نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زمین شناسی،دانشکده علوم،دانشگاه سیستان و بلوچستان،زاهدان، ایران
2 گروه زمین شناسی ، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
The Shakh Sefid Granitoid pluton and related Skarn are located 80 Km in the southeastern of Kerman and 20 Km north of Rayen. This area is geologically located in the southeastern of the Lut block in the Central Iran. The Shakh Sefid Granitoid with Eocene-Oligocene age cuts the Cretaceous sedimentary rocks and led to the formation of Skarn. The granitoids are granite and granodiorite in composition composing of quartz, plagioclase, orthoclase, as primary minerals, biotite as minor and chlorite and sericite as secondary minerals. The sedimentary rocks are shale, sandstone, siltstone and limestone. Metamorphic rocks are marble and Skarns. The Skarn is calcic type. Garnet (grossular-andradite), tremolite and magnetite are the main minerals that are often accompanied with hematite, goethite and limonite. Pyrite, chalcopyrite and copper carbonate (malachite and azurite) are the other minerals in Skarn. Geochemical studies show that the amount of major and minor elements of granitoid with increasing SiO2 content do not change due to the uniform mass, low dispersion of elements which result from heterogeneous textures and low alteration zone. Spider diagrams from minor elements normalized to Chondrite and primitive mantle show enrichment of all elements except for Ti, positive anomalies of Th, Pb and negative anomalies of Ti, P and Sr for the Sakh Sefid granitoids are probably due to crustal contamination. They are enriched in light rare earth elements (LREE) between 10 to 100 times and heavy elements (HREE) enrichment between 1 to 10 times compared to the reference (chondrite) and regular pattern with approximately the same slope , the parallel trends indicate that the granitoid rocks share a common source rock . The Shakh Sefid granitoid is I-type, metaluminous to peraluminous belonging to an active continental margin. Mineral and Mineralization in Kuh Shakh Sefid skarn is remarkably similar to iron skarn deposits. Minerals such as garnet and magnetite were formed in an anhydrous prograde stage at T<470˚C and fO2 10-21 to 10-24 oxygen Fugacity and minerals such as epidote, tremolite, calcite and quartz were formed in a retrograde stage at T<450˚C and about fO2 10-21 oxygen Fugacity.
کلیدواژه‌ها [English]
توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید در ﻓﺎﺻﻠﻪ 70 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮی جنوب‌خاوری ﻛﺮﻣﺎن و ۲۰ کیلومتری شمال شهر راین، در طول جغرافیایی '18 ˚57 تا '21 ˚57 خاوری و عرض جغرافیایی '46 ˚29 تا '48 ˚29 شمالی رخنمون دارد. برپایه بررسی‌های Stӧcklin (1977، 1968) و از دیدگاه پهنه‌بندی زمین‌شناسی ایران، این منطقه در پهنه ایران مرکزی و حاشیه جنوبی بلوک لوت (شکل 1) و در پهنه‌بندی زمین‌شناسی استان کرمان، در بلوک جوپار جای دارد (Dimitrijevic, 1973).
|
شکل 1- مهم‌ترین پهنه‌های رسوبی- ساختاری ایران Stӧcklin (1977، 1968) و محدوده کوه شاخ‌سفید در جنوب‌خاوری ایران مرکزی و در مرز بلوک لوت |
از زمان پرکامبرین پسین تا تریاس میانی، بخش های شمالی و جنوبی ایران مرکزی یک سکو بوده‌اند (Stӧcklin, 1977) و پس از آن، این دو صفحه از یکدیگر جدا شدهاند. ایران مرکزی پس از جدایش، به سوی شمال‌خاوری جابجا شده و پس از برخورد با ابر‌قارة اوراسیا و بستن اقیانوس تتیس کهن، بخشی از اوراسیا شده است. از کرتاسه پسین، ایران مرکزی به‌دنبال بسته‌شدن تتیس جوان میان دو کمربند زاگرس و کپه‌داغ به دام افتاده است (Berberian, 1983).
بررسی‌های پیشین روی توده کوه شاخ‌سفید تنها به تهیه نقشه زمین‌شناسی 1:100000 راین به‌دست Djokovic و همکاران (1959؛ با نظارت سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور) محدود شدهاند؛ اما بررسی‌های سنگ‌شناختی این توده و اسکارن آهن مرتبط با آن، برای نخستین‌بار انجام میگیرد. در این نوشتار تلاش شده است ویژگی‌های گوناگون سنگ‌شناسی و زمین‌شیمی توده گرانیتوییدی و اسکارن آهن مرتبط با آن بررسی شود.
زمین‌شناسی منطقه
برپایه نقشه زمین‌شناسی 1:100000 راین (Djokovic et al., 1959)، بررسی‌های صحرایی و تصویرهای ماهواره‌ای، نقشه زمین‌شناسی 1:20000 از این منطقه رسم شد (شکل 2). واحدها از قدیم به جدید، عبارتند از: سنگ‌های رسوبی، کنگلومرای کرمان، گرانیتویید کوه شاخ‌سفید و نهشتههای جوان کواترنری (شکل 2). در شکل 3، توده گرانیتی و واحدهای پیرامون آن در تصویر ماهواره‌ای نشان داده شده است.
