Document Type : Original Article
Authors
1 Department of Geology, College of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 کرمان - انتهای بلوار 22 بهمن - دانشگاه شهید باهنر کرمان - دانشکده علوم - بخش زمین‌شناسی
Abstract
Keywords
Main Subjects
درکل، درزهای ستونی یا چندوجهی به‌علت وجود استرس هنگام سردشدن گدازه پدید می‌آیند و ازاین‌رو، پیدایش، رشد و گسترش ترکهایی عمود بر سطح جریان (از پایین به‌سوی بالا و برعکس) را در پی دارند (Mallet, 1875; Iddings, 1886; Spry, 1962; Budkewits, 1994; Goehring, 2008). آنها یک یا دو بخش با مجموعه‌ای از ستون‌های منظم و مستقیم (کولونیدی: Colonnade) و یک بخش شامل ستون‌های کج‌شده و نامنظم (اینتبولیتور: Entabulature) هستند (Long and Wood, 1986). درزهای ستونی سیمای معمول در جریان‌های لاوایی در محدوده ترکیبی بازالت تا ریولیت هستند و در پهنه‌های خشکی، زیر یخچالی و همچنین، در برخی رسوبهای آذرآواری جوش‌خورده پدید می‌آیند (Wright at al., 2011; Bosshard at al., 2012; Hetényi at al., 2012; Phillips at al., 2013; Forbes, at al., 2014). درزهای ستونی در جریان‌های گدازه، سیلها، دایکها، ایگنمبریتها و نفوذیهای کم‌ژرفا با هر ترکیبی پدید می‌آیند (Huxley, 1881; French, 1922; Gilbert, 1938; Degraff, 1987; Seshadri, 1997; Müller, 1998a, 1998b; Menger at al., 2002; Toramaru and Matsumoto, 2004). بهترین نمونة آنها سنگ فرش غول (Giant’s Causeway) در ساحل شمالخاوری ایرلند شمالی، یا غار فینگال (Fingal’s cave) در اسکاتلند بوده و درزهای ستونی بازالتی آنها ششگوش هستند. درزهای ستونی داسیتی از باختر تاسمانیا در استرالیا (McPhie at al., 1993) و ریولیتی از منطقه راین- کرمان (Roozbahani and Arvin, 2010) هم گزارش شدهاند. همانند چنین درزهای ستونی در منطقه بررسی‌شده (در 5 کیلومتری شمالخاوری روستای علیشاهی، در 45 کیلومتری جنوب راین) نیز دیده می‌شوند. این درزها تناوبی از سنگ‌های آذرآواری و جریان‌های گدازه‌ای آندزیت، ریولیت و ریوداسیتی- داسیتیِ بخش میانی مجموعه رازک هستند (شکل 1). درزهای ستونی به‌صورت جریانی لاوایی میان سنگ‌های آذرآواری (از نوع توف بلور شیشه‌ای) رخنمون یافته‌اند. ازآنجایی‌که درزهای ستونی منطقه علیشاهی راین برای نخستین بار گزارش می‌شوند، هدف این پژوهش بررسی سنگ‌شناختی، زمینشیمی و سنگ‌زایی (پتروژنز) این درزهای ستونی است.
