نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
2 دانشجوی کارشناسی ارشد پترولوژی، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
3 گروه زمین شناسی-دانشکده علوم-دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Abstract
The study area is located in 10 km east of Khousf (southwest of Birjand).This area is situated in the northwest margin of suture zone and it’s boundary with Lut block. The area comprises outcrops of Eocene- Oligocene volcanics with dacite, rhyodacite, andesite, trachy andesite, microdiorite, basaltic andesite composition and pyroclastic rocks (tuff, bereccia and agglomerate) which cross- cut of the upper Cretaceous ophiolitic melange and Eocene flysch. The common texture in these rocks is porphyritic with microgranular matrix, glomerophorphyritic and poikilitic Plagioclase, amphibole, biotite and pyroxene are the main phenocrysts in the andesites. Plagioclase, biotite, amphibole and quartz are the main minerals in dacitic rocks. There is also fine crystals of sanidine in rhyodacite and trachy andesites.. Presence of amphibolittic and pelitic xenolites are very common in these rocks. Signs of magma contamination and mixing, such as sieve texture, zoning in minerals, marginization, compaction, corrosion and dusty margins are observed in these units. These rocks belong to the medium to high potassium calc-alkaline series. The trace and REE patterns normalized to primary mantle and chondrite show these volcanics are co- magmatic and high proportion of LREE / HREE in the calc-alkaline rocks represents a subduction-related environment and active continental margin. Geochemical evidence show that these volanics have adakitic nature. Based on petrogenetic diagrams the mentioned adakites resulted from crystallization of melts originated from partial melting metasomatized mantle wedge above subduction zone and or garnet amphibolitic source resulting of metamorphism of thicked lower crust.
کلیدواژه‌ها [English]
منطقة بررسیشده در10 کیلومتری خاور خوسف (جنوبباختری بیرجند، خراسان جنوبی)، در محدودهای با مختصات طول جغرافیایی خاوری ′54◦58 تا ′00◦59 و عرض جغرافیایی شمالی ′42◦32 تا ′48◦32 جای گرفته است. در نقشة 1:100000 زمینشناسی خوسف (Vahdati Daneshmand and Kholghi, 1988)، این منطقه در شمالخاوری بلوک لوت و مرز آن با پهنة سیستان نشان داده شده است. مهمترین راه دسترسی به منطقه از مسیر بیرجند– خوسف است (شکل 1).
این منطقه، بخشی از مجموعة جوش‌خورده پدیدآمده از برخورد پهنه لوت با بلوک افغان است که به‌نام زمین‌درز سیستان نامیده شده است (Tirrul et al., 1983). برپایة بررسی‌های Yousefzadeh (2010)، سنگ‌های آتشفشانی ترشیری (ائوسن- الیگوسن) در منطقة بیرجند- خوسف، سرشت کالک‌آلکالن دارند و در مرز قاره‌ای فعال پدید آمده‌اند. Yousefi (2010) سنگ‌های آتشفشانی منطقه گیوشاد (جنوبباختریی بیرجند) را کالک‌آلکالن پتاسیم بالا با گرایش آداکیتی دانسته است. بررسی‌های Mohammadi و همکاران (2011) در منطقه حسین آباد (جنوب باختر بیرجند) نشان می‌دهد سنگ‌های آتشفشانی ترشیری منطقه از سری ماگمایی کالک‌آلکالن با ویژگی آداکیتی هستند و از خاستگاهی گارنت‌آمفیبولیتی برخاسته‌اند. یافته‌های به‌دست‌آمده از بررسی‌های Yousefzadeh و Sabzehei (a2012) نشان می‌دهد سنگ‌های آتشفشانی شمالخاوری بیرجند و به‌ویژه در مارکوه از نوع داسیتی و با سرشت کالک‌آلکالن هستند و انکلاوهای فراوانی از نوع متاپلیتی و آمفیبولیتی دارند. همچنین، در بررسی‌های Yousefzadeh و Sabzehei (b2012)، سنگ‌های آتشفشانی منطقة جنوبباختری بیرجند نیز ترکیب آندزیتی– داسیتی دارند و با اتولیتها و برونبوم‌های فراوان آمفیبولیتی‌اند. Pang و همکاران (2013) سن فعالیتهای ماگماتیسم کالک‌آلکالن خاور ایران را ائوسن پایانی تا الیگوسن پایانی به‌دست آوردهاند. Gholami (2014) سنگ‌های آذرین ترشیری منطقة شوراب (غرب خوسف) را کم قلیایی وابسته به فرورانش دانسته است. برپایة بررسی‌های Mojarrad (2014)، سنگ‌های آتشفشانی منطقة کلاته قصاب (شمال‌باختری خوسف) ویژگی کالک‌آلکالن پتاسیم متوسط دارند و همانند آداکیت‌های پرسیلیس هستند. Labbaf (2014) سنگ‌های آتشفشانی جنوب گرونگ را مرتبط با مرز قاره‌ای فعال میداند. برپایة بررسی‌های Abutalebi و همکاران (2016)، سنگ‌های آتشفشانی ترشیری منطقة گارجگان (جنوبباختری بیرجند)، داسیت، ریوداسیت و تراکیآندزیت با ویژگی کالک‌آلکالن و وابسته به پهنه‌های فرورانش در یک مرز فعال قاره‌ای هستند. Torshizi (2016) سنگ‌های باختر فدشک (جنوبباختری بیرجند) را کالکآالکالن پتاسیم متوسط به بالا و پدیدآمده در مرز فعال قاره‌ای دانسته است. برپایة بررسی‌های Yousefzadeh و همکاران (2018) سنگ‌های آتشفشانی منطقة خوان قهستان (شمالخاوری بیرجند) پیامد ماگماتیسم وابسته به پهنة فرورانش با خاستگاه گوشته متاسوماتیسم‌شده هستند. هرچند سنگ‌های آتشفشانی ترشیری در منطقه خوسف گسترش بسیاری دارند، بررسی‌های سنگ‌شناسی کمتری دربارة آنها انجام شده است. پس، در این پژوهش تلاش شده است در راستای شناخت تکامل زمینشناسی بلوک لوت و خاور کشور، به سنگ‌شناسی سنگ‌های یادشده و جایگاه زمین ساختی آنها پرداخته شود.
زمینشناسی منطقه
برپایةنقشة زمینشناسیخوسف (Vahdati Daneshmand and Kholghi, 1988)، سنگ‌های گدازهای (مانند: داسیت، ریوداسیت، آندزیت، آندزیت‌بازالتی، تراکیآندزیت)، سنگ‌های نیمه‌عمیق (مانند: میکرودیوریت) و سنگ‌های آذرآواری (مانند: توف، برش و آگلومرا) از گروه‌های سنگی ترشیری در این منطقه هستند. بیشتر سنگ‌های گدازهای به شکل گنبدی روی سنگ‌های آذرآواری رخنمون دارند. افزون‌بر این، واحدهای فلیشی و رخنمونهای کوچکی از سنگ‌های افیولیتی نیز در این منطقه دیده می‌شوند. آندزیتها با بیشترین گسترش، در بخش‌های شمالخاوری (کوه بارنده) تا جنوبباختریی منطقه رخنمون دارند. داسیت‌ها و ریوداسیت‌ها در شمال منطقه در بلندی‌های دمبه‌میل به‌چشم میخورند. آندزیتهای بازالتی تنها در گسترهای با بزرگی بسیار کم و به‌صورت تپههای پست و کم‌ارتفاع در منطقهای میان دوکوهة دم و پیشو و نیز در محدودة مزرعة چاه‌موسی دیده می‌شوند. رخنمون میکرودیوریتها در پیرامون دیکوچدن نیز دیده می‌شود. واحدهای آذرآواری در بخش زیرین گدازهها، به‌ویژه در بخش مرکزی منطقه، گسترش دارند (شکل 1).