شکل 2- نقشه زمین‌شناسی 1:20000 گرانیتویید کوه شاخ‌سفید برپایه بررسی‌های صحرایی و تصویرهای ماهواره‌ای
|
شکل 3- تصویر ماهواره‌ای از توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) و بخشهای پیرامون آن |
روند عمومی این توده شما‌ل‌باختری- جنوب‌خاوری بوده و درازای آن نزدیک به 5/3 کیلومتر و پهنای آن 2/1 کیلومتر است. توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید به شکل عدسی در میان مجموعههای رسوبی جای‌گیری کرده است. این توده دارای ترکیب گرانیت،گرانودیوریت، و گرانیت گنیس است (شکل 4- A). نفوذ این توده آذرین، دگرگونی سنگ‌های رسوبی و اسکارن‌زایی در آنها را در پی داشته است (شکل‌های 4- B و 4- C).
شکل 4- جایگاه توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری): A) در میان مجموعه های رسوبی؛ B) اسکارنهای آهن‌دار بهصورت زبانه ای و کشیده در داخل واحدهای مرمری؛ C) اسکارن های آهن‌دار بهصورت توده‌ای و پراکنده درون مجموعههای رسوبی و مرمری منطقه (اکسیدهای آهن به رنگهای زرد، قرمز، قهوه‌ای و لیمویی به‌خوبی دیده می‌شوند)
روش انجام پژوهش
پس از بررسی‌های نخستین سنگ‌های گوناگون در چندین بازدید میدانی، شمار 93 نمونه سنگی برداشت شد. سپس از آنها مقاطع نازک و صیقلی ساخته و بررسی دقیق سنگ‌نگاری روی آنها انجام شد. از میان آنها، شمار 25 نمونه (13نمونه گرانیتوییدی، 3 نمونه رسوبی و 9 نمونه اسکارنی) برگزیده شد. برای اندازه‌گیری فراوانی عنصرهای اصلی به روش XRF (برپایه درصد وزنی) و عنصرهای فرعی و خاکی نادر به روش ICP-MS (برپایه ppm) به آزمایشگاه زرآزمای ماهان در کرمان فرستاده و تجزیه شدند (جدول‌های 1 و 2).
جدول 1- دادههای زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده از تجزیه نمونههای سنگی گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) پس از تصحیح (عنصرهای اصلی به روش XRF و بر پایه درصد وزنی و عنصرهای فرعی و کمیاب به روش ICP و بر پایه ppm به‌دست آمدهاند)
|
71 |
62 |
60 |
57 |
55 |
54 |
SS-48 |
SS-45 |
SS-44 |
SS-43 |
SS-29 |
SS-28 |
SS-27 |
Sample No. |
|
75.93 |
75.48 |
74.77 |
74.79 |
74.54 |
74.11 |
76.59 |
75.48 |
74.84 |
73.4 |
73.99 |
74.45 |
74.33 |
SiO2 |
|
0.04 |
0.06 |
0.06 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.09 |
0.08 |
0.04 |
0.03 |
0.04 |
TiO2 |
|
14.3 |
14.5 |
14.47 |
14 |
14.02 |
13.89 |
14.06 |
14.46 |
14.16 |
14.43 |
14.25 |
13.99 |
14.21 |
Al2O3 |
|
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
Cr2O3 |
|
1.07 |
0.87 |
0.63 |
1.3 |
1.37 |
1.65 |
0.53 |
1.22 |
0.92 |
1.49 |
1.4 |
1.36 |
1.44 |
FeOt |
|
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.06 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.05 |
0.03 |
0.03 |
MnO |
|
0.04 |
0.07 |
0.03 |
0.06 |
0.06 |
0.15 |
0.03 |
0.08 |
0.05 |
0.22 |
0.05 |
0.12 |
0.09 |
MgO |
|
0.32 |
0.71 |
0.51 |
0.59 |
0.66 |
1.05 |
0.29 |
0.23 |
1.58 |
2.35 |
0.73 |
1.04 |
0.85 |
CaO |
|
8.07 |
6.96 |
8.18 |
4.4 |
4.22 |
4.16 |
8.23 |
6.58 |
7.97 |
7.09 |
4.56 |
4.18 |
4.25 |
Na2O |
|
0.1 |
1.13 |
0.19 |
4.69 |
4.93 |
4.78 |
0.13 |
1.71 |
0.08 |
0.47 |
4.82 |
4.67 |
4.63 |
K2O |
|
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.03 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
P2O5 |
|
0.01 |
0.04 |
0.01 |
0.06 |
0.06 |
0.06 |
0.01 |
0.03 |
0.01 |
0.01 |
0.07 |
0.07 |
0.06 |
BaO |
|
99.97 |
99.93 |
99.97 |
99.98 |
99.96 |
100 |
99.96 |
99.94 |
99.91 |
99.81 |
100 |
100 |
99.98 |
Total |
|
3 |
6 |
4 |
8 |
5 |
9 |
4 |
31 |
3 |
4 |
20 |
17 |
11 |
