The Study of Petrogenesis of olivine gabbronorites from Cheshmeh-Ghassaban area (NW of Hamedan) by using chemistry of the minerals

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Geology, Faculty of sciences, University of Shahid Chamran, Ahvaz, Iran

2 Department of Geology, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

3 Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, kerman, iran

Abstract

The Cheshmeh-ghassaban area plutonic rocks are located in NW of the Hamedan city and is a part of the Alvand plutonic complex. These bodies intruded in the Hamedan phyllites in Mesozoic. They range in composition from olivine gabbronorite, hornblende gabbro to biotite gabbro together with some quartz-diorite and granodiorite. The olivine gabbrosnorites are composed of orthopyroxene, clinopyroxene, plagioclases and olivines with corona texture. Chemical analyses of the minerals show that the olivine forsterite contents range from 66 to 77 and increase toward the crystal cores. The olivines also were replaced with orthopyroxene and hornblende in their rims due to reaction with the surrounding melt and its associated fluids that formed the corona texture. The clinopyroxenes are of diopside type and orthopyroxene have pigeonite composition. Moreover, MgO and Cr2O3 contents of the clinopyroxenes indicate that the parent magma of the olivine gabbronorite was tholeiitic and formed in a subduction zone that endured rifting and asthenospheric magma upwelling. Geothermobarometry calculations based on proxene composition show 900 to 1200 oC and 7 to 10 kbar for this rock. Also, petrological and mineralogical properties of these rocks are similar to those of the ultramafic-mafic Alaskan type complexes that form above subduction zones. The results of the present study indicate the role of mantle-originated magmas in formation of the Alvand complex.

Keywords

Main Subjects


منطقة بررسی‌شده در شمال‌خاوری باتولیت الوند (در شمال‌باختری شهر همدان) و در کیلومتر 11 جاده همدان- کرمانشاه جای دارد و در پهنه‌بندی ساختاری ایران بخشی از پهنة سنندج- سیرجان به‌شمار می‌رود‌ (شکل 1- A). این منطقه از مجموعه‏‌ای از سنگ‏‌های مافیک، حد واسط و فلسیک ساخته شده است که در کرتاسة آغازین و هنگام فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس به زیر پوستة ایران جایگیر شده‏‌اند (Yang et al., 2018).

 

 

 

شکل 1- جایگاه جغرافیایی و زمین‌شناسی منطقة چشمه قصابان در: A) نقشة زمین‌شناسی ایران (برگرفته از Ghasemi و Talbot، 2006)؛ B) نقشة منطقة همدان و برپایة نقشه‏‌های 1:100000 همدان (Eghlimi, 2001; Yang et al., 2018)

 

 

سنگ‏‌های مافیک دربردارندة انواعی از سنگ‏‌های گابرویی (مانند: الیوین‌گابرونوریت، هورنبلندگابرو، بیوتیت‌گابرو) هستند. الیوین‌گابرونوریت‏‌ها که از مهم‌ترین این سنگ‏‌ها به‌شمار می‌روند، فراوانی بالایی از ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن به‌همراه الیوین‏‌های با بافت کرونا و پلاژیوکلاز دارند. الیوین از کانی‏‌های نخستین متبلورشده در سنگ‏‌های آذرین است که در دما و فشار بالا از ماگما‏‌های مافیک (که از گوشتة بالایی سرچشمه می‏‌گیرند) پدید می‌‏آید. این کانی دارای سری محلول جامد کامل میان فورستریت و فایالیت است (de Haas et al., 2002, Sanfilippo et al., 2014). پی‌بردن به فرایند رشد الیوین و رابطة آن با دیگر کانی‏‌ها اهمیت بالایی دارد و برپایة آن، به سازوکار رشد بلورها، تکامل ماگما و فرایندهایی که در آشیانة ماگمایی رخ می‏‌دهد پی برده می‌شود (Sanfilippo et al., 2014). پیدایش بافت کرونا پیرامون الیوین‏‌ها نشان‌دهندة واکنش الیوین‏‌ها با مذاب دربرگیرنده، پیش از سردشدن کامل و یا سیال‌های پدیدآمده از آن پس از سردشدن بخش بزرگی از ماگماست. پژوهشگران برای بررسی شرایط دما و فشار (P-T) و شرایط تحکیم و تکامل ماگما پس از نفوذ به سنگ‌کره به بررسی بافت کرونا بسیار اهمیت می‏‌دهند (de Haas et al., 2002). بافت کرونا و همچنین، دیگر بافت‌های پدیدآمده از واکنش ساب‏‌سالیدوس دربردارندة اطلاعاتی از شرایط دما و فشار هستند (Joanny et al., 1991) ازاین‌رو، پی‌بردن به فرایند رشد الیوین و پیدایش بافت کرونا اهمیت بالایی دارد.

پیروکسن‏‌ها (به‌ویژه کلینوپیروکسن) نیز در شناخت جایگاه زمین‌شناسی و خاستگاه ماگما ارزشمند هستند. سنگ‏‌های منطقة چشمه قصابان پیش از این از دیدگاه سنگ‌شناسی بررسی شده‏‌اند (Sadeghian, 1999; Shahbazi et al., 2010; Yang et al., 2018)؛ اما ترکیب کانی‌شناسی آنها، به‌ویژه شرایط پیدایش بافت کرونا تاکنون مورد بررسی دقیق قرار نگرفته است.

هدف از بررسی پیش رو، تعیین ترکیب شیمیایی الیوین‏‌ها و بررسی چگونگی پیدایش بافت کرونای پیرامون آنها و نیز شناسایی خاستگاه ماگمای سازندة الیوین‏‌گابرونوریت‌های منطقة چشمه قصابان برپایة شیمی کانی‏‌های پیروکسنِ آنهاست.

 

زمین‌شناسی منطقه

پهنة آذرین- دگرگونیِ سنندج- سیرجان با راستای شمال‌باختری- جنوب‌خاوری، به‌ترتیب با درازا و پهنای نزدیک به 1500 و 150کیلومتر، از پهنه‏‌های مهم سازندة ایران به‌شمار می‏‌رود (شکل 1- A). این پهنه یکی از سه روند موازی است که کوهزاد زاگرس را می‌سازند (Mohajjel et al., 2003). این پهنه با دو گسل تبریز و نایین- بافت از ایران مرکزی (Ghazi and Moazzen, 2015) جدا می‌شود. در راستای جنوب‌باختری نیز با گسل اصلی زاگرس از ایران مرکزی جدا می‏‌شود. کوهزاد زاگرس پیامد فرورانش ورقة اقیانوسی نئوتتیس در کرتاسه پسین- پالئوسن زیرین به زیر ورقة ایران مرکزی است (Berberian and King, 1981). پیامد این فرورانش برای پهنة سنندج- سیرجان رویداد فرایندهای دگرگونی و ماگماتیسم بوده است (Mohajjel et al., 2003). در رده‌بندی Eftekharnejad (1981)، پهنة سنندج- سیرجان در گلپایگان به دو بخش شمالی و جنوبی با ویژگی‏‌های زیر رده‌بندی شده است:

1- سنندج- سیرجان جنوبی که از سنگ‏‌های دگرریخت و دگرگون‌شده در تریاس میانی تا پایانی ساخته شده است؛

2- سنندج- سیرجان شمالی که دگرریختی آن در ژوراسیک روی داده است. این پهنه توده‏‌های آذرین درونی بسیاری دارد که کمابیش 30 درصد آنها رخنمون پیدا کرده‌اند. از شمال به جنوب، توده‌های آذرینِ شیدان- سیاه‏‌کوه سلماس، گوشچی، ارومیه، نقده- خلیفان- پاوه، پیرانشهر، مهاباد، بانه، شاهین‏‌دژ، سقز، تکاب، آلموقولاق، الوند، ملایر، بروجرد، الیگودرز و حسن‏‌ربات گلپایگان از مهم‏‌ترین این توده‏‌ها به‌شمار می‌روند (Sepahi, 2008).

مجموعة آذرین درونی (پلوتونیک) الوند دربردارندة انواعی از سنگ‏‌های گرانیتوییدی (نوع S، I و A)، سنگ‌های حد واسط (مانند: دیوریت) و انواعی از سنگ‌های گابرویی است (Shahbazi et al., 2010; Aliani et al., 2012; Yang et al., 2018).

سنگ‏‌های گابرویی کمپلکس الوند بیشتر در چشمه قصابان (بخش بررسی‌شده در این پژوهش که در شمال‌خاوری این کمپلکس جای دارد) و همچنین، در جنوب الوند (سرابی) (Sepahi et al., 2013) رخنمون دارند.