شکل 1- نقشة زمینشناسی منطقة خاور خوسف برگرفته از نقشة 1:100000 خوسف (Vahdati Daneshmand and Kholghi, 1988)
روش انجام پژوهش
در راستای انجام این پژوهش، نخست بررسی‌های صحرایی و نمونهبرداری از گروه‌های سنگی گوناگون انجام شد. سپس با ساخت 100 مقطع نازک میکروسکوپی، ویژگی‌های کانیشناسی و بافتی آنها بررسی شدند.برای بررسی‌های شیمیایی، شمار 10 نمونه که نمایندة همة گروه‌های سنگی منطقه هستند و کمترین دگرسانی را نشان می‌دهند برگزیده شدند و به آزمایشگاه ACME در کشور کانادا فرستاده شدند. عنصرهای اصلی به روش ICP-ES و عنصرهای فرعی و کمیاب به روش ICP- MS (روش آماده‌سازی نمونه: ذوب با لیتیم‌متابورات/ تترابورات و هضم در اسیدنیتریک رقیق) اندازه‌گیری شدند. برای رسم نقشهها و نمودارها از نرمافزارهای CorelDraw، Minpet، GCDkit و ArcGIS بهره گرفته شد.
سنگ‌نگاری
آندزیتها و تراکی‌آندزیت‌‌ها: این سنگ‌ها در نمونة دستی به رنگ خاکستری روشن و تیره دیده می‌شوند. بافت آنها بیشتر پورفیریتیک با زمینة دانه‌ریز است. بافت‌های گلومروپورفیریتیک (شکل 2- A)، پویی‌کیلیتیک (شکل 2- B) و هیالوپورفیریتیک (شکل 2- C) نیز در آنها دیده می‌شوند. پلاژیوکلاز، هورنبلند سبز، بیوتیت، پیروکسن و گاه کوارتز، فنوکریست‌های این سنگ‌ها را می‌سازند. بافت‌های پورفیریتیک بافت‌های غیرتعادلی سیستم ماگمایی‌اند و نشان می‌دهند به‌دنبال رخدادهای ناگهانی مانند کاهیدگی فشار (شاید در پی بالاآمدن یکبارة ماگما) و فرونشست دمایی بخشی و یا کامل ماگمای بجامانده، عمل تبلور در آن سیستم بازایستاده است (Cobbing, 2000).
شکل 2- بافت در آندزیتهای خاور خوسف (جنوبباختری بیرجند): A) بافت‌های پورفیریتیک با زمینه دانه‌ریز و گلومروپورفیریتیک (پیامد انباشتگی پلاژیوکلازها)؛ B) بافت پویی‌کیلیتیک (هورنبلند درون پلاژیوکلاز) و منطقه‌بندی نوسانی در پلاژیوکلازها؛ C) بافت هیالوپورفیریتیک (نور در همه تصویرها XPL است) (نام اختصاری کانی‌ها برگرفته از Kretz (1983) است)
فنوکریست‌های شکل‌دار تا نیمهشکلدار پلاژیوکلاز 50 تا60 درصد حجم درشتبلورها را دربر گرفته‌اند و گاه منطقه‌بندی شیمیایی (شکل 3- B)، ماکل کارلسباد، گردشدگی و بافت غربالی (شکل 3- A) نشان می‌دهند. برپایة زاویه خاموشی (17 تا 22 درجه)، فنوکریست‌های پلاژیوکلاز ترکیب الیگوکلاز- آندزین دارند و میانگین اندازة آنها برابربا 1/0تا 4/2 میلیمتر است. پیدایش منطقه‌بندی در پلاژیوکلازها پیامد نبود تعادل کامل هنگام تبلور است و این پدیده معمولاً هنگام فورانهای آتشفشانی رخ می‌دهد (Shelley, 1993). پیدایش بافت غربالی در پلاژیوکلازها را پیامد افت سریع فشار، آمیختگی ماگمایی و تغذیه آشیانة ماگمایی می‌دانند (Nelson and Montana, 1992). مرزهای واکنشی و گردشدگی کانی‌ها از نشانه‌های نبود تعادل هنگام انجماد ماگماست و چه‌بسا در پی بالاآمدن سریع ماگما، افزایش فشار بخار آب، فرایندهای آلایش و هضم، اختلاط ماگمایی و افت سریع و ناگهانی فشار پدید آمده‌اند (Nelson and Montana, 1992).
آمفیبولهای درون آندزیتها از نوع هورنبلند هستند و به رنگهای سبز تا سبز مایل به قهوهای و قرمز دیده می‌شوند. این کانی با بزرگی 1/0تا 8/2 میلیمتر، 7 تا 10 درصد از حجم سنگ را دربر می‌گیرد. همچنین، ماکلهای نواری و یا ساده را به نمایش گذاشته است و با به‌دام‌انداختن بلورهای پلاژیوکلاز بافت پویی‌کیلیتیک را پدید آورده است (شکل 3- B).
بزرگی بلورهای شکل‌دار تا نیمهشکلدار کلینوپیروکسنها (اوژیت) برابربا 1 تا 3 میلیمتر است و نزدیک‌به 3 تا 5 درصد حجم این سنگ‌ها را دربر می‌گیرند. همچنین، این کانی ماکل ساده دارد و با دربرگرفتن میکرولیتهای پلاژیوکلاز بافت پویی‌کیلیتیک نشان می‌دهد نشانة تبلور پلاژیوکلاز پیش از پیروکسن یا تبلور همزمان آن دو است (شکل 3- C).
شکل 3- آندزیتهای خاور خوسف (جنوبباختری بیرجند): A) درشت‌بلور پلاژیوکلاز با منطقه‌بندی نوسانی، ماکل کارلسباد و بافت غربالی؛ B) ماکل ساده و بافت پویی‌کیلیتیک در آمفیبول؛ C) ماکل ساده و بافت پویی‌کیلیتیک (پلاژیوکلاز درون پیروکسن) در پیروکسن (نور در همة تصویرها XPL است)
کانی فرعی آپاتیت به‌صورت بلورهای ریز سوزنی درون پلاژیوکلازها دیده می‌شود (شکل 4- A). Reid و همکاران (1983) پیدایش آپاتیتهای سوزنی را پیامد رشد سریع آن در ماگما می‌دانند. به باور Kuno (1969)، بلورهای ریز کانی فرعیِ آپاتیت، ویژگیِ آندزیتهای کوهزایی است. دربارة تراکیآندزیتهای منطقه خوسف، افزون‌بر کانیهای یادشده، بلورهای ریز سانیدین نیز در سنگ‌ها دیده می‌شوند. بیوتیتها و هورنبلندها، به کلریت دگرسان شده‌اند (شکل 4- B). جانشینی کلریت به‌جای بیوتیت نیازمند از دست‌دادن پتاسیم، کلسیم و سدیم است، که با پیدایش مقداری اکسید آهن و کانیهای کدر جبران می‌شود (Mehrban et al., 2007).
