Document Type : Original Article
Authors
1 Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran
2 Department of mining engineering, Faculty of Mining, Civil, Chemical Engineering, Birjand University of technology, Birjand, Iran
Abstract
Keywords
منطقه سنگ رهوزگ در 80 کیلومتری جنوب بیرجند و میان طولهای جغرافیایی خاوری '14°59 تا '20°59 و عرضهای جغرافیایی شمالی '19°32 تا '22°32 جای دارد. این منطقه در نزدیکی روستای سنگ رهوزگ، در محدوده نقشه زمینشناسی 1:100000مختاران (Movahhed-avval and Emami, 1978) است و از دیدگاه ساختاری در لبة خاوری بلوک لوت (Karimpour et al., 2011) جای دارد. بلوک لوت از سنگهای دگرگونیِ پیش از ژوراسیک و سنگهای رسوبیِ ژوراسیک، همراه با تودههای آذرین درونی ژوراسیک تا ترشیری (با ترکیب بیشتر گرانیتوییدی) ساخته شده و با گدازههای مافیک تا فلسیک ترشیری پوشیده شده است (Arjmandzadeh and Santos, 2014).
در منطقه سنگ رهوزگ، گدازههای آندزیتی و داسیتیِ ترشیری همراه با سنگهای آذرآواری (مانند: توف و برش) هستند و گدازههای بازیک آنها را پوشاندهاند. بررسیهای سنگشناسی انجام شده دربارة ولکانیسم ترشیری در برخی مناطق جنوب و جنوبباختری بیرجند نشان میدهد که سنگهای گدازهای و نیمهعمیق این منطقه دارای سرشت آداکیتی هستند (Ketabi, 2010; Zarrinkoub et al., 2011; Mohammadi et al., 2011; Sadri, 2011; Fakuri, 2013; Aboutalebi, 2014; Ketabi et al., 2015). بر پایه بررسیهای انجامشده، پهنه زمینساختی پیدایش این سنگها وابسته به فرورانش دانسته شده است.
برای نخستینبار، سنگهای آداکیتی در جزایر آداک شناسایی شدند (Kay, 1978). این سنگها مقادیر MgO بالا، غنیشدگی LILE و نسبت Sr/Y بالایی هستند. Defant و Drummond (1990) واژه آداکیت را برای سنگهای آذرین اسیدی و حد واسط سرشار از سدیم بهکار بردهاند. به باور Martin و همکاران (2005)، آداکیتها به دو دسته آداکیتهای پر سیلیس و کم سیلیس ردهبندی شدهاند. آداکیتهای پر سیلیس (که MgO کمی دارند) از ذوب مستقیم پوسته زیرین پدید میآیند و آداکیتهای کم سیلیس (که MgO بالایی دارند) پیامد ذوب گوشته هستند (Castillo, 2012). این دو گروه از آداکیتها در مقدار Sr و Nd و نیز نسبتهای Cr/Ni و Sr/Y تفاوت آشکاری نشان میدهند. مقدار LREE، Nd و Ti در آداکیتهای پر سیلیس کمتر از آداکیتهای کم سیلیس است. یکی از ویژگیهای مجموعههای آداکیتی، همراهی بازالتهای Nb بالا (با Nb بیشتر از ppm 20) (Defant et al., 1992; Hastie et al., 2011) و بازالتهای سرشار از Nb (با Nb برابر ppm 5 تا ppm 20) (Defant et al., 1991; Hastie et al., 2011) در ارتباط با این مجموعههاست (Imaoka et al., 2014; Mazhari, 2016). این بازالتها سرشت سری ماگمایی آلکالن را دارند و از Al2O3، P2O5 و MgO غنیشدگی نشان میدهند. همچنین، از عنصرهای با قدرت میدان بالا (HFSE) بهویژه Nb سرشار هستند (Petrone and Ferrari, 2008; Mazhari, 2016). در سالهای اخیر، در بررسیهای زمینشیمیایی دقیق روی سنگهای آذرینِ پس از ائوسن در بخشهای مختلف (مانند: شمالباختری، شمالخاوری و خاور ایران) برخی از این سنگها، سنگهای آداکیتی دانسته شدهاند (Ghasemi et al., 2010; Jamshidi et al., 2014; Pirmohammadi Alishah, 2015; Modjarrad, 2015; Jamshidi et al., 2015a, b; Ghadami et al., 2015; Jalili Ghareh Ghaye et al., 2015; Pirmohammadi Alishah and Jahangiri, 2015). بر پایه یافتههای این پژوهشها، ماگمای سازنده سنگهای آداکیتی از ذوببخشی یک خاستگاه گارنتآمفیبولیتی یا اکلوژیتی (که از دگرگونی سنگکره اقیانوسیِ فرورانده شدة نئوتتیس پدیدآمده است) و گاه در ارتباط با جایگاه پس از برخورد پدید آمده است.
در ایران، Azizi و همکاران (2014) بازالتهای Nb بالای منطقه قروه (در پهنه سنندج- سیرجان) و Mazhari (2016) بازالتهای Nb بالای جنوبباختری سبزوار را وابسته به ماگماتیسم آداکیتی دانستهاند. با توجه به کمبود در زمینه پژوهشهای جامع درباره زمینشناسی، ویژگیهای زمینشیمیایی و جایگاه زمینساختی گدازههای ترشیری منطقه سنگ رهوزگ و نیز ابهامهایی درباره جایگاه خاستگاه ماگمای سازنده این سنگها، این واحدهای سنگی بسیار نیازمند انجام بررسیهای سنگشناسی هستند. در این پژوهش تلاش شده است تا با بهرهگیری از بررسیهای زمینشناسی، ویژگیهای سنگشناسی و تحلیل دادههای زمینشیمیایی سنگهای بررسیشده، خاستگاه و پهنه زمینساختی پیدایش گدازههای حد واسط- اسیدی و همچنین، بازالت سرشار از Nb همراه آنها در منطقه سنگ رهوزگ تا اندازهای روشن شود.
زمینشناسی منطقه
در منطقه سنگ رهوزگ چهار گروه سنگی شامل سنگهای دگرگونی، رسوبی، آذرآواری و گدازهای رخنمون دارند ( شکل 1). رخنمون کمابیش کوچکی از سنگهای دگرگونی با ترکیب فیلیت (با سن کرتاسه پسین یا کهنتر) (Movahhed-avval and Emami, 1978) در بخشهای جنوبی منطقه دیده میشود. مرز گسلی سنگهای رسوبی (که از کنگلومرا، ماسهسنگ و مارنهای پالئوژن ساخته شدهاند) را از واحد فیلیت جدا کرده است. روندهای ساختاری فراوانی در این گستره دیده میشوند؛ اما مهمترین پهنههای گسلی در راستای کمابیش خاوری- باختری هستند (شکل 1). نقش مولفه قائم و عملکرد راندگی در پهنه گسلی خاوری- باختری در جنوب سنگ رهوزگ، راندگی فیلیتهای کرتاسه پسین روی واحدهای پالئوژن را در پی داشته است. دنبالة خاوری این پهنه گسلی در بیرون از این منطقه، دستخوش تغییر شده و به روند شمالباختری- جنوبخاوری و در پایان به روند شمالی-جنوبی (روند اصلی در پهنه ساختاری سیستان) پیوسته است.