برخی پژوهشگران (Shabazi et al., 2010; Mahmoudi et al., 2011; Yang et al., 2018) تودة آذرین الوند را سن‌سنجی کرده‌اند. در کل، آنها تزریق بخش‏‌های گوناگون این تودة را از تریاس پسین تا کرتاسه آغازین دانسته‌‏‌اند. گابروهای منطقه چشمه قصابان نیز سن‌سنجی شده‌اند. Shabazi و همکاران (2010) سن هورنبلندگابروها را 165 میلیون سال پیش به‌دست‌آورده‌اند؛ اما Yang و همکاران (2018) سن 130 میلوین سال پیش را برای آنها برآورد کرده‏‌اند. ازاین‌رو، گمان می‏‌رود این سنگ‏‌ها همگی به یکباره تزریق نشده باشند. تزریق این توده‏‌ها درون سنگ‏‌های دگرگونی ناحیه‏‌ای (فلیت‌های همدان) رخداد ذوب‌بخشی و میگماتیت‏‌زایی و پیدایش گرانیت‌های نوع S را به‌دنبال داشته است (Saki et al., 2012).

در منطقة چشمه قصابان نیز همبری گرانیتویید‏‌های نوع S با گابروها به‌خوبی دیده می‌شود (شکل 2). رویداد گرانیتویید‏‌های نوع S (Aliani et al., 2012) در مرز گابروها (شکل 2) نشان‌دهندة تأثیر ذوب‌بخشی در پیدایش آنها، در پی نفوذ ماگماهای مافیک داغ در شیست‌های منطقه است. منطقه‌بندی تقریبی از دیگر ویژگی‏‌های این سنگ‏‌ها به‌شمار می‌رود؛ به‌گونه‌ای‌که هورنبلندگابروها و بیوتیت‌گابروها در حاشیه جای دارند و به‌سوی بخش داخلی با الیوین‏‌گابرونوریت‏‌ها جایگزین می‏‌شوند. هرچند این منطقه‌بندی همواره واضح نیست و در بیشتر موارد زیر رسوب‌های واریزه‏‌ای پنهان شده است. این منطقه‌بندی چه‌بسا نشانة تبلور مرحله‏‌ای این سنگ‏‌ها در یک آشیانة ماگمایی است (مانند: El-Rahman و همکاران، 2012).

 

 

شکل 2- شواهد صحرایی از ارتباط سنگ‏‌های مافیک و فلسیک منطقة چشمه قصابان (دید رو به شمال)

 

روش انجام پژوهش

برای بررسی کانی‏‌شناسی روی الیوین‏‌گابرونوریت‌های منطقة چشمه قصابان، هنگام بازدید‏‌های صحرایی انجام‌شده شمار 50 نمونه از بخش‏‌های گوناگون این سنگ‏‌ها برداشت شد. پس از تهیة مقاطع نازک، این سنگ‌ها با میکروسکوپ پلاریزان بررسی شدند. از میان این نمونه‏‌ها شمار 5 نمونه با کمترین میزان دگرسانی برای بررسی شیمی کانی‏‌ها برگزیده شد و برای انجام تجزیة شیمیایی به روش ریزکاو الکترونی به دانشگاه پوتسدام آلمان فرستاده شد. نمونه‏‌ها با دستگاه ریزکاو الکترونی مدل JEOL JXA-8200 در ولتاژ 20کیلوولت، باریکة جریان 20 نانومتر، قطر باریکه‏‌ای برابربا 1 میکرومتر و بیشینة زمان شمارش برابربا 20 ثانیه تجزیه شدند (جدول 1). برای بررسی تغییرات شیمیایی الیوین‏‌های با بافت کرونا، شمار 15 نقطه در پروفیل‏‌هایی از مرکز به‌سوی حاشیه تجزیه شد. همچنین، ارتوپیروکسن‏‌ها و آمفیبول‏‌های حاشیه‏‌ای نیز تجزیه شدند. افزون‌براین، کلینوپیروکسن‏‌ها و پلاژیوکلازهای زمینة سنگ نیز تجزیه شدند. سپس داده‏‌های به‌دست‌آمده تجزیه و تحلیل شدند. نتایج آنها در ادامه آورده می‏‌شوند.

 

 

جدول 1- مقدار اکسید‏‌های اصلی و کاتیون آنها در کانی‌های سازندة الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان (نام اختصاری کانی‌ها برگرفته از Whitney و Evans (2010): Ol: الیوین؛ Opx: ارتوپیروکسن؛ Cpx: کلینوپیروکسن؛ Amp: آمفیبول؛ Pl: پلاژیوکلاز؛ نمادِ * نشان‌دهندة ارتوپیروکسن‌های بافت کروناست)

Mineral Type

Olivine

Orthopyroxene

Point No.

rim

middle

core

rim

middle

core

Opx1

Opx2

Opx3*

Opx4*

SiO2

37.96

38.46

38.72

37.61

37.88

38.33

53.93

53.45

55.56

56.01

TiO2

0.00

0.01

0.02

0.01

0.04

0.01

0.03

0.04

0.05

0.02

Al2O3

0.02

0.00

0.05

0.00

0.01

0.03

0.22

0.42

0.36

0.25

Cr2O3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.01

0.02

0.01

15.89

16.81

FeO

24.70

22.22

21.45

25.89

22.28

21.16

17.79

18.26

0.43

0.44

MnO

0.32

0.33

0.27

0.35

0.31

0.30

0.48

0.52

0.01

0.03

MgO

37.69

39.57

40.33

37.18

39.15

40.20

27.93

27.30

28.52

28.34

CaO

0.08

0.02

0.07

0.01

0.00

0.26

0.14

0.43

0.32

0.11

Na2O

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

K2O

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.02

Total

100.75

100.61

100.89

101.03

99.69

100.29

100.54

100.43

101.16

102.03

Oxygen No.

4

4

4

4

4

4

6

6

6

6

Si

0.99

0.99

0.99

0.99

0.99

0.99

1.94

1.93

1.98

1.98

Ti

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Al

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.02

0.02

0.01

Cr

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.44

0.50

Fe3+

0.54

0.48

0.46

0.57

0.49

0.46

0.11

0.12

0.04

0.03

Fe2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.42

0.43

0.01

0.01

Mn

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.02

0.00

0.00

Mg

1.47

1.52

1.54

1.45

1.52

1.55

1.50

1.47

1.52

1.50

Ca

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.02

0.01

0.00

Na

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

K

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Total

3.01

3.01

3.01

3.01

3.01

3.02

4.00

4.00

4.01

4.01

Forsterite

72.87

75.77

76.80

71.64

75.55

76.95

 

 

 

 

Fayalite

26.78

23.87

22.91

27.98

24.11

22.72

 

 

 

 

Tephroite

0.35

0.36

0.29

0.38

0.34

0.33

 

 

 

 

Enstatite

 

 

 

 

 

 

77.8

76.82

72.83

75.17

Ferrosilite

 

 

 

 

 

 

22.2

22.09

26.95

24.21

Wollastonite

 

 

 

 

 

 

0.00

1.09

0.22

0.62


جدول 1- ادامه

Amp *

Pl

Cpx

Mineral Type

46.59

44.37

47.22

52.70

52.85

52.63

51.86

51.42

52.15

SiO2

2.35

2.36

2.59

0.04

0.084

0.05

0.81

0.73

0.72

TiO2

9.17

11.10

9.04

31.45

31.54

31.83

3.43

3.56

3.36

Al2O3

13.68

15.27

9.23

0.05

0.13

0.13

6.96

5.14

5.46

FeO

0.19

0.21

0.13

0.00

0.00

0.001

0.20

0.16

0.15

MnO

-

-

-

-

-

-

0.45

0.64

0.68

Cr2O3

13.22

11.75

15.99

0.00

0.00

0.001

14.84

15.75

15.53

MgO

11.70

11.78

11.82

12.966

12.96

13.10

22.19

22.93

22.50

CaO

2.05

1.92

2.08

4.06

3.98

3.92

0.73

0.47

0.58

Na2O

0.57

0.90

0.57

0.04

0.01

0.024

0.03

0.04

0.01

K2O

99.59

99.69

98.72

101.35

101.55

101.68

101.51

100.87

101.17

Total

23

23

23

8

8

8

6

6

6

Oxygen No.