زمین‌شناسی منطقه
منطقه بررسی‌شده در جنوب‌خاوری پهنه ماگمایی ارومیه- دختر در نوار آتشفشانی- رسوبی دهج- ساردوییه از پهنه ساختاری ایران مرکزی است. نوار دهج- ساردوییه به درازای 500 کیلومتر و پهنای نزدیک به 80 کیلومتر از شهر دهج در شمالباختری استان کرمان تا منطقه ساردوییه در جنوب‌خاوری این استان کشیده شده است. این نوار ستبرایی نزدیک به 15 کیلومتر دارد و سنگ‌های آتشفشانیِ اسیدی تا حدواسط و بازیکِ ائوسن را در برمی‌گیرد. افق‌های رسوبی کم‌ستبرا نیز در قاعده یا بخش‌های میانی آن هستند (Dimitrijevic, 1973). حضور افق‌های رسوبی نشان‌دهندة آرامش نسبی در فعالیت‌های آتشفشانی است. در الیگو-میوسن توده‌های نفوذی در واحدهای آتشفشانی نفوذ کرده‌اند. در شکل 1 جایگاه نوار دهج- ساردوییه و منطقه بررسی‌شده نشان داده شدهاند. نوار دهج- ساردوییه به‌صورت سه مجموعه آتشفشانی رده‌بندی شده است که عبارتند از: 1) مجموعه بحرآسمان با سن ائوسن پایینی- میانی (شامل سنگ‌های پیروکلاستیک با ترکیب اسیدی، جریان‌های ریولیت، ریوداسیت، آندزیت، توف سبز رنگ، آگلومرا و برش‌های آتشفشانی با میان‌لایه‌های آهکی)؛ 2) مجموعه رازک با سن ائوسن میانی- بالایی که به سه زیر مجموعة پایینی (بیشتر با ترکیب بازیک)، میانی (بیشتر با ترکیب اسیدی) و بالایی (بیشتر با ترکیب بازیک) با میان‌لایه‌های آهکی و ماسه‌سنگی است. درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی در بخش میانی این مجموعه رخنمون یافته‌اند؛ 3) مجموعه آتشفشانی هزار با سن ائوسن بالایی (شامل توف‌های سرخ‌رنگ، ماسهسنگهای توفی، تراکی‌آندزیت و تراکی‌بازالت و جریان‌هایی از گدازه و پیروکلاستیک با میان لایه‌های آهکی) (Dimitrijevic, 1973).
شکل 1- A) جایگاه منطقه بررسی‌شدة علیشاهی راین، در نقشه ساده زمین‌شناسی ایران؛ B) نقشه زمین‌شناسی منطقه علیشاهی راین، برپایه نقشه زمین‌شناسی 1:100000 ورقه خاتون آباد (Djokovic, at al., 1972)
روش انجام پژوهش
در بررسی‌های صحرایی و با توجه به دگرسانی شدید تلاش شد تا حد امکان از سنگ‌های با دگرسانی کمتر نمونه‌برداری شود. در این راستا، شمار 60 نمونه برداشت شد و از میان آنها، 28 نمونه برای بررسی میکروسکوپی برگزیده و از آنها مقطع نازک ساخته شد. سپس شمار 7 نمونه با کمترین دگرسانی برگزیده و برای تجزیه اکسیدهای عنصرهای اصلی (با دستگاه ICP-AES) و تجزیه عنصرهای فرعی و خاکی نادر (با دستگاه ICP-MS) به آزمایشگاه ALS-Chemex (در کانادا) فرستاده شدند. داده‌های تجزیه زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده در جدول 1 آورده شدهاند.