فعالیت آتشفشانی در منطقه سنگ رهوزگ با پیدایش گدازههای آندزیتی و سنگهای آذرآواری (توف، برش و آگلومرا) در ائوسن آغاز شده است که بیشتر در بخشهای مرکزی و شمالی این محدوده رخنمون دارند (شکل 1). ادامه فعالیت آتشفشانی ترشیری پیدایش گدازههای آندزیتی و داسیتی پالئوژن را در پی داشته است که دارای گسترش کمابیش گسترده در بخشهای مرکزی این محدوده بوده و سرانجام با آشکارشدن رخنمونهای کوچکی از گدازههای بازالتی پایان یافته است (شکل 1). سنگهای بررسیشده در این پژوهش، شامل گدازههای حد واسط- اسیدی پالئوژن و واحد بازالتی نئوژن هستند. آندزیت با گسترش چشمگیر و بهرنگ خاکستری (شکل 2-A) و گاه مایل به صورتی، در باختر و جنوبباختری محدودة بررسیشده (از خاور روستای زرخان تا باختر و شمالباختری رهوزگ) رخنمون دارد (شکل 1).
شکل 1- نقشه زمینشناسی منطقه سنگ رهوزگ، بر گرفته از نقشه 1:100000 مختاران ( Movahhed-avval and Emami, 1978)
میزان هوازدگی و خردشدگی در این سنگها کمابیش بالا بوده و بیشتر بهصورت تپههای کمارتفاع دیده میشود (شکل 2-A). توده داسیتی به شکل گنبدی و به رنگ روشن (شکلهای2-A و B) از حاشیه شمالباختری روستای سنگ تا خاور رهوزگ گسترش یافته است (شکل 1). همچنین رخنمونهای کوچکی از گدازههای داسیتی در شمال و شمالباختری روستای رهوزگ دیده میشود. در حاشیه خاوری و جنوبی گنبد داسیتی، واحدهای آذرآواری متشکل از توف- برش در قاعده داسیت رخنمون دارد (شکل 2- B). از ویژگیهای داسیت میتوان به حضور ساختارهای ناشی از انجماد نظیر درزههای انقباضی، فرسایش پوست پیازی و لانه زنبوری اشاره نمود. جوانترین واحد گدازهای در منطقه سنگ رهوزگ شامل بازالتهای نئوژن با گسترش بسیار محدود است که در باختر روستای رهوزگ روی آندزیت رخنمون دارد (شکل 2- C). بازالتها به رنگ سبز تیره و آفانیتیک بوده و ساخت ستونی نشان میدهد (شکل 2- D). ذکر این نکته لازم است که دگرسانی توفها که از گسترش قابل توجهی در منطقه بررسی شده برخوردار هستند، سبب تشکیل پهنههای بنتونیتی در برخی نقاط گردیده است که میتواند حائز اهمیت اکتشافی باشد.
شکل 2- تصاویر صحرایی گدازههای منطقه سنگ رهوزگ. A) رخنمون آندزیت با رنگ خاکستری و مورفولوژی ملایم در باختر رهوزگ (دید بهسوی خاور)، B) گنبدی داسیتی در شمالباختری روستای سنگ (دید بهسوی شمالباختری)، C) حضور بازالت روی آندزیت در باختر روستای رهوزگ (دید بهسوی شمال)، D) ساخت ستونی در گدازههای بازالتی باختر رهوزگ (دید بهسوی شمال).
روش انجام پژوهش
پس از برداشتهای صحرایی و نمونهبرداری، شمار 120 مقطع نازک تهیه و بررسیهای میکروسکوپی انجام شد. سپس، برپایه تنوع سنگشناسی گدازهها، شمار 15 نمونه با دگرسانی کمتر برگزیده و به آزمایشگاه زمینشیمی ACME کانادا فرستاده شد. نمونهها به روش بسته ترکیبی با کد4A02 (با روشICP-ES) برای عنصرهای اصلی، مواد فرار و برخی عنصرهای کمیاب و بسته ترکیبی با کد 4B03 (با روش ICP-MS) برای عنصرهای کمیاب و خاکی نادر دیگر تجزیه شیمیایی شدند (جدول 1). برای رسم نمودارهای مورد نیاز، نرمافزارهای GCDkit و CorelDraw بهکار برده شدند.
سنگنگاری
سنگهای آتشفشانی منطقه سنگ رهوزگ دارای ترکیب داسیت، آندزیت (پیروکسنآندریت) و بازالت هستند که در زیر به بررسی آنها پرداخته شده است:
داسیتها: بافت اصلی این سنگها، پورفیری با زمینه ریزدانه (شکلهای3-A و 3- B) و گاه پویکیلیتیک است. فنوکریستهای پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول (هورنبلند)، 25تا30 درصد حجم سنگ و زمینه ساختهشده از بلورهای ریز پلاژیوکلاز و کوارتز 70 تا 75 درصد حجم سنگ را ساختهاند. فراوانترین فنوکریستِ داسیتها، بلورهای پلاژیوکلاز بهمیزان 55 تا 60 درصد حجمی است. بلورهای پلاژیوکلاز شکلدار تا نیمهشکلدار هستند. بیشتر پلاژیوکلازها دارای ماکل پلیسنتتیک (شکل 3- B) هستند و بافت غربالی، بههمراه منطقهبندی، نشان میدهند. دارابودن بافت غربالی میتواند نشاندهندة آمیزش ماگمایی و یا ناپایداری بلورهای پلاژیوکلاز در هنگام حرکت پرشتاب ماگما بهسوی بالا باشد (Stewart and Pearce, 2004). بافتهای وابسته به رشد بلور بهشکل غربالی، منطقهبندی و حاشیه واجذبی هستند که هنگام تغییر تعادل بلور- مذاب در پی تغییر دما، میزان آب، فشار و یا ترکیب مذاب درحال تبلور پدیدار میشوند (Renjith, 2014). منطقهبندی میتواند در پی تبلور دو مرحلهای، تبلور پلاژیوکلاز در پی انتقال ماگمایی و تبلور دو مرحلهای در پی وقفه نیز روی دهد (Nelson and Montana, 1992; Ustunisik et al., 2014). از ویژگیهای دیگر این کانی در داسیتها میتوان خوردگی خلیجی (شکل 3- B) را نام برد که از نشانههای دیگر نبود تعادل در هنگام تبلور این کانی است.
آمفیبول نوع هورنبلند، نزدیک به 10 درصد فنوکریستهای سازندة این سنگها را در بر گرفته است. حضور هورنبلند نشانه وجود آب در هنگام پیدایش ماگماست (White et al., 2014). درشتبلورهای شکلدار تا نیمهشکلدار هورنبلند (شکل 3- B) گاه دارای ماکل تیغهای هستند. همچنین، نشانههای تحلیلشدگی نشان میدهند و در لبههای برخی از آنها کانی کدر (مگنتیت) جایگزین شدهاند. بلورهای بیوتیت، نیمهشکلدار تا بیشکل (شکلهای3- A و 3- B) هستند. این بلورها گاه دارای لبههای خوردهشده و کدر هستند و نزدیک به 15درصد حجم فنوکریستها را در بر میگیرند. این سنگها دارای مقدار کمی فنوکریست کوارتز هستند. این کانی بیشتر بهصورت ریزبلور در زمینه سنگ دیده میشود. کلسیت و سریسیت از کانیهای دگرسانی بوده و زیرکن کانی کمیاب است.