6.73

6.73

6.74

9.42

9.42

9.38

1.90

1.88

1.89

Si

0.26

0.26

0.28

0.01

0.01

0.01

0.02

0.02

0.02

Ti

1.57

1.897

1.52

6.63

6.63

6.68

0.15

0.15

0.14

Al

1.307

1.57

1.292

-

-

-

0.10

0.12

0.10

AlIV

0.246

0.33

0.223

-

-

-

0.04

0.04

0.04

AlVI

1.373

1.487

0.860

0.01

0.02

0.02

0.130

0.06

0.10

Fe2+

0.270

0.364

0.237

-

-

-

0.085

0.08

0.05

Fe3+

0.02

0.02

0.02

-

-

-

0.01

0.00

0.00

Mn

-

-

-

-

-

-

0.01

0.01

0.02

Cr

2.56

2.85

3.40

-

-

-

0.81

0.85

0.84

Mg

1.84

1.81

1.81

2.48

2.48

2.50

0.87

0.89

0.88

Ca

0.54

0.58

0.58

1.41

1.38

1.35

0.05

0.03

0.04

Na

0.17

0.11

0.10

0.01

0.00

0.01

00

0.002

0.00

K

15.65

15.57

15.55

19.97

19.94

19.969

4.03

4.03

4.02

Total

0.67

0.63

0.8

 

 

 

 

 

 

Mg/ (Mg+Fe2+)

 

 

 

 

 

 

28.97

30.04

29.99

YPT *

 

 

 

 

 

 

38.45

38.29

38.49

XPT **

 

 

 

 

 

 

79.16

84.52

83.52

100*(Mg/Mg+Fe)

 

 

 

 

 

 

42.67

44.77

44.58

Enstatite

 

 

 

 

 

 

11.48

8.40

9.01

Ferrosilite

 

 

 

 

 

 

45.85

46.82

46.41

Wollastonite

 

 

 

36.12

35.69

35.08

 

 

 

Albite

 

 

 

63.60

64.21

64.78

 

 

 

Anorthite

 

 

 

0.29

0.10

0.14

 

 

 

Orthoclase

* XPT= 0.446 SiO2 + 0.187 TiO2- 0.404 Al2O3 + 0.346 FeOT- 0.052 MnO + 0.309 MgO + 0.431 CaO- 0.446 Na2O

** YPT=- 0.369 SiO2 + 0.535 TiO2- 0.317 Al2O3 + 0.323 FeOT+ 0.235 MnO- 0.516 MgO- 0.167 CaO- 0.153 Na2O

 


سنگ‌نگاری

بررسی‌های میکروسکوپی نمونه‏‌های گردآوری‌شده نشان می‏‌دهند کلینوپیروکسن (نزدیک به 30 درصدحجمی)، ارتوپیروکسن (نزدیک به 30 درصدحجمی)، الیوین (نزدیک به 25 درصدحجمی)، و پلاژیوکلاز (نزدیک به 10درصدحجمی) از کانی‏‌های اصلی سازندة الیوین‏‌گابرونوریت‌ها هستند. آمفیبول، آپاتیت و کانی‏‌های کدر از کانی‏‌های فرعیِ آنها هستند که روی‌هم‌رفته کمتر از 5 درصدحجمی سنگ را دربر می‌گیرند. این سنگ از دانه‏‌های پیروکسن و الیوینِ کمابیش هم‌اندازه و نیمه‏‌شکل‌دار تا بی‏‌شکل ساخته شده‏‌اند که فضای میان آنها با پلاژیوکلاز پر شده است. بافت آنها در کل همانند بافت‌های کومولایی (انباشته‏‌ای) است (شکل 3)؛ اما گاه در جایی‌که الیوین‏‌ها درشت‌تر هستند، بافت پورفروییدی نیز دیده می‏‌شود.

 

 

 

شکل 3- تصویرهای میکروسکوپی از الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان. Α، B) بافت بی‌شکل گرانولار تا نیمه‌شکل‌دار گرانولار ساخته‌شده از کانی‌های الیوین، ارتوپیروکسن، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز. هم بعد‌بودن و شکل دانه‌ها شبیه به بافت‌های کومولایی است. جانشینی کلینوپیروکسن توسط مگنتیت در تصویر مشخص است؛ C، D) بافت کرونای چندلایه‌ پیرامون درشت‌بلور الیوین در کنار پلاژیوکلاز. نخستین لایه از ارتوپیروکسن ساخته شده است و سپس روی آن یک لایه آمفیبول پدید آمده است؛ E، F) جانشینی درشت‌بلورهای ارتوپیروکسن‏‌ها با آمفیبول در حاشیه (همه تصویرها در XPL هستند، مگر تصویر C که در PPL است. نام اختصاری کانی‌ها برگرفته از: Whitney و Evans (2010) هستند: Amp: آمفیبول؛ Cpx: کلینوپیروکسن؛ Ol: الیوین؛ Opx: ارتوپیروکسن؛ Pl: پلاژیوکلاز


 

 

بافت کرونا دیگر بافت بسیار مهم و شاخص در پیرامون الیوین‏‌ها و میان آنها با پلاژیوکلازهاست (شکل‌های 3- C و 3- D). در این بخش‌ها، الیوین‌ها با حلقه‏‌ای از ارتوپیروکسن دربر گرفته شده‌اند. ارتوپیروکسن نیز در حاشیه بیرونی خود با آمفیبول‏‌هایی به رنگ سبز کمرنگ تا قهوه‏‌ای همرشدی نشان می‌دهد (شکل‌های 3- C و 3- D). پیدایش این حلقه‏‌ها در پیرامون الیوین از یک سو، نشان‌دهندة واکنش آن با مذاب و سیال‌های بجامانده از تبلور کانی‏‌های مافیک است و از سوی دیگر، واکنش میان الیوین و پلاژیوکلاز برای پیدایش بافت کرونا را آشکار می‏‌سازد. افزون‌بر بافت کرونا، ارتوپیروکسن‏‌ها در زمینة سنگ نیز یافت می‌شوند. این کانی‏‌ها برپایة رنگ تداخلی سری اول به‌خوبی از الیوین‏‌ها شناخته می‌شوند. در پیرامون ارتوپیروکسن‏‌های زمینه نیز گاة حاشیه‏‌ای از آمفیبول به‌چشم می‏‌خورد (شکل‌های 3- E و 3- F). کلینوپیروکسن به‌صورت بلورهای نیمه‌شکل‌دار تا بی‌شکل و بی‌رنگ با رنگ تداخلی زرد و نارنجی سری دوم و خاموشی میانگین نزدیک به 43 درجه در نمونه‏‌ها دیده می‏‌شوند. در نمونه‏‌ها دگرسان‌شده، کلینوپیروکسن‌ها تا اندازه‌ای با آمفیبول جایگزین شده‏‌اند و ازاین‌رو، ویژگی‏‌های نوری آنها تحت‌تأثیر قرار گرفته است. پلاژیوکلاز نیز به‌صورت بلورهای نیمه‌شکل‌دار تا شکل‌‏‌دار در این سنگ‏‌ها یافت می‌شوند و بیشتر آنها فضای میان دانه‏‌ای الیوین و پیروکسن‏‌ها را پر می‏‌کنند (شکل‌های 3- A و 3- B). در برخی الیوین‏‌ها فرایند ایدنگزیتی‌شدن دیده می‏‌شود. به باور Donaldson و Henderson (1998)، این فرایند در بخش‏‌هایی از الیوین‏‌ها رخ می‏‌دهد که مقدار فایالیت آنها بیشتر از 50 درصد باشد.