جدول 1- داده‌های تجزیه شیمیایی از درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی (جنوب‌خاوری راین، کرمان) (FeO*: اکسید آهن کل؛ LOI: کاهیدگی در اثر دما؛ C: تجزیه از مرکز نمونه؛ M= تجزیه از حاشیه نمونه؛ عنصرهای اصلی برپایه درصد وزنی و عنصرهای فرعی برپایه ppm)
|
Sample No. |
NZ-2-1 |
NZ-2-3C |
NZ-2-3M |
NZ-5-1 |
NZ-8-2C |
NZ-8-2M |
NZ-11-4 |
|
Symbols |
|||||||
|
SiO2 |
66.70 |
63.70 |
66.30 |
66.10 |
63.90 |
67.10 |
65.70 |
|
TiO2 |
0.54 |
0.51 |
0.52 |
0.54 |
0.48 |
0.52 |
0.50 |
|
Al2O3 |
14.55 |
16.80 |
15.00 |
14.75 |
15.70 |
13.70 |
15.05 |
|
FeO* |
4.44 |
3.33 |
4.57 |
4.69 |
4.35 |
4.76 |
4.32 |
|
MnO |
0.09 |
0.07 |
0.10 |
0.09 |
0.08 |
0.08 |
0.10 |
|
MgO |
1.10 |
0.83 |
1.14 |
1.13 |
1.06 |
1.10 |
1.34 |
|
CaO |
1.39 |
1.77 |
1.29 |
1.64 |
1.64 |
0.94 |
1.99 |
|
Na2O |
5.12 |
8.02 |
5.55 |
4.75 |
7.65 |
3.56 |
4.00 |
|
K2O |
2.64 |
0.65 |
2.58 |
3.31 |
0.48 |
4.78 |
3.62 |
|
P2O5 |
0.16 |
0.15 |
0.16 |
0.16 |
0.15 |
0.14 |
0.14 |
|
SrO |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
|
BaO |
0.06 |
0.01 |
0.05 |
0.07 |
0.01 |
0.09 |
0.05 |
|
LOI |
2.44 |
2.41 |
2.40 |
2.57 |
2.70 |
2.01 |
3.61 |
|
Total |
99.26 |
98.28 |
99.69 |
99.82 |
98.22 |
98.80 |
100.43 |
|
V |
55.00 |
51.00 |
55.00 |
57.00 |
53.00 |
56.00 |
64.00 |
|
Co |
7.30 |
5.50 |
7.50 |
7.20 |
6.40 |
7.30 |
7.20 |
|
Ni |
7.00 |
6.00 |
9.00 |
6.00 |
<5 |
6.00 |
6.00 |
|
Cr |
30.00 |
30.00 |
40.00 |
30.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
|
Cu |
43.00 |
42.00 |
37.00 |
38.00 |
42.00 |
30.00 |
31.00 |
|
Zn |
68.00 |
52.00 |
69.00 |
70.00 |
63.00 |
71.00 |
65.00 |
|
Ga |
15.10 |
17.00 |
15.80 |
12.40 |
16.30 |
12.60 |
17.30 |
|
Cs |
2.65 |
1.51 |
2.14 |
2.40 |
0.75 |
2.06 |
3.65 |
|
Ba |
509 |
71.90 |
455 |
624 |
85.80 |
784 |
441 |
|
Rb |
121.5 |
30.70 |
107 |
156.5 |
22 |
205 |
153.5 |
|
Sr |
311 |
316 |
270 |
257 |
264 |
231 |
163 |
|
Y |
38.90 |
33.30 |
36.20 |
37.70 |
37.50 |
39.40 |
39.90 |
|
Zr |
221 |
203 |
214 |
223 |
249 |
235 |
232 |
|
Nb |
9.40 |
8.90 |
9.20 |
9.30 |
9.10 |
9.70 |
9.50 |
|
Hf |
6.50 |
6.10 |
6.50 |
6.50 |
6.50 |
6.90 |
6.80 |
|
Ta |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
|
Pb |
7.00 |
10.00 |
15.00 |
17.00 |
10.00 |
11.00 |
11.00 |
|
Th |
9.98 |
9.28 |
9.97 |
9.77 |
10.45 |
10.05 |
9.96 |
|
U |
2.47 |
2.36 |
2.36 |
2.50 |
2.34 |
2.54 |
2.56 |
|
Mo |
2.00 |
2.00 |
3.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
|
Sn |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
|
Tl |