جدول 1- دادههای تجزیه شیمیایی گدازههای منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) (عنصرهای اصلی برپایه درصد وزنی و عنصرهای کمیاب برپایه ppm) (AB: آلکالیبازالت؛ A: آندزیت؛ D: داسیت)
|
Sample No. |
S41 |
S140 |
S153 |
S129 |
S22 |
S160 |
S182 |
S16 |
|
|
Rock type |
AB |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
|
|
Location |
X |
32°20′10.02″ |
32°20′52″ |
32°20′10.8″ |
32°20′1.45″ |
32°21′10.65″ |
32°19′57.1″ |
32°20′26.3″ |
32°21′0.5″ |
|
Y |
59°15′47.15″ |
59°16′17.8″ |
59°17′32.5″ |
59°16′37.5″ |
59°18′43.12″ |
59°14′54.6″ |
59°15′57″ |
59°17′41.9″ |
|
|
SiO2 |
46.2 |
56.65 |
57.54 |
57.57 |
58.68 |
59.45 |
60.97 |
61.66 |
|
|
TiO2 |
1.52 |
0.72 |
0.75 |
0.76 |
0.56 |
0.66 |
0.55 |
0.5 |
|
|
Al2O3 |
14.24 |
16.62 |
16.6 |
17.63 |
16.27 |
16.63 |
15.92 |
15.6 |
|
|
Fe2O3T |
10.08 |
6.63 |
5.91 |
5.37 |
4.67 |
5.06 |
5.08 |
4.18 |
|
|
MnO |
0.14 |
0.08 |
0.05 |
0.16 |
0.05 |
0.12 |
0.08 |
0.07 |
|
|
MgO |
11.79 |
4.32 |
2.9 |
1.23 |
3.7 |
2.7 |
3.28 |
3.08 |
|
|
CaO |
8.47 |
6.96 |
5.74 |
5.37 |
5.37 |
5.55 |
5.38 |
4.36 |
|
|
Na2O |
3.28 |
3.51 |
3.7 |
3.98 |
3.59 |
3.68 |
3.74 |
3.63 |
|
|
K2O |
1.22 |
1.63 |
2.94 |
2.98 |
2.04 |
3.14 |
2.1 |
2.92 |
|
|
P2O5 |
0.37 |
0.22 |
0.32 |
0.32 |
0.25 |
0.3 |
0.2 |
0.23 |
|
|
LOI |
2.1 |
2.4 |
3.2 |
4.3 |
4.5 |
2.2 |
2.4 |
3.4 |
|
|
Total |
99.41 |
99.74 |
99.65 |
99.67 |
99.68 |
99.49 |
99.7 |
99.63 |
|
|
Mg# |
0.70 |
0.52 |
0.61 |
0.56 |
0.50 |
0.57 |
0.31 |
0.60 |
|
|
Ni |
295 |
76 |
47 |
35 |
58 |
30 |
59 |
42 |
|
|
Sc |
22 |
18 |
14 |
14 |
11 |
13 |
11 |
10 |
|
|
Ba |
710 |
654 |
1129 |
1280 |
1183 |
1789 |
871 |
1130 |
|
|
Co |
53.3 |
23.1 |
22.6 |
32.2 |
15.3 |
23.3 |
19.7 |
13.5 |
|
|
Cs |
0.5 |
2.4 |
1.7 |
1.8 |
1 |
5.1 |
3 |
1.9 |
|
|
Ga |
16.2 |
17.5 |
16.7 |
19.5 |
16.8 |
17.4 |
16.3 |
16.5 |
|
|
Hf |
3.4 |
3.1 |
3.8 |
3.8 |
3.1 |
4.5 |
3.5 |
3.4 |
|
|
Nb |
14.9 |
7.3 |
12.9 |
13.3 |
9.7 |
12.2 |
8.1 |
8.6 |
|
|
Rb |
27.7 |
54.7 |
82.3 |
80.2 |
29.5 |
105.4 |
83.9 |
71.9 |
|
|
Sr |
1105 |
633.9 |
949.2 |
1010.5 |
826 |
977.7 |
699.6 |
689.4 |
|
|
Ta |
0.7 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
0.6 |
0.7 |
0.4 |
0.6 |
|
|
Th |
9 |
8.1 |
14.1 |
15.4 |
11.1 |
22 |
9.2 |
11.5 |
|
|
U |
1.3 |
1.5 |
3.2 |
2.3 |
1.4 |
5.1 |
2.4 |
2.2 |
|
|
V |
175 |
140 |
119 |
145 |
101 |
129 |
109 |
94 |
|
|
Zr |
158.1 |
119.8 |
153.3 |
151.7 |
123.2 |
177 |
124 |
131.8 |
|
|
Y |
18.3 |
15.4 |
15.9 |
16.6 |
11 |
17.3 |
12.3 |
10.6 |
|
|
La |
34.7 |
25.6 |
43.2 |
44 |
33.3 |
50.3 |
24.5 |
33.8 |
|
|
Ce |
64.2 |
45.5 |
73.3 |
78.1 |
57.3 |
84.9 |
42.1 |
54.7 |
|
|
Pr |
7.14 |
5 |
7.63 |
8.25 |
6.13 |
9.37 |
4.7 |
5.99 |
|
|
Nd |
26.8 |
18.1 |
27.7 |
28.5 |
21.9 |
31.6 |
16.7 |
21.5 |
|
|
Sm |
4.91 |
3.6 |
4.58 |
4.75 |
3.29 |
4.98 |
2.83 |
3.25 |
|
|
Eu |
1.48 |
0.97 |
1.23 |
1.26 |
0.96 |
1.43 |
0.84 |
0.91 |
|
|
Gd |
4.53 |
3.4 |
4.02 |
4.12 |
2.89 |
4.39 |
2.62 |
2.66 |
|
|
Tb |
0.63 |
0.49 |
0.53 |
0.54 |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
0.38 |
|
|
Dy |
3.63 |
2.82 |
2.94 |
2.98 |
2.18 |
3.08 |
2.21 |
1.8 |
|
|
Ho |
0.64 |
0.53 |
0.57 |
0.55 |
0.42 |
0.58 |
0.41 |
0.38 |
|
|
Er |
1.77 |
1.5 |
1.57 |
1.45 |
1.05 |
1.48 |
1.16 |
1.03 |
|
|
Tm |
0.27 |
0.22 |
0.22 |
0.24 |
0.17 |
0.26 |
0.18 |
0.17 |
|
|
Yb |
1.62 |
1.43 |
1.4 |
1.34 |
1.06 |
1.61 |
1.1 |
1.06 |
|
|
Lu |
0.24 |
0.22 |
0.21 |
0.24 |
0.16 |
0.27 |
0.17 |
0.16 |
|
|
Eu/Eu* |
0.9 |
1 |
1 |
0.8 |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
1 |
|
|
LaN/YbN |
14.4 |
21.1 |
21.2 |
15 |
20.8 |
12.1 |
22.1 |
21.5 |
|
جدول 1- ادامه
|
Sample No. |
S102 |
S5 |
S24 |
S54 |
S70 |
S145 |
S190 |
|
|
Rock type |
A |
A |
A |
D |
D |
D |
D |
|
|
Location |
X |
32°20′33.2″ |
32°20′31.87″ |
32°21′19.2″ |
32°21′6.6″ |
32°20′21.4″ |
32°20′32.6″ |
32°19′27.4″ |
|
Y |
59°18′24.9″ |
59°19′1.29″ |
59°18′10.2″ |
59°15′43.1″ |
59°18′2.3″ |
59°17′10.2″ |
59°16′2.8″ |
|
|
SiO2 |
62.2 |
62.55 |
62.76 |
