 |
4.66 |
4.03 |
Lu |
0.51 |
0.57 |
0.5 |
0.58 |
0.63 |
0.55 |
Y |
32.1 |
35.8 |
32.6 |
36.6 |
40.2 |
36.6 |
Cs |
6.2 |
10.1 |
6.1 |
3.8 |
10.6 |
8.2 |
Ta |
2 |
2 |
1.5 |
2.1 |
1.8 |
2.4 |
Hf |
5.2 |
6.8 |
5.5 |
10.1 |
8.9 |
8.6 |
Th |
16.2 |
23.4 |
23.5 |
17.1 |
20.1 |
16.1 |
U |
4 |
5.2 |
3.7 |
3.2 |
4.3 |
3.1 |
V |
16 |
32 |
35 |
17 |
22 |
33 |
W |
5.5 |
2.1 |
1.1 |
0.5 |
2.2 |
0.6 |
Pb |
31.6 |
11.1 |
8.4 |
10.2 |
12.3 |
11.8 |
Ga |
18.6 |
19 |
19.1 |
19.6 |
18 |
20 |
Sc |
5 |
6 |
6 |
7 |
8 |
7 |
Ba/Rb |
2.17 |
2.38 |
3.26 |
4.32 |
3.72 |
3.31 |
Sr/Rb |
0.36 |
0.63 |
0.84 |
0.54 |
0.57 |
0.65 |
K/Rb |
220.98 |
184.83 |
226.80 |
277.16 |
242.95 |
246.15 |
Eu/Eu* |
0.32 |
0.43 |
0.43 |
0.46 |
0.41 |
0.46 |
TZr.sat.C |
798.6 |
811.7 |
791.8 |
846.3 |
847.5 |
838.8 |
L.O.I. = Loss-on-ignition; Fe2O3* = as Fe total
میزان آلکالیها بالاست (06/9-56/8Na2O+K2O= درصد وزنی) و در نمودار SiO2 بر حسب K2O، این سنگها یک سیر تدریجی بین سریهای کالکآلکالن پتاسیم بالا و شوشونیتی نشان میدهند (شکل 3- چ). غنیشدگی از آهن که در این سنگها وجود دارد در ماگماتیسم شوشونیتی مشاهده نمیشود (Nironen et al., 2000).
شکل 3- الف) در نمودار SiO2 بر حسب K2O+Na2O تمامی نمونهها در محدوده گرانیت قرار میگیرند (Cox et al., 1979)، ب) در نمودار SiO2 در برابر FeOtot/(FeOtot+MgO) نمونهها در محدوده آهندار (Ferron) تا منیزیمدار قرار میگیرند، پ) در نمودار SiO2 در برابر Na2O+K2O-CaO سنگهای مطالعه شده در محدوده کالکآلکالن قرار میگیرند، ت) در نمودار A/CNK در برابر A/NK، نمونهها در محدوده متاآلومینیوس تا کمی پرآلومینوس قرار میگیرند، ج) در نمودار AFM، قرارگیری نمونه، روند محیط کششی را نشان میدهند و چ) در نمودار SiO2 بر حسب K2O، نمونهها یک سیر تدریجی بین سریهای کالکآلکالن پتاسیم بالا و شوشونیتی نشان میدهند.