0.50 |
<0.50 |
<0.50 |
0.50 |
<0.50 |
0.60 |
<0.50 |
|
W |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
1.00 |
|
La |
23.90 |
22.40 |
24.80 |
24.50 |
21.40 |
23.80 |
20.20 |
|
Ce |
52.30 |
47.4 |
53.40 |
51.70 |
45.90 |
50.50 |
46.50 |
|
Pr |
6.78 |
6.02 |
6.65 |
6.51 |
5.93 |
6.49 |
6.31 |
|
Nd |
26.80 |
23.50 |
26.00 |
25.70 |
23.80 |
25.40 |
25.40 |
|
Sm |
6.14 |
5.17 |
5.93 |
5.89 |
5.46 |
5.86 |
6.31 |
|
Eu |
1.16 |
1.03 |
1.21 |
1.03 |
1.04 |
1.02 |
1.22 |
|
Gd |
5.98 |
5.16 |
5.78 |
5.75 |
6.13 |
5.85 |
6.22 |
|
Tb |
1.03 |
0.87 |
1.00 |
1.00 |
0.98 |
1.03 |
1.07 |
|
Dy |
6.50 |
5.65 |
6.29 |
6.35 |
6.23 |
6.53 |
6.75 |
|
Ho |
1.38 |
1.23 |
1.32 |
1.34 |
1.32 |
1.41 |
1.43 |
|
Er |
4.13 |
3.74 |
4.01 |
4.03 |
3.91 |
4.14 |
4.22 |
|
Tm |
0.64 |
0.58 |
0.61 |
0.61 |
0.61 |
0.63 |
0.65 |
|
Yb |
4.17 |
3.81 |
4.06 |
4.00 |
3.92 |
4.12 |
4.24 |
|
Lu |
0.63 |
0.58 |
0.62 |
0.62 |
0.61 |
0.64 |
0.65 |
|
Eu/Eu* |
0.57 |
0.60 |
0.62 |
0.53 |
0.54 |
0.52 |
0.59 |
زمین‌شناسی صحرایی و سنگ‌نگاری
بیشتر درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی پنج‌وجهی و یا شش‌وجهی نابرابر هستند و بیشتر به‌صورت قائم رخنمون دارند؛ اما به علت رفتار گسل‌ها، شیبی به‌سوی شمالباختری نشان می‌دهند. با وجود گسلخوردگی و فرسایش بالا در منطقه، بخش ستون‌های منظم و مستقیم (کولونیدی) به‌صورت ستون‌های منظم و مستقیم و بخش ستون‌های کج‌شده و نامنظم (اینتبولیتور) در مجموعه درزهای ستونی هنوز دیده می‌شوند (شکل 2). قطر درزهای ستونی از 7 تا 20 سانتیمتر بوده و بلندای آنها نزدیک به 20 متر است. در درزهای ستونی علیشاهی، یک سری شیارهای ریز (استریا، Stria) بهموازات قاعده درزهای ستونی دیده می‌شود که گاه با کلسیت یا سیلیس پر شدهاند (شکل 3).
استریا بیشتر در قالب نقاط ضعف عمل کرده است و به‌دنبال فرایند هوازدگی و فرسایش درزهای ستونی، در پایان در راستای آنها و در قالب قطعه‌هایی با اندازه‌های گوناگون شکسته می‌شوند. همچنین، سطح بیرونی درزهای ستونی در پی عملکرد فرایند برشیشدن درجا بسیار خردشده هستند. تافونی از فرسایش‌های دیگر در این سنگ‌ها بوده و از چند سانتیمتر تا چندین متر در قطر متغیر است.
شکل 2- بخش‌های گوناگون درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان)
شکل 3- ساختارهای شیاری (استریا) در درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) (مقیاس= 8/13 سانتیمتر)
بخش‌های کناره‌ای درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی با شتاب بیشتری نسبت به بخش میانی آنها سرد شدهاند. از نشانه‌های آن، افزایش محسوسِ شدت دگرسانی و نیز افزایش اندازه و درصد حجمی تبلور کانی‌ها به‌سوی بخش‌های میانی (در مقطع نازک و در نمونه دستی) است (شکل‌های 4 و 5).