63.05 |
63.24 |
64.24 |
68.48 |
|
|
TiO2 |
0.43 |
0.44 |
0.46 |
0.54 |
0.46 |
0.47 |
0.46 |
|
|
Al2O3 |
15.93 |
15.61 |
15.47 |
16.11 |
15.91 |
15.97 |
15.59 |
|
|
Fe2O3T |
3.9 |
4.04 |
4.29 |
4.55 |
4.08 |
4 |
3.05 |
|
|
MnO |
0.06 |
0.05 |
0.07 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.01 |
|
|
MgO |
2.62 |
2.45 |
1.12 |
0.8 |
1.74 |
1.41 |
0.4 |
|
|
CaO |
4.7 |
4.68 |
4.73 |
4.29 |
4.05 |
4.29 |
3.79 |
|
|
Na2O |
3.84 |
3.69 |
3.6 |
3.65 |
3.76 |
3.61 |
3.78 |
|
|
K2O |
2.42 |
2.55 |
2.57 |
2.75 |
2.66 |
2.59 |
2.75 |
|
|
P2O5 |
0.19 |
0.21 |
0.2 |
0.19 |
0.22 |
0.21 |
0.14 |
|
|
LOI |
3.4 |
3.4 |
4.4 |
3.8 |
3.6 |
2.9 |
1.4 |
|
|
Total |
99.69 |
99.67 |
99.67 |
99.74 |
99.74 |
99.72 |
99.85 |
|
|
Mg# |
0.57 |
0.55 |
0.34 |
0.26 |
0.46 |
0.41 |
0.21 |
|
|
Ni |
33 |
37 |
34 |
46 |
42 |
32 |
20 |
|
|
Sc |
9 |
9 |
9 |
11 |
9 |
9 |
6 |
|
|
Ba |
1007 |
1099 |
1121 |
1125 |
1059 |
1060 |
715 |
|
|
Co |
11.6 |
11.9 |
10.9 |
9.8 |
11.2 |
10.7 |
6.1 |
|
|
Cs |
2.1 |
2 |
1.9 |
1.6 |
1.9 |
1 |
1.9 |
|
|
Ga |
15.4 |
15.9 |
15.7 |
15.8 |
16.8 |
17.6 |
15.6 |
|
|
Hf |
2.9 |
3.2 |
3 |
3.3 |
3.3 |
3.4 |
4.4 |
|
|
Nb |
8.1 |
8.4 |
8.5 |
8.1 |
8.5 |
8.8 |
9.1 |
|
|
Rb |
64.3 |
69.1 |
64.7 |
73.7 |
68.4 |
45.8 |
79.7 |
|
|
Sr |
732.2 |
697.6 |
732.1 |
643.7 |
739.9 |
702.5 |
347.1 |
|
|
Ta |
0.4 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.6 |
0.5 |
0.7 |
|
|
Th |
11.3 |
10.7 |
10.7 |
9.1 |
11.9 |
11.4 |
12.7 |
|
|
U |
3 |
2.5 |
2 |
1.9 |
2 |
2.1 |
2.4 |
|
|
V |
81 |
85 |
48 |
86 |
79 |
81 |
55 |
|
|
Zr |
115.5 |
129.8 |
116 |
128.5 |
119.5 |
126.5 |
159.5 |
|
|
Y |
10.2 |
9.5 |
9.3 |
11 |
7.4 |
9.6 |
10.9 |
|
|
La |
29.4 |
31.4 |
31.8 |
26.4 |
33.2 |
31.2 |
26.9 |
|
|
Ce |
51.7 |
53.2 |
51.2 |
43.3 |
48.5 |
52.7 |
45.6 |
|
|
Pr |
5.22 |
5.69 |
5.49 |
4.78 |
5.6 |
5.68 |
4.83 |
|
|
Nd |
17.9 |
19.3 |
19.3 |
18.3 |
19.3 |
18.8 |
16.6 |
|
|
Sm |
2.84 |
3 |
2.88 |
3.23 |
2.81 |
3.39 |
2.98 |
|
|
Eu |
0.85 |
0.8 |
0.77 |
0.9 |
0.81 |
0.83 |
0.8 |
|
|
Gd |
2.52 |
2.58 |
2.57 |
2.71 |
2.12 |
2.59 |
2.83 |
|
|
Tb |
0.33 |
0.34 |
0.33 |
0.41 |
0.27 |
0.37 |
0.41 |
|
|
Dy |
1.75 |
2 |
1.72 |
2.12 |
1.43 |
1.81 |
2.09 |
|
|
Ho |
0.34 |
0.34 |
0.33 |
0.36 |
0.26 |
0.35 |
0.37 |
|
|
Er |
0.88 |
0.91 |
0.88 |
1.1 |
0.66 |
0.92 |
1.03 |
|
|
Tm |
0.14 |
0.14 |
0.14 |
0.17 |
0.1 |
0.13 |
0.15 |
|
|
Yb |
0.88 |
0.93 |
0.89 |
1.01 |
0.67 |
0.84 |
1.03 |
|
|
Lu |
0.15 |
0.14 |
0.14 |
0.14 |
0.1 |
0.12 |
0.14 |
|
|
Eu/Eu* |
0.9 |
0.8 |
0.9 |
0.9 |
1 |
0.9 |
0.9 |
|
|
LaN/YbN |
22.5 |
22.8 |
24.1 |
17.6 |
33.4 |
25 |
17.6 |
|
|
Eu*= Eucn/(Smcn·Gdcn)0.5 (Topuz et al., 2011). |
cn: مقادیر بهنجار شده عنصرهای خاکی نادر نسبت به کندریت |
|||||||
شکل 3- تصویرهای میکروسکوپیِ XPL از: A، B) بافت پورفیری با زمینه ریز دانه و حضور فنوکریستهای پلاژیوکلاز با ماکل پلیسنتتیک و خوردگی خلیجی، بیوتیت و هورنبلند (داسیت)؛ C، D) بافتهای ویتروفیری و پورفیری با زمینه میکرولیتی و حضور فنوکریستهای پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن و هورنبلند (آندزیتها)؛ E، F) بافت های پورفیری و تدریجی و کانیهای پلاژیوکلاز، الیوین و کلینوپیروکسن (بازالت) (نام اختصاری کانیها برگرفته از Whitney و Evans (2010) است)
آندزیت- پیروکسنآندریت: بافت اصلی این سنگها ویتروفیری است (شکل 3- C). از بافتهای دیگر دیدهشده در این سنگها میتوان بافت پورفیری با زمینه میکرولیتی (شکل 3- D)، جریانی و تدریجی را نام برد. بیشتر فنوکریستها شامل پلاژیوکلاز (65 تا 70 درصد حجمی)، اوژیت (15 تا 20 درصد حجمی) و هورنبلند (5 تا 10 درصد حجمی) هستند (شکلهای 3- C و 3- D). بیشتر بلورهای کمابیش ریز پیروکسن به کلریت و به مقدار کمتر، اپیدوت دگرسان شدهاند. بلورهای شکلدار تا نیمهشکلدار هورنبلند قهوهای بیشتر دارای لبههای اپاسیته هستند (شکل 3- D) و ماکل تیغهای نشان میدهند. پلازیوکلازها گاه دارای لبههای گردشده هستند و به کربنات دگرسان شدهاند. زمینه سنگ بیشتر از میکرولیتهای پلاژیوکلاز، بههمراه مقدار کمی پیروکسن و آمفیبول ساخته شده است. حضور مقداری سانیدین در زمینة برخی نمونهها، ترکیب آنها را به تراکیآندزیت نزدیک کرده است.