Li |
|
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
Be |
|
1.7 |
2.2 |
2.5 |
2.3 |
2.5 |
2.9 |
0.5 |
1.8 |
2.8 |
2.7 |
2.6 |
2.5 |
2.5 |
Sc |
|
4 |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
4 |
4 |
7 |
6 |
3 |
4 |
4 |
V |
|
13 |
17 |
9 |
15 |
23 |
26 |
7 |
17 |
7 |
12 |
33 |
13 |
12 |
Cr |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1.1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Co |
|
4 |
3 |
2 |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Ni |
|
4 |
4 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
44 |
4 |
19 |
4 |
3 |
4 |
Cu |
|
7 |
10 |
7 |
28 |
26 |
28 |
6 |
10 |
5 |
101 |
25 |
25 |
34 |
Zn |
|
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
Se |
|
1 |
12 |
1 |
61 |
64 |
65 |
1 |
19 |
1 |
4 |
68 |
62 |
68 |
Rb |
|
10.9 |
26.4 |
23.1 |
31.7 |
33.3 |
30.4 |
18.3 |
31.5 |
21.8 |
67.3 |
32.5 |
30.9 |
32.3 |
Sr |
|
5.9 |
8.6 |
5.2 |
10.7 |
9.3 |
10.4 |
6.7 |
11.5 |
5.9 |
8.6 |
10.3 |
11.1 |
11.2 |
Y |
|
31 |
33 |
32 |
10 |
10 |
10 |
39 |
38 |
6 |
15 |
10 |
14 |
9 |
Zr |
|
8.1 |
6.8 |
7 |
7.9 |
7.8 |
8.6 |
8.1 |
8.9 |
6.5 |
6.3 |
8.9 |
7.9 |
8.9 |
Nb |
|
0.6 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
2.1 |
5.1 |
0.1 |
0.1 |
0.5 |
Mo |
|
0.1 |
0.3 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Ag |
|
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
4.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Cd |
|
2.8 |
1.8 |
4.4 |
2.9 |
2.6 |
2.9 |
1.3 |
2.1 |
2.5 |
1.6 |
3.1 |
3 |
4.7 |
Sn |
|
0.5 |
0.8 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
1.1 |
0.7 |
4 |
0.5 |
0.6 |
0.5 |
Sb |
|
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.12 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Te |
|
0.5 |
0.5 |
0.5 |
1.3 |
1.4 |
1.7 |
0.5 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
1.9 |
1.8 |
1.6 |
Cs |
|
25 |
317 |
97 |
501 |
539 |
509 |
35 |
234 |
24 |
121 |
535 |
489 |
484 |
Ba |
|
0.1 |
0.11 |
0.1 |
0.53 |
0.58 |
0.54 |
0.1 |
0.15 |
0.1 |
0.1 |
0.54 |
0.51 |
0.56 |
Tl |
|
68.25 |
33.78 |
39.16 |
40.01 |
41.68 |
32.55 |
58.37 |
35.76 |
18.67 |
21.15 |
42.11 |
38.92 |
43.21 |
La |
|
48 |
32 |
42 |
44 |
44 |
42 |
37 |
43 |
47 |
54 |
45 |
43 |
44 |
Ce |
|
4.5 |
2.73 |
4.01 |
3.66 |
3.67 |
3.84 |
2.81 |
3.97 |
4.2 |
4.03 |
3.85 |
3.77 |
3.93 |
Pr |
|
19 |
13.1 |
17.3 |
15.8 |
15.9 |
16.9 |
12.7 |
16.5 |
17.6 |
15.8 |
16.4 |
16.6 |
17 |
Nd |
|
3.73 |
2.78 |
3.33 |
3.58 |
3.5 |
3.81 |
2.7 |
3.5 |
3.32 |
2.8 |
3.66 |
3.68 |
3.81 |
Sm |
|
0.53 |
0.33 |
0.56 |
0.41 |
0.44 |
0.44 |
0.25 |
0.35 |
0.46 |
0.26 |
0.44 |
0.43 |
0.48 |
Eu |
|
3.15 |
2.8 |
2.7 |
3.7 |
3.69 |
4 |
2.38 |
3.9 |
2.63 |
2.71 |
3.61 |
3.75 |
3.95 |
Gd |
|
0.44 |
0.45 |
0.37 |
0.59 |
0.56 |
0.63 |
0.38 |
0.61 |
0.39 |
0.43 |
0.58 |
0.59 |
0.63 |
Tb |
|
1.84 |
2.21 |
1.56 |
3 |
2.71 |
3.19 |
1.82 |
2.23 |
1.79 |
2.2 |
2.88 |
2.95 |
3.31 |
Dy |
|
0.99 |
1.26 |
0.61 |
1.48 |
1.25 |
1.52 |
0.84 |
1.59 |
0.77 |
1.29 |
1.37 |
1.39 |
1.5 |
Er |
|
0.12 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.18 |
0.19 |
0.11 |
0.22 |
0.12 |
0.2 |
0.18 |
0.2 |
0.12 |
Tm |
|
1.3 |
1.8 |
1.2 |
1.8 |
1.6 |
1.8 |
1.2 |
2.2 |
1.2 |
2 |
1.7 |
1.8 |
2.1 |
Yb |
|
0.17 |
0.23 |
0.17 |
0.21 |
0.2 |
0.2 |
0.14 |