شکل 4- عملکرد دگرسانی در بخش‌های کناره‌ای و میانیِ درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) (بخش سفید رنگ نشان‌دهندة عملکرد فرایند کائولینیتیشدن است)
شکل 5- بافت پورفیریتیک به‌همراه تغییر رنگ در پی عملکرد متفاوت دگرسانی از کناره‌ها به‌سوی بخش‌های میانی (در برش عرضی یک درز ستونی ریوداسیتی- داسیتی شش وجهی نامنظم در علیشاهی راین، کرمان)
همچنین، تغییر در سرعت سردشدن در عملکرد فرایند دگرسانی نیز دیده می‌شود بهگونهایکه در نمونه‌های با دگرسانی کمابیش کم، بخش‌های کناره‌ای و میانی، به‌ترتیب با درصد حجمی شیشه‌ای بالا و کم، به‌رنگ قهوه‌ای و رنگ سبز هستند (شکل 5).
گفتنی است که در مقطع نازک نیز بافت پرلیتیک بیشتر در بخش‌های کناره‌ای وجود دارد و بررسی‌های زمین‌شیمیایی نیز این تفاوت در سرعت سردشدن را به‌خوبی نشان می‌دهند. در درزهای ستونی، در پی دگرسانی فلدسپارها، دگرسانی اپیدوتیتی‌شدن و کلریتی‌شدن به مقدار کم و کائولینیتیشدن به مقدار بالا دیده می‌شوند (شکل 4). بافت این سنگ‌ها در نمونه دستی، پورفیریتیک بوده (شکل 5) و پیامد جایگیری درشت‌بلورهای پلاژیوکلاز در زمینه دانه‌ریز است. درزهای ستونی گاه با دایکهای دولریتی قطع شدهاند.
از دیدگاه سنگشناسی، درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی ریوداسیت- داسیت هستند. پلاژیوکلاز کانی اصلیِ این سنگ‌هاست. فنوکریست‌های این کانی (شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دارِ تخته‌ای؛ در اندازه‌های 4 تا 8 میلیمتر) کمتر از 15 درصد حجمی و به‌صورت میکرولیتی (به اندازه‌های کمتر از یک میلیمتر) کمتر از 10 درصد حجمی سنگ را در بر می‌گیرند. فنوکریست‌های پلاژیوکلاز گاه برپایه زاویه خاموشی (با روش میشل لوی) از نوع سدیک (20An<) و دارای ماکل پلی‌سینتتیک هستند و گاه زونینگ و بافت غربالی دارند. آلکالیفلدسپار (مانند: ارتوکلاز و گهگاه سانیدین)، پیروکسن، بیوتیت، آپاتیت، هورنبلند (اوپاسیته‌شده)، تیتانیت و کانیهای کدر از کانیهای دیگرِ زمینه (که روی‌هم‌رفته کمتر از 10 درصد حجمی سنگ را در بر می‌گیرند) هستند. این کانی‌ها بیشتر شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار هستند و همراه با پلاژیوکلازها در یک زمینه شیشه‌ای نهان‌بلور و گاه واشیشه‌ای‌شده (Devitrification) جای گرفته‌اند. فلدسپارها به سریسیت و کائولینیت دگرسان شده و گاه با کلریت و کلسیت جانشین شدهاند. بافت سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی هیالو پورفیریتیک- گلومروپورفیریتیک، پرلیتیک (شکل 6) و تا اندازه کمی جریانی است. بافت جریانی با میکرولیت‌های پلاژیوکلاز در پیرامون فنوکریست‌های پلاژیوکلاز دیده می‌شود. کوارتز و کلسیت به‌صورت رگه‌ای هم در سنگ و مقطع نازک دیده می‌شوند.
شکل6- بافت پرلیتیک در درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) (تصویر PPL)
زمینشیمی
برپایه سرشت دگرسان‌شده درزهای ستونی علیشاهی و برای رده‌بندی شیمیایی آنها، نمودار Nb/Y در برابر Zr/TiO2 (Winchester and Floyd, 1977) به‌کار برده شد که در آن سنگ‌ها در بخش ریوداسیتی- داسیتی جای می‌گیرند (شکل 7). این نکته با یافته‌های به‌دست‌آمده از بررسی‌های سنگ‌نگاری همخوانی دارد. همان‌گونه که در جدول 1 دیده می‌شود، سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی در بخش‌های کناره‌ای نسبت به بخش‌های میانی، از SiO2 و K2O غنیشدگی دارند. همچنین، Al2O3 و Na2O در بخش میانی نسبت به کناره‌ای افزایش نشان می‌دهند. این افزایش‌ها و کاهش‌ها کاملاً با چگونگی سردشدن، تبلور و دگرسانی درزهای ستونی علیشاهی همخوانی دارد (در بخش مقدمه نیز به آن پرداخته شد).