 

شیمی کانی

الیوین

فرمول کلی الیوین‏‌ها X2SiO4 است که در آن، Mn، Fe، Mg و Ca جایگزین X می‌شوند. افزون‌براین، در سازندة پایانیِ سری محلول جامدِ سرشار از Mg (فورستریت) فلزهایی مانند Cr و Ni نیز به اندازة بسیار اندک (در حد ppm) جایگزین می‌شوند (King, 2009). داده های تجزیه شیمیایی الیوین‌ها و مقدار سازنده های پایانی آنها در جدول 1 آورده شده‌اند. فرمول ساختاری الیوین‏‌ها برپایة 4 اتم اکسیژن به‌دست آورده شده است. فورستریت (XFo) آنها از 71 تا 77 درصد و فایالیت (XFa) آنها از 22 تا 28 درصد متغیر است. محتوای تفروییت کم است (29/0 – 35/0 = XTp)، زیرا مقدار منگنز در این نمونه‏‌ها کم است. برپایة مقادیر سازنده‌های پایانی، همة نقاط تجزیه‌شدة الیوین‏‌ها در محدوده مرزی میان گونة کریزولیت و هیالوسیدریت جای دارند (شکل 4- A)؛ اگرچه پروفیل‏‌های شیمیایی تهیه‌شده از مرکز به حاشیه این الیوین‌ها نشان‌دهندة غنی‏‌تر‌بودن مرکز بلورها از Mg نسبت حاشیه‏‌های آنهاست (شکل 5). به گفتة دیگر، به‌سوی مرکز بر مقدار فورستریت الیوین‏‌ها افزوده می‏‌شود. این ویژگی نشان می‏‌دهد این الیوین‏‌ها منطقه‏‌بندی شیمیایی عادی دارند. هسته‏‌ها در دماهای بیشتر پدید آمده‌ و سرشار از منیزیم شده‏‌اند و در بخش‏‌های حاشیه‏‌ای که در دماهای کمتر پدید آمده‏‌اند، بر مقدار فایالیت افزوده می‏‌شود. البته XFo چه‌بسا در حضور پلاژیوکلاز دستخوش تغییر می‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که الترامافیک‏‌های بی پلاژیوکلاز، الیوین‏‌های با XFo 85 تا 87 درصد دارند. به‌هر روی، در پی انتشار سریع عنصرهای اصلی و فرعیِ آهن، منیزیم و نیکل، الیوین‏‌هایِ نفوذی‏‌های مافیک- الترامافیک زونینگ بسیار شدیدی نشان نمی‏‌دهند (Xing et al., 2017).


 


 

شکل 4- ترکیب کانی‌های سازندة الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابانهمدان در نمودارهای رده‌بندی: A) الیوین‌ها (Corneils and Cornelius, 1985)؛ B) پیروکسن‏‌ها (Wo-En-Fs) (Morimoto, 1988)؛ C) آمفیبول‏‌ها (Leake et al., 1997)؛ D) فلدسپارها (Deer et al., 1992)

 


پیروکسن‏‌ها

داده‌های تجزیة شیمیایی پیروکسن‏‌ها و فرمول ساختاری به‌دست‌آمدة آنها برپایة 6 اتم اکسیژن در جدول 1 آورده شده‏‌اند. ارتوپیروکسن‏‌های تجزیه‌شده در بافت کرونا با نماد ستاره نمایش داده شده‏‌اند. ارتوپیروکسن‏‌های زمینه و کرونا گاه با یکدیگر تفاوت دارند. برای نمونه، ارتوپیروکسن‏‌های کرونا آلومینیم بیشتر و آهن کمتری نسبت به زمینه دارند؛ هرچند این ویژگی تأثیر چندانی روی محتوای سازنده‌های پایانی آنها ندارد (جدول 1). میزان منیزیم در همة ارتوپیروکسن‏‌ها بیشتر از آهن آنهاست و محتوای سازندة پایانیِ انستاتیت و فروسیلیت آنها به‌ترتیب از 47 تا 71 و 24 تا 27 درصد تغییر می‏‌کند. ازاین‌رو، ترکیب این کانی‏‌ها در نمودار رده‏‌بندی پیروکسن‏‌ها در محدودة پیژونیت جای می‏‌گیرد (شکل 5- B). همة کلینوپیروکسن‏‌های تجزیه‌شده از نوع کلسیک هستند و CaO آنها برابربا 22 تا 24 درصدوزنی است (جدول 1). این کانی‏‌ها نیز محتوای منیزیم بالاتری نسبت به آهن دارند. مقدار سازنده‌های پایانیِ ولاستونیت، انستاتیت و فرووسیلیت آنها به‌ترتیب برابربا 46 تا 48، 40 تا 46 و 5 تا 11 درصد است و ازاین‌رو، در نمودار رده‏‌بندی پیروکسن‏‌ها در محدودة دیوپسید جای می‏‌گیرند (شکل 5- B).

 


 

شکل 5- A، B) تصویر SEM از الیوین با بافت کرونا در الیوین‌گابرونوریت‌های منطقة چشمه قصابان (خط سفیدرنگ مسیر تجزیة پروفیل را نشان می­دهند)؛ C، D) پروفیل‏‌های شیمیایی از مرکز به‌سوی حاشیه در الیوین‏‌های بررسی‌شده

 


آمفیبول

داده‌های تجزیة شیمیایی آمفیبول‏‌ها‏ در جدول 1 آورده شده‏‌اند. همة آمفیبول‏‌های تجزیه‌شده در این پژوهش از بیرونی‏‌ترین بخش بافت کرونا برگزیده شده‏‌اند (شکل 3- A). فرمول ساختاری آمفیبول‏‌ها برپایة 23 اکسیژن و 13 کاتیون به‌دست‌ آمده و بهنجار شده است. داده‌های به‌دست‌آمده نشان می‏‌دهند مقدار Ca در جایگاه ساختاری B این آمفیبول‏‌ها بیشتر از 5/1 است و ازاین‌رو، در گروه آمفیبول‏‌های کلسیک به‌شمار می‌روند (Hawthorne and Oberti, 2007). از سوی دیگر، در این آمفیبول‏‌ها مقدار منیزیم از مقدار آهن فزونی دارد؛ ازاین‌رو، در نمودار رده‏‌بندی آمفیبول‏‌ها در محدودة منیزیوهورنبلند جای می‏‌گیرند (شکل 4- D).

 

پلاژیوکلاز

ترکیب شیمیایی برخی پلاژیوکلازهایِ الیوین‏‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان و فرمول ساختاری آنها (برپایة 8 اتم اکسیژن) در جدول 1 آورده شده است. پلاژیوکلازهای این منطقه ترکیب لابرادوریت دارند (شکل 4- E) و در ترکیب شیمیایی این پلاژیوکلازها، مقدار CaO برابربا 96/12 تا 10/13 درصدوزنی، Na2O برابربا 92/3 تا 06/4 درصدوزنی، Al2O3 برابربا 45/31 تا 83/31 درصدوزنی و K2O برابربا 024/0 تا 04/0 درصدوزنی است (جدول 1). همچنین، درصد میزان آب با میزان آنورتیت رابطة مستقیم دارد؛ به‌گونه‌ای‌که هرچه میزان آب بیشتر باشد میزان آنورتیت افزایش می‏‌یابد (Zhang and Luttge, 2008)

 

بحث

الف- رخداد بافت کرونای الیوین- ارتوپیروکسن- هورنبلند

بافت کرونا در سنگ‏‌های دگرگونی و آذرین پدید می‌آید (Helmy et al., 2008; Gallien et al., 2012,). در گذشته، بررسی‌های بسیاری روی خاستگاه بافت کرونای میان الیوین و پیروکسن در سنگ‏‌های آذرین انجام شده است که بررسی‌های Helmy و همکاران (2008) یکی از آنهاست. در کل، گسترش بافت کرونا به نبود تعادل شیمیایی میان فازهای همزیست نسبت داده می‏‌شود. واکنش‌دهنده‏‌ها دو فاز جامد (واکنش کانی- کانی) و یا یک فاز جامد و یک فاز مایع (واکنش جامد– مایع) هستند (Claeson, 1998). از دیرباز دو نظریه‏ برای چگونگی رخداد این بافت پیشنهاد شده است:

1- پیدایش در شرایطساب‌سالوس که هنگام سرد‌شدن پس از تبلور روی می‏‌دهد (مانند: Herz, 1951; Mongkoltip and Ashworth, 1983)؛

2- تبلور مستقیم از ماگما در پی واکنش با مذاب بجا‏‌مانده (Joesten, 1986; Baltatzis Skounakis, 1990).

کرونای پیرامون الیوین‏‌ها به دو صورت دیده می‏‌شود:

- کرونای خشک (anhydrous) (ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن)؛

- کرونای آبدار (hydrous) (آمفیبول) (Mücke, 2003).

