Mineralogy and geochemistry of the mafic dikes in the mantle sequence of ophiolitic complex from south of Soltan Abad (north east of Sabzevar)

Document Type : Original Article

Authors

1 Postgraduate student of petrology, Department of Geology, Faculty of Science, Imam Khomeini International University, Qazvin

2 Associate professor, Department of Geology, Faculty of Science, Imam Khomeini International University, Qazvin

3 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Imam Khomeini International University, Qazvin

4 Laboratory Expert, Iran Mineral Processing Research Center, Karaj

Abstract

The occurrence of doleritic, microgabbroic, hornblende- gabbroic, pegmatoidic and gabbronoritic dikes is the conspicuous characteristics of mantle sequences of the ophiolitic complex from south Soltan Abad. Dikes trend is mostly western- eastern and because of deformation, some display boudin- domino structure. Pegmatoidic and doleritic dikes contain clinopyroxene and plagioclase minerals. Magmatic amphibole is observed in addition to clinopyroxene and plagioclase in the hornblende- gabbroic dikes. There are plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene in the gabbronoritic dikes. Microgabbroic dikes include plagioclase and secondary amphibole. Clinopyroxene is replacing by amphiboles in the most dikes. Occurrence of orthopyroxene and magmatic amphibole, pegmatoidic texture, pyroxene crystallization prior to plagioclase and anorthite rich composition of the plagioclase indicate water participation in the magma genesis. The pattern of the multi- element spider diagram of the most investigated samples shows noticeable resemblance to the suprasubduction ophiolites and Cenozoic fore arc basalts. Hornblende - gabbroic and doleritic dikes are alkali basalt, so derived from enriched lower mantle source rock. However, the others exhibit geochemical signatures of tholeiitic basalt with arc island affinity. Hence based on these documents, mafic- ultramafic complex of south Soltan Abad represents oceanic lithosphere of forearc from suprasubduction zone setting. According to the classification and tectonic setting discrimination diagrams, most dikes exhibit geochemical characteristics of tholeiitic basalt with boninitic and island arc affinity. Hornblende- gabbroic and doleritic dikes encompass alkali nature, so they have derived via melting of source rock from lower enriched mantle. The compositional sequence, probably represents incorporation of various mantle source rock during the evolutionary trend of the subduction zone at late Cretaceous.

Keywords

Main Subjects


از زمان شناسایی افیولیت‏‌ها به‏‌عنوان سنگ‏‌کرة اقیانوسی جایگزین‌شده در لبة قاره‏‌ها، دربارة خاستگاه آنها که آیا معرف سنگ‏‌‌کرة پشته میان‌اقیانوسی است یا سنگ‏‌‌کرة بالای پهنة فرورانش اتفاق نظر وجود نداشته است. Miyashiro (1973) با پیشنهاد خاستگاه جزیره‏‌های کمانی برای افیولیت ترودوس قبرس، جایگاه پشتة میان‌اقیانوسی برای افیولیت‏‌ها را مورد تردید قرار داد و در حقیقت، آغازگر بحثی شد که برپایة آن، افیولیت‏‌ها چه‌بسا از سنگ‏‌کرة اقیانوسی بالای پهنة فرورانش نیز خاستگاه گرفته باشند. بررسی‏‌های دو دهة اخیر نشان‏‏‏ می‌دهند بیشتر افیولیت‏‌ها با داشتن قرابت زمین‏‌‌شیمیایی کمان ماگمایی، در پهنة بالای فرورانش پدید آمده‏‌‌اند (Furnes et al., 2014). برپایة جایگاه زمین‏‌‌ساختی، افیولیت‏‌ها به دو گروه اصلی مرتبط با فرورانش و نامرتبط با فرورانش دسته‌بندی شده‏‌اند (Dilek and Furnes, 2011):

- افیولیت‏‌های مرتبط با فرورانش که دربردارندة افیولیت‌های گوناگونِ بالای پهنة فرورانش (پشت‌کمان تا پیش ‌کمان، پیش ‌کمان، پشت‌کمان اقیانوسی و قاره‏‏‌‌ای) و کمان آتشفشانی هستند. تحول این‏‌گونه افیولیت‏‌ها پیامد آب‏‌زدایی تخته فرورو و متاسوماتیسم ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای منتج از آن و ذوب رسوب‌ها و گوة ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای دگرسان‌شده است؛

- افیولیت‏‌های نامرتبط با فرورانش که دربردارندة افیولیت‌های مرز قاره‏‏‌‌ای (آغاز ریفتینگ قاره‏‏‌‌ای)، پشتة میان‌اقیانوسی (مجاور تنوره، دور از تنوره و دور از گودال) و نوع تنوره (تنوره نزدیک به پشته و فلات اقیانوسی) هستند و ترکیبی همانند مورب نشان می‌دهند.

