نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زمین‌شناسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 گروه زمین‌شناسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
3 گروه علوم زمین، دانشگاه نیوبرانزویک، فردریکتون، کانادا
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Monogenic basaltic cinder cones and lava flows from west of Khash are part of volcanic arc of northern Makran, formed as a result of subduction of Oman oceanic lithosphere beneath the Eurasian plate. The basalts belong to medium-K calc-alkaline series as they contain high Al2O3 (16.5- 19.04 wt. %) and CaO (8.4- 12.0 wt. %) and moderate amounts of K2O (0.5- 1.1 wt. %). They share arc geochemical features such as high LILE/HFSE ([Rb/Zr]N-MORB up to 19) LILE/LREE ([Ba/La]N-MORB up to 4.86) and LREE/HREE ([La/Yb]N-MORB up to 10), and depletion of Ta, Nb, Zr, and Ti relative to N-MORB. Partial melting models indicate that near-primary basalts were derived from an enriched source type mantle wedge peridotite after low to medium degrees (2-10%) of partial melting. This source peridotite was enriched in LREE and LILE, by subduction derived fluids in the supra-subduction zone. Negative correlation of Th/La vs. Sm/La, and relationships between Pb/Ce and Th/Nb values of the studied basalts which are between two end compositions of global subducting sediment (GLOSS) and N-MORB are indicative of significant contribution of subducting sediments to the genesis of the basaltic rocks. Estimates made using binary mixing model are indicative of about 16% of sediment participation in the magma genesis. Low Pb/Ce ratio (1.6 - 11.1), compared to OIB (>20) may be a signature of participation of fluids resulted from dehydration of the subducting slab
کلیدواژه‌ها [English]
رشته کوه‌های مکران (منشور فزاینده مکران) از پهنه‌های فرورانش فعال در نوار کوهزادی آلپ-هیمالیا هستند که در جنوب‌خاوری ایران رخنمون دارند (McCall, 1985, 1997). فرورانش در این منطقه از ائوسن آغاز شده است (McCall 1985) و در عهد حاضر نیز به زیر منشور فزاینده منطقه مکران در جنوب‌خاوری ایران و جنوب‌باختری پاکستان انجام می‌شود (Zarifi, 2006). مجموعه سنگ‌های آتشفشانی سنوزوییک پسین در شمال پهنه مکران (کمان ماگمایی مکران) از نوار منقطعی از آتشفشانهای منفرد و مجموعه‌های آتشفشانی ساخته شده است (شکل 1- A).
شکل 1- A) جایگاه منطقه باختری خاش (جنوب‌خاوری ایران) در پهنه مکران و برخی مولفه‌های ساختاری شناخته‌شدة منطقه (برگرفته از Saadat و Stern (2011)، با تغییرات). گسترة بررسی‌شده با چهارگوش نشان داده شده است (SSZ: پهنه زمین‌درز سیستان؛ MTZ: تراست اصلی زاگرس؛ NFS: سامانه گسلی نه؛ MZFS: سامانه گسلی میناب- زندان؛ CFS: سامانه گسلی چمن)؛ B) تصویر ماهواره‌ای از بازالت‌های باختر شهرستان خاش و جایگاه روستاهای چاه‌سالار و چاه‌کمال (مخروط و روانه‌های بازالتی بزرگ‌تر با نماد A تا F نام‌گذاری شده‌اند. نام نمونه‌های تجزیه‌شده از هر کدام در شکل نشان داده شده است)
نشانه‌هایی از ماگماتیسم وابسته به فرورانش در بیشتر این مراکز آتشفشانی به‌دست آمدهاند (Conrad et al., 1981; Moinevaziri, 1985; Biabangard and Moradian, 2008; Saadat and Stern, 2011; Pang et al., 2014). جدای از آتشفشان سلطان در پاکستان، در ایران، این نوار از خاور به باختر، شامل آتشفشانهای تفتان و تخت‌رستم، بازالت‌های باختر خاش، آتشفشان بزمان و بازالت‌های پیرامون آن و مجموعه آتشفشان‌هایِ باخترِ آتشفشان بزمان (که از آنها به‌نام کوه‌های شاهسواران یاد شده است؛ Dupuy و Dostal؛ 1978) است (شکل 1- A).
آتشفشانهای تکزاد بررسی‌شده در این نوشتار در باختر شهرستان خاش جای دارند (شکل 1- A). این بازالت‌ها در نزدیک به 60 کیلومتری باختر شهرستان خاش و در نزدیکی روستاهای چاه‌سالار و چاه‌کمال دیده می‌شوند (شکل‌های 1- A و 1- B)، برای نخستین‌بار Moinevaziri و Aminsobhani (1978) به بررسی و سن سنجی این آتشفشان‌ها پرداخته و این بازالت‌ها را بازالت‌های چاه‌شاهی نام نهاده‌اند. برپایه داده‌های سن‌سنجی به‌روش پتاسیم- آرگن، ایشان سن این سنگ‌ها را کمتر از نیم میلیون سال پیش و (با توجه به محدودیت‌های سن‌سنجی مربوط به این روش) حتی تا نزدیک به چند ده‌هزار سال پیش به‌دست آورده‌اند. ازاین‌رو، روش سن‌سنجی کربن 14 را روشی خوبی برای ارزیابی سن این سنگ‌ها دانسته‌اند.
پی‌بردن به تحولات گوشته در پهنه‌های فرورانش با دشواری‌های بسیاری همراه است. بازالت که نخستین ماگمای پدیدآمده از ذوب گوشته به‌شمار می‌رود، بیشتر از هر گروه سنگی دیگری، ویژگی‌های گوشته خاستگاه خود را به نمایش میگذارد (Reiners et al., 1995). در کمان ماگمایی مکران، بازالت در برابر سنگ‌های جدایش‌یافته دیگر (مانند: آندزیت و داسیت) فراوانی کمتری دارد. آتشفشانهای بازالتیِ باختر شهرستان خاش، بخشی از بازالت‌های کمان ماگمایی مکران را می‌سازند. در برابر بازالت‌های دیگر این کمان (Saadat and Stern, 2011; Pang et al., 2014)، این بازالت‌ها نزدیک‌ترین ترکیب به بازالت‌های نخستینِ پدیدآمده از ذوب پریدوتیت را دارند. ازاین‌رو، کاربرد خوبی برای بررسی ویژگی‌های خاستگاه گوشتهای زیر کمان در این بخش از کمان ماگمایی دارند. در این پژوهش، افزون‌بر شناسایی ویژگی‌های زمین‌شیمیایی بازالت‌های باختر خاش، به بررسی ویژگی‌های گوشته خاستگاه آنها و تحولات احتمالی که پشت‌سر گذرانده‌اند، پرداخته شده است.
زمین‌شناسی منطقه
برپایه رده‌بندی پهنه‌های رسوبی- ساختاری ایران (Alavi, 1991)، بازالت‌های باختر خاش در جنوب‌خاوری بلوک لوت و کرانه باختری پهنه زمین‌درز سیستان جای دارند (شکل 1- A). بخش بزرگی از این منطقه (شکل 1- B) از رسوب‌های کواترنر پوشیده شده است. افزون‌بر بازالت‌های بررسی‌شده، سنگ‌های کربناتی هم‌ارز سازند جمال و به‌طور بسیار محدود، فلیش‌های پالئوژن (Huber, 1977)، تنها رخنمون‌های سنگی این منطقه هستند. بازالت‌های باختر شهرستان خاش روی رسوب‌های کواترنر (شکل‌های 2- A و 2- D) و گاه، روی کربنات‌های هم‌ارز سازند جمال روان شده‌اند (شکل‌های 2- B و 2- C). بر خلاف رویداد ماگماتیسم وابسته به کشش در مناطقی مانند گندم‌بریان، ابارک، و خانه‌خاتون (Moinevaziri, 1998; Raeisi et al., 2013)، در این منطقه، وابستگی ماگماتیسم با گسل‌ها را نمی‌توان پیگیری کرد. برخی پژوهشگران (Saadat and Stern, 2011) نازکبودن پوسته در این مناطق (Dehghani and Makris, 1984) را در آسان‌شدن خروج بازالت‌های باختر خاش کارا دانسته‌اند.