عناصر فرعی نیز تغییرات مشخصی نشان میدهند، برای مثال: روبیدیم (8/212-7/146 قسمت در میلیون)، ایتریم (2/40-1/32 قسمت در میلیون)، استرانسیم (153-3/65 قسمت در میلیون)، باریم (663-400 قسمت در میلیون)، اسکاندیم (8-5 قسمت در میلیون)، وانادیم (35-16 قسمت در میلیون)، نیکل (3/5-3/3 قسمت در میلیون) کروم (13/20-42/13). نیوبیوم (4/27-6/15 قسمت در میلیون)، تالیم (4/2-5/1 قسمت در میلیون)، زیرکونیوم (346-33/184) گالیم (20-18 قسمت در میلیون). نسبت K/Rb در این سنگها 83/184 تا 16/277 تغییر میکند، هر چند که روند تغییرات کاملاً مشخصی در نسبتهای Ba/Rb و Rb/Sr در این سنگها بهچشم نمیخورد ولی تا حدودی میتوان بیان کرد که بردارهای تبلور بخشی گویای تبلور فلدسپات پتاسیم و پلاژیوکلاز از مذاب در حال تفریق هستند (شکل 4). با استفاده از نمودار Eu/Eu* در مقابل Ba میتوان به اهمیت نسبی پلاژیوکلاز و فلدسپات پتاسیم در روند تفریق پی برد که بر اساس این نمودار، تفریق فلدسپات پتاسیم نقش مهمتری را در روند تحول ماگما ایفا میکند (Henderson, 1984; Mansouri et al., 2010).
شکل 4- در نمودارهای دوتایی Ba-Rb و Rb-Sr نحوه قرارگیری نمونهها، گویای نقش مؤثر تفریق پلاژیوکلاز و آلکالیفلدسپار در روند تفریق است.
کاهش میزان Al2O3 همراه با افزایش سیلیس بیانگر تفریق کانیهای سیلیکاته تشکیلدهنده سنگ است. کاهش Eu همراه با افزایش سیلیس نشاندهنده این است که فلدسپات پتاسیم نقش مهمی را در مجموعه تفریق یافته بازی میکند. افزایش میزان ASI همراه با افزایش سیلیس نشاندهنده این است که دومین کانی اصلی در مجموعه تفریقیافته یک سیلیکات مافیک کمی آلومینیومدار (مثل بیوتیت) است (Konopelko et al., 2007) و از طرف دیگر میتواند بیانگر این باشد که ماگمای گرانیتی از تفریق بازالت حاصل شده باشد (Frost and Frost, 2011). همچنین همبستگی منفی بین سیلیس با باریم، استرانسیم، زیرکونیم و گالیم وجود دارد. کاهش Al2O3، TiO2، Zr، Sr، Ba و Ga همراه با افزایش سیلیس مرتبط با تبلور بخشی بیوتیت، فلدسپات پتاسیم، پلاژیوکلاز، تیتانیت، زیرکن (Jung et al., 2000؛ Moghazi, 2002؛ Thuy, 2004؛ Tatar and Boztug, 2005) است. همبستگی منفی باریم با سیلیس ممکن است شاهدی از تفریق فلدسپات درجهحرارت بالا تا تفریق بیوتیت و آمفیبول باشد (شکل 5)
Rollinson, 1993)؛ Ilbeyli et al., 2004؛ Arslan and Aslan, 2006).
شکل 5- نمودارهای تغییرات Eu، ASI، Al2O3، TiO2، Zr، Sr، Ba و Ga در برابر سیلیس
سنگهای مورد مطالعه از عناصر نادر خاکی سبک و سنگین غنیشدگی نشان میدهند. این غنیشدگی در LREE بیشتر محسوس است. میزان Eu از 52/0 تا 04/1 قسمت در میلیون و ΣREE از97/135 تا 06/214 تغییر میکند. الگوی عناصر نادر خاکی بههنجار شده به کندریت برای سنگهای مورد مطالعه نشان میدهد که نسبت غنیشدگی LREEs به HREEs اندک است (95/3-56/5= CeN/YbN) و آنومالی منفی Eu مشخصی نشان میدهند (شکل 6- الف) (32/0-46/0Eu/Eu*=). همچنین در نمودارهای عنکبوتی بههنجار شده به مانتوی اولیه (شکل 6- ب) (Sun and McDonough, 1989) و پشته میان اقیانوسی (شکل 6- پ) (Pearce et al., 1984) آنومالی منفی Ti و Nb و آنومالی مثبت روبیدیم و توریم مشاهده میشود که آنومالی منفی Ti و Nb مشخصه موقعیت کمان در تکامل ماگماست (Rollinson, 1993; Ilbeyi et al., 2004; Arslan and Aslan, 2006). الگوهای بههنجار شده به ORG (پشته میاناقیانوسی) غنیشدگی در LILE (مانند K، Rb، Ba و Th) و LREE (مانند Ce) را نسبت به HFSE (از جمله Ta، Nb، Hf، Zr، Sm، Y و Yb) نشان میدهند. تهیشدگی از Sr، Ba، P و Ti در نمودارهای عنکبوتی بههنجار شده به MORB از مشخصههای A-type گرانیتهاست (Jarrar et al., 2003).