0.24 |
0.16 |
0.25 |
0.21 |
0.21 |
0.21 |
Lu |
|
1.28 |
1.11 |
0.95 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
1.04 |
1.26 |
0.5 |
0.64 |
0.5 |
0.61 |
0.5 |
Hf |
|
0.8 |
0.68 |
0.61 |
0.61 |
0.71 |
0.99 |
0.58 |
0.67 |
0.49 |
0.8 |
0.79 |
0.65 |
0.78 |
Ta |
|
3 |
5 |
3 |
6 |
8 |
8 |
3 |
4 |
5 |
105 |
9 |
|
7 |
Pb |
|
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
3.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Bi |
|
1.8 |
1.6 |
1 |
1.2 |
1.2 |
1.3 |
3.44 |
4 |
0.9 |
11.7 |
1.5 |
0.9 |
1.8 |
U |
|
10.02 |
9.43 |
9.23 |
10.32 |
10.17 |
10.57 |
13.29 |
18.42 |
8.7 |
16.79 |
15.38 |
10.3 |
14.38 |
Th |
جدول 2- دادههای زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده از تجزیه نمونهاسکارنهای کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) پس از تصحیح (عنصرهای اصلی به روش XRF و بر پایه درصد وزنی و عنصرهای فرعی و کمیاب به روش ICP و بر پایه ppm به‌دست آمدهاند)
|
Sample No. |
SS-4 |
SS-7 |
8 |
15 |
18 |
21 |
26 |
35 |
67 |
|
SiO2 |
10.5 |
39.56 |
11.43 |
7.42 |
22.01 |
21.98 |
52.91 |
8.1 |
3.29 |
|
TiO2 |
0.03 |
0.046 |
0.05 |
0.03 |
0.03 |
0.01 |
0.11 |
0.07 |
0.05 |
|
Al2O3 |
0.35 |
8.62 |
0.82 |
0.85 |
0.42 |
0.21 |
9.8 |
0.96 |
1.01 |
|
FeOt |
60.52 |
21.55 |
50.23 |
60.47 |
33.9 |
47.92 |
12.96 |
43.43 |
60.4 |
|
MnO |
0.01 |
0.16 |
0.02 |
0.03 |
0.11 |
0.04 |
0.74 |
0.02 |
0.07 |
|
MgO |
0.21 |
2.59 |
0.44 |
0.8 |
4.03 |
4.47 |
0.65 |
0.33 |
1.3 |
|
CaO |
0.81 |
22.27 |
7.74 |
0.65 |
15.88 |
2.26 |
2.06 |
0.45 |
3.86 |
|
Na2O |
0.19 |
2.84 |
0.29 |
0.23 |
0.35 |
0.54 |
3.42 |
0.22 |
0.13 |
|
K2O |
0.12 |
0.18 |
0.08 |
0.09 |
0.07 |
0.15 |
2.18 |
0.17 |
0.02 |
|
P2O5 |
0.01 |
0.03 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.13 |
0.04 |
0.45 |
|
Cr2O3 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.4 |
0.12 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
|
BaO |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
|
Co |
9 |
2.5 |
7 |
8 |
4 |
7.5 |
6.5 |
8 |
9.5 |
|
Cu |
38 |
3 |
42 |
25 |
8 |
18 |
137 |
35 |
28 |
|
Rb |
9 |
1 |
24 |
31 |
15 |
34 |
11 |
28 |
21 |
|
Pb |
16 |
3 |
12 |
25 |
5 |
19 |
13 |
33 |
26 |
|
Sr |
132 |
55.5 |
152 |
86 |
46 |
76 |
112 |
89 |
73 |
|
Ni |
13 |
9 |
26 |
18 |
8 |
37 |
24 |
29 |
31 |
|
Zn |
52 |
46 |
46 |
48 |
12 |
41 |
35 |
57 |
49 |
|
V |
57 |
48 |
38 |
54 |
45 |
37 |
51 |
47 |
59 |
سنگ‌شناسی
گرانیت، گرانودیوریت و مجموعههای اسکارنی (گارنت اسکارن و اسکارن ترمولیت‌دار) از سنگ‌های سازندة توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید هستند.
مونزوگرانیت: بخش اصلی کوه شاخ‌سفید ترکیب گرانیتی (مونزوگرانیت) دارد. در نمونه‌دستی به رنگهای خاکستری رنگ‌پریده، کرم و سفید رنگ دیده می‌شوند. در مقاطع میکروسکوپی، بافت بیشتر این سنگ‌ها گرانولار تا پورفیروییدی است. کانی‌های اصلی سازندة آنها کوارتز بهصورت نیمهشکلدار تا بی‌شکل (30 تا 45 درصد حجمی)، پلاژیوکلاز شکل‌دار تا نیمهشکلدار، با ماکل پلی‌سنتتیک و مرکب (20 تا 25 درصد حجمی) و آلکالیفلدسپارهایِ اُرتوکلاز و میکروکلین (15 تا 20 درصد حجمی) هستند. در برخی نمونه‌ها، از هم‌رشدی پلاژیوکلاز با بلورهای کرمی‌شکل کوارتز بافت گرافیک پدید آمده است (شکل 5- A). همچنین، میکروکلین با بافت مشبک نیز در آنها دیده می‌شود (شکل 5- B). کانی‌های کدر (بیشتر اکسیدهای آهن) وکانیهای ثانویه سریسیت ریزدانه از کانی‌های فرعی در این سنگ‌ها هستند.