حضور همزمان هر دو نوع کرونا پیرامون الیوین‏‌های منطقة چشمه قصابان نشان‌دهندة خاستگاه دوگانه این بافت است. به گفتة دیگر، می‏‌توان این‌گونه در نظر گرفت که همة بخش‏‌های این کرونا به‌صورت یکباره پدید نیامده است. واکنش‏‌های جامد- مایع هنگام سرد‌شدن ماگماهای آبدار مهم‌ترین عامل برای پیدایش و گسترش بافت کرونا در سنگ‏‌های آذرین هستند (Claeson, 1998; Mücke, 2003; Helmy et al., 2008). اگرچه برپایة بررسی‌های تجربی روی چگونگی پیدایش بافت کرونای الیوین– ارتوپیروکسن (Tsuchiyama, 1986)، حاشیه‏‌های واکنشی پیرامون الیوین به‌سادگی و در مراحل عادی تبلور پدید نمی‏‌آیند؛ بلکه پیامد واکنش میان الیوین و یک مذاب سیلیسی (فازهای نامتعادل) در پی رویداد آلودگی یا آمیختگی ماگمایی هستند. از سوی دیگر، مایعات آبدار، چه واکنش‌دهنده خوانده شوند و چه کاتالیست، تأثیر مهمی در پیدایش این بافت دارند (Joesten, 1986; Helmy et al., 2008). همان‌گونه‌که گفته شد، بررسی‏‌های سنگ‏‌نگاری، حضور الیوین‏‌ها و ارتوپیروکسن‏‌هایِ کمابیش هم‌اندازه را در الیوین‏‌گابرونوریت منطقة چشمه قصابان آشکار می‏‌کند. این ویژگی نشانة بافت انباشته‌ای و تبلور آنها در یک آشیانة ماگمایی است. اما حضور بافت کرونای الیوین– ارتوپیروکسن نشان می‏‌دهد الیوین‏‌ها پس از پیدایش دچار واکنش با مذابی سیلیسی و ناپایدار شده‌اند و ازاین‌رو، پیرامون آنها ارتوپیروکسن‏ پدید آمده است. با توجه به دمای بالای برآورده‌شده برای نمونه‏‌ها، نفوذ این مذاب درون توالی دگرگونی منطقه همدان به‌آسانی ذوب این سنگ‏‌ها را در پی داشته و مذابی گرانیتی پدید آورده (مانند: Saki et al., 2012) که مذاب مافیک را آلوده کرده است. این فرایند همچنین، محتوای آب مذاب مافیک را نیز افزایش داده و رویداد واکنش‌های دیگری را رقم زده است. گفتنی است واکنش میان الیوین و پلاژیوکلاز کنار آن نیز چه‌بسا پیدایش بافت کرونا را به دنبال داشته است (Helmy et al., 2008):

 

واکنش 1: الیوین+ پلاژیوکلاز= ارتوپیروکسن+ کلینوپیروکسن+ اسپینل

 

البته نبود کلینوپیروکسن و اسپینل در بافت کرونای یادشده، رخداد این واکنش را تا اندازه بسیاری محدود می‏‌کند. تنوع کانی‏‌شناسی در بافت کرونا با شرایط فیزیکوشیمیایی و ترکیب واکنش‌دهنده‌ها کنترل می‏‌شود (Helmy et al., 2008; Tomilenko and Kovyazin, 2011). از سوی دیگر، در شرایط فشار بخار آب بالا، پایداری آمفیبول بسیار بیشتر از کلینوپیروکسن است؛ اما کلینوپیروکسن‏‌ها در دماهای بالاتری پایدار هستند. ازاین‌رو، پیدایش آمفیبول در مرحلة پایانی گسترش بافت کرونای بررسی‌شده نشان‌دهندة افزایش فشار آب هنگام پیدایش این بافت است. نکته دیگری که ‏در پیدایش لایه آمفیبول باید به یاد داشت اینست که پیدایش آمفیبول به حضور آلومینیم کافی در محیط وابسته است؛ زیراکه محتوای آلومینیم این کانی بسیار بالاتر از پیروکسن‏‌هاست. این لایه همواره در نقطه همبری میان ارتوپیروکسن و پلاژیوکلازها پدید آمده است (شکل 3). به گفتة دیگر، پلاژیوکلاز تامین‌کنندة آلومینیم لازم برای پیدایش آمفیبول بوده است. واکنش 2 چگونگی پیدایش آمفیبول از واکنش ارتوپیروکسن و پلاژیوکلاز در حضور آب را توضیح می‌دهد (Helmy et al., 2008):

 

واکنش 2: پلاژیوکلاز+ ارتوپیروکسن+ کلینوپیروکسن+ آب= آمفیبول

 

ماگماهای پهنه‌های فرورانشی معمولاً آبدار هستند و در آشیانه‏‌های ماگمایی در ژرفای گوناگون پوسته دچار جدایش بلورین (تبلور تفریقی) و ته‏‌نشینی کانی‏‌ها می‏‌شوند. طبیعتی است هنگام رویداد فرایند جدایش بلورین، بر میزان آب این ماگماها افزوده ‏‌شود. این ویژگی رویداد واکنش‏‌هایی میان کانی‏‌های ته‏‌نشین‌شده و سیال‌های میان‌روزنه‏‌ای و پیدایش آمفیبول در سنگ‏‌های مافیک –الترامافیک را به دنبال دارد (Claeson and Meurer, 2004). در منطقة چشمه قصابان نیز افزایش آب در محیط رخداد واکنش 1 و پیدایش لایة پایانی بافت کرونا در کنار پلاژیوکلازها را در پی داشته است. ترکیب منیزوهورنبلندیِ آمفیبول‏‌های این کروناها نشان‌دهندة تبلور آنها از یک مذاب است؛ زیرا هنگام دگرسانی پیروکسن‏‌ها به آمفیبول، ترمولیت و اکتینولیت پدید می‌آیند (Fagan and Day, 1997).

 

ب- دما- فشارسنجی

در پیروکسن‏‌ها، میزان آلومینیم به فشار تبلور وابستگی کامل دارد؛ به‌گونه‌ای‌که کلینوپیروکسن‏‌های سرشار از آلومینیم در فشار کمتری دربرابر کلینوپیروکسن‏‌‏‌های تهی از آلومینیم پدید می‏‌آیند (Foley and Venturelli, 1989, Liu et al., 2000). ازآنجایی‌که مقدار آلومینیم در کلینوپیروکسن‏‌‏‌های بررسی‌شده از دیگر سنگ‏‌های آذرین متداول پوسته‌ای کمتر است، پس پیروکسن‏‌ها در فشار بالاتری پدید آمده‏‌اند (Zhu and Ogasawara, 2004). افزون‌براین‏‌، در ساختار پیروکسن‏‌ها، میزان فشار در جایگیری آلومینیم در جایگاه اکتائدری و تترائدری نقش مهمی دارد؛ بدین‌گونه‌که هرچه فشار در هنگام تبلور پیروکسن بالا باشد، میزان آلومینیم تترائدری در ساختار پیروکسن‏‌ها بیشتر می‏‌شود (Putirka et al., 2003). به گفتة دیگر، بالا‌بودن مقدار AlIV در نمونه‌های سنگ میزبان نشان‌دهندة پیدایش این کلینوپیروکسن‏‌ها در فشار کم و دمای بالاست. همچنین، بالا‌بودن مقدار AlVI نشان‌دهندة پیدایش پیروکسن‏‌ها در فشار بالا و دمای کم است. ازاین‌رو، نسبت AlIV/AlVI در پیروکسن‌ها به‌عنوان فشارسنج به‌کار گرفته می‌شود (Aoki and Shiba, 1973). به‌کارگیری نمودار پیشنهادیِ Coltorti و همکاران (2007) که برپایة کاتیون‏‌های 4 و 6 آلومینیمِ کلینوپیروکسن پیشنهاد شده است (شکل 6- B) نشان می‌دهد پیدایش کلینوپیروکسن‌ها در بازة فشار متوسط بوده است. برپایة شکل 6- A، این فشار نزدیک به 7- 10 کیلوبار بوده است. همچنین، فشارسنجی با به‌کارگیری دیگر نمودارها (شکل‌های 6- C و 6- D) نیز نشان‌دهندة پیدایش این الیوین‌گابرونوریت‏‌ها در فشار متوسط است. عامل دیگری که پیدایش این الیوین‌گابرونوریت‏‌ها در فشار متوسط را نشان می‏دهد میزان کمابیش کمِ درصدوزنی Al2O3، TiO2 و Cr2O3 در کلینوپیروکسن‏‌هاست؛ زیرا کلینوپیروکسن‏‌هایی که در فشار بالا پدید می‌آیند مقدار بالایی از Al2O3، TiO2 و Cr2O3 دارند.

بافت کرونا در بازة دماییِ 956 تا 1150درجة سانتیگراد و بازة فشاریِ 8/1-7/4 کیلوبار پدید می‏‌آید‏ (Abdel Aziz and Hegazy, 2007). نمونه‏‌های بررسی‌شده نیز در همین گستره دمایی و فشاری جای دارند.