در کل، بازالت‌های باختر خاش عبارتند از 10 مخروط و روانة بازالتی که در گسترة مستطیل‌شکلی به بزرگی نزدیک به 70 کیلومتر مربع رخنمون دارند (شکل 1- B). همه این آتشفشان‌ها، کمابیش کوچک بوده و بلندای کمی دارند. گسترده‌ترین آنها نزدیک به 5 کیلومتر درازا و 5/2 کیلومتر پهنا دارد. بلندایِ بلندترین آنها نیز از 200 متر (از سطح قاعده آن) بیشتر نیست. ستبرای روانهها از کمتر از 1 متر تا بیشتر از 60 متر (در روانه B) است. شکل 1- B، تصویر ماهواره‌ای این بازالت‌ها را نشان می‌دهد که در آن 6 مخروط و روانة اصلی بازالتی نام‌گذاری شده و دیگران با نماد پیکان نشان داده شده‌اند.
این آتشفشان‌ها یا یک روانه بازالتی هستند و یا از دو یا چند روانه با ترکیب یکسان و رنگ متفاوت ساخته شده‌اند که رخنمون لایه‌لایه به‌رنگ‌های متناوب قهوه‌ای و سیاه‌رنگ به آنها بخشیده است. بیشتر این بازالت‌ها پر حفره هستند و گاه مخروط‌های سیندر از سنگ‌های انفجاری و مجموعه‌ای از بمب‌های جوش‌خورده ساخته شده‌اند و بخش‌هایی نیز به‌صورت روانه روی زمین روان شده‌اند (شکل 2).
شکل 2- تصویرهای صحرایی از برخی آتشفشانهای نزدیک روستای چاه‌کمال که در شکل 1 نام‌گذاری شده‌اند: A) مخروط و روانه‌های بازالتی A (دید رو به شمال)؛ B) مخروط F (دید رو به شمال)؛ C) یکی از مخروط‌های بازالتی کوچک سرخ‌رنگ (دید رو به خاور)؛ D) نمای نزدیک از قطعه‌ای از روانه بازالتی A (مقیاس در شکل A با بیضوی و پیکان سفیدرنگ نمایش داده شده است) (خط‌چین‌ها برای بهترنشان دادن روانه‌های بازالتی به‌کار رفته‌اند)
روش انجام پژوهش
پس از بررسی‌های میکروسکوپیِ نمونه‌های تهیه‌شده از 6 مخروط و روانه بازالتی اصلی رخنمون‌یافته در باختر شهرستان خاش (شکل 1- B)، شمار 13 نمونه از انواع همگن که تا حد امکان بدون بخش‌های هوازده بوده‌اند، برگزیده، صفحه‌های نازکی ازآنها را برش داده و همه سطوح هوازده سنگ از آنها زدوده شد. پس از شستشو و خشک‌شدن، صفحه‌های نازک سنگ در دستگاه خُردکن فکی تا نزدیک به 5 تا 10 میلیمتر خُرد شده و در هاون استیل به‌مدت 2 دقیقه پودر شدند. برای انجام تجزیه به روش‌های ICP-MS و فلورسانس اشعه ایکس روی دیسک گداخته (XRF)، پودر سنگ‌های به‌دست‌آمده به آزمایشگاه ACME در ونکوور کانادا فرستاده شدند. داده‌های به‌دست‌آمده تجزیه این نمونه‌ها در جدول 1 آمده است.
برای ارزیابی دقت و درستی روش‌های تجزیه، یک نمونه استاندارد BCR-1 و یک نمونه دارای بافت نزدیک به شیشه، هر یک سه بار به‌صورت ناشناس، تجزیه شدند. ازاین‌رو، درستی و دقت تجزیه‌ها برای عنصرهای اصلی بهتر از 4/9 و 3/1 درصد، برای عنصرهای LIL بهتر از 3/2 و 6 درصد، برای عنصرهای HFS بهتر از 39/11 و 76/7 درصد و برای عنصرهای RE به ترتیب بهتر از 5/8 و 2 % به دست آمده است.
برای انجام تجزیه کانی‌ها به روش ریزکاو الکترونی، مقاطع میکروسکوپی صیقلی در دانشگاه خوارزمی تهران تهیه شدند. فازهای بلورین سنگ با دستگاه ریزکاو الکترونی (مدل JEOL JXA-733، به‌همراه به چهار اسپکترومتر، پرتویی به قطر 1 میکرومتر و ولتاژ 10 کیلوالکترون‌ولت) در دانشگاه نیوبرانزویکِ فردریکتون (کانادا) تجزیه شدند. داده‌های به‌دست‌آمده تجزیه این نمونه‌ها در جدول‌های 1 و 2 آمدهاند.
سنگ‌نگاری و شیمی کانی‌ها
پیکره‌های بازالتیِ باختر شهرستان خاش شباهت‌های کانی شناختی و بافتی چشمگیری دارند. از مجموع 7 پیکره بازالتی مجزا، نزدیک به 50 نمونه با میکروسکوپ بررسی شدند. این سنگ‌ها پرحفره، ریز بلور و دارای 5 تا 15 درصد حجمی فنوکریست (پلاژیوکلاز، الیوین، اورتو- و کلینوپیروکسن) هستند (شکل‌های 3- A و 3- B). پلاژیوکلاز گهگاه و در شمار کمی از نمونه‌ها تا 10 درصد حجمی، الیوین از 2 تا نزدیک به 10 درصد حجمی، اورتوپیروکسن و کلینوپیروکسن نیز از نزدیک به 2 تا 5 درصد حجمی فنوکریست‌های سنگ را می‌سازند. بخش زمینه از میکرولیت‌های پلاژیوکلاز، ریز بلورهای اورتوپیروکسن، اکسیدهای آهن و تیتانیم و اوژیت ساخته شده است و در شمار کمی از نمونه‌ها، الیوین در میان میکرولیت‌های پلاژیوکلاز و شیشه بازالتی پدید آمده است. بافت این سنگ‌ها پورفیری تا میکروپورفیری است و در زمینه بیشتر آنها بافت اینترگرانولار به‌چشم میخورد (شکل 3- C). در شمار کمی از سنگ‌ها، بافت گلومروپورفیری با ساخت لخته‌هایی از پلاژیوکلاز، الیوین و اورتوپیروکسن پدید آمده است.
در نمونه‌های برداشت‌شده از همه آتشفشانهای تکزاد باختر خاش، پلاژیوکلاز فراوان‌ترین کانی سازندة سنگ است. پلاژیوکلاز بیشتر در زمینه (بیش از 40 درصد حجمی همه سنگ) (جدول 2) و تنها در برخی نمونه‌ها به‌صورت فنوکریست وجود دارد. در واقع، بسیاری از پلاژیوکلازها میکرولیت بوده و زمینه سنگ را می‌سازند. فضای میان پلاژیوکلازها را بلورهای پیروکسن و گاه شیشه و الیوین پر کرده و بافت اینترگرانولار را پدید آورده‌اند.