شکل 5- تصویرهای میکروسکوپی از واحد گرانیتی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A) بافت گرافیک در کنار پلاژیوکلاز خودشکل؛ B) کانی میکروکلین با بافت مشبک (در همه مقاطع میکروسکوپی نماد اختصاری کانیها از Kretz (1983) برگرفته شده است)
بخشی از واحد گرانیتی ترکیب مونزوگرانیتی دارد و در نمونه‌دستی به رنگ صورتی کم‌رنگ است. در این سنگ‌ها می‌توان آلکالیفلدسپارها را دید. در مقاطع میکروسکوپی بیشتر دارای بافت گرانولار هستند. کوارتز شکل‌دار تا نیمهشکلدار در اندازههای گوناگون (نزدیک به 35 تا 55 درصد حجمی)، پلاژیوکلازهایی که بیشترشان سالم (گاه برخی از آنها کمی سریسیتی شدهاند) و شکل‌دار (15 تا 20 درصد حجمی) با ماکل پلی‌سنتتیک (شکل 6- A) و همچنین، ارتوکلاز و میکروکلین (20 تا 25 درصد حجمی) از کانی‌های سازندة آنها هستند (شکل 6- B).
شکل 6- تصویرهای میکروسکوپی از واحد گرانیتی بخش مونزوگرانیتی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A) درشت بلورهای پلاژیوکلاز با بافت پلی‌سنتتیک، کوارتز و ارتوکلاز؛ B) کانی‌های نیمه شکل‌دار کوارتز و ارتوکلاز با مرزهای دندانه‌ای، حضور کانی‌های کدر درون کانی میکروکلین
گرانودیوریت: گرانودیوریت‌ها در نمونه دستی خاکستری رنگ هستند. در مقاطع میکروسکوپی بافت میکروگرانولار تا پورفیری دارند. کوارتز (20 تا 30 درصدحجمی)، پلاژیوکلاز (40 تا 50 درصد حجمی) شکل‌دار تا نیمهشکلدار (شکل 7- A)، که برخی از آنها به سریسیت تجزیه شدهاند (شکل 7- B) و اُرتوکلاز که معمولاً نیمهشکلدار (20 درصد حجمی) و تجزیه‌شده است، از کانی‌های سازندة آنها هستند.
شکل 7: گزیدهای از تصویرهای میکروسکوپی گرانودیوریت‌های کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A) درشتبلورهای شکل‌دار تا نیمهشکلدار پلاژیوکلاز و کوارتز؛ B) درشت‌بلور پلاژیوکلاز در حال تجزیه به سریسیت
بیوتیت گرانیت: بیوتیت‌گرانیت‌ها در نمونه‌دستی مزوکرات و به رنگ خاکستری دیده می‌شوند. در مقاطع میکروسکوپی، کانی‌های سازندة آنها بیشتر کوارتزهای شکل‌دار تا بی‌شکل (30 تا 55 درصد حجمی) و پلاژیوکلاز (15 تا 25 درصد حجمی)، با گهگاه ماکل پلی‌سنتتیک هستند (شکل 8- A). برخی از آنها منطقه‌بندی کمی دارند (شکل 8- B). بیوتیت‌ها (10 تا 15 درصد حجمی)، بسیار دگرسان شده و به شکل اسکلتی دیده می‌شوند (شکل 8- C). کانی‌های کلریت از تجزیه کانی‌های فرومنیزیمی (مانند: بیوتیت) پدید می‌آیند. این کانیها بهصورت ثانویه و بی‌شکل دیده می‌شوند، اندازه آنها گوناگون و معمولاً به رنگ سبز دیده می‌شوند (شکل 8- D).
شکل 8- گزیدهای از تصویرهای میکروسکوپی واحد بیوتیت گرانیت کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A) کانی‌های کوارتز و پلاژیوکلاز خُردشده؛ B) بلور پلاژیوکلاز با منطقه‌بندی اندک؛ C) بیوتیت با شکل‌های اسکلتی و پراکنده؛ D) کلریت پدیدآمده از تجزیه بیوتیت
مجموعه اسکارنی
این سنگ‌ها در نزدیکی توده گرانیتوییدی منطقه با بزرگی و حجم کم در مرز سنگ‌های رسوبی و توده گرانیتوییدی منطقه دیده می‌شوند. بخشهای بالایی اسکارن‌ها در تماس با سنگ‌های کربناته مرز تدریجی دارند و در محل برخورد با توده گرانیتوییدی در برخی نقاط مرز گسله دارند. اسکارن‌ها عبارتند از اسکارنهای گارنت‌دار و ترمولیت‌دار:
گارنت اسکارن: درنمونه دستی به رنگهای خاکستری تا کرمی‌رنگ هستند و رگه‌هایی از کلسیت و گارنت دارند. بیشترشان بافت گرانوبلاستیک و کمی برشی دارند. در مقاطع میکروسکوپی دارای کانی‌های کلسیت و گارنتِ (گروسولار- آندرادیت تا 70درصد مولی) شکل‌دار (6 وجهی) تا نیمهشکلدار هستند. در برخی نقاط، کانی‌های کلریت و اپیدوت نیز دیده می‌شوند. بیشتر اپیدوت‌ها در کنار گارنت و کلریت دیده می‌شوند. کلریت به رنگ سبز تیره، بهصورت صفحه‌ای و بی‌رَخ است و گویا در پی تجزیه گارنت‌ها پدید آمده است (شکل‌های 9- A و 9- B).