همچنین، سنگ‌ها در نمودارهای SiO2 در برابر K2O+Na2O و AFM (Irvine and Baragar, 1971)، به‌ترتیب در بخش ساب‌آلکالن و سری ماگمایی کالک‌آلکالن جای می‌گیرند (شکل 8). این نکته نشان‌دهندة فشار بخشی بالای اکسیژن و جداشدن مگنتیت از ماگما و غنیشدن آن از سیلیس است که از ویژگیهای ماگمای کالک‌آلکالن است (Irvine and Baragar, 1971).
شکل 7- رده‌بندی شیمیایی درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) برپایه نمودار Nb/Y در برابر Zr/TiO2 (Winchester and Floyd, 1977) (نمادها همانند جدول 1)
شکل 8- درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) در: A) نمودار درصد وزنی SiO2 در برابر درصد وزنی K2O+Na2O (Irvine and Baragar, 1971)؛ B) نمودار AFM برای شناسایی سری ماگمایی (Irvine and Baragar, 1971) (نمادها همانند جدول 1)
سنگ‌زایی
باور کلی بر این است که عنصرهای با قدرت میدانی بالا (Ti، Zr، Y، Nb، Ta، P و Hf)، عنصرهای واسطه (Ni، Cr، V، U ، Se و Tm) و عنصرهای خاکی نادر در هنگام دگرسانی گرمابی شدید و حتی تا اندازه‌ای ضعیف تا متوسط در سنگ‌های ولکانیکی، به‌صورت نامتحرک رفتار می‌کنند؛ اما عنصرهای با قدرت میدانی کم (Sr، Ba، Rb و Cs) و عنصرهایی مانندِ Na، K، و Si، در سیالهای آب‌دار متحرک هستند (Pearce and Cann, 1973; Pearce, 1975; Smith and Smith, 1976; Floyd and Winchester, 1978; Humphris and Thompson, 1978; Pearce and Norry, 1979; Wood at al., 1979; Humphris, 1984; Jiang at al., 2009). ازاین‌رو، از این عنصرها برای پی‌بردن به خاستگاه و تکامل سنگ‌های آذرین بهره گرفته می‌شود. در نمودارهای SiO2 در برابر Zr و Zn (Newbery at al., 1990) که جداکننده دو نوع ماگمای گرانیتوییدی نوع A و I از یکدیگر هستند، نمونه‌های درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی در محدوده گرانیتوییدهای نوع I جای می‌گیرند (شکل 9).
شکل 9- نمودار درصد وزنی SiO2 در برابر Zr و Zn (برپایه ppm) (Newbery at al., 1990) برای شناسایی خاستگاه درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی (نمادها همانند جدول 1)
برای شناسایی خاستگاه و پهنه زمین‌ساختی، نمودارهای تغییرات عنصرهای کمیاب (Pearce at al., 1984) (که به باور Twist و Harmer (1987) و Menuge و همکاران (2002)، برای گدازههای فلسیک نیز کاربرد دارند) به‌کار برده شدند. برپایه این نمودارها، سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی در پهنه کمان ماگمایی و هم‌زمان با کوهزایی پدید آمده‌اند (شکل10). نسبت عنصرهای با قدرت میدانی بالا (HFSE) در سنگ‌های فلسیک بازتابی از تکامل پهنه زمین‌ساختی ماگمایی یک ناحیه است (Schandl and Gorton, 2002). در اینباره، نسبت‌های Th/Ta، Th/Hf، Ta/Hf، Th/Yb و Ta/Yb برای شناسایی پهنه زمین‌ساختی آتشفشان و کمان‌های اقیانوسی، حاشیه‌های فعال قاره‌ای و پهنه‌های آتشفشانی درون‌قاره‌ای به‌کار برده می‌شوند. برپایه این نمودارها، سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتیِ درزهای ستونی منطقه علیشاهی در بخش حاشیه فعال قاره‌ای جای می‌گیرند (شکل 11).