داسیت‌ها و ریوداسیت‌ها: این سنگ‌ها در نمونة دستی به رنگ خاکستری روشن دیده می‌شوند. بافت این سنگ‌ها بیشتر پورفیریتیک با خمیرة میکروکریستالن است (شکل 5- A). فنوکریست‌های پلاژیوکلاز، کوارتز، آمفیبول و بیوتیت کانیهای رایج این سنگ‌ها به‌شمار می‌روند. زمینة سنگ نیز دربردارندة بلورهای ریز پلاژیوکلاز و کوارتز است. فنوکریست‌های شکل‌دار تا نیمهشکلدار پلاژیوکلاز نزدیک‌به 10 درصد حجم سنگ را دربر می‌گیرند و بزرگی آنها به 2 میلیمتر می‌رسد. کناره‌های این کانی گاه گردشدگی نشان می‌دهند و مرز واجذبی شمرده می‌شوند (شکل 5- A). آمفیبولها از گروه هورنبلند هستند و حجم کمی از سنگ (نزدیک‌به 5 درصد) را دربر می‌گیرند (شکل 5- A). اندازة بلورهای هورنبلند به 2 تا 3 میلیمتر می‌رسد. کوارتز نیز به‌صورت فنوکریست و با کناره‌های گردشده در سنگ دیده می‌شود و 5-7 درصد از حجم سنگ را دربر گرفته است. خوردگی سطوح و کناره‌های بلورهای کوارتز نشان‌دهندة نبود تعادل کانی، در شرایط فیزیکوشیمیایی جدید است (Best and Christiansen, 2001). ریوداسیت‌ها، افزون‌بر کانیهایِ داسیت‌ها، بلورهای ریزی از سانیدین دارند که به‌همراه کوارتز در زمینة سنگ دیده می‌شوند.
شکل 4- کانیهای فرعی و دگرسانی در آندزیتهای خاور خوسف (جنوبباختری بیرجند): A) بلور کانی فرعی آپاتیت درون پلاژیوکلاز و پیدایش و بافت پویی کیلیتیک و نیز کانیهای کدر در سنگ (XPL)؛ B) کلریت پس از دگرسانی بیوتیت (PPL)
از ویژگی‌های سنگ‌های آتشفشانی ترشیری منطقه خوسف، به‌ویژه آندزیتها و داسیت‌ها، برونبوم‌های آمفیبولیتی و متاپلیتی (میکاشیستها و اسلیت و فیلیت) فراوان در آنهاست که به باور Yousefzadeh و Sabzehei (a2012)، بقایای دگرگون‌شدة پیسنگ افیولیتی و سنگ‌های فلیشی منطقه هستند. پلاژیوکلاز و هورنبلند و گاه گارنت، رایج‌ترین کانیهای برونبوم‌های آمفیبولیتی هستند. کوارتز و کانیهای رسی سازنده‌های اصلی برونبوم‌های اسلیت و فیلیتی به‌شمار می‌روند (شکل‌های 5- B و 5- C). حضور این برونبومها چه‌بسا نشان‌دهندة تأثیر آنها بر ماگمای خاستگاه سنگ میزبان‌شان و به گفته دیگر، نشان‌دهندة فرایند آلایش پوسته‌ای ماگمای سازندة سنگ‌های آتشفشانی منطقه است.
شکل 5- ویژگی‌های میکروسکوپی داسیتهای خاور خوسف (جنوبباختری بیرجند): A) بافت پورفیریتیک با خمیرة میکروکریستالن و حاشیه قهوه ای گرداگرد پلاژیوکلازها و ماکل کارلسباد و پلی‌سینتتیک در پلاژیوکلازها و نیز بلورهای سوزنی هورنبلند در داسیت‌ها؛ B) برونبوم آمفیبولیتی؛ C) برونبوم متاپلیتی (نور در همه شکل‌ها XPL است)
آندزیت بازالتی: این سنگ‌ها در نمونة دستی رنگ خاکستری تیره دارند. پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن، آمفیبول و بیوتیت کانیهای اصلی در این سنگ‌ها هستند. بافت آنها بیشتر پورفیریتیک با زمینه میکرولیتی است (شکل 6- A). برپایة زاویه خاموشی، ترکیب پلاژیوکلازهای درون آندزیتهای بازالتی، آندزین تا لابرادوریت است. بلورهای شکل‌دار تا نیمهشکلدار پلاژیوکلاز با بزرگی 2/0 تا 1 میلیمتر، نزدیک‌به 40 تا 50 درصد حجم سنگ را دربر گرفته‌اند. پیروکسن از نوع اوژیت است و دربردارندة 10 تا 20 درصدحجمی از درشت بلورهای سنگ است. بزرگی کلینوپیروکسنها به 1تا 2 میلیمتر می‌رسد. فنوکریست‌های این کانی ماکل ساده (شکل 6- A) دارند و همچنین، شکستگیهای فراوان، خوردگی و گردشدگی نشان می‌دهند که به‌باور Renjith (2014)، پیامد برداشتهشدن فشار در پی فوران شدید هوایی است. همچنین، پیروکسنها ماکلهای نواری و صلیبی دارند.
شکل 6- ویژگی‌های میکروسکوپی آندزیت بازالتی منطقة خاور خوسف (در XPL): A) بافت پورفیریتیک پدیدآمده از جایگیری درشت‌بلورهای اوژیت در زمینة میکرولیتی و نیز اوژیت با ماکل ساده؛ B) منطقه‌بندی در آمفیبول و حاشیه سوخته گرداگرد آن
آمفیبولها از نوع هورنبلند قهوهای و فنوکریست هستند و 10 تا 15 درصد از حجم سنگ را دربر می‌گیرند. بزرگی فنوکریست‌های شکل‌دار تا نیمهشکلدار آنها از 1/0 تا 7/2 میلیمتر است. بلورهای هورنبلند ماکل ساده، منطقه‌بندی شیمیایی و حاشیه سوخته دارند (شکل 6- B). این منطقه‌بندی شاید نشان‌دهندة تغییر ترکیب شیمیایی در هر بخش باشد. بخش‌های تیره رنگ چه‌بسا سرشار از Fe و Al و بخش‌های روشن سرشار از Mg و Si هستند (Rutherford and Devine, 2003). حاشیه سوخته در آمفیبولها شاید پیامد بالابودن فوگاسیتة اکسیژن و فشار بخار آب هنگام پیدایش این کانی‌ها و ازدست‌رفتن آب هنگام فوران ماگما باشد (Shelley, 1993).
میکرودیوریت: ترکیب کانیشناسی و شیمیایی این سنگ‌ها همانند آندزیتهاست؛ اما زمینة بافت پورفیریتیک آنها اندکی دانه درشتتر است. پلاژیوکلاز (الیگوکلاز- آندزین؛ برپایة اندازه‌گیری زاویة خاموشی)، آمفیبول و بیوتیت از مهمترین کانیهای سازندة این سنگ‌ها هستند. میکرولیتهای پلاژیوکلاز و گاه مقدار کمی کوارتز، بخش زمینة سنگ را می‌سازند. بافت این سنگ‌ها بیشتر پورفیریتیک با زمینه دانه‌ریز است (شکل 7- A).اندازه فنوکریست‌های پلاژیوکلازها به نزدیک‌به 4 میلیمتر می‌رسد (شکل 7- B).