جدول 1- داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیه بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران) به روش XRF (برپایه درصد وزنی) و ICP-MS (برپایه ppm).
|
|
A |
|
|
|
B |
|
C |
D |
|
|
E |
F |
|
|
Sample No. |
WK-1 |
WK-2 |
WK-3 |
WK-4 |
WK-5 |
WK-6 |
WK-7 |
WK-8 |
WK-9 |
WK-10 |
WK-11 |
WK-12 |
WK-13 |
|
SiO2 |
50.09 |
50.79 |
52.22 |
51.91 |
50.20 |
48.59 |
51.13 |
49.16 |
52.02 |
51.23 |
48.04 |
50.57 |
51.18 |
|
Al2O3 |
18.28 |
18.24 |
18.11 |
19.00 |
18.36 |
19.04 |
17.98 |
17.31 |
17.67 |
17.56 |
16.49 |
17.28 |
17.54 |
|
TiO2 |
1.10 |
1.07 |
0.76 |
1.06 |
1.33 |
1.46 |
1.06 |
1.05 |
0.75 |
0.78 |
1.23 |
1.24 |
0.78 |
|
Fe2O3 |
1.151 |
1.172 |
1.094 |
1.232 |
1.299 |
1.338 |
7.000 |
1.254 |
0.958 |
1.170 |
1.176 |
1.073 |
1.18 |
|
FeO |
6.52 |
6.64 |
6.20 |
6.98 |
7.36 |
7.58 |
6.72 |
7.11 |
6.30 |
6.42 |
6.66 |
7.29 |
6.35 |
|
MnO |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
0.14 |
0.15 |
0.15 |
0.14 |
0.14 |
0.14 |
0.14 |
0.13 |
0.14 |
0.14 |
|
MgO |
6.36 |
6.33 |
7.51 |
6.17 |
6.69 |
5.36 |
6.48 |
8.05 |
7.08 |
8.22 |
5.18 |
6.88 |
8.23 |
|
CaO |
9.56 |
8.96 |
8.71 |
8.44 |
8.75 |
10.66 |
9.08 |
10.31 |
9.46 |
9.53 |
12.05 |
9.39 |
9.44 |
|
Na2O |
3.19 |
3.12 |
3.36 |
3.01 |
3.55 |
3.41 |
3.62 |
3.11 |
3.79 |
3.45 |
3.55 |
4.02 |
3.38 |
|
K2O |
0.87 |
0.96 |
0.68 |
0.89 |
1.01 |
1.11 |
0.96 |
0.67 |
0.75 |
0.48 |
0.81 |
0.95 |
0.63 |
|
P2O5 |
0.22 |
0.22 |
0.18 |
0.23 |
0.23 |
0.24 |
0.28 |
0.17 |
0.18 |
0.18 |
0.44 |
0.37 |
0.17 |
|
LOI |
2.31 |
2.13 |
0.74 |
0.81 |
0.57 |
0.89 |
0.82 |
1.51 |
0.50 |
0.62 |
3.90 |
0.50 |
0.51 |
|
SUM |
99.78 |
99.76 |
99.69 |
99.87 |
99.50 |
99.83 |
99.45 |
99.84 |
99.75 |
99.75 |
99.66 |
99.91 |
99.47 |
|
Mg#* |
64 |
63 |
68 |
64 |
65 |
58 |
70 |
67 |
67 |
70 |
61 |
69 |
69 |
|
La |
21.70 |
23.20 |
12.50 |
24.00 |
13.20 |
14.20 |
17.50 |
13.90 |
15.80 |
12.90 |
20.00 |
25.40 |
12.80 |
|
Ce |
47.5 |
50.7 |
26.7 |
52.4 |
28.5 |
29.8 |
37.3 |
28.2 |
34.2 |
29.2 |
59.4 |
57.7 |
29.7 |
|
Pr |
5.84 |
6.13 |
3.38 |
6.37 |
3.67 |
3.85 |
4.60 |
3.60 |
4.60 |
3.70 |
7.44 |
7.00 |
3.50 |
|
Nd |
21.9 |
23.4 |
13.5 |
24.2 |
15.5 |
16.2 |
18.4 |
15.6 |
16.9 |
15.4 |
30.9 |
26.4 |
13.7 |
|
Sm |
4.12 |
4.46 |
2.99 |
4.62 |
3.66 |
3.95 |
3.80 |
3.50 |
3.60 |
2.90 |
5.73 |
4.90 |
2.82 |
|
Eu |
1.34 |
1.44 |
1.08 |
1.41 |
1.32 |
1.46 |
1.40 |
1.11 |
1.10 |
1.10 |
1.60 |
1.50 |
1.00 |
|
Gd |
4.36 |
4.63 |
3.36 |
4.70 |
4.15 |
4.48 |
3.90 |
3.77 |
3.30 |
3.10 |
5.32 |
4.20 |
3.60 |
|
Tb |
0.64 |
0.69 |
0.55 |
0.69 |
0.67 |
0.75 |
0.70 |
0.58 |
0.60 |
0.60 |
0.68 |
0.60 |
0.50 |
|
Dy |
3.61 |
3.89 |
3.21 |
3.98 |
3.97 |
4.41 |
3.90 |
3.68 |
3.80 |
3.50 |
3.84 |
3.30 |
3.40 |
|
Ho |
0.78 |
0.88 |
0.69 |
0.83 |
0.85 |
0.93 |
0.90 |
0.70 |
0.80 |
0.70 |
0.69 |
0.70 |
0.70 |
|
Er |
2.18 |
2.34 |
1.95 |
2.38 |
2.33 |
2.64 |
2.50 |
2.22 |
2.00 |
2.00 |
2.06 |
2.00 |
2.00 |
|
Tm |
0.30 |
0.33 |
0.28 |
0.35 |
0.34 |
0.37 |
0.40 |
0.26 |
0.30 |
0.30 |
0.24 |
0.30 |
0.30 |
|
Yb |
2.03 |
2.16 |
1.87 |
2.19 |
2.12 |
2.44 |
2.40 |
1.96 |
2.20 |
2.00 |
1.74 |
2.10 |
1.90 |
|
Lu |
0.31 |
0.33 |
0.29 |
0.34 |
0.33 |
0.37 |
0.30 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
0.21 |
0.30 |
0.30 |
|
Y |
20.5 |
22.2 |
18.9 |
22.9 |
22.6 |
24.8 |
23.2 |
20.4 |
20.8 |
19.8 |
19.6 |
21.3 |
19.3 |
|
Rb |
23.9 |
30.0 |
16.3 |
23.8 |
16.0 |
17.4 |
23.2 |
9.8 |
14.7 |
13.5 |
14.3 |
16.9 |
11.4 |
|
Cs |
1.30 |
1.60 |
0.88 |
1.26 |
0.17 |
0.29 |
1.21 |
0.38 |
0.62 |
0.61 |
0.61 |
0.32 |
0.43 |
|
Sr |
586 |
690 |
545 |
552 |
459 |
450 |
538 |
491 |
576 |
586 |
1160 |
1331 |
814 |
|
Ba |
138 |
154 |
140 |
149 |
132 |
168 |
246 |
233 |
170 |
158 |
558 |
356 |
280 |
|
Zr |
130.1 |
136.4 |
99.3 |
140.1 |
111.6 |
113.3 |
122.2 |
103.2 |
100.9 |
105.2 |
148.0 |
152.8 |
104.0 |
|
Nb |
7.30 |
7.60 |
6.50 |
8.10 |
12.00 |
13.20 |
10.28 |
5.70 |
4.45 |
4.76 |
12.20 |
9.81 |
4.84 |
|
Hf |
3.70 |
4.00 |
2.70 |
4.10 |