شکل 10- درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) در نمودارهای شناسایی پهنه زمین‌ساختی (Pearce at al., 1984) (عنصرها برپایه ppm هستند؛ نمادها همانند جدول 1 هستند؛ ORG: ocean-ridge granite؛ WPB: within-plate؛granite؛ syn-COLG: syn-collisional granite؛ VAG: volcanic arc granite)
نمودار عنصرهای کمیابِ بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه برای سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی در شکل 12- A نشان داده شده است. همان‌گونه‌که دیده می‌شود، سنگ‌ها از LILE (مانند: Rb، K، Th) و LREE (مانند: Ce و Sm) در برابر HFSE و HREE غنیشدگی نشان می‌دهند. تهی‌شدگی از HFSE (مانند: Nb، Ta و Ti) به‌خوبی دیده می‌شود. تهی‌شدگی از عنصرهای Nb و Ta پیامد کاهش انحلال این عنصرها در سیالها و مذاب‌های پهنه فرورانش در ژرفای کم است (Baier at al., 2008).
الگوی عنصرهای خاکی نادرِ سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی بهنجارشده به ترکیب کندریت نشان‌دهندة غنیشدگی از LREE با شیب تند است؛ اما HREE شیب مثبت با الگوی هموار نشان می‌دهد که با آنومالی منفی Eu (Eu/Eu* برابر با 52/0–62/0؛ میانگین: 56/0) شناخته می‌شود (شکل 12- B).1
شکل 11- درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) در نمودارهای شناسایی پهنه زمین‌ساختی (Schandl and Gorton, 2002) برپایه عنصرهای کمیاب Ta، Yb، Th و Hf (برپایه ppm) (نمادها همانند جدول 1؛ ACM: active continental-margin؛ MORB: mid-ocean ridge basalt؛ WPB: within-plate basalt؛ WPVZ: within-plate volcanic zones)
شکل 12- درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین (کرمان) در: A) نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه (McDonough and Sun, 1995)؛ B) نمودار فراوانی عنصرهای خاکی نادر بهنجارشده به ترکیب کندریت (McDonough and Sun, 1995) (نمادها همانند جدول 1)
همچنین، به باور Taylor و McLennan (1985)، چنانچه مقدار Eu/Eu* بیشتر یا کمتر از یک باشد، به‌ترتیب Eu آنومالی مثبت و منفی نشان می‌دهد. از آنجا‌یی‌که Eu عنصری سازگار در پلاژیوکلاز و با درجه اهمیت کمتر در پتاسیمفلدسپار است، پس آنومالی منفی Eu بیشتر با جدایش فلدسپار (به‌ویژة در ماگماهای اسیدی) کنترل می‌شود (Nash and Crecraft, 1985). آنومالی منفی Eu پیامد خارجشدن فلدسپار از مذاب در هنگام جدایش بلوری یا ذوب‌بخشی سنگی است که در آن فلدسپار در خاستگاه ذوب به‌جا‌ی بماند (Ragland, 1989; Wilson, 1989; Rollinson, 1993). همچنین، تهی‌شدگی از Ba و Sr پیامد جدایش بلوری فلدسپار است. آنومالی منفی Eu در داسیت‌های Kuroko ژاپن پیامد دگرسانی گرمابی است (Shikazono, 2003) و در سنگ‌های گرانیتوییدی جنوبباختری انگلیس، تهی‌شدگی از Eu پیامد سرسیتیشدن فلدسپارهاست (Alderton at al., 1980).