شکل 7- ویژگی‌های میکروسکوپی میکرودیوریت منطقة خاور خوسف (در XPL): A) بافت پورفیریتیک با زمینه دانه‌ریز؛ B) فنوکریست‌های پلاژیوکلاز و کلینوپیروکسن در زمینه دانه‌ریز ساخته‌شده از میکرولیتهای پلاژیوکلاز
فنوکریست‌های شکل‌دار تا نیمهشکلدار و سبز رنگ آمفیبول (هورنبلند) نزدیک‌به 10 درصدحجمی از درشت‌بلورهای سنگ در بر می‌گیرند. بزرگی بلورهای این کانی از 3/0 تا 5/1 میلیمتر تغییر می‌کند. فنوکریست‌های شکل‌دار و نیمهشکلدار کلینوپیروکسن (اوژیت) با بزرگی نزدیک‌به 1 میلیمتر، 5 درصدحجمی از درشت‌بلورهای سنگ را دربر می‌گیرد. بلورهای نیمهشکلدار و قهوهای رنگ بیوتیت با بزرگی 5/0 تا 1 میلیمتر، دربردارندة نزدیک‌به 3 درصدحجمی از فنوکریستهاست. کانیهای کدر که کانی فرعی هستند و کلسیت که کانی دگرسانی پدیدآمده از دگرسانی پلاژیوکلازهاست نیز در سنگ دیده می‌شوند.
زمینشیمی و سنگ‌زایی
داده‌های تجزیة شیمیایی سنگ‌های آتشفشانی و نیمه‌عمیق منطقه خاور خوسف برای عنصرهای اصلی (به‌روش ICP-ESوبر‌پایة درصدوزنی)و برای عنصرهای فرعی و کمیاب (به‌روش ICP-MS؛ برپایة بخش در میلیون یا ppm)، در جدول 1 آورده شده‌اند.
برپایة نمودار Na2O+K2O دربرابر SiO2، (شکل 8- A)، سنگ‌های آتشفشانی و نیمه‌عمیق خاور خوسف در گسترة داسیت، آندزیت (و هم‌ارز نیمه‌عمیق آن، میکرودیوریت)، تراکیآندزیت و هاواییت (آندزیت بازالتی) جای می‌گیرند. علت جای‌گرفتن نمونة آندزیت بازالتی در محدودة هاواییت، دگرسانی شدید این نمونه است که افزایش مقدار پتاسیم در آن را در پی داشته است. برای دوری از تأثیر دگرسانی روی ترکیب شیمیایی سنگ‌های منطقه و رخداد هرگونه تغییر در رده‌بندی آنها، فراوانی عنصرهای کمیاب و کمتحرک Ti و Zr برای نامگذاری سنگ‌ها به‌کار برده شد. در نمودار تغییرات Zr/TiO2 دربرابرSiO2 (شکل 8- B)، سنگ‌های یادشده، در گستره داسیت/ریوداسیت، آندزیت بازالتی و آندزیت جای می‌گیرند.
جدول 1- داده‌های تجزیة شیمیایی سنگ‌های آتشفشانی و نیمه‌عمیق منطقه خاور خوسف (عنصرهای اصلی برپایة درصدوزنی و عنصرهای فرعی و کمیاب برپایة بخش در میلیون یا ppm)
|
Sample No. |
R14 |
R104 |
R45 |
R49 |
R20 |
R88 |
R94 |
R109 |
R93 |
R56 |
|
SiO2 |
65.09 |
56.80 |
59.92 |
60.37 |
59.53 |
60.06 |
60.39 |
60.42 |
52.22 |
59.61 |
|
TiO2 |
0.27 |
0.66 |
0.55 |
0.60 |
0.51 |
0.60 |
0.51 |
0.50 |
0.86 |
0.57 |
|
Al2O3 |
16.80 |
17.19 |
17.17 |
17.09 |
16.86 |
17.01 |
17.24 |
17.44 |
16.30 |
16.61 |
|
Fe2O3t |
2.59 |
6.96 |
5.63 |
5.72 |
5.57 |
5.81 |
5.35 |
4.94 |
8.56 |
4.85 |
|
MnO |
0.05 |
0.13 |
0.12 |
0.10 |
0.13 |
0.14 |
0.13 |
0.11 |
0.18 |
0.07 |
|
MgO |
0.37 |
3.02 |
2.29 |
2.32 |
2.94 |
2.24 |
1.93 |
1.98 |
4.50 |
2.98 |
|
CaO |
4.61 |
6.09 |
5.24 |
5.98 |
4.42 |
5.07 |
5.42 |
4.58 |
7.97 |
6.44 |
|
Na2O |
4.06 |
3.65 |
3.85 |
3.56 |
3.77 |
3.88 |
3.92 |
4.09 |
3.56 |
3.82 |
|
K2O |
2.51 |
2.49 |
2.52 |
2.57 |
2.48 |
2.84 |
2.45 |
2.58 |
3.54 |
1.89 |
|
P2O5 |
0.14 |
0.29 |
0.25 |
0.29 |
0.24 |
0.28 |
0.24 |
0.24 |
0.42 |
0.34 |
|
LOI |
3.2 |
2.4 |
2.2 |
1.1 |
3.3 |
1.8 |
2.1 |
2.9 |
1.5 |
2.5 |
|
Ni |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
<20 |
25 |
|
Sc |
2 |
13 |
11 |
11 |
11 |
10 |
8 |
7 |
24 |
10 |
|
Ba |
1158 |
749 |
808 |
747 |
702 |
938 |
819 |
852 |
589 |
716 |
|
Be |
1 |
2 |
<1 |
1 |
<1 |
<1 |
2 |
3 |
1 |
<1 |
|
Co |
2.7 |
14.0 |
9.8 |
10.3 |
9.6 |
8.3 |
7.6 |
7.4 |
26.1 |
13.9 |
|
Cs |
0.8 |
5.7 |
2.7 |
0.6 |
2.5 |
1.9 |
2.2 |
2.0 |
1.1 |
0.6 |
|
Ga |
14.0 |
16.0 |
15.6 |
15.2 |
14.0 |
15.9 |
15.2 |
15.8 |
17.0 |
16.2 |
|
Hf |
2.6 |
3.3 |
3.5 |
3.6 |
3.2 |
4.3 |
3.9 |
3.9 |
2.3 |
3.8 |
|
Nb |
6.8 |
7.8 |
7.5 |
8.6 |
6.9 |
10.9 |
8.7 |
8.7 |
2.8 |
10.5 |
|
Rb |
49.7 |
61.4 |
71.5 |
62.3 |
70.2 |
76.8 |
71.6 |
77.8 |
88.0 |
45.5 |
|
Sn |
<1 |
<1 |
<1 |
<1 |
<1 |
1 |
<1 |
<1 |
1 |
<1 |
|
Sr |
1047.8 |
749.9 |
743.0 |
683.8 |
604.5 |
884.8 |
696.2 |
691.4 |
1029.3 |
794.3 |
|
Ta |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
0.6 |
0.2 |
0.6 |
|
Th |
7.0 |
7.2 |
7.8 |
8.0 |
8.1 |
10.0 |
8.9 |
9.0 |
4.3 |
14.5 |
|
U |
2.7 |
1.5 |
1.7 |
1.5 |
1.5 |
2.2 |
1.8 |
1.9 |
1.7 |
2.5 |
|
V |
35 |
137 |
105 |
112 |
108 |
107 |
86 |
80 |
275 |
100 |
|
W |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
1.1 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.6 |
0.8 |
0.8 |
|
Zr |
100.3 |
133.6 |
131.9 |
143.3 |
121.3 |
156.0 |
154.6 |
155.5 |
82.6 |
161.7 |
|
Y |
8.6 |
17.7 |
15.0 |
15.6 |
14.4 |
20.1 |
16.1 |
16.1 |