با دانستن جایگاه بالای فرورانش، تناقض میان ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی (شاخص‏‌های کمان ماگمایی) و ویژگی‌های ساختاری (مجموعة دایک‏‌های معرف رژیم کششی حاکم در جایگاه گسترش کف اقیانوس) در پهنه‏‌های افیولیتی تفسیر شدنی هستند (Shervais, 2001; Metcalf and Shervais, 2008). از سوی دیگر، برپایة شرایط ژئودینامیک، سازوکار جایگزینی افیولیت‏‌های با خاستگاه پشتة میان‌اقیانوسی روی مرز غیرفعال با تردید‏‏‌های بسیاری همراه است؛ اما دانستن جایگاه بالای پهنة فرورانش به‏‌‌ویژه پیش‌کمان (Stern and Bloomer, 1992; Shervais, 2001; Stern, 2004; Stern et al., 2012)، سازوکار موجهی را برای جایگزینی سنگ‏‌کرة اقیانوسی و پیدایش پهنة افیولیتی فراهم می‏‌آورد.

از دیرباز تا کنون بسیاری از پژوهشگران به بررسی توالی افیولیتی شمال سبزوار پرداخته‌اند و دربارة پیدایش مرتبط با جایگاه بالای فرورانش آنها نیز اتفاق نظر دارند (Noghreyan, 1982; Baroze et al., 1983; Shojaat et al., 2003; Khalatbari Jafari et al., 2013; Shafaii Moghadam et al., 2014, 2015; Omrani et al., 2017; Rezaei et al., 2018; Rahmani et al., 2020).

یکی از ویژگی‏‌های مهم پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد، وجود دایک‏‌های مافیک گوناگون در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای است. چنین دایک‏‌هایی در افیولیت‏‌های نوع بالای پهنة فرورانش معمول هستند و در افیولیت‏‌های گسترة تتیسیِ تبت، پاکستان و ترکیه نیز گزارش شده‏‌اند (Kakar et al., 2015; Colakoglu et al., 2012; Parlak, 2016; Xiong et al., 2020). ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی این گونه دایک‏‌ها از توله‏‌ایت تا کالک‏‌آلکالن و حتی آلکالن متغیر است. این نکته نشان‌دهندة تنوع جایگاه زمین‏‌‌ساختی آنها از پشتة میان‌اقیانوسی تا جزیره‏‌های کمانی، پشت‌کمان و جزیره‌های اقیانوسی درون‌‏‏‌صفحه‏‏‌‌ای است (Çelik, 2007; Colakoglu et al., 2012; Kavak et al., 2017). ازاین‏‏‌‌رو، دایک‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای افیولیت‏‌ها تاریخچه‌ای پیچیده از مراحل گوناگون تحول ژئودینامیکی چرخة زندگی پهنة افیولیتی را دربر دارند.

در راستای پیشنهاد الگوی ژئودینامیکی پیدایش پهنة افیولیتی شمال سبزوار، هر یک از پژوهشگران، به بررسی‌ واحد‏‏‌های سنگی خاصی از توالی پوسته‏‏‌‌ای یا ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای (مانند گدازه‏‌های بالشی، مجموعة دایک‏‌های ورقه‏‌ای، پلاژیوگرانیت، گابرو‏‏‌ها، کومولا‏‏‌های پیروکسنیتی و تفالة هارزبورژیتی) پرداخته‏‌اند؛ اما کمبود اطلاعات سنگ‏‏‌‌شناسی دربارة دایک‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ایِ این پهنة افیولیتی کاملاً روشن است؛ به‌گونه‌ای‌که وابستگی زایشی این دایک‏‌ها با مراحل پیدایش و تکامل پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد روشن نشده است.