بازالت: بافت اصلی این سنگ پورفیری (شکلهای 3- E و 3- F) و گاه پورفیری با زمینه میکرولیتیِ شیشهای است. بلورهای پلاژیوکلاز کمابیش ریز، شکلدار تا نیمهشکلدار (شکلهای 3- E و 3- F) و گاه دارای منطقهبندی هستند. در این سنگها پلاژیوکلاز بهمیزان 45 تا 50 درصد حجمی، الیوین20 تا 25 درصد حجمی و پیروکسن 15 تا 20 درصد حجم سنگ را ساختهاند. از بافتهای دیگر دیدهشده، میتوان بافت تدریجی را نام برد (شکل 3- F).
زمینشیمی
برای بررسی ویژگیهای زمینشیمیایی گدازههای منطقه سنگ رهوزگ، از داده های عنصرهای اصلی، کمیاب و خاکی نادر بهره گرفته شده است (جدول 1). سنگهای آتشفشانی منطقه سنگ رهوزگ دارای SiO2 از 2/46 تا 48/68 درصد وزنی، Al2O3 (24/14 تا 63/17 درصد وزنی)، MgO (4/0 تا 79/11 درصد وزنی)، Fe2O3T (05/3 تا 08/10 درصد وزنی)، K2O (22/1 تا 14/3 درصد وزنی)، Na2O (28/3 تا 98/3 درصد وزنی) و نسبت بالای Na2O/K2O (بیشتر از 1) هستند. میزان Mg# در این سنگها از 21 تا 70 است.
در نمودار SiO2 در برابر Zr/TiO2، گدازههای سنگ رهوزگ در محدوده آلکالیبازالت، آندزیت و داسیت جای میگیرند (شکل 4- A). در نمودار شناسایی سری ماگمایی برپایه SiO2 در برابر Na2O+K2O، نمونههای اسیدی و حد واسط در گسترة سابآلکالن و نمونه بازالتی در گسترة آلکالن هستند (شکل 4- B).
شکل 4- گدازههای سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در: A) نمودار نامگذاری برپایه SiO2 در برابر Zr/TiO2 (Winchester and Floyd, 1977)؛ B) نمودار شناسایی سری ماگمایی Na2O+K2O در برابر SiO2 (Irvine and Baragar, 1971)
در نمودار چندعنصریِ بهنجارشده در برابر ترکیب گوشته اولیه (Sun and McDonough, 1989)، نمونههای حد واسط و اسیدی منطقه سنگ رهوزگ، از LILE (مانند: Ba، Rb و Th) در برابر HFSE (مانند: Nb و Ti) غنیشدگی نشان میدهند (شکل 5- A). این پدیده از ویژگیهای ماگماهای وابسته به کمان است (Kazimoto and Ikingura, 2014). در نمودار عنصرهای خاکی نادرِ بهنجارشده در برابر ترکیب کندریت (Boynton, 1984)، این سنگها از LREE در برابر HREE غنیشدگی دارند (شکل 5- C). همچنین، HREE روندهای کمابیش همواری نشان میدهند. محتوای کم HREE (YbN<8ppm) و همچنین، نسبت بالای Y/Yb (59/11-10) در این سنگها، نشاندهندة خاستگاهی با فاز بجامانده گارنت است (Ge et al., 2002; Morata et al., 2005; Qin et al., 2010; Ahmadian et al., 2016).
روندهای کمابیش همانند و موازیِ نمونههای اسیدی و حد واسط در نمودارهای چندعنصری میتوانند نشاندهندة خاستگاه یکسان برای این سنگها باشد. نمونه بازالتی منطقه سنگ رهوزگ دارای 52/1 درصد وزنی TiO2، Nb برابر 9/14 ppm، نسبت Nb/La برابر 43/0و HFSE بالاست. این ویژگیها نشاندهندة بازالتهای سرشار از Nb هستند (Petrone and Ferrari, 2008). برپایه پیشنهاد Kepezhinskas و همکاران (1997) و Defant و Kepezhinskas (2001)، بازالتهای سرشار از Nb، با نسبت Nb/La بالا (بیشتر از 5/0)، مقدار HFSE بالا و داشتن سرشت آلکالن یا آلکالن انتقالی شناخته میشوند.
شکل 5- سنگهای آذرین سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در: A) نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه برای نمونههای اسیدی و حد واسط؛ B) نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه برای نمونه بازالتی؛ C) نمودار عنصرهای خاکی نادر بهنجارشده به ترکیب کندریت برای سنگهای اسیدی و حد واسط؛ D) نمودار عنصرهای خاکی نادر بهنجارشده به ترکیب کندریت برای نمونه بازالتی (ترکیب گوشته اولیه از Sun و McDonough (1989)؛ ترکیب کندریت از Boynton (1984) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
در نمودارهای چندعنصری بهنجارشده در برابر ترکیب گوشته اولیه (Sun and McDonough, 1989) و کندریت (Boynton, 1984)، نمونه بازالتی دارای غنیشدگی از LILE و LREE، تهیشدگی از HREE و نسبت بالای LREE/HREE است (شکلهای 5- B و 5- D). همچنین، فراوانی HFSE در نمونه بازالتی، بیشتر از نمونههای آداکیتی است (شکلهای 5- A و 5- B). در نمونههای بررسیشده، نسبت LaN/YbN از 7/12 تا 4/33 (میانگین: 05/23) بوده و نشاندهندة روندهای بسیار جدایشیافتة REE در این سنگهاست.