برای برآورد دمای تبلور الیوین‏‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان، از روش جفت کانی کلینوپیروکسن- ارتوپیروکسن (Brey and Köhler, 1990) بهره گرفته شد:

 

 

 

این روش به معیارهای دمایی، فشاری و ترکیبی وابستگی منظمی ندارد و از این‌رو، برای بازة گسترده‏‌ای از ترکیب‌های سنگی و با کمترین خطا کاربرد دارد. داده‌های به‌دست‌آمده از کاربرد این روش در جدول 2 آورده شده‏‌اند.

 

جدول2- داده‌های به‌دست‌آمده از دماسنجی الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان برپایة ترکیب کانی‏‌های کلینوپیروکسن و ارتوپیروکسن (Brey and Köhler, 1990) (نماد * ارتوپیروکسن‏‌های کرونا را نشان می‏‌دهد)

Opx-Cpx pairs

Temperature (℃)

OPX- CPX

833.15

OPX- CPX

828. 4

OPX- CPX

836.29

OPX*- CPX

876.41

OPX*- CPX

867.14

OPX*- CPX

867.52

 

جفت کانی‏‌های به‌کاربرده‌شده در این محاسبه‌ها، دمای نزدیک به 830 تا 870 درجة سانتیگراد را برای الیوین‏‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان نشان می‏‌دهند (جدول 1). گفتنی است در محاسبه‌ها‌، ارتوپیروکسن‏‌های زمینة سنگ برگزیده شدند؛ زیرا به‌طور قطع هنگام فرایند تبلور و جایگیری حضور داشته‏‌اند. برپایة رابطة 1، بالاترین دما (870 درجة سانتیگراد) نشان‌دهندة تبلور ارتوماگمایی و کمترین دما (830 درجة سانتیگراد) نشان‌دهندة مرحلة ساب‌سالوس هنگام سرد‌شدن ماگماست.


 

 

شکل 6- بررسی فشار پیدایش الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان برپایة ترکیب کلینوپیروکسن‌ها در: A) نمودار ارزیابی فشار توده‏‌های آذرین درونی‏ (Soesoo, 1997)؛ B) نمودار AlIV دربرابر AlVI برای برآورد کلی فشار تبلور پیروکسن‏‌ها (Coltorti et al., 2007)؛ C) نمودار فشارسنجی برپایة درصدوزنی Cr2O3 دربرابر Mg# (Elthon, 1987)؛ D) نمودار TiO2 دربرابر Al2O3 (Elthon, 1987)؛ E) نمودار دماسنجی به روش Soesoo (1997)؛ F) نمودار سه‌تایی Ca-Mg-Al/2 برای برآورد دما (Nickel et al., 1985)


 

 

نمودار XPT دربرابر YPT (شکل 6- E) دمای بیشتری (نزدیک به 1200 درجة سانتیگراد) را نشان می‏‌دهد؛ اگرچه نمودار سه‌تاییCa-Mg-Al/2 (Nickel et al., 1985) دماهای نزدیک به 900 درجة سانتیگراد را برای این نمونه‏‌ها نشان می‏دهد (شکل 6- F). ازاین‌رو، دمای تبلور و پیدایش این پیروکسن‏‌ها نزدیک به 900 تا 1200 درجة سانتیگراد (میانگین: 100 درجة سانتیگراد) دانسته می‌شود. گفتنی است مقدار فشار و دمای برآوردشده در واقع، شرایط تبلورکانی‏‌های پیروکسن را نشان می‏‌دهد و برپایة به ویژگی‏‌های زمین‏‌ساختی منطقه (در ادامه به آن پرداخته شده است) این ماگماها چه‌بسا در چند مرحله و در ژرفای گوناگون سرد شده‌اند.

 

پ- برآورد محتوای آب ماگما

برپایة بررسی‌های Helz (1973)، با به‌کارگیری توزیع آلومینیم در موقعیت‌های تترائدری و اکتائدری در کلینوپیروکسن‏‌ها، میزان آبِ ماگما برآورد می‌شود. همان‌گونه‌که شکل 7- A نشان می‌دهد برپایة روشی پیشنهادیِ Helz (1973)، الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان محتوای آب بالایی دارند. میزان بالای آب این الیوین‌گابرونوریت‏‌ها چه‌بسا پیامد آغشتگی مذاب با رسوب‌ها هنگام جایگیری باشد. از سوی دیگر، حضور این مقدار آب، امکان پیدایش بافت کرونای الیوین- ارتوپیروکسن- آمفیبول را فراهم کرده است. نمودار تغییرات Na+AlIV دربرابر AlVI+2Ti+Cr (شکل 7- B) نیز نشان‌دهندة فوگاسیته بالای اکسیژن ماگمای سازندة کلینوپیروکسن‏‌هاست. این ویژگی با محتوای بالای آب نیز سازگاری دارد.

 

 

 

شکل 7- کاربرد ترکیب کانی کلینوپیروکسنِ الیوین‏‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان برای: A) تخمین میزان آب (Helz, 1973)؛ B) ارزیابی فوگاسیتة اکسیژن (Schweitzer et al., 1979)

 


ت- شناسایی جایگاه زمین‌ساختی

شیمی پیروکسن‏‌ها به ترکیب شیمیایی ماگمای میزبان و شرایط فیزیکوشیمیایی تبلور وابسته است. ازاین‌رو، شیمی این کانی اطلاعات ارزشمندی از خاستگاه ماگمای سازندة خود و شرایط فیزیکی- شیمیایی آن (مانند: دما، فشار و فوگاسیتة اکسیژن) در هنگام پیدایش به‌دست می‌دهد (Leterrier et al., 1982). ترکیب شیمیایی کانی کلینوپیروکسن برای شناسایی سری ماگمایی و پهنة زمین‏‌ساختی به‌کار برده می‌شود (مانند Leterrier et al., 1982; Müller et al., 1992; Aparicio, 2010). برای این کار، ترکیب کلینوپیروکسن‏‌های تجزیه‌شده روی نمودارهای مربوطه در شکل‌های 8 و 9 رسم شده‏‌ است. برپایة نمودارهای تغییرات Al2O3 دربرابر SiO2 و TiO2، کلینوپیروکسن‏‌ها از ماگمایی توله‌ایتی پدید آمده‏‌اند (شکل‌های 8- A و 8- B). همچنین،‏ روی نمودار تعیین محیط زمین‏‌ساختی Al2O3 دربرابر TiO2 (شکل 9- A)، این کانی در محدودة مرزی میان ماگماهای مرتبط با فرورانش و ماگماهای درون‌صفحه‏‌ای جای می‏‌گیرد. این ویژگی در نمودار سه‏‌تاییِ Fe/10-Mn×10-Ti (شکل 9- B) نیز دیده می‏‌شود.


 

 

شکل 8- کاربرد شیمی پیروکسنِ الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان در شناخت سری ماگمایی و پهنة زمین‏‌ساختی روی: A) نمودار Al2O3 دربرابر SiO2 (Le Bas, 1962)؛ B) نمودار Al2O3 دربرابر TiO2 (Le Bas, 1962)؛ C) نمودار Ca+Na دربرابر Ti (Leterrier et al., 1982)


 

 

روی نمودار Si دربرابر Fe نیز نمونه‏‌ها کمابیش به‌طور کامل در محدودة بازالت‌های درون‌صفحه‏‌ای تا بازالت‌های جزیره‌های اقیانوسی جای می‏‌گیرند (شکل 9- C). ازاین‌رو، الیوین‌گابرونوریت‌های منطقة چشمه قصابان همزمان ویژگی‏‌های ماگماهای جایگاه‌های فرورانشی و ریفتی را نمایش می‌دهند و از ماگمایی با خاستگاه دوگانة گوشته‌ای و پوستة‏ فرورانده‌شده پدید آمده‏‌اند.