شکل 6- الف) در نمودار بههنجار شده به کندریت (Bonyton, 1984)، عناصر نادر خاکی سبک و سنگین، غنیشدگی نشان میدهند که نسبت غنیشدگی LREEs به HREEs، اندک است و Eu آنومالی منفی نشان میدهد، ب) در نمودارهای عنکبوتی بههنجار شده به مانتوی اولیه (Sun and McDonough, 1989)، آنومالی منفی Ti و Nb و آنومالی مثبت روبیدیم و توریم مشاهده میشود و پ) در نمودار بههنجار شده به ORG غنیشدگی در LILE و LREE نسبت به HFSE مشاهده میشود.
انواع پتروژنتیکی: گرانیتهای S-type، A-type و I-type شدیداً تفریقیافته
با توجه به اینکه در سنگهای بررسی شده مقدار A/CNK کمتر از یک است و کاهش میزان P2O5 با افزایش سیلیس همراه است (شکل 7- الف)، بنابراین نمیتوان برای آنها ماهیت S-type تصور نمود (Wolf and London, 1994; Yanbo and Jigwen, 2010; Peng et al., 2012).
این مجموعه گرانیتی توسط برخی محققین بهصورت گرانیت I-type در نظر گرفته شده است (ثابتی و همکاران، 1389)، ولی با توجه به اینکه مقدار Zr+Nb+Y+Ce از 1/286 تا 8/498، نسبت 10000Ga/Al از 31/2 تا 55/2، FeO*/MgO از 6/3 تا 4/6 و (K2O+NaO)/CaO از 8/4 تا 40/9 تغییر میکنند به سادگی نمیتوانیم از نمودارهای Whalen و همکاران (1987) جهت تقسیمبندی آنها به گرانیتهای A-type و یا I-type شدیداً تفریق یافته استفاده نماییم. ولی میزان Y با افزایش سیلیس در گرانیتوییدهای قرهبطلاق کاهش مییابد (شکل 7- ب) که در منافات با
I-type بودن است (Li and Zhao, 2007) و همچنین در نمودار Na2O بر حسب K2O (شکل 7- پ) و نمودار CaO+Al2O3 بر حسب (FeOt+MgO+TiO2) (شکل 7- ت)تمامی نمونه گرانیتهای منطقه مورد مطالعه طبیعت A-type نشان میدهند (Dall'Agnol and Oliveira, 2007; Yanbo and Jingwen, 2010). علاوه بر این، نمودارهای بههنجارشده با A-type گرانیتها مطابقت دارند. گرانیتهای نوع A از ماگماهای نسبتاً حرارت بالا منتج میشوند. درجهحرارت اشباع از زیرکونیم تخمینی از درجهحرارت اولیه ماگماست (Watson and Harrison, 1983; King et al., 2001; Miller et al., 2003). درجهحرارت اشباع از زیرکونیم در نمونههای مورد مطالعه از 799 تا 848 درجهسانتیگراد در تغییر است (جدول 1). این درجهحرارت بیشتر از درجهحرارت گرانیت های نوع I است ولی مشابه گرانیتهای شاخص نوع A در دنیاست (Clemens et al., 1986؛ King et al., 1997, 2001؛ Miller et al., 2003)؛ Bonin, 2007؛ Zhao et al., 2008. بنابراین توده گرانیتی مطالعه شده، بیشتر دارای ماهیت A-type هستند. این سنگها بر اساس نمودارهای تفکیکی مثلثی Y-Nb-(3Ga, Ce, 3Th, Zr/4) در محدده A2 قرار میگیرند (Eby, 1992) (شکل 8).