17.8 |
13.8 |
|
La |
27.0 |
29.1 |
27.1 |
28.4 |
27.9 |
35.4 |
31.5 |
31.6 |
19.4 |
46.9 |
|
Ce |
46.1 |
53.3 |
50.2 |
53.5 |
52.7 |
69.2 |
57.5 |
56.6 |
39.6 |
73.4 |
|
Pr |
5.01 |
6.14 |
5.57 |
5.89 |
5.89 |
7.88 |
6.34 |
6.18 |
5.32 |
7.26 |
|
Nd |
17.6 |
23.9 |
21.4 |
21.9 |
22.7 |
29.4 |
22.2 |
21.8 |
23.3 |
24.1 |
|
Sm |
2.48 |
4.11 |
3.67 |
4.07 |
3.96 |
5.38 |
3.99 |
3.57 |
5.32 |
3.85 |
|
Eu |
0.66 |
1.20 |
1.04 |
1.11 |
1.05 |
1.35 |
1.18 |
1.12 |
1.51 |
1.10 |
|
Gd |
1.82 |
3.71 |
3.21 |
3.53 |
3.00 |
4.44 |
3.42 |
3.09 |
4.70 |
3.15 |
|
Tb |
0.24 |
0.52 |
0.44 |
0.49 |
0.43 |
0.63 |
0.47 |
0.47 |
0.62 |
0.43 |
|
Dy |
1.49 |
3.02 |
2.60 |
2.89 |
2.64 |
3.51 |
2.74 |
2.62 |
3.23 |
2.22 |
|
Ho |
0.25 |
0.63 |
0.50 |
0.56 |
0.52 |
0.70 |
0.57 |
0.55 |
0.60 |
0.42 |
|
Er |
0.84 |
1.80 |
1.53 |
1.62 |
1.56 |
2.13 |
1.69 |
1.63 |
1.76 |
1.19 |
|
Tm |
0.12 |
0.29 |
0.24 |
0.24 |
0.22 |
0.31 |
0.26 |
0.24 |
0.25 |
0.17 |
|
Yb |
0.83 |
1.89 |
1.65 |
1.77 |
1.56 |
2.20 |
1.79 |
1.69 |
1.61 |
1.16 |
|
Lu |
0.13 |
0.30 |
0.25 |
0.27 |
0.25 |
0.34 |
0.30 |
0.29 |
0.24 |
0.18 |
|
Zr/Y |
11.66 |
7.54 |
8.79 |
9.18 |
8.42 |
7.76 |
9.60 |
9.65 |
4.64 |
11.71 |
|
Dy/Yb |
1.79 |
1.59 |
1.57 |
1.63 |
1.69 |
1.59 |
1.53 |
1.55 |
2.00 |
1.91 |
|
La/Yb |
32.53 |
15.39 |
16.42 |
16.04 |
17.88 |
16.09 |
17.59 |
18.69 |
12.04 |
40.43 |
|
Ce/Yb |
55.54 |
28.20 |
30.42 |
30.22 |
33.78 |
31.45 |
32.12 |
33.49 |
24.59 |
63.27 |
|
Th/Yb |
8.43 |
3.80 |
4.72 |
4.51 |
5.19 |
4.54 |
4.97 |
5.32 |
2.67 |
12.5 |
|
Ta/Yb |
0.48 |
0.26 |
0.36 |
0.28 |
0.32 |
0.31 |
0.33 |
0.35 |
0.12 |
0.51 |
برپایة نمودار AFM (شکل 9- A)، نمونه‌ها در محدودة کالک‌آلکالن جای می‌گیرند. در نمودار تغییرات K2O دربرابر SiO2 (شکل 9- B)، نیز سنگ‌های یادشده در محدودة کالک‌آلکالن و کالک‌آلکالن پتاسیم بالا جای می‌گیرند. واقعشدن یکی از نمونه‌ها (آندزیت‌بازالتی) در محدودة شوشونیتی شاید پیامد دگرسانیهای شدید منطقه باشد که در بخش سنگ‌نگاری از آن یاد شد. در پی این دگرسانی، میزان K2O افزایش پیدا می‌کند و جایگاه سنگ را در سری شوشونیتی قرار داده است. سنگ‌های آتشفشانی کالک‌آلکالن فراوان‌ترین محصول پهنه‌های زمینساختی مرزهای صفحه‌های همگرا هستند (Harangi et al., 2007).
شکل 8- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در: A) نمودار رده‌بندی TAS برپایة SiO2 دربرابر Na2O+ K2O (Cox et al., 1979)؛ B) نمودار تغیی رات Zr/TiO2 دربرابر SiO2 (Winchester and Floyd, 1977)
شکل 9- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در: A) نمودار AFM (Irvine and Baragar, 1971)؛ B) نمودار SiO2 دربرابر K2O (Peccerillo and Taylor, 1976)
نمودار تغییرات عنصرهای کمیاب بهنجارشده دربرابر ترکیب گوشته اولیه در شکل 10- A نشان داده شده است. در حقیقت، ترکیب گوشته اولیه همان ترکیب گوشته پیش از پیدایش پوستة قاره‌ای است (Rollinson, 1993). در نمودار یادشده غنی‌شدگی عنصرهای خاکی کمیاب سبک (LREE) دربرابر عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREE) دیده می‌شود که به‌باور Castillo (2006)، در سریهای کالک‌آلکالن پدیده‌ای عادی است. عنصرهای لیتوفیل با شعاع یونی بزرگ (LIL) عنصرهای ناسازگار و متحرک هستند؛ اما عنصرهای واسطه با شدت میدان بالا (HFS) در شرایط دگرگونی و دگرسانی، عنصرهای سازگار و تقریباً نامتحرک هستند. برپایة بررسی‌های Pearce (1983)، در پهنه‌های فرورانش، عنصرهای HFS (مانند: Ti) در ورقه فرورونده به‌جای می‌مانند؛ اما عنصرهای LIL (مانند: K، Sr، Sr، Ba) به بخش‌های بالایی گوشته راه می‌یابند. همچنین، به‌باور McCulloch و Gamble (1991)، غنی‌شدگی LILE دربرابر HFSE شاید پیامد خروج HFSE از گوشته در پی ذوب‌بخشی پیشین باشد. به‌باور Caffe و همکاران (2012)، غنی‌شدگی LILE دربرابر HFSE پیدایش ماگما را در منطقه فرورانش نشان می‌دهد. به باور Yu و همکاران (2016)، غنی‌شدگی یادشده، نشان‌دهندة پیدایش سنگ‌های آذرین در مرز فعال قاره‌ای است. در نمودار یادشده، عنصرهای Nb، P، Ti و به مقدار کم Ba، تهیشدگی و عنصرهای Cs، Th، K، Sr و به مقدار کم Zr، غنی‌شدگی نشان می‌دهند. همچنین، در این نمودار، الگوی عنصرهای کمیاب منطقه کمابیش موازی است. به باور Seghedi (2004) این ویژگی نشانة خاستگاه یکسان و تبلوربخشی در سنگ‌های یادشده است. تهیشدگی Ti شاید پیامد جدایش بلورین کانیهای آمفیبولدار و یا فازهای Tiدار (مانند: ایلمنیت) باشد. با وجود این، مقدار تهیشدگی در گروه‌های سنگی پدیدآمده در کمانهای ماگمایی متفاوت است (Kamber et al., 2002).