 

 

شکل 9- A) ارتباط تودة آذرین درونیِ چشمه قصابان با محیط کمانی (Müller et al., 1992)؛ B) نمودار Ti-Mn*10-Fe/10 برای کلینوپیروکسن‏‌هایِ تودة آذرین درونیِ چشمه قصابان (Aparicio, 2010)؛ C) پهنة زمین‌ساختی تودة آذرین درونیِ چشمه قصابان (Aparicio, 2010)؛ D) ارتباط الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان با محیط WPT در نمودار SiO2 دربرابر Al2O3 (Nisbet and Pearce, 1977)

 

 

پیدایش تودة گرانیتوییدی الوند پیامد فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس به زیر ایران و تزریق توده‏‌های داغ در توالی دگرگونی منطقه و ذوب آنها دانسته شده‏ است (مانند: Shahbazi et al., 2010; Aliani et al., 2012; Yang et al., 2018). از سوی دیگر، ماگماهای ریفتی از گوشته خاستگاه می‏‌گیرند و حضور آنها در پهنة فرورانش نیازمند رخداد کشش و نازک‌شدن پوسته در بخش‏‌های پشت کمان است (Taylor, 2013). ازاین‌رو، حضور الیوین‏‌گابرونوریت‌های با خاستگاه دوگانه در این محیط نشان می‏‌دهد ماگماهای گوشته‌ای در بخشی از تاریخچة فرورانشی در منطقه از راه نازک‌شدن پوسته و پیدایش کافت پشت کمانی به سطوح بالای پوسته نفوذ کرده‌اند. این ماگماهای داغ به‌آسانی سنگ‏‌های دگرگونی رسی منطقه را ذوب کرده‌، آنها را دچار آلایش کرده و محتوای آبشان را بالا برده‌اند. آلایش با دیگر ماگماهای پهنة فرورانش نیز تغییر ترکیب این ماگماها را به دنبال داشته است.

حضور گرانیت‌های نوع A با سنی همانند سنگ‏‌های منطقة چشمه قصابان در مجموعة آذرین درونی آلموقولاق (Amiri et al., 2017) با رخداد این کافت‌زایی همخوانی دارد. ماگماهای تیپ آلاسکا از ماگماهای مافیک- الترامافیک گوناگون مرتبط با فرورانش هستند که در ارتباط با محیط‏‌های پشت کمان و یا جلوی کمان پدید می‌آیند. تودة آذرین درونی چشمه قصابان نیز به این نوع ماگماها شباهت‏‌هایی نشان می‌دهد؛ برای نمونه، داشتن بافت کرونای دوحلقه‏‌ای ارتوپیروکسن (داخلی)، آمفیبول (خارجی) و یا تنها کرونای آمفیبول به دور الیوین در الیوین گابروها (El-Rahman et al., 2012).

 

برداشت

برپایة مجموع بررسی‏‌های انجام‌شده در این پژوهش، یافته‌های زیر به‌دست آمده‌اند:

- ترکیب کانی‌شناسی الیوین‌گابرونوریت‌های چشمه قصابان دربردارندة کانی‏‌های کلینوپیروکسن، ارتوپیروکسن، الیوین، و پلاژیوکلاز است؛

- الیوین‏‌هایِ این سنگ‏‌ها بافت کرونای چندبخشی دارد که از ارتوپیروکسن پیژونیتی و هورنبلند ساخته شده است. ازاین‌رو، بافت آنها، بافت کرونای آبدار دانسته می‌شود؛

- ارتوپیروکسن‏ کرونایی در پی واکنش الیوین با مذاب سرشار از سیلیس، با پلاژیوکلاز کنار آن پدید آمده است. پیدایش آمفیبول نیز پیامد افزایش ماگما در پی آلایش دانسته می‌شود. این ویژگی واکنش میان ارتوپیروکسن و سیال و پیدایش هورنبلند را در پی داشته است. این جانشینی در دیگر ارتوپیروکسن‏‌های زمینه سنگ نیز دیده می‌شود؛

- ترکیب شیمیایی کلینوپیروکسن‏‌های این سنگ‏‌ها نشان می‏‌دهد آنها از مذابی توله‌ایتی با محتوای آب متوسط پدید آمده‌اند که همزمان ویژگی‏‌های مذاب‏‌های جایگاه کافتی و فرورانشی را داشته است. ازاین‌رو و برپایة پیشینه زمین‏‌ساختی منطقه، به‌عنوان جایگاه‌ فرورانش، پیدایش این ماگماها در ارتباط با پیدایش یک کافت پشت کمانی دانسته می‌شود.

- نتایج به‌دست‌آمده از این پژوهش نشان‌دهندة تأثیر مذاب‏‌های گوشته‌ای در پیدایش بخشی از مجموعة آذرین درونی الوند است.

 

سپاس‌گزاری

هزینه‌های این پژوهش از محل پژوهانه شمارة SCU.EG98.44295، ارائه‌شده توسط دانشگاه شهید چمران اهواز تامین شده است. نگارندگان مقاله از داوران مجله، سردبیر محترم جناب آقای پروفسور ترابی و سرکار خانم دکتر شیردشت‌زاده که با پیشنهادهای خود موجب ارتقاء هرچه بیشتر این مقاله شده‌اند بسیار سپاسگزارند.