در نمودار عنصرهای خاکی نادر، نبود آنومالی منفی Eu نشاندهندة این است که پلاژیوکلاز نقشی در فرآیندهای جدایش بلورین نداشته است (Khalatbari Jafari et al., 2013; Aydınçakır, 2014). مقدار HREE کم (برای نمونه: Yb برابر با ppm 62/1-67/0 و Y برابر با ppm 3/17-4/7)، مقدار Sr بالا (1010 - ppm 1/347) و نسبت Sr/Y بالا (84/31 تا 99/99)، نشاندهنده سرشت آداکیتیِ (شکل 6) سنگهای اسیدی و حد واسط منطقه سنگ رهوزگ هستند (Liu et al., 2010; Jiang et al., 2012; Guan et al., 2012; Castillo, 2012; Wang et al., 2015; Sun et al., 2015; Yang et al., 2015).
|
شکل 6- جایگاه نمونههای منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در نمودار Y در برابر Sr/Y (Defant and Drummond, 1990) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
|
بر پایه Martin و همکاران (2005)، محتوای بالای SiO2 (48/68 - 65/56 درصد وزنی)، CaO+Na2O (47/10 - 57/7 درصد وزنی) و Sr (ppm1010 - 1/347) نشاندهنده جایگرفتن آداکیتهای سنگ رهوزگ در گسترة آداکیتهای پرسیلیس هستند (شکل 7). هرچند این آداکیتها، با آداکیتهای پر سیلیس اصلی تفاوتهایی نیز دارند. برای نمونه، آداکیتهای پر سیلیس، سنگهایی کم پتاسیم بوده و نسبت K2O/Na2O در آنها کمتر از 4/0 است؛ اما آداکیتهای سنگ رهوزگ محتوای K2O بالایی دارند (14/3 - 22/1 درصد وزنی) و نسبت K2O/Na2O در آنها بالاتر از آداکیتهای پرسیلیس است (4/0 تا 8/0). این ویژگی آداکیتهای سنگ رهوزگ را همانند آداکیتهای پس از برخورد (Marchev et al., 2013) یا آداکیتهای نوع C (Xiao and Clemens, 2007) کرده است.
شکل 7- جایگرفتن گدازههای حد واسط و اسیدی سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در گسترة آداکیتهای پر سیلیس: A) نمودار CaO+Na2O در برابر Sr (Liu et al., 2012)؛ B) نمودار Y در برابر Sr/Y (Liu et al., 2012) (HSA= High-SiO2 adakites؛ LSA= Low-SiO2 adakites) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
بحث
پتروژنز
همانگونه که پیش از این گفته شد، سنگهای اسیدی و حد واسط منطقه سنگ رهوزگ سرشت آداکیتی دارند. آداکیتها میتوانند پیامد ذوب صفحه اقیانوسی داغ فرورونده (Defant and Drummond, 1990)، ذوببخشی پوسته زیرین لایهلایهشده (Atherton and Petford, 1993; Xu et al., 2002; Topuz et al., 2005; Wang et al., 2005; Zhao et al., 2008)، ذوببخشی پوسته زیرین بازالتی ضخیمشده (Chung et al., 2003; Hou et al., 2004; Guan et al., 2012)، فرآیند تبلوربخشی- هضم (AFC) یا تبلور جزء به جزء ماگماهای بازالتی مادر (Castillo et al., 1999; Macpherson et al., 2006; Castillo, 2012) و یا آمیزش ماگمای اسیدی با ماگمای بازیک (Streck et al., 2007; Guo et al., 2007) باشند. شناخت سرشت آداکیتها به درک فرآیندهای متاسوماتیسم گوة گوشتهای و بازیابی پوسته کمک میکند (Kay, 1978; Saunders et al., 1987; Defant and Drummond, 1990; Yogodzinski and Kelemen, 1998; Shimoda, 2009).
سنگهای آداکیتی که پیامد ذوببخشی پوسته زیرین لایهلایهشده یا پوسته قارهای فرورونده هستند، در پهنه کششی درونصفحهای و یا پهنههای برخوردی پدید میآیند (Chen et al., 2015). ذوببخشی پوسته زیرین ضخیمشده در پی برخورد دو قاره، خاستگاه آداکیتهای پس از برخورد دانسته شده است (Chung et al., 2003; Hou et al., 2004; Topuz et al., 2005, 2011; Karsli et al., 2010, 2011). اگر این سنگها پیامد ذوببخشی پوسته بازالتی زیرینِ ضخیمشده باشند، معمولاً MgO و یا Mg# کم (معمولاً کمتر از 45) دارند (Sen and Dunn, 1994; Rapp et al., 1999; Chen et al., 2015). برپایه نمودار La در برابر La/Yb، سنگهای آداکیتی منطقه سنگ رهوزگ روندهای ترکیبی پدیدآمده از ذوببخشی را نشان میدهند (شکل 8)؛ اما عموماً Mg# بالایی دارند (میانگین: 46) و ازاینرو، پیامد ذوببخشی پوسته بازالتی زیرین ضخیمشده نیستند.
نمودارهای SiO2 در برابر Mg#، MgO، Ni و Cr (Lu et al., 2013) برای شناسایی آداکیتهای پدیدآمده از ذوب پوسته لایهلایهشده و پوسته ضخیمشده بهکار میروند (Ahmadian et al., 2016). در این نمودارها، بیشتر نمونهها در گسترة آداکیتهای پدیدآمده از پوسته زیرین لایهلایهشده جای گرفتهاند (شکل 9).
|
شکل 8- جایگاه گدازههای آداکیتی منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در نمودار La در برابر La/Yb (Chen et al., 2015) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
|
شکل 9- نمودارهای هارکر برگزیده برای دادههای زمینشیمیایی گدازههای آداکیتی منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) (Wang et al., 2006; Ahmadian et al., 2016) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
از دیدگاه خاستگاه پیدایش، بازالتهای سرشار ازNb در ارتباط با پیدایش آداکیتها هستند، بدینگونهکه مذابهای آداکیتی متاسوماتیسمِ پریدوتیتهای گوشتهای را در پی دارند و شرایط خوبی را برای پیدایش مذابهای بازالتی سرشار از Nb فراهم میآورند (Kepezhinskas et al., 1996; Sajona et al., 1996; Hastie et al., 2011; Mazhari, 2016). درباره چگونگی پیدایش بازالتهای Nb بالا (HNB) و بازالتهای سرشار از Nb (NEB)، بحث و پیشنهادهای فراوانی هست (Hastie et al., 2011). بازالتهای Nb بالا از دیدگاه ترکیبی همانند گدازههای OIB برخاسته از پلومهای گوشتهای و گدازههای آلکالن درونصفحهای دیگر هستند؛ اما بر خلاف گدازههای OIB، خاستگاه آنها مستقیماً از گوشته اولیه نیست. این سنگها تنها در پهنههای وابسته به فرورانش یافت میشوند (Defant et al., 1992; Hastie et al., 2011). باور بر این است که بازالتهای Nb بالا میتوانند از ترکیبی از گوشته بالایی (مشابه OIB غنیشده) و گوشته نوع MORB تهیشده (Castillo et al., 2007; Castillo, 2008) و یا متاسوماتیسم گوة گوشته بهدست مذابهای صفحه فرورونده یا اسلب (Sajona et al., 1996) پدید آیند. بازالتهای سرشار از Nb نیز در پی فرایندهای همانندی پدید میآیند؛ اما خاستگاه آنها حجم کمتری از گوشته غنیشدة مشابه OIB و یا گوشته متاسوماتیسمشده (که عنصرهای ناسازگار کمتری را از مذابهای بالارونده از صفحه فرورونده بهدست آورده است) را دارد (Hastie et al., 2011). بازالت سنگ رهوزگ با مقدار Nb برابر ppm 9/14 در رده بازالتهای سرشار از Nb (Defant et al., 1991; Hastie et al., 2011) جای میگیرد و ازاینرو، سازوکار پیدایش آن با فرایندهای یادشده مرتبط است.