ازآنجایی‌که بیهنجاری منفی Nb از ویژگی‌های آشکار سنگ‌های قاره‌ای است؛ تهیشدگی ماگماهای گوشته‌ای از این عنصر چه‌بسا پیامد آلایش این ماگماها با مواد پوسته‌ای هنگام بالاآمدن و یا جایگزینی و یا غنی‌شدگی با شارهها در منطقه فرورانش بوده است (Sun and McDonough, 1989). Rollinson (1993) نیز تهیشدگی Nb را نشانة آلایش با سنگ‌های پوستة قاره‌ای و مشارکت پوسته در فرایندهای ماگمایی میداند. برونبوم‌های متاپلیتی و آمفیبولیتی در سنگ‌های آتشفشانی منطقه احتمال تأثیر پوسته بر ماگمای در حال بالاآمدن را افزایش می‌دهد. در اینباره به باور Yousefzadeh و Sabzehei (a2012)، برونبوم‌های متاپلیتی یادشده در این منطقه و بخش‌های مجاور، نتنها تحت‌تأثیر حرارت ماگمای میزبان، تا حد زون سیلیمانیت، دگرگون شده‌اند، بلکه حضور کانیهای کراندوم و اسپینل در این برونبومها، احتمال ذوب‌بخشی را در آنها افزایش داده است.
به‌باور Green (2006)، مقدارهای Nb کمتر از ppm70 نشانة پهنة فرورانش هستند. این میزان برای سنگ‌های حد واسط و اسیدی منطقة خوسف برابربا 8/2 تا 9/10 است.
آنومالی منفی Ti و Nb در سنگ‌های اسیدی و حد واسط از ویژگی‌های ماگماهای کالک‌آلکالن پدیدآمده در پهنه‌های فرورانش در مرز فعال قاره‌ای است (Wilson, 2007; Kuscu and Geneli, 2010) و نشان‌دهندة تأثیر فرورانش بر خاستگاه‌های گوشته‌ای است (Soesoo, 2000).
برپایة Wu و همکاران (2003)، تهیشدگی فسفر در سنگ‌های آتشفشانی و نیمه‌عمیق منطقه چه‌بسا پیامد تفریق آپاتیت در ماگما باشد.
تهیشدگی اندک Ba در سنگ‌های منطقه چه‌بسا به درجة اشباع‌شدگی از سیلیس و میزان ذوب وابسته نباشد (Avanzinelli et al., 2008). آنومالی منفی Ba در سنگ‌های اسیدی منطقه شاید نشان‌دهندة جدایش بلورینِ فلدسپارها (Arsalan and Aslan, 2006) و یا گویای نقش پوستة قاره‌ای بالایی در فرایندهای ماگمایی (Kuscu and Geneli, 2010) باشد. به‌باور Fitton و همکاران (1995)، مقدارهای بیشتر از 28 برای نسبت Ba/Nb نشان‌دهندة مرز فعال قاره‌ای هستند. این نسبت در سنگ‌های منطقه خوسف برابربا 68 تا 210 است.
به‌باور Foly (a,b1992) (برگرفته از Zheng و همکاران، 2016)، غنی‌شدگی K که در سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف دیده می‌شود در درجة نخست، شاید پیامد ذوب اولیة خاستگاه گوشته‌ای با کانیهای آبدار (مانند: فلوگوپیت و آمفیبول) باشد که پیدایش مذاب سرشار از پتاسیم را به‌دنبال داشته است. در درجة دوم نیز پیامد آلایش پوسته‌ای بوده است.
غنی‌شدگی بالای Sr در سنگ‌های منطقه پیامد حضور پلاژیوکلاز در آن سنگهاست. به باور Rollinson (1993)، یون Sr2+ در پلاژیوکلازها جانشین Ca2+ شده است و ازاین‌رو، دربرابر جدایش بلورین پلاژیوکلاز حساس است.
غنی‌شدگی Th و U نیز در این سنگ‌ها روی داده است. برپایة بررسی‌های Fan و همکاران (2003)، این پدیده نشان‌دهندة افزودهشدن رسوب‌های پلاژیک و یا پوستة اقیانوسی به خاستگاه پیدایش مذاب است. Th در پهنه‌های وابسته به فرورانش، تحرک بیشتری دارد و در گوة گوشتهایِ بالای پهنة فرورانش غنی‌شدگی نشان می‌دهد. عنصر Zr نیز اندکی غنی‌شدگی نشان می‌دهد. به‌باور Rollinson (1993)، ازآنجایی‌که Zr بار الکتریکی بالا و شعاع یونی کمابیش بزرگی دارد به ساختار کانیهای سنگساز رایج وارد نشده است و در فاز ویژهای (معمولاً زیرکن) حضور یافته است.
به پیشنهادِ Thompson (1983)، بهتر است دادهها دربرابر کندریت بهنجار شوند؛ زیرا ترکیب کندریتها مستقیماً اندازه‌گیری شده است؛ اما ترکیب گوشته اولیه تخمینی است. عنصرهای خاکی کمیاب انحلالپذیری کمی دارند و هنگام فرایندهای هوازدگی، دگرگونی درجة کم و دگرسانی گرمابی کمابیش نامتحرک هستند. پس الگوی فراوانی آنها ویژگی‌های خاستگاه سنگ‌ها را نشان می‌دهد (Boynton, 1985؛ Rollinson, 1993).
برای بررسی رفتار REE بهنجارشده در نمونه‌های منطقه خوسف دربرابر ترکیب کندریت، داده‌های پیشنهادیِ Boynton (1984) برای ترکیب کندریت به‌کار برده شدند (شکل 10- B). در نمودار یادشده، در کل، عنصرهای خاکی کمیاب در همة نمونه‌های بررسیشده روند همانندی را نشان می‌دهند. این نکته نشانة خاستگاه یکسان آنهاست. در این نمودار، غنی‌شدگی آشکاری از LREE دربرابر HREE دیده می‌شود. به‌پیشنهاد Fitton و همکاران (1991)، بالابودن نسبت LREE/HREE از شاخصهای مهم ماگماهای پدیدآمده در پهنة فرورانش است و چه‌بسا نشان‌دهندة غنی‌شدگی در گوشته توسط فاز مذاب یا سیال سرشار از آب در پی فرورانش باشد. Zanetti و همکاران (1999) نیز بالابودن نسبت‌های LILE/HFSE و LREE/HREE را از نشانه‌های فرورانش به‌شمار می‌آورند. همچنین، غنی‌شدگی LREE دربرابر HREE شاید در پی جدایش بلورین کانی هورنبلند یا گارنت‌داربودنِ خاستگاه رخ داده باشد (Jahangiri, 2007). به پیشنهاد Rollinson (1993)، نبود آنومالی منفی چشمگیر Eu نشان‌دهندة فعالیت بالای اکسیژن است؛ زیرا در این حالت ضریب جدایش برای Eu کم است و این عنصر مانند دیگر عنصرهای خاکی کمیاب عمل می‌کند. همچنین، نبود آنومالی Eu از ویژگی‌های آداکیتهاست (Castillo, 2012; Ghadami et al., 2008; Richard and Kerrich, 2007; Martin et al., 2005).