شکل 9: گزیدهای از تصویرهای میکروسکوپی اسکارنهای گارنت‌دار کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A، B) بلورهای کمابیش شکل‌دار گارنت، کلریت، اپیدوت در زمینه ای از کلسیت
اسکارن ترمولیت‌دار: در نمونه‌دستی به رنگ خاکستری است. کانی‌های سازندة آنها در زیر میکروسکوپ، ترمولیت (50 تا 60 درصد حجمی) بهصورت بلورهای منشوری بلند، کلسیت و اکسیدهای آهن هستند (شکل‌های 10- Aو 10- B).
شکل 10- A، B) بلورهای منشوری و کشیده ترمولیت در اسکارنهای ترمولیت‌دارِ کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان)
کانه‌زایی: کانه‌زایی آهن بهصورت رگه‌ای، توده‌ای، عدسی و پراکنده درون سنگ‌های اسکارنی با گسترش بسیار و در مرز تودههای آذرین درونیِ دگرسان‌شده با سنگ‌های رسوبی دیده می‌شود. در این منطقه، منیتیت، به‌همراه هماتیت و لیمونیت، فراوان‌ترین کانه است. این کانه در مقاطع میکروسکوپی بافتهای توده‌ای، جانشینی و پرکننده فضاهای تهی نشان می‌دهد. در برخی بخش‌ها نیز با هماتیت جایگزین شده است (شکل 11- A).
شکل 11- کانه‌زایی در منطقه کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان). A) منیتیت با بافتهای توده‌ای و جانشینی (در برخی بخش‌ها، منیتیت با هماتیت جایگزین شده است)؛ B) هماتیت با بافت پرکنندة فضاهای تهی؛ C) گوتیت با بافت جانشینی که در میان منیتیتها بهصورت بی‌شکل پدید آمده است؛ D) کالکوپیریت با بافت شکافه پُرکُن؛ E) پیریت ریزدانه و بی‌شکل با بافت شکافه پُرکُن؛ F) مالاکیتهای رگچه‌ای در کنار کانی گوتیت
هماتیت بهصورت نیمهشکلدار تا بی‌شکل، با بافت جانشینی و پُرکننده فضاهای تهی است. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند نخست کانی منیتیت پدید آمده، سپس محلولهای گرمابی هماتیت را جایگزین آن کرده‌اند (شکل 11- B). بیشتر گوتیت‌ها بافت جانشینی دارند و در میان منیتیتها و بهصورت بی‌شکل پدید آمدهاند (شکل 11- C). کالکوپیریت‌ها کم و بهصورت پراکنده بوده و بیشتر آنها بی‌شکل تا نیمهشکلدار، با بافت شکافه پُرکُن هستند و فضای میان سنگ زمینه را پر کرده‌اند (شکل 11- D). پیریت‌ها از کانی‌های سولفیدی دیگری هستند که بهصورت پراکنده و به مقدار کم بوده و بیشتر آنها ریزدانه، بی‌شکل، با بافت شکافه پُرکُن است (شکل 11- E). مالاکیت و آزوریت بهصورت رگچه‌ای و به مقدار کم دیده می‌شوند و بیشتر بهصورت رگچه‌ای در کنار کانی گوتیت دیده می‌شوند (شکل 11- F).
توالی کانی‌های همایند (کانی‌های پاراژنز) در اسکارن
در اسکارن آهن کوه شاخ‌سفید، مجموعه کانیایی گارنت، کلسیت و کوارتز در مرحله پیشرونده پدید آمدهاند. منیتیت در مرحله پیشرونده پدید آمده است؛ اما چون منیتیت در اسکارن‌ها بهصورت جانشینی پدید می‌آید، شاید در مرحله پسرونده نیز پدید آمده باشد. هماتیت در مرحله اسکارن پسرونده، و لیمونیت از هوازدگی کانی‌های آهن‌دار (مانند: منیتیت و هماتیت) در مرحله هوازدگی پدید آمده است.
کانی‌های سولفیدی مانند پیریت و کالکوپیریت در مرحله پسرونده و کانی‌های مس مانند کربناتهای مس (مالاکیت، آزوریت) در مرحله هوازدگی پدید آمدهاند. کانی‌های منیتیت، کالکوپیریت و پیریت بهصورت اولیه و هماتیت، لیمونیت و گوتیت از هوازدگی کانی‌های نخستین پدید آمدهاند (جدول 3).
جدول 3- توالی کانی‌های همایند (کانی‌های پاراژنز) در اسکارن کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان)
زمین‌شیمی
دادههای تجزیة زمین‌شیمیاییِ سنگ‌های گرانیتوییدی و اسکارن‌ها در جدول‌های 1 و 2 آورده شدهاند. در نمودار قلیایی- سیلیسِ Middlemost (1985)، سنگ‌های بررسی‌شده در بخش گرانیت جای گرفته‌اند (شکل 12- A). از دیدگاه ضریب آلکالی Na2O+K2O-CaO (شاخص MALI) در برابر SiO2 (Frost et al., 2001)، سنگ‌های گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید در بخش کلسیک- آلکالی تا آلکالی- کلسیک جای گرفته‌اند (شکل 12- B). بر پایه شاخص اشباع‌شدگی از آلومینیمِ Shand (1943)، نمونههای گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید در مرز محدودههای متاآلومین تا پرآلومین جای گرفته‌اند (شکل 12- C).