شناسایی پهنه زمینساختی
در مقایسه با آداکیتهای برخاسته از پوسته اقیانوسی فرورونده، گدازههای آداکیتی منطقه سنگ رهوزگ دارای محتوای Th بیشتر (ppm22-1/8) و نسبت Th/Ce بالاتر (28/0-18/0) بوده و همانند آداکیتهای وابسته به جایگاه زمینساختی پس از برخورد (Wu et al., 2015) هستند. برای بررسی و شناسایی پهنه زمینساختی گدازههای آداکیتی منطقه سنگ رهوزگ، نمودارهای Th در برابر Th/Ce (Wu et al., 2015; Mazhari, 2016) و Th/Sm در برابر Th/Yb (Chen et al., 2015) بهکار برده شدند. برپایه این نمودارها، نمونههای بررسیشده در گسترة آداکیتهای پس از برخورد هستند (شکل 10). بهکارگیری دادههای بهدستآمده از تجزیه شیمیایی از مهمترین روشهای شناسایی پهنه زمینساختیِ پیدایش سنگهای آذرین است. سنگهای آتشفشانی سنگ رهوزگ ویژگیهای زمینشیمیایی ماگماهای کمان را نشان میدهند. برپایه نمودار Th/Yb در برابر Ta/Yb (Gorton and Schandl, 2000)، این سنگها در مرز کنارة فعال قاره و پهنه کمان اقیانوسی جای میگیرند (شکل 11- A). برپایه پیشنهاد Pearce (1983)، برای شناخت این دوگروه از یکدیگر از نسبت Zr/Y میتوان بهره گرفت. دربارة گدازههای منطقه بررسیشده، این نسبت بیشتر از 6 بوده و نشاندهندة ارتباط آنها با کمان قارهای است. افزونبراین، در نمودار Th/Yb در برابر Nb/Yb (Zhao et al., 2009) نیز این سنگها در گسترة سنگهای کمان قارهای هستند (شکل 11- B).
شکل 10- جایگاه سنگهای آذرین منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در: A) نمودار Th در برابر Th/Ce (Wu et al., 2015; Mazhari, 2016)؛ B) نمودار Th/Sm در برابر Th/Yb (با تغییر پس از Chen و همکاران، 2015) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
شکل 11- جایگاه گدازههای منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در: A) نمودار Ta/Yb در برابر Th/Yb (Gorton and Schandl, 2000)؛ B) نمودار Nb/Yb در برابر Th/Yb (Zhao et al., 2009) برای شناخت پهنه زمینساختی (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
در این پژوهش، برای بررسی دقیق پهنه زمینساختی گدازههای بررسیشده، از نمودارهایی که با بررسیهای آماری دقیق بهدست آمدهاند نیز بهره گرفته شد. بر پایه محتوای SiO2، گدازههای منطقه سنگ رهوزگ در سه گروه بازیک (SiO2 کمتر از 52 درصد وزنی)، حد واسط (SiO2 از 52 تا 63 درصد وزنی) و اسیدی (SiO2 بیشتر از 63 درصد وزنی) جای میگیرند.
برای شناخت پهنه زمینساختی هر گروه، نمودارهای ویژة همان گروه بهکار برده شدند. در این نمودارها محورهای x و y با متغیرهای DF1 (between-group degrees of freedom) و DF2 (within-group degrees of freedom) شناخته میشوند (Verma et al., 2006; Agrawal et al., 2008; Verma and Agrawal, 2011; Verma and Verma, 2013; Verma et al., 2013; Velikoslavinsky and Krylov, 2014).
صورت کلی معادلههای پیشنهادشده به این صورت است:
adj و یا «فاکتور اصلاح» برای دادههای نزدیک بههم (متمرکز) نادیده گرفته میشود. این متغیر را میتوان با نرمافزار SINCLAS (Verma et al., 2002) بهدست آورد. Ki ضریب و const مقدار ثابتی است که در سری مقالههای Verma و همکاران (2006)، Agrawal و همکاران (2008)، Verma و Agrawal (2011)، Verma و Verma (2013) و Verma و همکاران (2013) آورده شدهاند. Ai مقدار متغیر (محتوای اکسید دلخواه برپایه درصد یا عنصر کمیاب دلخواه برپایه ppm) و Bi برای نمودارهایی که عنصرهای اصلی را بهکار بردهاند، برابر است با مقدار SiO2 برپایه درصد وزنی؛ برای نمودارهایی که عنصرهای اصلی بههمراه عنصرهای کمیاب نامتحرک را بهکار بردهاند، برابر است با مقدار TiO2 بر پایه درصد وزنی و در نمودارهایی که عنصرهای کمیاب را بهکار بردهاند، برابر است با مقدار Yb برپایه ppm.
Velikoslavinsky و Krylov (2014)، معادلههای دیگری را برای شناسایی پهنه زمینساختی پیشنهاد کردهاندکه صورت کلی آنها در زیر آورده شده است:
در این معادله،const مقداری ثابت و ai ضریب هر متغیر است و Velikoslavinsky و Krylov (2014) آن را بهدست آوردهاند. Xi مقدار متغیر (محتوای اکسید دلخواه برپایه درصد وزنی یا محتوای عنصر کمیاب یادشده برپایه ppm است.
برای شناسایی پهنه زمینساختیِ سنگهای اسیدی از نمودارهایی برپایه عنصرهای اصلی (Major element based diagram for acidic magmas)، عنصرهای اصلی نامتحرک بههمراه عنصرهای کمیاب نامتحرک (Major and Trace element based diagram for acidic magmas) و عنصرهای کمیاب نامتحرک (Trace element based diagram for acidic magmas) بهره گرفته میشود که Verma و همکاران (2013) آنها را پیشنهاد دادهاند. بر پایه این نمودارها، گدازههای اسیدی منطقه سنگ رهوزگ وابسته به پهنه زمینساختی پس از برخورد هستند (شکل 12).
شکل 12- جایگاه سنگهای اسیدی منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در نمودارهای شناسایی پهنه زمینساختی با بهکارگیریِ: A) عنصرهای اصلی؛ B) عنصرهای اصلی نامتحرک بههمراه عنصرهای کمیاب؛ C) عنصرهای کمیاب (Col: پهنه زمینساختی پس از برخورد؛ IA: کمان اقیانوسی؛ CR: بازشدگی میانقارهای؛ OI: جزایر اقیانوسی) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
همانند سنگهای اسیدی، برای شناسایی پهنه زمینساختی سنگهای حد واسط نیز نمودارهای پیشنهادشدة Verma و Verma (2013) بهکار رفت. بر پایه این نمودارها، نمونههای حد واسط منطقه بررسیشده نیز وابسته به پهنه زمینساختی پس از برخورد هستند (شکل 13).