شکل 10- سنگ‌های آتشفشانی و نیمه‌عمیق خاور خوسف در نمودار عنصرهای کمیاب بهنجارشده دربرابر: A) ترکیب گوشته اولیه (Sun and McDonough, 1989)؛ B) ترکیب کندریت (Boynton, 1984)
نسبت Sm/Yb که نسبت یک عنصر سازگار به ناسازگار برای گارنت است برای شناخت کانیهای سنگ خاستگاه به‌کار برده می‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که ذوب‌بخشی از خاستگاهی گارنت‌دار مذابی با مقادیر Sm/Yb بالاتر از 5/2 دربرابر خاستگاه می‌سازد (Aldanmaz et al., 2000). ازاین‌رو، نسبت این عنصرها نشان‌دهندة بود یا نبود گارنت در سنگ خاستگاه است. ازآنجایی‌که این نسبت در سنگ‌های منطقه برابربا 2/2 تا 3/3 (میانگین: 56/2) است، گارنت‌داربودن خاستگاه را نشان می‌دهد.
به‌باور Pearce و Norry (1979)، اگر نسبت Zr/Y>3 باشد، گدازهها مربوط به کمانهای آتشفشانی قاره‌ای هستند؛ اما اگر نسبت Zr/Y
جدول 2- مقایسه ویژگی‌های گدازههای خاور خوسف با ماگمای آداکیتی (Moyen, 2009)
|
آداکیتها |
سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف |
عنصرها |
|
56 < |
58.65 |
SiO2 |
|
15 < |
16.88 |
Al2O3 |
|
3> |
2.43 |
MgO |
|
No anomaly of Eu |
No anomaly of Eu |
Eu |
|
ppm 300 < |
826.15 |
Sr |
|
ppm 3> |
15.52 |
Y |
|
20< |
57.97 |
Sr/Y |
|
1.8 ppm> |
1.61 |
Yb |
|
16 ppm > |
21.95 |
La/Yb |
|
Low |
low |
HFSE (Nb, Ta) |
|
low Rb/La |
Rb/La=2.21 |
low Rb/La |
|
Low Ba/La |
Ba/La=26.54 |
low Ba/La |
|
very high LREE |
very high LREE |
very high LREE |
|
very high HREE |
very low HREE |
very low HREE |
ایتریم (Y) رفتاری شبیه عنصرهای خاکی کمیاب سنگین دارد و به گارنت، هورنبلند، تیتانیت و زیرکن افزوده می‌شود. Sr2+ جانشین Ca2+ در پلاژیوکلاز شده است و ازاین‌رو، دربرابر جدایش بلورین پلاژیوکلاز حساس است. میزان La/Yb بیشتر از 20 (La/Yb ≥ 20) وجود ماگمای آداکیتی در منطقه را نشان می‌دهد. همچنین، این نسبت نشانة گارنت‌داربودن خاستگاه است. نسبت بالای La/Yb نشان‌دهندة جدایش بلورین هورنبلند، تیتانیت و زیرکن است (Defant and Keplezhinskas, 2001). نسبت Sr/Y بیشتر از 20 (Sr/Y ≥ 2) نیز نشان‌دهندة ترکیب‌های آداکیتی و نبود جدایش بلورین پلاژیوکلاز و بجاماندن گارنت در خاستگاه است (Defant and Keplezhinskas, 2001). ماگمای آداکیتی ویژة پهنه‌های فرورانش است؛ به‌ویژه جایی‌که قطعه فرورانده‌شدة جوان (پهنة فرورانش جوان یا پوستة اقیانوسی جوان) باشد (Martin et al., 2005). سنگ‌های آداکیتی که از تبلوربخشی گارنت فشار بالا پدید آمده‌اند معمولاً ویژگی‌های زمینشیمیایی مجزایی را نشان می‌دهند (Mcpherson, 2006). برای نمونه، اگر در ماگما SiO2 افزایش یابد، مقدار Al2O3 کاهش مییابد و نسبت‌های Dy/Yb و Sr/Y افزایش می‌یابند (Tang et al, 2010). در نمودارهای YbN دربرابر LaN/YbN (شکل 11- A) و Y دربرابر Sr/Y (شکل 11- B) که ماگمای کالک‌آلکالن با ماگمای آداکیتی از نظر Sr/Y و La/Yb مقایسه شده است، سنگ‌های بررسیشده در محدودة آداکیتی جای گرفته‌اند (شکل‌های 11- A و 11- B). در نمودار شکل 11- A، مقدار La و Yb در نمونه‌های خاور خوسف دربرابر ترکیب کندریت پیشنهادیِ Boyton (1984) بهنجار شده‌اند. ماگماهای آداکیتی نسبت Sr/Y و La/Yb بالاتری در مقایسه با ماگمای کالک‌آلکالن معمولی دارند که نشان‌دهندة بجاماندة گارنت در خاستگاه این ماگماست (Moyen, 2009). Martin و همکاران (2005) دو گروه آداکیت را شناسایی کرده‌اند:
- گروه SiO2 بالا (HSA) که نشان‌دهندة ذوب سنگ‌های مافیک صفحه فروروندهای است و با پریدوتیت بالاآمده در سراسر گوة گوشته‌ای واکنش داده است؛
- گروه کم SiO2 (LSA) که نشان‌دهندة مذاب گوة گوشته‌ای پریدوتیتی است که با مذاب ورقة فلسیکیتر واکنش داده و تغییر کرده است.
در گروه LSA، مقدار سیلیس کمتر از 60 درصدوزنی، MgO برابربا 4 تا 9 درصدوزنی، CaO+MgO بیشتر از 10 درصدوزنی و Sr بیشتر از ppm 1000 است (جدول 3). آداکیت‌های کمسیلیس تمرکز LREE بیشتری دربرابر HSA دارند. همچنین، LSA آنومالی مثبت Sr که در HSA دیده نمی‌شود را نشان می‌دهد. LSA دربرابر HAS روبیدیم کمتری دارد (Martin et al, 2005).
در نمودار Na2O+K2O دربرابر Sr (شکل 11- C) نمونه‌های خاور خوسف در محدودة آداکیت‌های سیلیس بالا جای می‌گیرند. الگوی پیشنهادیِ Moyen (2009) برای پیدایش آداکیتها نشان‌دهندة آنست که آداکیت‌های با مقدار سیلیس بالا پیامد ذوب سنگ‌کرة اقیانوسی در ژرفای نزدیک‌به 70 کیلومتری زیر سطح زمین هستند. سپس ماگمای ساخته‌شده به ترازهای بالا حرکت کرده و درون پوستة قاره‌ای بالایی جای گرفته است. به باور Martin و همکاران (2005)، این سنگ‌ها از فرورانش ورقة بازالتی واکنش‌داده با پریدوتیت در راستای گوة گوشته‌ای پدید آمده‌اند.