3.00 |
3.00 |
2.94 |
2.00 |
2.81 |
2.73 |
3.10 |
3.85 |
2.87 |
|
Ta |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
0.7 |
0.6 |
0.3 |
|
Pb |
5.0 |
6.2 |
5.3 |
6.2 |
5.0 |
5.9 |
8.7 |
6.1 |
5.7 |
4.9 |
7.4 |
5.2 |
4.4 |
|
Th |
4.38 |
4.73 |
2.38 |
4.89 |
2.20 |
2.41 |
3.6 |
2.83 |
3.4 |
2.5 |
3.08 |
4.1 |
2.5 |
|
U |
1.01 |
0.97 |
0.55 |
1.01 |
0.56 |
0.47 |
0.7 |
0.58 |
0.7 |
0.6 |
0.79 |
0.9 |
0.5 |
|
Ni |
44.0 |
46.0 |
132.0 |
49.0 |
63.0 |
70.3 |
70.3 |
153.0 |
153.0 |
146.3 |
128.0 |
125.3 |
144.7 |
|
Co |
26.6 |
28.4 |
30.5 |
28.6 |
32.3 |
29.0 |
30.8 |
36.6 |
32.8 |
34.3 |
29.9 |
36.1 |
34.4 |
|
Cr |
180 |
190 |
340 |
190 |
200 |
100 |
154 |
330 |
216 |
222 |
210 |
220 |
231 |
|
V |
158 |
192 |
165 |
197 |
219 |
239 |
174 |
170 |
161 |
171 |
170 |
163 |
170 |
* Mg#=[Mg/(Mg+Fe)]×100; FeO=0.85 ΣFe (Droop, 1987)
جدول 2- داده‌های تجزیه ریزکاو الکترونی برای پلاژیوکلاز (Pl) و پیروکسن (Px)، به‌همراه اعضای نهایی آنها (بازالت‌های آتشفشانی باختر خاش، جنوب‌خاوری ایران)
|
Mineral Type |
Px |
Mineral Type |
Pl |
|
Pl |
Pl |
|||
|
|
M†(ph.) |
sd‡(6) |
|
M*(c) |
sd(8) |
M(r) |
sd(3) |
M(g) |
sd (4) |
|
SiO2 |
50.74 |
0.02 |
SiO2 |
49.00 |
0.49 |
58.09 |
1.16 |
52.63 |
0.45 |
|
Al2O3 |
2.39 |
0.37 |
Al2O3 |
31.83 |
0.54 |
25.08 |
0.30 |
29.82 |
0.61 |
|
Cr2O3 |
0.35 |
0.13 |
FeO |
0.62 |
0.08 |
0.92 |
0.53 |
0.78 |
0.08 |
|
TiO2 |
1.25 |
0.30 |
MgO |
0.015 |
0.02 |
0.09 |
0.03 |
0.12 |
0.03 |
|
FeO |
11.23 |
1.70 |
MnO |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.06 |
0.04 |
0.03 |
|
MgO |
15.36 |
0.99 |
CaO |
15.37 |
0.32 |
8.08 |
0.98 |
12.93 |
0.42 |
|
MnO |
0.45 |
0.03 |
Na2O |
2.72 |
0.16 |
6.22 |
0.67 |
4.37 |
0.18 |
|
CaO |
17.52 |
2.78 |
K2O |
0.20 |
0.08 |
1.11 |
0.32 |
0.76 |
0.05 |
|
Na2O |
0.43 |
0.10 |
BaO |
0.04 |
0.00 |
0.06 |
0.00 |
0.04 |
0.00 |
|
K2O |
0.01 |
0 |
SrO |
0.11 |
0.09 |
0.14 |
0.00 |
0.12 |
0.06 |
|
NiO |
0.02 |
0.02 |
Total |
99.95 |
0.45 |
99.86 |
0.16 |
99.86 |
0.09 |
|
Total |
99.76 |
0.78 |
An |
74.75 |
1.20 |
39.05 |
6.29 |
60.71 |
7.64 |
|
Fo |
46.19 |
2.92 |
Ab |
24.00 |
1.69 |
54.20 |
4.52 |
34.43 |
5.59 |
|
En |
15.94 |
3.53 |
Or |
1.25 |
0.49 |
6.75 |
1.77 |
4.86 |
2.35 |
|
Fs |
37.86 |
6.46 |
|
|
|
|
|
|
|
†میانگین درصد وزنی اکسیدهای گوناگونِ پیروکسن‌های تجزیه‌شده؛ ‡ انحراف استاندارد (اعداد درون پرانتز نشان‌دهنده شمارِ تجزیه‌ها)؛ *ترکیب میانگین فنوکریست‌های پلاژیوکلاز در هسته (c)، حاشیه (r) و زمینه (g)
جدول 3- میانگین داده‌های تجزیه ریزکاو الکترونی برای هسته و کنارة فنوکریست‌های الیوین و الیوین‌های زمینه (بازالت‌های آتشفشانی باختر خاش، جنوب‌خاوری ایران)
|
|
M†(c) |
sd‡(8) |
M(r) |
sd(6) |
M(g) |
sd(9) |
|
SiO2 |
39.43 |
0.45 |
37.87 |
0.68 |
36.11 |
1.22 |
|
Al2O3 |
0.06 |
0.07 |
0.23 |
0.17 |
0.17 |
0.07 |
|
FeO |
18.13 |
3.59 |
27.39 |
5.80 |
35.98 |
8.12 |
|
MgO |
41.56 |
2.67 |
33.59 |
4.15 |
26.09 |
7.26 |
|
MnO |
0.37 |
0.16 |
0.36 |
0.15 |
0.64 |
0.08 |
|
CaO |
0.19 |
0.07 |
0.20 |
0.014 |
0.45 |
0.03 |
|
Total |
99.95 |
7.26 |
99.93 |
11.40 |
99.89 |
16.93 |
|
Fo |
80.3 |
4.40 |
68.55 |
7.71 |
56.00 |
13.15 |
†ترکیب میانگین هسته (c) و پوسته (r) فنوکریست‌های الیوین و ریزبلورهای زمینه (g)؛ ‡انحراف استاندارد (اعداد درون پرانتز نشان‌دهنده شمار تجزیه‌ها)
شکل 3- نمای میکروسکوپی از بازالت‌های پر حفره باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران): A، B) فنوکریست‌های الیوین، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز (A در نور PPL و B در نور XPL)؛ C) نمای نزدیک‌تر از این بازالت‌ها که بافت اینترگرانولار در زمینه آنها دیده می‌شود (مخفف نام کانی‌ها از Kretz (1983) برگرفته شده است)
داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیه نقطه‌ای پلاژیوکلاز در بازالت‌های خاش نشان می‌دهد که هسته بیشتر دارای 75 درصد مولی سازنده آنورتیت است که در لبه‌های بلور به نزدیک به 35 درصد مولی می‌رسد (جدول 2). ازاین‌رو، ترکیب هسته پلاژیوکلاز در گسترة بایتونیت و ترکیب کناره‌های آنها بیشتر در گسترة آندزین است (شکل 4- A). در این بازالت‌ها، بیشتر پلاژیوکلازها منطقه‌بندی عادی دارند.