شکل 13- جایگاه سنگهای حدواسط منطقه سنگ رهوزگ (جنوب بیرجند) در نمودارهای شناسایی پهنه زمینساختی با بهکارگیریِ : A) عنصرهای اصلی، B) عنصرهای اصلی نامتحرک بههمراه عنصرهای کمیاب، C) عنصرهای کمیاب (CA: کمان قارهای؛ نامهای مخفف دیگر همانند شکل 12 هستند) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
برای شناسایی پهنه زمینساختیِ نمونه بازالتی منطقه سنگ رهوزگ، نمودار DF1 در برابر DF2 (Velikoslavinsky and Krylov, 2014) بهکار برده شد. برپایه این نمودار، نمونه بازالتی در گسترة مشترک میان بازالتهای جزایر اقیانوسی (IAB) و بازالتهای درونقارهای (WPB) جای دارد (شکل 14). برپایه پیشنهاد Velikoslavinsky و Krylov (2014)، بازالتهایی که در پهنههای پس از برخورد پدید میآیند چهبسا ویژگیهای بازالتهای درونقارهای و بازالتهای جزایر اقیانوسی را داشته باشند.
برپایه ردهبندیِ پیشنهادیِ Velikoslavinsky و Krylov (2014)، در بررسی پهنه زمینساختی نمونه بازالتی، معادلههای DF4 برای شناسایی IAB از PCB (بازالتهای پهنههای پس از برخورد) و DF5 برای شناخت WPB از PCB بهکار برده شد.
شکل 14- نمودار DF1(x) در برابر DF2(x) برای ردهبندی بازالتها (Velikoslavinsky and Krylov, 2014) (نماد نمونهها همانند شکل 4 است)
مقدار بهدستآمدة DF4 برای نمونه بازالتی، برابر 01/2- و مقدار DF5 برابر 53/1 است. پس بازالت سنگ رهوزگ در رده بازالتهای پس از برخورد جای میگیرد. در این بازالتها DF4(x)1.14 است (Velikoslavinsky and Krylov, 2014).
برپایه یافتههای این پژوهش، الگوی زمینساختی- ماگمایی در منطقه سنگ رهوزگ را میتوان با الگوی پیشنهادیِ Pang و همکاران (2013) توجیه کرد. در الگوی یادشده، ماگماتیسم ائوسن- الیگوسن خاور ایران وابسته به پهنه زمینساختی پس از برخورد دانسته شده است.
برپایه الگوی پیشنهادشده، فرورانش بهسوی باختر پوسته اقیانوسی سیستان در کرتاسه پیشین تا میانی روی داده است. برپایه این الگو، رسوبها، محلولها و مذابهای پدیدآمده از پوسته فرورونده، گوشته بالایی زیر بلوک لوت را تحتتأثیر قرار داده است. سپس، بلوکهای لوت و افغان چهبسا در کرتاسه پسین در راستای زمیندرز سیستان به یکدیگر برخورد کردهاند. در پی این برخورد، برخاستگی کوههای خاور ایران روی داده و سنگکرة زیر آن ستبر شده است. جداشدن پی سنگکرهایِ سنگین و بالاآمدن سستکره، ذوببخشی پوسته زیرین لایهلایهشده و رخداد ماگماتیسم آداکیتی در رژیم زمینساختی پسابرخوردی (post-collisional) در ائوسن-الیگوسن را در پی داشته است.
در پایان، در هنگام بالاآمدن، متاسوماتیسمِ گوشتة سستکرهای بهوسیله مذابهای آداکیتی و ذوب گوشته در ژرفای کمتر، پیدایش ماگمایی آلکالن را در پی داشته است که سازنده بازالت سرشار از Nb در پهنه کششیِ پس از برخورد بلوکهای لوت و افغان در نئوژن (میوسن؟) بوده است (شکل 15).
شکل 15- تصویر نمادین از چگونگی رخداد ماگماتیسم آداکیتی پس از برخورد و پیدایش بازالت سرشار از Nb همراه در خاور ایران، با الگوگرفتن از الگوی پیشنهادشدة Pang و همکاران (2013)
نتیجهگیری
آندزیت، داسیت و بازالت، سنگهای آتشفشانی منطقه سنگ رهوزگ هستند. پلاژیوکلاز، پیروکسن (اوژیت) و هورنبلند از کانیهای اصلی سازنده آندزیتها و پلاژیوکلاز، کوارتز، بیوتیت و آمفیبول (هورنبلند) از کانیهای سازندة داسیتها هستند. گدازه بازالتی سنگ رهوزگ از پلاژیوکلاز، الیوین و پیروکسن ساخته شده است. منطقهبندی، بافت غربالی و خوردگی خلیجی در فنوکریستهای پلاژیوکلاز و همچنین، گردشدگی برخی کانیها، از ویژگیهای گدازههای اسیدی و گاهی حد واسط در منطقه بررسیشده هستند. این ویژگیها نشاندهندة نبود تعادل هنگام انجماد ماگما هستند. همه نمونهها دارای غنیشدگی LREE در برابر HREE و روندهای کمابیش تخت HREE هستند. محتوای کم HREE (YbN<8ppm) و همچنین، نسبت بالای Y/Yb (59/11-10) در این سنگها، حضور فاز بجاماندة گارنت در خاستگاه آنها را نشان میدهد.
روندهای کمابیش مشابه و موازی نمونههای اسیدی و حد واسط در نمودارهای چندعنصری میتواند نشاندهندة خاستگاه یکسان برای این سنگها باشد. دادههای زمینشیمیایی عنصرهای اصلی و کمیاب گدازههای اسیدی و حد واسط بررسیشده، ویژگیهای آداکیتهای پر سیلیس و همانندی آنها با آداکیتهای پس از برخورد یا آداکیتهای نوع C را نشان میدهند. بازالت منطقه سنگ رهوزگ، ویژگیهای بازالتهای غنی از Nb را دارد. نمودارهای شناسایی پهنه زمینساختی برپایه عنصرهای اصلی، عنصرهای اصلی نامتحرک به عنصرهای کمیاب نامتحرک و عنصرهای کمیاب نامتحرک، نشاندهندة پهنه زمینساختی پس از برخورد برای گدازههای منطقه سنگ رهوزگ هستند. فرورانش سنگکرة اقیانوسی سیستان و برخورد بلوکهای لوت و افغان برخاستگی کوههای خاور ایران و پیدایش سنگکره ستبری در زیر آن را در پی داشته است. در پی جداشدن پی سنگکرة سنگین و بالاآمدن سستکره، ذوببخشی پوسته زیرینِ لایهلایهشده و ماگماتیسم آداکیتی در رژیم زمینساختی پسابرخوردی در ائوسن- الیگوسن روی داده است. متاسوماتیسم گوشتة سستکرهای در حال بالاآمدن بهدست مذاب آداکیتی و ذوب گوشته در ژرفای کمتر، پیدایش بازالت سرشار از Nb در نئوژن (میوسن؟) را در پی داشته است. با وجود این، برای پیشنهاد یک الگوی زمینساختی ماگمایی درخور باور، به دادههای زمینشیمیایی بیشتر و همچنین، بررسیهای ایزوتوپی خاستگاه و سنسنجیِ آداکیتها و بازالت نیاز است.
سپاسگزاری
نگارندگان از معاونت آموزشی و تحصیلات تکمیلی دانشگاه بیرجند برای پشتیبانیهای مادی و معنوی در بهانجامرسیدن این پژوهش بسیار سپاسگزار هستند.
)