شکل 7- الف) در این نمودار میزان P2O5 با افزایش سیلیس، کاهش مییابد، ب) در این نمودار میزان Y با افزایش سیلیس در نمونههای مطالعه شده کاهش مییابد، پ) سنگهای گرانیتی مطالعه شده در نمودار دوتایی Na2O بر حسب K2O، ماهیت A-type نشان میدهند و ت) در نمودار CaO+Al2O3 برحسب (FeOt+MgO+TiO2) سنگهای مورد نظر ماهیت A-type نشان میدهند.
شکل 8- بر اساس نمودارهای تفکیکی مثلثی Y-Nb-(3Ga, Ce, 3Th, Zr/4) گرانیتهای قرهبلطاق در محدده A2 قرار میگیرند.
موقعیت تکتونیکی و پتروژنز
گرانیتوییدهای A-type در گستره وسیعی از محیطهای تکتونیکی کششی یافت میشوند، از کشش پشت کمان یا کمان قارهای تا کشش بعد ار برخورد و موقعیت درونصفحهایی (Eby, 1992; Whalen et al., 1996; Förster et al., 1997; Zhang et al., 2007).
Eby و همکاران (1992) بیان میکنند که گرانیتوییدهای نوع A1 دارای نسبتهای عنصری مشابه با بازالتهای جزایر اقیانوسی بوده و از تفریق ماگمای منتج شده از منابعی چون ماگمای بازالتی جزایر اقیانوسی که در کافتهای قارهای یا طی ماگماتیسم درون قارهای جایگیر شدهاند، حاصل میشوند. این گروه، در هنگام کافتشدن جایگیر میشوند و حاصل پلوم یا فعالیت نقاط داغ هستند، در حالیکه گرانیتهای نوع A2 دارای نسبتهای عنصری متغیری هستند که از نسبتهای عنصری میانگین پوسته قارهای تا بازالتهای کمان جزایری تغییر میکنند. در این گروه، ماگما از پوسته قارهای و یا پوسته زیر رانده شدهای حاصل میشود که یک چرخه ماگماتیسم برخورد قاره- قاره یا فرورانش را گذرانده است. این گروه در گستره وسیعی از محیطهای تکتونیکی دیده میشوند و شامل گرانیتوییدهای پس از برخورد و گرانیتوییدهای بعد از کوهزایی (گرانیتوییدهایی که در انتهای یک دوره طولانی از جریان حرارتی ظاهراً بالا و ماگماتیسم گرانیتی جایگیر میشوند) است (Whalen et al., 1987; Eby, 1992).
بر اساس نمودارهای تفکیکی تکتونیکی، گرانیتهای قرهبطلاق در محدوده بعد از کوهزایی و درونصفحهای قرار میگیرند (شکل 9) که می توان موقعیت تکتونیکی بعد از کوهزایی را به آن نسبت داد.
شکل 9- در نمودار تفکیک تکتونیکی (Pearce, 1984)، بر اساس Y+Nb در برابر Rb، نمونهها در محدوده بعد از کوهزایی واقع شدهاند.
تا کنون منشاء گرانیتهای نوع A مورد شک و تردید بوده است و در دو گروه پوستهای و گوشتهای قرار یافتهاند. سه مدل برای ایجاد ماگمای گرانیتی نوع A میتوان در نظر گرفت (Frost and Frost, 2011):
الف) ذوب بخشی سنگهای پوستهای کوارتز- فلدسپاتی (Collins et al., 1982; Whalen et al., 1987; Creaser et al., 1991).
ب) محصول تفریق ماگمای آلکالی بازالت منتج از گوشته (Turner et al., 1992; Litvinovsky et al., 2002; Mushkin et al., 2003).