در مقاطع بررسی‌شده از منطقه آتشفشانی خاش، کلینوپیروکسن و اورتوپیروکسن هم به‌صورت فنوکریست و هم در زمینه سنگ دیده می‌شوند. در بررسی‌های میکروسکوپی، فراوانی فنوکریست‌های اورتو- و کلینوپیروکسن با یکدیگر برابر بوده و هر کدام، نزدیک به 5 درصد حجمی ارزیابی می‌شوند. فنوکریست‌های کلینوپیروکسن با قطر کمتر از 1 میلیمتر و بیشتر به‌صورت نیمه‌شکل‌دار تا بی‌شکل دیده می‌شوند. فنوکریست‌های اورتوپیروکسن نیز بیشتر شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار با قطر کمتر از 1 میلیمتر هستند و رنگ‌های اینترفرانس زرد روشن نشان می‌دهند. داده‌های به‌دست‌آمده برای ترکیب پیروکسن در این سنگ‌ها تنها برای فنوکریست‌هاست و داده‌ای از ترکیب پیروکسن‌های زمینه در دست نیست. برپایه این داده‌عل، ترکیب فنوکریست‌های پیروکسن در این سنگ‌ها، در گسترة اوژیت و دیوپسید است (شکل 4- B).
در بیشتر مقاطع، الیوین به صورت فنوکریست‌هایی به شکل‌های لوزی و منشور‌های مستطیلی تا بلورهای بی‌شکل است. در بررسی‌های میکروسکوپی، فراوانی فنوکریست‌های الیوین نزدیک به 10 درصد حجمی ارزیابی شده است. قطر این فنوکریست‌ها کمتر از 1 میلیمتر است؛ اما گاه به 2 میلیمتر نیز می‌رسد. همچنین، ریزبلورهای الیوین در زمینة بیشتر نمونه‌ها هستند. در برخی نمونه‌ها، بخش‌های حاشیه‌ای و گاه سراسرِ فنوکریست‌های الیوین ایدینگزیتی شده‌اند. برپایه نتایج به‌دست‌آمده از تجزیه نقاط گوناگونِ سطح این کانی، مقدار سازندة فورستریت در هستة فنوکریست‌های الیوین 77 تا 85 و در حاشیه آنها 74 تا 82 و در الیوین‌های زمینه 47 تا 65 درصد مولی است (جدول 3). بیشتر فنوکریست‌های الیوین منطقه‌بندی عادی دارند.
شکل 4- ترکیب فلدسپار و پیروکسن در بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران): A) نمودار رده‌بندی پلاژیوکلاز (Smith and Brown, 1988)؛ B) نمودار رده‌بندی پیروکسن‌ها (Morimoto et al., 1988)
زمین‌شیمی
عنصرهای اصلی: جدول 1 عنصرهای اصلی در 13 نمونه سنگی آتشفشانهای باختر شهرستان خاش را نشان می‌دهد. مقدار LOI در نمونه‌های بررسی‌شده از 51/0 تا 90/3 درصد وزنی بوده و میانگین آن برابر با 28/1 درصد وزنی است. افزون‌بر حاشیه‌های ایدینگزیتی پیرامون برخی فنوکریست‌های الیوین، این نمونه‌ها عموما دگرسانی چشمگیری ندارند؛ اما نمونه WK-11 از گدازه E، بسیار پر حفره بوده و کربنات ثانویه در بسیاری از بخش‌های آنها پدید آمده است. در این نمونه، غلظت Ca نیز بیشتر از نمونه‌های دیگر است (جدول 1). مقدار SiO2 در نمونه‌های بررسی‌شده از 04/48 تا 2/52 بوده و میانگین آن برابر با 5/50 است. ازاین‌رو، برپایه رده‌بندی پیشنهادیِ Le Maitre (2002)، همه نمونه‌ها (مگر دو نمونة WK-3 و WK-9 که در مرز بازالت و آندزیت‌بازالتی هستند) در گسترة بازالت‌ها جای میگیرند (شکل 5- A). عدد منیزیم (Mg#) در نمونه‌های بررسی‌شده از 61 تا 70 (و در یک نمونه برابر با 58) درصد وزنی است. مقدار بالای Al2O3 (از 49/16 تا 04/19 درصد وزنی)، همراه با CaO بالا (44/8 تا 66/10 درصد وزنی) نشان دهندة فراوانی پلاژیوکلاز است و بازالت‌های بررسی‌شده را در گسترة کالکآلکالن و محتوای K2O (5/0 تا 1/1 درصد وزنی) آنها را در گسترة بازالت‌های کالکآلکالن با پتاسیم متوسط (Peccerillo and Taylor, 1976) جای می‌دهد (شکل 5- B).
شکل 5- جایگاه بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران) در: A) نمودار رده‌بندی سنگ‌های آتشفشانی (Le Maitre, 2002)؛ B) نمودار رده‌بندی شیمیایی SiO2 در برابر K2O (Peccerillo and Taylor, 1976)؛C) نمودار رده‌بندی شیمیایی Al2O3 در برابر Alkali Index (Kay and Kay, 1994)
برپایه رده‌بندی Kay و Kay (1994) و درصد وزنی Al2O3، این نمونه‌ها از رده بازالت‌های کالکآلکالن یا بازالت‌های پرآلومینوس هستند (شکل 5- C). افزونبراین، برپایه ترکیب نورماتیو به‌دست‌آمده، همه نمونه‌ها الیوین نورماتیو دارند و بیشتر آنها دارای هیپرستن (4 تا 13 درصد) و کوارتز نورماتیو (45/0 تا 22/1 درصد) هستند و ازاین‌رو در رده ساب‌آلکالن جای میگیرند.
عنصرهای فرعی: غلظت عنصرهای فرعی در بازالت‌های بررسی‌شده در جدول 1 آورده شده است. اگرچه در فراوانی عنصرهای اصلی، تغییرات ترکیبی ناچیز دیده می‌شوند (که با سرشت تکزادی و نزدیکی ویژگی‌های سنگ‌شناسی این سنگ‌ها همخوانی دارد)؛ اما عنصرهای فرعی در آنها تغییرات چشمگیری نشان می‌دهند. برای نمونه، غلظت La از 5/12 تا 28، Ba از 132 تا 558، Sr از 450 تا 1331، و Zr و Nb به‌ترتیب از 99 تا 152 و 45/4 تا 2/13 قسمت در میلیون (ppm) است. الگوی REE بهنجارشده در برابر ترکیب کندریت و نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب N-MORB برای بازالت‌های بررسی‌شده در شکل 6 نشان داده شده است.
همان‌گونه‌که نمودارهای تغییرات عنصرهای خاکی نادر بهنجارشده به ترکیب کندریت نشان می‌دهند (شکل 6- A)، عنصر Yb در سنگ‌های بررسی‌شده دارای غلظتی نزدیک به 10 برابر غلظت کندریتی آن و بدون آنومالی منفی است. همچنین، نسبت Tb/Yb نزدیک به 1 (برابر با 26/1) است که نبود تهی‌شدگی چشمگیر Yb و نبود فاز بجامانده گارنت در گوشته را نشان می‌دهد. آنومالی Eu که در بازه 87/0 تا 11/1 (میانگین برابر 98/0) است نشان‌دهندة جدایش ناچیز پلاژیوکلاز است.