در این پژوهش با بررسی صحرایی، کانی‏‌شناسی و زمین‏‌‌شیمیایی دایک‏‌های مافیک تزریق‌شده به توالی گوشته‏‌ای، جایگاه ژئودینامیک پیدایش آنها در ارتباط با پیدایش افیولیت‏‌های جنوب سلطان‏‌آباد ارزیابی می‌شود.

 

روش انجام پژوهش

پس از انجام بررسی‏‌های میدانی و نمونه‏‌برداری از دایک‏‌ها و توده‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای جنوب سلطان‏‌آباد، کانی‏‌های 4 نمونة دایک میکروگابرویی، گابرونوریتی، هورنبلندگابرویی و پگماتوییدی و یک تودة گابرونوریتی، با دستگاه ریزکاو الکترونی نوع Cameca SX100 در مرکز فرآوری مواد معدنی کرج تجزیه شدند. هنگام انجام این کار، ولتاژ شتاب‏‌دهنده kv 15، شدت جریان nA 15 و زمان شمارش سی ثانیه بود. برای شناخت ترکیب شیمیایی سنگ کل و ارزیابی جایگاه زمین‏‌‌ساختی این سنگ‌ها، شمار 9 نمونة دایک مافیک و یک تودة گابرونوریتی که نشانه‌های دگرسانی کمتری نشان می‏‌دادند، در شرکت زرآزما به روش ICP-OES و ICP-MS تجزیة شیمیایی سنگ کل شدند. عنصر‏‏‌های اصلی با دستگاه ICP-OES و عنصر‏‏‌های کمیاب با دستگاه ICP-MS تجزیه شدند. آماده‌سازی نمونه‌ها برای تجزیه عنصرهای اصلی به‌ روش ذوب قلیایی بود؛ به‌این‌گونه‌که هریک از نمونه‌ها پس از ذوب با لیتیم‏‌متابورات، در اسیدنیتریک رقیق حل و سپس محلول نهایی با دستگاه ICP-OES تجزیة شیمیایی شدند. دربارة عنصر‏‏‌های کمیاب، پس از انحلال نمونه‏‌ها در اسید‏‏‌های هیدروفلوئوریک، پرکلریک، نیتریک و هیدروکلریک، غلظت هر عنصر با دستگاه ICP-MS سنجیده شد. آستانة آشکارسازی برای عنصر‏‏‌های اصلی برابربا 01/0، برای عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب (مگر لانتانیم) برابربا 01/0 تا 1/0 و برای دیگر عنصر‏‏‌های کمیاب برابربا 1/0 تا 1 است.

 

زمین‏‌شناسی ناحیه‏‌ای

پیشینة پیچیدة زمین‏‌شناسی ایران، متأثر از جایگاه ویژه آن در گسترة تتیس است. سرزمین ایران در بخش میانی پهنة کوهزایی آلپ- هیمالیا جای دارد. این پهنة کوهزایی از باختر اروپا آغاز می‌شود و پس از گذر از ترکیه، ایران، افغانستان تا تبت، برمه و اندونزی ادامه می‏‌یابد. در پهنة ایران، سنگ‏‌کرة اقیانوسی نشان‌دهندة پهنة اقیانوسی تتیس برونزد کمابیش گسترده‌ای دارد و افیولیت‏‌های خاور اروپا و ترکیه را به افیولیت‏‌های آسیای خاوری در هند و پاکستان پیوند می‌دهد.