ج) ترکیبی از دو مدل بالا که ماگماهای بازالتی در حال تفریق، سنگهای پوستهای را هضم نماید (Kerr and Fryer, 1993; Wickham et al., 1996; Mingram et al., 2000; Yang et al., 2006; Dall'Agnol, 2012).
برای ارزیابی دقیق میزان اختلاط ماگمای منتج از گوشته و منتج از پوسته، نیاز به دادههای ایزوتوپی دو عضو انتهایی اختلاط متشکلین روبیدیم- استرانسیم (Rb-Sr) و نئودیمیم- ساماریم (Nd-Sm) است که متأسفانه بنا بر پارهایی ملاحظات قادر به انجام آن نبودیم، ولی با توجه به بالا بودن نسبت Rb/Sr>1 در این نمونههای گرانیتی بهنظر میرسد منشاء پوستهای نقش بیشتری را در ایجاد این ماگما ایفا کرده است. همچنین ضریب اشباع از آلومینیم در تقسیمبندی Frost و همکاران (2001) از متاآلومینیوس تا کمی پرآلومینوس تغییر میکند که احتمالاً این ماهیت کمی پرآلومینوس توسط هضم مذابهای پوستهای ایجاد شده است (Dall’Agnol et al., 2012). Cullers و همکاران (1992) و Frost و همکاران (1999) معتقدند که تغییرات در گرانیتهای تیپ A (از نظر میزان سیلیس، ضریب اشباع از آلومینیم) توسط اختلاط ناقص ماگمای بازالتی با ماگمای گرانیتی (حاصل از هضم پوسته فلسیک) هستند، بهطوری که گرانیتوییدهای آهندار کالکآلکالن دارای متشکله پرآلومینوس بیشتری از گرانیتوییدهای آهندار آلکالی هستند. ظاهراً گرانیتوییدهای کالکآلکالن پرآلومینوس نسبت به گرانیتوییدهای آلکالی متاآلومینیوس، دارای مقادیر بیشتری از پوسته فلسیک هستند (Dall’Agnol et al., 2012). بنابراین بهنظر میرسد که احتمالاً منشاء سنگهای گرانیتی قرهبلطاق با ماهیت کالکآلکالن متاآلومینیوس تا پرآلومینوس، حاصل ذوب سنگهای پوستهای توسط ماگمای بازالتی و اختلاط ماگمای حاصله با این ماگمای بازالتی باشند.
نتیجهگیری
گرانیتوییدهای قرهبلطاق در پهنه ساختاری سنندج- سیرجان دارای کانیشناسی نسبتاً سادهایی بوده که شامل کوارتز، آلکالیفلدسپات، پلاژیوکلاز، بیوتیت، آمفیبول، اپیدوت، زیرکن، اسفن، آپاتیت، تورمالین و مگنتیت است. بافت این سنگها از گرانولار نابعد دانه چندضلعی تا اندکی interlobate تا لیپیدوگرانوبلاستیک است. از لحاظ زمینشیمیایی این گرانیتها آهن تا منیزیمدار، متاآلومینوس تا کمی پرآلومینوس و آلکالی کلسیک هستند. تبلور فلدسپات پتاسیم و پلاژیوکلاز از مذاب، نقش مهمی در تحول ماگمای این سنگها داشته است. تهیشدگی از Sr، Ba، P و Ti در نمودارهای عنکبوتی بههنجار شده به MORB، کاهش Y با افزایش سیلیس و درجهحرارت اشباع از زیرکن بالا مؤید A-type بودن گرانیتهای مورد مطالعه است. این گرانیتها از نوع A2 هستند و در یک محیط تکتونیکی بعد از کوهزایی در حاشیه صفحه بهوجود آمدهاند. منشاء این سنگها، حاصل هضم پوسته فلسیک توسط ماگمای بازالتی و اختلاط ماگمای حاصله با ماگمای بازالتی است.