Abdel Aziz, M. Y. and Hegazy, H. (2007) Petrogenesis of corona textures in troctolite and olivine gabbro from El- Motaghirat area, Eastern desert, Egypt. The 5th International Conference on the Geology of Africa 1: 1- 9.
Aliani, F., Maanijou, M., Sabouri, Z. and Sepahi, A. A. (2012) Petrology, geochemistry and geotectonic environment of the Alvand Intrusive Complex, Hamedan, Iran. Geochemistry 72(4): 363-383.
Amiri, M. Ahmadi Khalaji, A., Tahmasbi, Z., Santos, J.F., Zarei Sahamieh, R. and Zamanian, H. (2017) Geochemistry, petrogenesis, and tectonic setting of the Almogholagh batholith in the Sanandaj–Sirjan zone, Western Iran. Journal of African Earth 134: 113-133.
Aoki, K. I. and Shiba, I. (1973) Pyroxenes from lherzolite inclusions of Itinome-gata, Japan. Lithos6(1): 41-51.
Aparicio, A. (2010) Relationship between clinopyroxene composition and the formation environment of volcanic host rocks. IUP Journal of Earth Sciences 4(3): 1-11.
Baltatzis, E. and Skounakis, S. (1990) Coronas in olivine-gabbros from Labanovo village, Northern Pindos, Greece. Chemie der Erde 50: 297-302.
Berberian, M. and King, G. (1981) Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences 18: 210-265.
Brey, G. and Köhler, T. (1990) Geothermobarometry in four-phase lherzolites II. New thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers. Journal of Petrology 31(6): 1353-1378.
Claeson, D. (1998) Coronas, reaction rims, symplectites and emplacement depth of the Rymmen gabbro, Transscandinavian Igneous Belt, southern Sweden. Mineralogical Magazine 62(6): 743-757.
Claeson, D. T. and Meurer, W. P. (2004) Fractional crystallization of hydrous basaltic “arc-type” magmas and the formation of amphibole-bearing gabbroic cumulates. Contributions to Mineralogy and Petrology147(3): 288-304.
Coltorti, M., Bonadiman, C., Faccini, B., Grégoire, M., O'Reilly, S. Y. and Powell, W. (2007) Amphiboles from suprasubduction and intraplate lithospheric mantle. Lithos99(1-2): 68-84.
Corneils, K. and Cornelius, S. H. (1985) Manual of mineralogy. John Wiley and Sons, New York.
de Haas, G. J. L., Nijland, T. G., Valbracht, P. J., Maijer, C., Verschure, R. and Andersen, T. (2002) Magmatic versus metamorphic origin of olivine-plagioclase coronas. Contributions to Mineralogy and Petrology143(5): 537-550.
Deer, W. A., Howie, R. A. and Zussman, J. (1992) An introduction to the rock-forming minerals. 2nd edition, Longman Scientific & Technical, London, UK.
Donaldson, C. and Henderson, C. (1988) A new interpretation of round embayments in quartz crystals. Mineralogical magazine52(364): 27-33.
Eftekharnejad, J. (1981) Tectonic division of Iran with respect to sedimentary basins. Journal of Iranian Petroleum Society 82: 19-28 (in Persian).
Eghlimi, B. (2001) Geological map of the Hamadan area, No: 5659: 100 000. Geological Survey of Iran, Tehran, Iran (in Persian).
El-Rahman, Y.A., Helmy, H., Shibata, T., Yoshikawa, M., Arai, S. and Tamura, A. (2012) Mineral chemistry of the Neoproterozoic Alaskan-type Akarem Intrusion with special emphasis on amphibole: Implications for the pluton origin and evolution of subduction-related magma. Lithos 155: 410-425.
Elthon, D. (1987) Petrology of gabbroic rocks from the Mid‐Cayman Rise spreading center. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 92(B1): 658-682.
Fagan, T. J. and Day, H. W. (1997) Formation of amphibole after clinopyroxene by dehydration reactions: Implications for pseudomorphic replacement and mass fluxes. Geology 25(5): 395–398.
Foley, S. and Venturelli, G. (1989) High K2O rocks with high MgO, high SiO2 affinities. In:Boninites and related rocks (Ed. Crawford, A. J.) 72-88. Unwin Hyman, London, UK.
Gallien, F., Mogessie, A. Hauzenberger, C., Bjerg, E., Delpino, S. and Castro de Machuca, B. (2012) On the origin of multi‐layer coronas between olivine and plagioclase at the gabbro–granulite transition, Valle Fértil–La Huerta Ranges, San Juan Province, Argentina. Journal of Metamorphic Geology 30(3): 281-302.
Ghasemi, A. and Talbot, C. J. (2006) A new tectonic scenario for the Sanandaj–Sirjan Zone Iran. Journal of Asian Earth Sciences 2: 683–693.
 Ghazi, J. M. and Moazzen, M. (2015) Geodynamic evolution of the Sanandaj-Sirjan zone, Zagros orogen, Iran. Turkish Journal of Earth Sciences24(5): 513-528.
Hawthorne, F.C., Oberti, R. (2007) Classification of the amphiboles. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 67: 55–88.
Helmy, H., Yoshikawa, M., Shibata, T., Arai, S. and Tamura, A. (2008) Corona structure from arc mafic-ultramafic cumulates: The role and chemical characteristics of late-magmatic hydrous liquids. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 103(5): 333-344.
Helz, R. T. (1973) Phase relations of basalts in their melting range at PH2O= 5 kb as a function of oxygen fugacity: part I. Mafic phases. Journal of Petrology14(2): 249-302.
Herz, N. (1951) Petrology of the Baltimore gabbro, Maryland. Geological Society of America Bulletin 62(9): 979-1016.
Joanny, V., van Roermund, H. and Lardeaux, J. M. (1991) The clinopyroxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: a potential geothermobarometer. Geologische Rundschau 80(2): 303-320.
Joesten, R. (1986) The role of magmatic reaction, diffusion and annealing in the evolution of coronitic microstructure in troctolite gabbro from Risor, Norway. Mineralogical Magazine 50: 441-447.
King, R. (2009) Olivine Group. Geology Today25(5): 193-197.
Le Bas, M. J. (1962) The role of aluminum in igneous clinopyroxenes with relation to their parentage. American Journal of Science 260(4): 267-288.
Leake, B. E., Woolley, A. R., Arps, C. E., Birch, W. D., Gilbert, M. C., Grice, J. D. and Krivovichev, V. G. (1997) Nomenclature of amphiboles; report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on new minerals and mineral names. Mineralogical Magazine61(405): 295-310.
Leterrier, J., Maury, R. C., Thonon, P., Girard, D. and Marchal, M. (1982) Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of paleo-volcanic series. Earth and Planetary Science Letters 59(1): 139-154.
Liu, T. C., Chen, B. R. and Chen, C. H. (2000) Melting experiment of a Wannienta basalt in the Kuanyinshan area, northern Taiwan. Journal of Asian Earth Science 18: 519-531.
Mahmoudi, S., Corfu, F., Masoudi, F., Mehrabi, B., Mohajjel, M. (2011) U–Pb dating and emplacement history of granitoid plutons in the northern Sanandaj–Sirjan Zone, Iran. Journal of Asian Earth Sciences 41, 238–249.
Mohajjel, M., Fergusson, C. L. and Sahandi, M. R. (2003) Cretaceous–Tertiary convergence and continental collision, Sanandaj–Sirjan Zone, western Iran. Journal of Asian Earth Sciences 21(4): 397-412.
Mongkoltip, P. and Ashworth, J. (1983) Quantitative estimation of an open-system symplectite-forming reaction: restricted diffusion of Al and Si in coronas around olivine. Journal of Petrology 24(4): 635-661.
Morimoto, N. (1988). Nomenclature of pyroxenes. Mineralogy and Petrology 39(1): 55-76.
Mücke, A. (2003) Fayalite, pyroxene, amphibole, annite and their decay products in mafic clots within Younger Granites of Nigeria: Petrography, mineral chemistry and genetic implications. Journal of African Earth Sciences 36(1-2): 55-71.
Müller, D., Rock, N. and Groves, D. (1992) Geochemical discrimination between shoshonitic and potassic volcanic rocks in different tectonic settings: a pilot study. Mineralogy and Petrology46(4): 259-289.
Nickel, K., Brey, G. and Kogarko, L. (1985) Orthopyroxene-clinopyroxene equilibria in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS): New experimental results and implications for two-pyroxene thermometry. Contributions to Mineralogy and Petrology91(1): 44-53.
Nisbet, E. G. and Pearce, J. A. (1977) Clinopyroxene composition in mafic lavas from different tectonic settings. Contributions to Mineralogy and Petrology 63(2): 149-160.
Putirka, K. D., Mikaelian, H., Ryerson, F. and Shaw, H. (2003) New clinopyroxene-liquid thermobarometers for mafic, evolved, and volatile-bearing lava compositions, with applications to lavas from Tibet and the Snake River Plain, Idaho. American Mineralogist 88(10): 1542-1554.
Sadeghian, M. (1999) Investigation of the petrology ignous and metamorphic rocks in cheshmeh ghassaban area in hamedan province. M.Sc. thesis, University Tehran, Tehran, Iran (in Persian).
Saki, A., Moazzen, M. and Baharifar, A. A. (2012) Migmatite microstructures and partial melting of Hamadan metapelitic rocks, Alvand contact aureole, western Iran. International Geology Review54(11): 1229-1240.
Schweitzer, E., Papike, J. and Bence, A. (1979) Statistical analysis of clinopyroxenes from deep-sea basalts. American Mineralogist 64: 501-513
Sanfilippo, A., Tribuzio, R. and Tiepolo, M. (2014) Mantle–crust interactions in the oceanic lithosphere: Constraints from minor and trace elements in olivine. Geochimica et Cosmochimica Acta 141: 423-439.
Sepahi, A. A. (2008) Typology and petrogenesis of granitic rocks in the Sanandaj-Sirjan metamorphic belt, Iran: with emphasis on the Alvand plutonic complex. Neues Jahrbuch Fur Geologie Und Palaontologie-Abhandlungen 247(3): 295-312.
Soesoo, A. (1997) A multivariate statistical analysis of clinopyroxene composition: Empirical coordinates for the crystallisation PT‐estimations. GFF 119(1): 55-60.
Shahbazi, H., Siebel, W., Pourmoafee, M., Ghorbani, M., Sepahi, A. A., Shang, C. K. and Vousoughi Abedini, M. (2010) Geochemistry and U-Pb zircon geochronology of the Alvand plutonic complex in Sanandaj-Sirjan Zone (Iran): New evidence for Jurassic magmatism. Journal of Asian Earth Sciences 39(6): 668-683.
Taylor, B. (2013) Backarc basins:Tectonics and magmatism. Springer Science and Business Media, Berlin, Germany.
Tomilenko, A. and Kovyazin, S. V. (2011) Development of corona textures around olivine in anorthosites of the Korosten’ pluton, Ukrainian Shield: Mineralogy, geochemistry, and fluid inclusions. Petrology 16(1): 87-103.
Tsuchiyama, A. (1986) Experimantal study of olivine-melt reaction and its petrological implications. Journal of Volcanology and Geothermal Research29: 245-264
Whitney, D. and Evans, B. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist 95: 185-187.
Xing, C. M., Wang, C. Y. and Tan, W. (2017) Disequilibrium growth of olivine in mafic magmas revealed by phosphorus zoning patterns of olivine from mafic–ultramafic intrusions. Earth andPlanetary Science Letters 479: 108-119.
Yang, T. N., Chen, J. L., Liang, M. J., Xin, D., Aghazadeh, M., Hou, Z. Q. and Zhang, H. R. (2018) Two plutonic complexes of the Sanandaj-Sirjan magmatic-metamorphic belt record Jurassic to Early Cretaceous subduction of an old Neotethys beneath the Iran microplate. Gondwana Research 62: 246-268.
Zhang, L. and Luttge, A. (2008) Aluminosilicate dissolution kinetics: a general stochastic model. The Journal of Physical Chemistry B112(6): 1736-1742.
Zhu, Y. and Ogasawara, Y. (2004) Clinopyroxene phenocrysts (with green salite cores) in trachybasalts: implications for two magma chambers under the Kokchetav UHP massif, North Kazakhstan. Journal of Asian Earth Sciences 22(5): 517-527.