مجموعه‏‌های افیولیتی مزوزوییک، به‏‌ویژه کرتاسه- پالئوسن، گسترش کمابیش بسیاری در محل گسل‏‌ها و راندگی‏‌های زاگرس و پیرامون خردقاره ایران مرکزی دارند (شکل 1- A). بیشترین گسترش افیولیت‏‌های مزوزوییک به شکل کمربند ناپیوسته‌ای پیرامون خرد‏‌قاره ایران مرکزی، در مناطق نایین، سبزوار، بیرجند و تربت‏‌حیدریه رخنمون دارد. پهنة افیولیتی شمال سبزوار به درازای 150 کیلومتر و پهنای 10 تا 30 کیلومتر در شمال خردقاره ایران مرکزی جای دارد (شکل 1- A). به گفتة Stampfli (1978)، افیولیت‏‌های سبزوار نشان‌دهندة یک ریفت اقیانوسی باریک و محدود به سن کرتاسه هستند. به‏باور Noghreyan (1982) افیولیت‏‌های سبزوار در یک پهنة پشت‏‌کمان و نزدیک به درازگودال در حال فرورانش پدید آمده‏‌اند. وجود اقیانوس کم‏‌دوام و کوتاه‏‌مدت در محدودة سبزوار، برپایة یکسان‏‌‌بودن سن آمفیبول‏‌های ماگمایی توالی افیولیتی و آمفیبول‏‌های سازند آتشفشان- رسوبی کرتاسة پسین معرف جزیره‏‌های کمانی پیشنهاد شده است (Baroze et al., 1983). یافته‌های به‌دست‌آمده از بررسی‏‌های برخی پژوهشگران (Stampfli, 2000; Stampfli and Borel, 2002; Golonka, 2004; Bagheri and Stampfli, 2008) نشان‌ می‌دهند هنگام کرتاسة پسین، مهاجرت رو به عقب‏ ورقة اقیانوسی فرورو در راستای پهنة فرورانشی زاگرس، پیدایش حوضه‏‌های اقیانوسی پشت‌کمان باریک سبزوار و نایین- بافت در پیرامون خرد‏‌قاره ایران مرکزی را به‌دنبال داشته است. البته برپایة بررسی‌های دهه اخیر (Shirdashtzadeh et al., 2014; Ghasemi et al., 2018, Kazemi et al., 2019; Pirnia et al., 2020; Rahmani et al., 2020)، سن حوضه‏‌های اقیانوسی سبزوار و نایین، ژوراسیک تا کرتاسة پیشین بوده و فرایند پیدایش آنها از فرورانش نئوتتیس جدا دانسته شده است. Rossetti و همکاران (2010)، با بررسی سنگ‏‌های دگرگونی پهنة افیولیتی شمال‏‌باختری سبزوار، سن رویداد دگرگونی سنگ‏‌کرة اقیانوسی فرورو را 106 میلیون سال پیش به‏‌دست آورده‏‌اند. ازاین‏‏‌‌رو، سن پهنة اقیانوسی سبزوار پیش از کرتاسة پیشین است.

همانند دیگر مجموعه‏‌های افیولیتی ایران، پهنة افیولیتی شمال سبزوار نیز بیشتر از توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای نوع هارزبورژیت ساخته شده است (Shafaii Moghadam et al., 2015). در جنوب سلطان‏‌آباد (شمال‏‌خاوری سبزوار)، این پهنة افیولیتی بیشتر دربردارندة هارزبورژیت سرپانتینیتی‌شده، گابرو و مجموعة آتشفشانی است (شکل 1- B). دایک‏‌های مافیک گوناگونی به درون توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای این افیولیت تزریق ‌شده‌اند. این دایک‏‌ها از دیذگاه مکانی تنها منحصر به توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای هستند و بر خلاف ماگماتیسم پسا ‏‌افیولیتی در واحد‏‏‌های آتشفشانی ائوسن شمال پهنة افیولیتی و سنگ‏‌های دگرگونی فشار بالای حوالی سلطان‏‌آباد دیده نمی‏‌شوند. Lensch و Davoudzadeh (1982)، به روش پتاسیم- آرگن سن 8/3±76 میلیون سال پیش را برای دایک‏‌های دلریتی نوار افیولیتی شمال سبزوار به‏‌دست آورده‏‌اند. Shafaii Moghadam و همکاران (2014) نیز، سن زیرکن درون دایک‏‌های دیابازی شمال‏‌خاوری سبزوار (جنوب باغجر) را 99 میلیون سال پیش به‏‏‌‌دست آورده‏‌اند. ازاین‌رو، دایک‏‌های مافیک یادشده نشان‌دهندة ماگماتیسم پسا‏‌افیولیتی نیستند و مرتبط با فاز ماگمایی پایانی حاکم در سنگ‏‌‌کرة حوضه اقیانوسی سبزوار هستند و پیش از فرارانش پهنة افیولیتی جایگزین شده‏‌اند.