شکل 6- الگوی تغییرات عنصرهای سازندة بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران) در: A) نمودار REE بهنجارشده به ترکیب کندریت (McDonough and Sun, 1995)؛ (B) نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب N-MORB (Sun and McDonough, 1989) (در هر نمودار، ترکیب OIB برای مقایسه آورده شده و مقایسه نسبت‌ها در متن گفته شده است)
بازالت‌های باختر خاش از عنصرهای LIL (در برابر عنصرهای HFS و LRE) و از عنصرهای LRE (در برابر عنصرهای HRE) غنی‌شده هستند. برای نمونه، نسبت‌های Rb/Zr، Sr/Nb، Ba/La، Ce/Y و La/Yb چندین برابرِ (بیشتر از 19، 2، 9/4، 37/4 و 02/6 برابر) همین نسبت‌ها در ترکیب N-MORB هستند. این ویژگی‌ها نشان‌دهندة بازالت‌های حاشیه‌های فعال قاره هستند (Wilson, 1989; Pearce and Peate, 1995). همچنین، برپایه نمودار عنکبوتی در شکل 6، B، الگوی تغییرات عنصرهای ناسازگار بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه برای بازالت‌های باختر شهرستان خاش همانند ترکیب OIB است، با این تفاوت که در برابر ترکیب OIB، از عنصرهای Nb و Ti بسیار تهی‌شده‌تر و از عنصرهای Sr، Pb و تا اندازه‌ای Th، غنی‌شده‌تر هستند. این ویژگی‌ها از ویژگی‌های ماگماهای وابسته به پهنه فرورانش هستند (Pearce and Peate, 1995).
بحث
(الف) ویژگی‌های ماگمای خاستگاه:
ترکیب ماگمای نخستین به‌دست‌آمده از ذوب گوشته، بازالت‌هایی هستند که مقدار چشمگیری از عنصرهای Ni (ppm 500- 400) و Cr (بیشتر از ppm 1000) و Mg# نزدیک به 66 تا 75 (White, 2013)، SiO2 کمتر از 50 درصد وزنی دارند و فورستریتِ الیوین آنها بیشتر از 82 (Wilson, 1989) است. از دیدگاه محتوای نیکل و کروم و مقدار Mg#، بازالت‌های بررسی‌شده تفاوت‌های چشمگیری با ماگمای نخستین دارند. بیشینة مقدار Ni و Cr در بازالت‌های باختر خاش به‌ترتیب نزدیک به 150 و 340 قسمت در میلیون می‌رسد. همچنین، مقدار Mg# و MgO (مگر در دو نمونة WK-11 و WK-6) در نمونه‌های بررسی‌شده به‌ترتیب از 61 تا 70 و از 17/6 تا 23/8 است. افزونبراین، ترکیب هسته الیوین (تا Fo85) در این بازالت‌ها نشان‌دهندة نزدیکی ترکیب آنها به ترکیب ماگماهای نخستین است. باید توجه داشت که در پهنه‌های فرورانش، ماگمای نخستین معمولاً در دسترس نیست (Kushiro, 2007) و بازالت‌های راه‌یافته به روی زمین پیامد جدایش الیوین، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز (به‌علت حضور آب با تأخیر انجام می‌شود.) از ماگمای نخستینی هستند که بیشتر از 10 درصد وزنی MgO داشته و بازالت‌هایی با MgO کمتر از 7 درصد وزنی را ساخته است (Crawford et al., 1987).
برای به‌دست‌آوردن ترکیب احتمالی پریدوتیتِ خاستگاه، الگوهای معکوس ذوب تعادلی و بخشی (Albarede, 1996) بر روی میانگین مافیک ترین بازالت‌های بررسی‌شده اعمال شده است. به دلیل نزدیکی قابل توجه ترکیب به دست آمده از این دو الگوی ذوب، تنها ترکیب‌های به‌دست‌آمده از ذوب تعادلی در شکل 7 نشان داده شده‌اند. همان‌گونه‌که در شکل 7 دیده می‌شود، ترکیب به‌دست‌آمده برای پریدوتیت خاستگاه (پس از اعمال 2 تا 10 درصد ذوب‌بخشی معکوس غیر مودال (Albarede, 1996) روی بازالت‌های بررسی‌شده) یک پریدوتیت گوشته‌ایِ غنی‌شده است. مراد از الگوی ذوب معکوس همان الگوی ذوب‌بخشی است که در آن به‌جای به‌دست‌آوردن ترکیب مذابِ پدیدآمده، ترکیب C0 مجهولِ رابطه است و با به‌کارگیری ترکیب مذاب بازالتی به‌دست می‌آید. این پریدوتیت فرضی به ترکیب میانگین پریدوتیت‌هایِ افیولیت‌های فنوج – مسکوتان شباهت‌های چشمگیری دارد (Moslempour et al., 2011). افزونبراین، در الگوی ذوب معکوس نسبت به پریدوتیت‌های فنوج – مسکوتان، ترکیب به‌دست‌آمده برای خاستگاه از عنصرهای Y، Eu Sm، Th تا اندازه‌ای غنی بوده و از Nb و Sr بسیار غنی است؛ اما از Ba و تا اندازه‌ای از Cs تهی‌تر است (شکل 7). ترکیب به‌دست‌آمده از الگوی ذوب معکوس با پریدوتیت فنوج- مسکوتان مقایسه شد؛ زیرا دارای توالی‌های گوشتهای بسیاری است و داده‌های به‌دست‌آمده برای آن بیشتر از پریدوتیت‌های دیگر منطقه مکران در دسترس هستند.
پریدوتیت فنوج- مسکوتان بخشی از افیولیت‌هایِ مزوزوییک پسین است (McCall 1997, 2003)؛ ازاین‌رو، ویژگی‌های پریدوتیت‌های گوشتهای پیش از تاثیر فرایندهای وابسته به فرورانش را نشان می‌دهند. پس هرگونه غنی‌شدگی در پریدوتیتِ نمونه (پریدوتیت الگوسازی‌شده) در برابر پریدوتیت‌های فنوج – مسکوتان را میتوان وابسته به مشارکت سیال‌های وابسته به فرایندهای فرورانشی در چنین سنگ خاستگاهی دانست. سیال‌هایِ فرض‌شده را میتوان پیامد مشارکت رسوب‌ها و یا آبدهی لبه فرورونده برشمرد؛ هرچند تاثیر آلایش احتمالیِ پوسته‌ای را نباید نادیده گرفت. به‌کارگیری عنصرهای ناسازگار و به‌ویژه نسبت دو عنصر ناسازگار با ضریب توزیع نزدیک به‌هم (به‌ویژه دربارة سنگ‌های بررسی‌شده که نزدیک به ترکیب نخستین انگاشته می‌شوند)، کارایی عوامل مربوط به جدایش بلورین در غنی‌شدگی این سنگ‌ها را به کمترین اندازه میرساند.