شکل 11- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در نمودارهای جداکننده سنگ‌های کالک‌آلکالن معمولی از آداکیتها: A) نمودار YbN دربرابر LaN/YbN (Reich et al., 2003)؛ B) نمودار Y دربرابر Sr/Y (Drummond and Defant, 1990)؛ C) نمودار Na2O+K2O دربرابر Sr (Castillo, 2012)
جدول 3- مقایسه عنصرهای سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف با میانگین همان عنصرها در آداکیت‌های پرسیلیس و کم سیلیس (Martin et al, 2005)
|
HAS |
LSA |
نمونه‌های خاور خوسف |
|
SiO2 > 60% |
SiO2 < 60% |
SiO2=58.65 |
|
MgO = 0.5- 4%wt |
MgO= 4 - 9 %wt |
MgO = 2.43%wt |
|
CaO+Na2O<11%wt |
CaO+Na2O>10wt |
CaO+ Na2O=10.01% |
|
Sr <1100 |
Sr >1000 |
Sr =826.15 |
|
TiO2< 0.9%wt |
TiO2> 3 %wt |
TiO2 = 0.5%wt |
|
LREE پایینتر دربرابر LSA |
LREE پایینتر دربرابر LSA |
LREE پایینتر دربرابر LSA |
بحث
بر پایه نمودار La/Yb دربرابر Yb، سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در پهنة کمان آتشفشانی و برپایة نمودار Th/Yb دربرابر Ta/Yb، در محدودة مرز قاره‌ای فعال جای گرفته‌اند و ماگمای خاستگاه آنها در پی ذوب‌بخشی یک گوشته غنی‌شده پدید آمده است (شکل‌های 12- A و 12- B). بیشتر ماگماهای کمان پیامد ذوب‌بخشی گوة گوشته‌ای مرتبط با فرورانش هستند و دلیل این رخداد، افزودهشدن سازنده‌های متاسوماتیک است که از سنگ‌کرة اقیانوسی فرورانده آزاد شده‌اند. شارههای متاسوماتیک چه‌بسا دربرگیرندة سیال‌های آبدار و یا مذابهای بخشی اولیة پدیدآمده از ذوب رسوب‌های و یا پوستة بازالتی فرورونده به درون گوة گوشته‌ای هستند که پیدایش ماگما را در پی دارند (Hoang et al., 2011;Harangietal., 2007).
در نمودار SiO2دربرابر مقدار #Mg، سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در محدودة آداکیت‌های پدیدآمده از ذوب‌بخشی اکلوژیت یا متابازالت و بخش مشترک آن با محدودة پوستة قاره‌ای ضخیم‌شده نشان داده می‌شوند (شکل 13- A). پس پوستة ضخیم‌شده قاره‌ای زیرین نقش آشکاری در پیدایش و تکامل ماگمای خاستگاه سنگ‌های آتشفشانی ترشیری خاور خوسف داشته است. به باور بیشتر پژوهشگران، آداکیتها به‌عنوان یک مرحلة اصلی دیرگداز در خاستگاه خود، گارنت دارند. ازاین‌رو، نوع سنگ خاستگاه آنها اکلوژیت، اکلوژیت آمفیبولدار و یا گارنت‌آمفیبولیتی است که در ژرفای بیشتر از 40 کیلومتری (فشار بیش از 12 کیلوبار) جای دارد (Jamshidi et al., 2014).
شکل 12- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در نمودارهای: A) Yb دربرابر La/Yb (Pearce, 1983)؛ B) Ta/Yb دربرابر Th/Yb
Lai و همکاران (2013) سنگ‌های آتشفشانی را به دو گروه با #Mg بالا (45˃#Mg) و #Mgکم (˂45#Mg) رده‌بندی کرده‌اند. میانگین #Mg در سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف کم و برابربا 16/26 است. به‌پیشنهاد Lai و همکاران (2013)، آداکیت‌های با خاستگاه ذوب‌بخشی پوستة قاره‌ای زیرین در مقایسه با دیگر گروه‌های آداکیتها، مقدار #Mg، MgO، Cr و Ni کمتری دارند. در نمودار Fe2O3-K2O-MgOکه Karsil و همکاران (2011) پیشنهاد کرده‌اند، سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در محدودة مشترک آداکیت‌های پدیدآمده از ذوب‌بخشی پوستة زیرین ضخیم‌شده و آداکیت‌های پدیدآمده از مذابهای اکلوژیتی و متابازالتی و نیز ورقة اقیانوسی فرورونده جای گرفته‌اند (شکل 13- B).
نمودارهای Th/Nb دربرابر Sm/Yb(شکل 14- A) و YbN دربرابر LaN/YbN(شکل 14- B) نشان می‌دهند سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف شاید از ذوب‌بخشی خاستگاهی با ترکیب ده درصد گارنت‌آمفیبولیت پدید آمده باشند.
شکل 13- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در: A) نمودار SiO2دربرابر مقدار #Mg(Wang et al., 2006)؛ B) نمودار Fe2O3-K2O-MgO(Karsil et al., 2011)
شکل 14- جایگاه سنگ‌های آتشفشانی خاور خوسف در: A) نمودار Th/Nb دربرابر Sm/Yb(Karsli et al., 2011)؛ B) LaN/YbNدربرابر YbN (Defant and Drummond, 1990; Martin, 1999)
برداشت
آندزیت، تراکیآندزیت، داسیت و آندزیت بازالتی از سنگ‌های آتشفشانی منطقة خاور خوسف هستند. سنگ‌های نیمه‌عمیق (میکرودیوریت) و آذرآواری (توف، برش و آگلومرا) نیز رخنمون دارند.
بافت‌های سنگ‌های گدازهای، بیشتر پورفیریتیک با خمیره دانه‌ریز و گهگاه شیشهای هستند. بافت‌های کانیایی نیز شامل بافت پویی‌کیلیتیک و بافت غربالی در پلاژیوکلازها هستند. فنوکریست‌های پلاژیوکلاز، هورنبلند، بیوتیت، پیروکسن (اوژیت) و کوارتز کانیهای اصلی و کانیهای کدر و آپاتیت کانیهای فرعی سنگ‌های یادشده به‌شمار می‌روند. بافت غربالی و خوردگی کناره‌های برخی بلورهای پلاژیوکلاز و کوارتز و حاشیه اپاسیتی بلورهای هورنبلند نشانة نبود تعادل ماگماست.
سنگ‌های یادشده سرشت کالک‌آلکالن پتاسیم متوسط به بالا دارند و در محدودة کمانهای آتشفشانی قاره‌ای و وابسته به فرورانش جای می‌گیرند. ویژگی‌های زمینشیمیایی این سنگ‌ها به آداکیت‌های پر سیلیس بسیار شباهت دارد. گمان می‌رود ماگمای مادر این سنگ‌ها پیامد ذوب خاستگاه گوة گوشته‌ای غنی‌شده تحت‌تـأثیر شارههای متاسوماتیک آزادشده از سنگ‌کرة اقیانوسی فرورونده (شامل سیال‌های آبدار) و یا مذابهای بخشی (که از ذوب رسوب‌های و یا پوستة بازالتی درون گوشته، پدید آمده‌اند) است و خود باعث ذوب پوستة ضخیم‌شده قاره‌ای زیرین شده است. شواهد نشان می‌دهند خاستگاه سنگی گارنت‌دار و به احتمال بسیار گارنت‌آمفیبولیت بوده است. حضور فراوان برونبوم‌های آمفیبولیتی این امر را به واقعیت نزدیکتر می‌سازد. برونبوم‌های متاپلیتی نیز احتمال آلایش ماگمای خاستگاه سنگ‌های آتشفشانی ترشیری با سنگ‌های پوستة قاره‌ای را تقویت می‌کنند.
)