آنومالی منفی Eu و کاهش Sr، همراه با افزایش Si نشان‌دهندة اهمیت فلدسپار به‌عنوان فاز جدایش‌یافته از ماگما یا فاز بجامانده در خاستگاه ذوب است. در هر روی، نقش فرایند‌های دگرسانی را هم نباید نادیده گرفت. همچنین، در روند تبلور ماگما، جداشدن فازهای تیتانیمدار (مانند: ایلمنیت و تیتانیت) و فسفردار (مانند: آپاتیت) به‌ترتیب کاهش Ti، Ta، Nb و P را در پی داشته دارند. پوسته قاره‌ای بسیار جدایش‌یافته از LREE غنیشدگی دارد و الگوی HREE آن هموار است و آنومالی منفی Nb و Ta نشان می‌دهد (Taylor and McLennan, 1985). آنومالی منفی Nb و Ta در سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی نشان‌دهندة پیدایش در پهنه فرورانش است (Kaygusuza and Şen, 2011).
نتیجه‌گیری
در درزهای ستونی ریوداسیتی- داسیتی علیشاهی راین دو بخش ستون‌های منظم و مستقیم (کولونیدی) و ستون‌های کج‌شده و نامنظم (اینتبولیتور) به‌خوبی دیده می‌شوند. ترکیب سنگ‌شناختی آنها ریوداسیت- داسیت بوده و فراوان‌ترین کانی درشت آنها پلاژیوکلازهای شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار است. از کانیهای دیگر که بیشتر به‌صورت میکروفنوکریست‌های شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار است آلکالیفلدسپارها (مانند: ارتوکلاز و گهگاه سانیدین)، پیروکسن، بیوتیت، آپاتیت، هورنبلند (اوپاسیته‌شده)، تیتانیت و کانیهای کدر را نام برد. این کانی‌ها همراه با فلدسپارها، در زمینه‌ای شیشه‌ای و نهان‌بلور و گاه واشیشه‌ای‌شده جای گرفته‌اند. بافت سنگ‌های ریوداسیتی- داسیتی درزهای ستونی علیشاهی هیالو پورفیریتیک- گلومروپورفیریتیک، پرلیتیک و بسیار کمتر، جریانی است. برپایه بررسی‌های زمین‌شیمیایی و از دیدگاه ترکیبی، درزهای ستونی علیشاهی ریوداسیت- داسیت هستند و در سری ماگمایی ساب‌آلکالن جای می گیرند. سرشت کالک‌آلکالن، غنیشدگی بالا از عنصرهای با پتانسیل یونی کم (مانند: Cs، Rb، Ba، Th، K و U) و تهی‌شدگی از عنصرهای با پتانسیل یونی بالا (مانند: Zr، Nb، Y، Ta و Ti) نسبت به ترکیب گوشته اولیه، آنومالی منفی Ti، Nb و Ta، الگوی غنیشدگی همراه با شیب تندِ LREE نسبت به HREE با یک شیب مثبت و الگوی هموار، گرایش به‌سوی سنگ‌های کالک‌آلکالن با پتاسیم بالا، همگی نشان‌دهندة پیدایش ماگمای اسیدی درزهای ستونی علیشاهی در پهنه حاشیه فعال قاره‌ای هستند. تهی‌شدگی در عنصرهای Nb و Ta پیامد کاهش انحلال این عنصرها در سیالها و مذاب‌های پهنه‌های فرورانش در ژرفای کم است. همچنین، در سنگ‌های اسیدی درزهای ستونی علیشاهی، آنومالی منفی Eu و کاهش Sr، همراه با افزایش Si نشان‌دهندة اهمیت فلدسپار به‌عنوان یک فاز جدایش‌یافته از ماگما یا بجامانده در خاستگاه ذوب است؛ اما نقش فرایند‌های دگرسانی را نیز نباید نادیده گرفت.
سپاس‌گزاری
نگارندگان مقاله از راهنمایی ارزشمند داوران گرامی در بهبود هر چه بیشتر مقاله سپاس‌گزارند.
)