شکل 12- جایگاه سنگ‌های گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در: A) در نمودار پیشنهادیِ Middlemost (1985)؛ B) نمودار SiO2در برابر Na2O+K2O-CaO (برپایه درصد وزنی) (Frost et al., 2001)؛ C) نمودار شاخص اشباع‌شدگی از آلومینیم (Shand, 1943) برپایه شاخص اشباع از آلومینیم
ازآنجایی‌که ترکیب سنگ‌ها یکنواخت است، بیشتر نمودارهای تغییرات عنصرهای اصلی در برابر سیلیس (Harker, 1909)، تغییرات روشنی را نشان نمی‌دهند. تغییرات دیده‌شده در برخی اکسیدها، مانند پراکندگی میزان Al2O3) معمولاً پیامد دگرسانی‌هاست (Karimzadeh Somarian, 2006). همچنین، روند کاهشی CaO شاید پیامد جدایش بلوری پلاژیوکلازهای کلسیک، کاهش MgO پیامد جدایش بلوری در سنگ‌های گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید، روند کاهشی و پراکنده K2O پیامد تجزیه فلدسپارها در برخی نمونه‌ها و پیدایش کانی‌های ثانویه‌ای (مانند: کلریت و کانی‌های رسی) (Karimzadeh Somarian, 2006) و روند افزایشی Na2O پیامد جدایش بلوری هستند (شکل 13).
شکل 13- جایگاه سنگ‌های گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در نمودار تغییرات عنصرهای اصلی (برپایه درصد وزنی)
شکل 14 تغییرات عنصرهای فرعی و کمیاب خاکی در برابر افزایش اُکسید سیلیس را نشان می‌دهد. برخی تغییرات دیده‌شده، مانند روند کاهشی Rb، جانشینی آن به‌جای کانی‌های پتاسیم‌دار، روند کاهشی Ba در پی شرکت در جدایش بلوریِ آلکالیفلدسپارها و روند کمابیش کاهشی همراه با پراکندگی Th در پی آلایش پوسته‌ای (Wilson, 1989) و روند کاهشی Sr در پی حضور و جانشینی آن با کلسیم و ورود به شبکه پلاژیوکلاز کلسیم‌دار در مراحل آغازین تبلور ماگماست (شکل 14).
شکل 14- نمودار تغییرات برخی عنصرهای فرعی در توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان)
در نمودارهای عنکبوتی بهنجارشده (شکل 15)، عنصرهای ناسازگار سبک (مانند: Cs، Th و Pb) در برابر عنصرهای ناسازگار سنگین، 10 تا 1000 برابر غنی‌شدگیِ بیشتر نشان می‌دهند. ناهنجاری مثبت Pb (نسبت به ترکیب گوشته اولیه)، وابسته به متاسوماتیسم گوة گوشته‌ای با سیال‌های برخاسته از پوسته اقیانوسیِ فرورو یا آلایش ماگما با پوسته دانسته می‌شود (Kamber et al., 2002). در نمونههای بررسی‌شده، سرب 50 تا 2000 برابر غنی‌شدگی نشان می‌دهد. آنومالی منفی Nb و Ti می‌تواند مربوط به آلایش پوسته‌ای باشد (Wilson, 1989). از سوی دیگر، Gourgaud (2003)، آنومالی منفی در عنصرهای Nb و Ti را ویژگیِ سنگ‌های کمان ماگمایی می‌داند. ناهنجاریهای مثبت عنصرهای Th و Zr و ناهنجاری منفی عنصرهای Nb، Sr و Ti از ویژگی‌های سنگ‌های وابسته به پهنه‌های فرورانش است (Wilson, 1989). این ویژگی‌ها در سنگ‌های کوه شاخ‌سفید نیز دیده می‌شود (شکل 15- A). در نمودار عنکبوتی عنصرهای خاکی نادر در برابر ترکیب کندریت پیشنهادیِ Nakamura (1974)، همه نمونه‌ها بهصورت هم‌روند و همانند با یکدیگر هستند (شکل 15- B). این ویژگی نشان‌دهندة خاستگاه یکسان همه آنهاست. در شکل 15- B، نمونههای سنگی بررسی‌شده تهیشدگی از Eu نشان می‌دهند پیامد جدایش بلوریِ پلاژیوکلاز دانسته مس‌شود (Wu et al., 2003).
شکل 15- ترکیب توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در: A) نمودار عنکبوتی عنصرهای فرعی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه (Sun and McDonough, 1989)؛ B) نمودار بهنجارشده به ترکیب کندریت (Nakamura, 1974)
شناسایی گرانیتهای I و S
در نمودارهای شناسایی گرانیتهای نوع I و S (نمودار K2O در برابر Na2O (برپایه درصد وزنی؛ Chappell و White، 2001)، نمونه‌ها در گسترة گرانیتهای نوع I جای می‌گیرند (شکل 16). همچنین، در نمودار Th/Yb در برابر La/Yb (Condie, 1989)، نسبتهای La/Yb و Th/Yb با پیدایش نمونههای گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید در پهنه زمین‌ساختی حاشیه فعال قارهای همخوانی دارد (شکل 17).