شکل 7- نمودار عنکبوتی نشان‌دهندة ترکیب پریدوتیت خاستگاه حاصل اعمال 2، 5 و 10 % ذوب تعادلی معکوس بر میانگین بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران). ترکیب‌های به‌دست‌آمده از الگوسازی ذوب معکوس، با ترکیب لرزولیت‌های فنوج- مسکوتان (Moslempour et al., 2011) مقایسه شده‌اند (توضیح بیشتر در متن آمده است)
(ب) غنی‌شدگی ماگما: مشارکت رسوب‌ها، لبة فرورونده یا آلایش پوسته‌ای؟
بازالت‌های بررسی‌شده از عنصرهای انحلال‌پذیر یا متحرک (مانند: عنصرهای LIL، به‌همراه La، Th، U و Pb) در برابر ترکیب N-MORB غنی شده‌اند. افزونبراین، بالابودن نسبت‌های Ba/La (Jicha et al., 2010)، Cs/Rb (Peate et al., 1997)، Th/Ce، Th/Nb (Elliott, 2003)، Th/La (Plank, 2005) و La/Sm (Labanieh et al., 2012) در برابر ترکیب N-MORB از ویژگی‌های آشکار ماگماهای کمانی و نشان‌دهندة مشارکت فاز سیال در غنی‌سازی گوشتة خاستگاه آنهاست (Peate et al., 1997; Hoang et al., 2011; Beaumais et al., 2013). از میان نسبت‌های یادشده، میانگین نسبت‌های Ba/La، و Cs/Rb در بازالت‌های بررسی‌شده به‌ترتیب 5/5 و 11 برابر بیشتر از ترکیب N-MORB هستند. همچنین، نسبت‌های Th/Ce، Th/Nb، Th/La و La/Sm (به‌ترتیب برابر 08/0، 4/0، 19/0 و 6/4) بیشتر از مقدار آنها در ترکیب N-MORB (02/0، 05/0، 05/0 و 95/0) هستند. افزونبراین، نسبت‌های Rb/La، و Cs/La، در بازالت‌های بررسی‌شده (به‌ترتیب برابر 02/1 و 11/0) بیشتر از مقدار آنها در ترکیب N-MORB (22/0 و 009/0) هستند. ناسازگاری Rb و Cs در برابر La و گرایش آنها برای پیوستن به فاز سیال، از علت‌های اصلی بالارفتن این دو نسبت در ماگمای پدیدآمده در پهنه فرورانش هستند. شکل‌های 8- B و 8- B، غنی‌شدگی این بازالت‌ها در برابر ترکیب MORB غنی‌شده را نشان می‌دهند.
شکل 8- نمودارهای نشان‌دهندة مشارکت رسوب‌ها در پیدایش بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران): A) سرشت غنی‌شدة خاستگاه نمونه‌های بررسی‌شده در برابر ترکیب E-MORB. در این نمودار بازالت‌های بررسی‌شده در گسترة ماگماهای کمانهای اقیانوسی و قاره‌ای (Pearce and Peate, 1997) هستند. غنی‌شدگی این بازالت‌ها در راستای دو پیکان A نسبت به محدوده ترکیبی MORB و B به ترتیب نشان‌دهندة مشارکت رسوب‌های در ماگمازایی و افزایش میزان غنی‌شدگی گوشته خاستگاه آنها است؛ B) رابطه معکوس دو نسبت Th/La و Sm/La در سنگ‌های بررسی‌شده که نشان‌دهندة آمیزش گوشته خاستگاه و مذاب پدیدآمده از رسوب‌های فرورانده است (خط‌چین سیاه‌رنگ برای نشان‌دادن رابطه معکوس دو نسبت رسم شده است)
سیال‌های بحرانی برخاسته از لبه فرورونده یا به‌صورت سیال‌های آبگین و یا به‌صورت مذاب سرشار از آب و سیلیس (Modjarrad, 2015; Ghadami et al., 2015) هستند.
افزون‌بر مذاب به‌دست‌آمده از ذوب لبه فرورونده (که بیشتر در پهنه‌های فرورانش جوان یا مناطقی با سرعت فرورانش چشمگیر پدید می‌آیند؛ Kelemen و همکاران، 2003)، سیال‌های آبگین پیامدِ آبزدایی از پوسته سرپانتینیتی‌شدة اقیانوسی (Alt et al., 2012; Bouilhol et al., 2015) یا رسوب‌های روی پوستة اقیانوسی (Plank and Langmuir, 1998; Alt and Shanks, 2006) و یا هر دوی اینها (Saunders et al., 1991; Xiao et al., 2014) هستند.
ستبرای رسوب‌های فرورانده به زیر پهنه‌های فرورانش جهان از کمتر از 100متر (در تونگا) تا بیشتر از 4 کیلومتر (در مکران) متغیر است (Plank and Langmuir, 1998). بیشتر از 50 درصد کل ورودی مواد رسوبی در راستای چهار حاشیه فعال قاره‌ای رخ می‌دهد که مکران یکی از این چهار پهنه است و بخش بزرگی از ورودی رسوب‌های آن، از رسوب‌های آواری هستند (Plank and Langmuir, 1998). برپایه درصد کم مواد بیوژنیک و غلبه ترکیب‌های آواری در این حاشیه‌های فرورانشی، میتوان گفت که ترکیب ورودی‌های رسوبی در این مناطق همانند ترکیب میانگین پوسته بالایی است. از این رو، به‌سادگی نمی‌توان نقش رسوب‌های فرورانده در پیدایش ماگمای بازالتی را از آلایش ماگمای بازالتی به ترکیبات پوسته ای شناسایی کرد. همچنین،، برپایه ستبرای چشمگیر رسوب‌ها و در نتیجه رفتار دینامیکیِ پیچیده آنها در جبهه فرورانشی مکران، پیش‌بینی حجم میانگین رسوب‌های واردشده به گوشته در این پهنه با پیچیدگی‌های بسیاری روبرو است که پرداختن به آن، با وجود اهمیتش، در گنجایش این نوشتار نیست. در ادامه به بررسی امکان رویداد آلایش پوسته‌ای و سپس یافته‌های به‌دست‌آمده درباره مشارکت رسوب‌ها و لبه فرورونده در پیدایش بازالت‌های باختر خاش پرداخته شده است.
با وجود برخی پژوهش‌ها که نشان می‌دهند، ماگمای بازالتی میتواند از 5 تا 18 درصد به ترکیب‌های پوسته‌ای آلایش یابد (Barley, 1986; Aitcheson and Forrest, 1994; Reiners et al., 1995)، برپایه نزدیکی دمای لیکوییدوس و سالیدوسِ ماگمای بازالتی، برخی پژوهشگران دیگر آن را دارای توان کافی برای ذوب مقدار چشمگیری از ترکیب‌های پوسته‌ای و آلایش، پیش از تبلور ندانسته‌اند (McBirney, 2007; Glazner et al., 2007). به‌هر روی، میتوان میان محتوای Mg سنگ با مقدار آلایش پوسته‌ای و جدایش رابطه وارونه‌ای را پیشنهاد کرد؛ زیرا هرچه محتوای Mg سنگ بیشتر باشد، ماگمای سازندة سنگ دمای کمتری را در پی جدایش و تبادل دما با محیط پیرامون خود از دست داده است؛ ازاین‌رو، امکان آلایش نیز در آن کمترین است (Plank and Langmuir, 1993). برپایه مقدار MgO، بازالت‌های بررسی‌شده تحولات چندانی را از سر نگذرانده‌اند و فرایندهای پوسته‌ای (مانند: جدایش بلورینِ کم فشار و آلایش به ترکیب‌های پوسته‌ای) در آنها در کمترین مقدار رخ داده است. افزونبراین، پر حفره‌بودن این بازالت‌ها نشان‌دهندة محتوای گاز فراوانِ ماگما آنهاست. گاز فراوان ماگما، کاهش چگالی و افزایش نیروی محرکه رانش آنها به‌سوی پوسته را در پی داشته است و بالاآمدن مذاب را بسیار آسان کرده است (Couch et al., 2001). ازاین‌رو، کارایی جدایش بلورین و آلایش پوسته‌ای در افزایش عنصرهای LIL، و Th و Pb را به کمترین اندازه ممکن رسانده است.