شکل 16- نمونههای توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در نمودار K2O در برابر Na2O (برپایه درصد وزنی) (Chappell and White, 2001)
شکل 17- ترکیب توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در نمودار Th/Yb در برابر La/Yb (Condie, 1989)
زمین شیمی عنصرهای اصلی اسکارن‌ها
روند تغییرات Al2O3، SiO2 و CaO در برابر اُکسید آهن نشان می‌دهد با افزایش مقدار آهن، مقدار این عنصرها کاهش می‌یابد. این پدیده نشان‌دهندة همبستگی منفی این عنصرها با آهن است. همبستگی منفی آهن با Al2O3 و CaO شاید پیامد تمرکز آنها در پلاژیوکلازِ ماگمای سازنده باشد؛ زیرا تبلور پلاژیوکلاز، کاهش Al و Ca در ماگما را در پی دارد. پراکندگی MgO با آهن نیز می‌تواند پیامد نبود کانی‌های مافیک باشد (شکل 18).
شکل 18- تغییرات اُکسیدهای عنصرهای اصلی در برابر اُکسید آهن در اسکارنهای کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان)
در نمودارهای نسبت Ti+V در برابر Ni/(Co+Mn) و Ca+Al+Mn برای شناسایی کانسارهای آهن (Beaudoin et al., 2007)، نمونههای کانسار آهن کوه شاخ‌سفید در محدوده کانسارهای آهن اسکارنی جای گرفته‌اند (شکل‌های 19- A و 19- B).
|
A |
|
B |
شکل 19- جایگاه سنگ‌های گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید (جنوب‌خاوری کرمان) در: A، B) نمودارهای شناسایی کانسارهای آهن گوناگون (Beaudoin et al., 2007)
نبود ولاستونیت همراه با گارنت در اسکارن آهن کوه شاخ‌سفید نشان‌دهندة اینست که گارنت (آندرادیت- گروسولار) در دماهای کمتر از 470 درجه سانتیگراد و در محدوده گریزندگی اکسیژن 10-21 تا 24-10 به مجموعه کوارتز، کلسیت و منیتیت و در دمای کمتر از 450 درجه سانتیگراد و گریزندگی اکسیژن بیشتر از 21-10 به مجموعه کوارتز، کلسیت و هماتیت تبدیل می‌شود (Einaudi, 1982). با توجه به پیدایش مجموعه هماتیت، کلسیت و کوارتز در مرحله پسرونده (در دمای کمتر از 450 درجه سانتیگراد)، گریزندگی اکسیژن سیال در آغاز نزدیک به 21-10 بوده است. در دمای بیشتر از 460 درجه سانتیگراد شارههای در تعادل با توده آذرین درونی نمی‌توانند با مجموعههای سیلیکات‌کلسیم بی‌آب چندان در تعادل باشند و شاید آغاز دگرسانی پسرونده مجموعههای سیلیکاتهای کلسیم بی‌آب در دمای کمتر از 430 درجه سانتیگراد را در پی داشته‌اند (شکل 20).
شکل 20- نمودار دما در برابر LogƒO2 در فشار شاره 500 بار و 1/0 XCO2= در سیستم Ca-Fe-Si-C-O-H (Einaudi and Burt, 1982) برای اسکارن کوه شاخ‌سفید که در دمای کمتر از 470 درجه سانتیگراد پدید آمده است (بازة دمایی پیدایش اسکارن کوه شاخ سفید (جنوب‌خاوری کرمان) با نقطه‌چین نشان داده شده است)
نتیجه‌گیری
توده گرانیتوییدی کوه شاخ‌سفید به درون سنگ‌های آهکی، ماسه‌سنگ و سیلتستون نفوذ کرده و در محل تماس اسکارن را پدید آورده است. ترکیب سنگ‌شناختی این توده گرانیت، گرانودیوریت و بیوتیت گرانیت است. سنگ‌آهک، ماسه‌سنگ، شیل و سیلتستون و سنگ‌های دگرگونی (مانند: مرمر) از سنگ‌های دربرگیرنده توده سنگ‌های رسوبی و اسکارن‌ها (مانند: گارنت اسکارن و ترمولیت اسکارن) هستند. کانه‌زایی منطقه شامل کانی‌های منیتیت، هماتیت، گوتیت، لیمونیت، کالکوپیریت، پیریت و کربناتهای مس است. توده بررسی‌شده ویژگی‌های گرانیتهای نوع I را نشان می‌دهد. همچنین، از دیدگاه شاخص اشباع‌شدگی از آلومینیم (ASI)، پرآلومین تا متاآلومین است. بررسی‌های زمین‌شیمیایی تودههای گرانیتوییدی این منطقه نشان می‌دهند این توده در بخش کلسیک- آلکالی تا آلکالی- کلسیک جای گرفته است. ازآنجایی‌که اسکارن آهن منطقه کوه شاخ‌سفید (اگزواسکارن) کانی‌های گارنت، ترمولیت و کلریت دارد، از نوع کلسیک است. کانی‌های بی‌آب (مانند: گارنت و منیتیت) در مرحله‌های پیشرونده در دماهای کمتر از 470 درجه سانتیگراد در محدوده گریزندگی اکسیژن 21-10 تا 24-10 و کانی‌های اپیدوت، ترمولیت، کلریت، کلسیت و کوارتز در مرحله پسرونده در دمای کمتر از 450 درجه سانتیگراد و گریزندگی اکسیژن سیال نزدیک به 21-10 پدید آمدهاند.
)