(پ) مشارکت رسوب‌های و لبه فرورونده:
فازهای سیال آزادشده از لبه فرورونده پوسته اقیانوسی ویژگی‌های زمین‌شیمیایی همانند سیال‌های خروجی از رسوب‌های روی لبه را در ماگمای پدیدآمده در پهنه فرورانش پدید می‌آورند. همچنین، غنی‌شدگی از Th و REE در این گروه از ماگماها بیشتر به سیال‌های آزادشده از رسوب‌های فرورونده نسبت داده می‌شود تا سنگ‌کرة فرورونده اقیانوسی (Hawkesworth et al., 1993; Plank, 2005; Spandler and Pirard, 2013; Dokuz et al., 2013). به گفته دیگر، غنی‌شدگی از Th گواهی بر مشارکت رسوب‌ها و یا مشارکت سیال‌های فوق‌بحرانی یا پیدایش ماگمای آب‌دار دانسته شده‌اند (Beaumais et al., 2013; Xiao et al., 2014). مقدار Th در بازالت‌های بررسی‌شده از 2/2 تا 89/4 (قسمت در میلیون) تغییر میکند. از آنجایی‌که Th، در برابر La، انحلال‌پذیری بیشتری دارد، بیشتر در فاز سیال انباشته می‌شود؛ اما نسبت Sm/La برای ارزیابی میزان غنی یا تهی‌شدگی عنصرهای LRE کارامد است. ازاین‌رو، همخوانی معکوس Th/La در برابر Sm/La بر مشارکت رسوب‌های فرورونده شده در ماگمازایی دلالت دارد (Plank, 2005; Tommasini et al., 2011). نمونه‌های بررسی‌شده در چنین نموداری در میان دو عضو پایانیِ گوشته غنی‌شده و ترکیب GLOSS و همچنین، رسوب‌های توربیدایتی میوسن گزارش‌شدة مکران (Jarrard and Lyle, 1991) جای میگیرند (شکل 8- B).
افزون‌بر سیال‌های به‌دست‌آمده از رسوب‌های فرورانده، غنی‌شدگی ماگما از Pb گواهی بر مشارکت سیال‌های به‌دست‌آمده از آبدهی پوسته اقیانوسی فرورونده شناخته می‌شود (Miller et al., 1994; Plank, 2005). در هنگام رویداد فرایندهای پدیدآورندة ماگماهای فرورانش (نسبت به فرایندهای پدیدآورندة ماگماهای OIB) عنصر Pb ناسازگارتر است (Miller et al., 1994). ازاین‌رو، نسبت Ce/Pb در ماگماهای وابسته به فرورانش معمولاً کمتر از OIB است. این نسبت در ماگماهای بررسی‌شده 64/1 تا 1/11 (میانگین: 4) و کمتر از میانگین آن در بازالت‌های OI (بیشتر از 20) است (White, 2013)؛ اما همانند ماگماهای پهنه‌های فرورانش است. این پدیده میتواند مشارکت پوسته اقیانوسی فرورونده را نشان دهد.
اگر ترکیب‌هارزبورژیت‌هایِ پیشنهادیِ Moslempour و همکاران (2011) برابر با ترکیب تهی‌شده‌ترین پریدوتیت‌های مکران باشد، آنگاه میتوان با به‌کارگیری از الگوی آمیختگی دوتایی (Binary mixing) (Albarede, 1996) و برپایه فراوانی عنصرهای La، Sm، Ce، Pb، و Th در مذاب پدیدآمده از 5 درصد ذوب تعادلی هارزبورژیت‌های مکران (Moslempour et al., 2011)، و ترکیب GLOSS (Plank and Langmuir 1998) چنین برآورد کرد که مافیک‌ترین بازالت‌های خاش دستاورد مشارکت نزدیک به 16 درصدیِ رسوب‌های فرورانده هستند. همچنین، برپایه نسبت‌های ایزوتوپی به‌دست‌آمده برای یکی از رخنمون‌های بازالتی بررسی‌شده (87Sr/86Sr= 0.705139, 206Pb/204Pb= 18.639, 207Pb/204Pb= 15.612, 208Pb/204Pb= 38.665)، Saadat و Stern (2011) مشارکت رسوب‌ها و در پی آن، فرایند آلایش خاستگاه گوشتهای با سرب آزادشده از رسوب‌های فرورونده را در پیدایش این بازالت‌ها پیشنهاد کرده‌اند.
(ت)جدایش بلوری:
چنانچه اگفته شد، فرایند جدایش بلوری کانی‌ها در بازالت‌های بررسی‌شده نقش پر رنگی در افزایش فراوانی عنصرهای ناسازگار نداشته است؛ هرچند، دارابودن فنوکریست‌های الیوین، رخداد جدایش بلوری پر فشار (McBirney, 2007) در این بازالت‌ها را نشان می‌دهد. آتشفشانهای تکزاد باختر شهرستان خاش در فواصل کمابیش نزدیک (کمتر از 3 کیلومتر) از یکدیگر هستند و ازاین‌رو، میتوان یک مخزن ماگمایی را برای همه آنها در نظر گرفت که ماگماهایی با جدایش‌یافتگی کم از آن خارج شده‌اند.
در نمودارهای‌هارکر بر پایه درصد MgO (شکل 9) روندهایی دیده نمی‌شوند که به‌گونه چشمگیری افزایش یا کاهش عنصرهای را نشان دهند. تنها کاهش نسبی Cr و CaO، همراه با کاهش MgO، جدایش بلوری پیروکسن را (شکل‌های 9- A و 9- B) و روند تغییرات Ni در برابر MgO در نمودارهای هارکر نیز جدایش بلوری اندکِ الیوین (در نمونه‌های با MgO بیشتر از 7 درصد وزنی) را نشان می‌دهند (شکل 9- C).
جدایش پیروکسن و تا اندازه‌ای الیوین در نمودار Al2O3/CaO در برابر FeO/MgO نیز دیده می‌شود (شکل 9- D). آنومالی منفی بسیار کم Eu در بازالت‌های باختر خاش (میانگین برابر با 97/0)، نشان‌دهندة جدایش کمِ پلاژیوکلاز (Rollinson, 1993) است.
شکل 9- بازالت‌های باختر خاش (جنوب‌خاوری ایران) در نمودار تغییراتِ: A) CaO؛ B) Cr؛ C) Ni در برابر درصد MgO؛ D) نمودار تغییر نسبت CaO/Al2O3 در برابر عدد منیزیمی (Fe*/Mg)
نتیجه گیری
بازالت‌های باختر خاش ترکیبی نزدیک به بازالت‌های نخستین و ویژگی‌های زمین‌شیمیایی ماگماهای حاشیه‌های فعال قاره دارند. این ویژگی‌ها وابستگی این سنگ‌ها به فرورانش سنگ‌کرة اقیانوسی عمان به زیر سنگ‌کرة قاره‌ای اوراسیا را نشان می‌دهد. بازالت‌های بررسی‌شده پیامد ذوب اندکِ (از 2 تا 10 درصد) یک گوة گوشتهای غنی‌شده با سیال‌های آزادشده از آبدهی لبه فرورونده و رسوب‌های روی آن هستند. این بازالت‌ها پس از پیدایش دچار تحولات چندانی نشده‌اند. همچنین، اثر آلایش پوسته‌ای و جدایش بلوری در غنی‌شدگی آنها از عنصرهای ناسازگار در کمترین اندازة ممکن بوده است.
سپاسگزاری
تجزیه کانی‌ها به روش ریزکاو الکترونی نتیجه تلاش‌های بی‌دریغ آقای دکتر هال در دانشگاه نیوبرانزیوک است. همچنین، داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیه سنگ‌ها نتیجه پیگیری‌های آقای دکتر جورج سیاسیوس (شرکت اکمی- ترکیه) است. بدین‌گونه از همکاری آنها صمیمانه سپاسگزاری می‌شود. همچنین، نگارندگان از همراهی صحرایی و پشتیبانی لجستیکی آقایان عباس مسلمی و امان‌ا... آبچر سپاس‌گزار هستند. از داوران گرامی مجله پترولوژی برای بررسی و تصحیح این نوشتار سپاسگزاری می‌شود.
)