روی پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد واحد ستبری ساخته‌شده از بازالت، آندزیت و توالی آتشفشانی- رسوبی دیده می‌شود (واحد V2؛ شکل 1- B). به باور Baroze و همکاران (1983)، این واحد سنگی در جزیره‏‌های کمانی اقیانوسی مرتبط با پهنة افیولیتی شمال سبزوار پدید آمده است. برپایة مقادیر آهن و تیتانیم و روند تغییرات آن‏‏‌ها، Baroze و همکاران (1983)، سه سری ماگمایی کالک‏‌آلکالن، توله‏‌ایتی و آلکالن را در توالی‏‌های آتشفشانی واحد V2 شناسایی کرده‏‌اند. برپایة بررسی‌های Lensch و همکاران (1979)، سن نهشته گذاری واحد V2، 83 تا 65 میلیون سال پیش است.


 

 

شکل 1- A) نقشه پراکندگی افیولیت‏‌های مزوزوییک ایران (با تغییراتی از Shafaii Moghadam و Stern (2011) (محدودة بررسی‌شده در شمال‏‌خاوری سبزوار در چهارگوش آبی نشان داده شده است)؛ B) نقشة زمین‏‌شناسی ساده از مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد

 

 

از ویژگی‏‌های آشکار پهنة افیولیتی شمال سبزوار که آن را از دیگر پهنه‏‌های افیولیتی ایران جدا می‏‌کند، فراوانی ماگماتیسم ائوسن به‏‌صورت گنبد و دایک‏‌های حد واسط تا اسیدی با ویژگی‏‌های آداکیتی است (Ghasemi and Rezaei, 2015; Jamshidi et al., 2015; Shafaii Moghadam et al., 2016). ازاین‏‏‌‌رو، فعالیت ماگماتیسم پسا افیولیتی این منطقه متأثر از فرورانش و بسته‏‌‌شدن حوضه اقیانوسی سبزوار پس از ائوسن نیز ادامه داشته است.

 

روابط صحرایی

افیولیت‏‌های جنوب سلطان‏‌آباد بخشی از پهنة افیولیتی شمال‏‌خاوری سبزوار و بیشتر دربردارندة توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای هارزبورژیتی هستند. برونزدهایی از گدازه بالشی همراه با چرت نشان‌دهندة توالی پوسته‏‏‌‌ای این افیولیت‏‌‌ها به‌شمار می‌روند. این بخش از توالی افیولیتی سازنده برونزد‏‏‌های صخره‏‌ساز است و نسبت به سرپانتینیت‏‌های اطراف توپوگرافی مرتفع‏‌تری دارد. در این بخش از پهنة افیولیتی توالی دایک‏‌های ‏‏‌صفحه‏‏‌‌ای که نشان‌دهندة توالی پوسته‏‏‌‌ای هستند دیده نمی‌‌شوند؛ اما فراوانی دایک‏‌های مافیک تزریق‌شده به توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای از ویژگی‌های آنهاست. برپایة کانی‏‌شناسی و روابط بافتی، دایک‏‌های گوناگونی شناسایی می‌شوند.

فراوان‏ترین دایک‏‌ها از نوع میکروگابرو هستند که به توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای تزریق شده‏‌اند (شکل 2- A). ستبرای این گروه از دایک‏‌ها از 5/0 تا 5/2 متر متغیر است. برپایة فراوانی مودال پلاژیوکلاز و آمفیبول، رنگ نمونة دستی این سنگ‌ها از خاکستری تیره تا تیره است. نشانه‌هایی از وجود حاشیة سردشده در دایک و تأثیر حرارتی بر سرپانتینیت میزبان دیده نمی‏‌شود.

دایک‏‌های گابروی پگماتوییدی بیشتر به توالی گوشته‏‌ای کنار تودة گابرونوریتی کوه پیر (شکل‏‌های 2- B و 2- C) تزریق شده‏‌اند. در نمونة دستی، قطر بلور‏‏‌های پلاژیوکلاز و پیروکسن به 10 سانتیمتر نیز می‏‌رسد. ستبرای این دایک‏‌ها از 5/0 تا 3 متر متغیر است.

از دیگر دایک‏‌هایِ درون توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای هورنبلندگابروهای گوناگون (شکل 2- D) هستند که ستبرای نزدیک به 1 تا 2 متر دارند. برپایة فراوانی مودال آمفیبول، پیروکسن و پلاژیوکلاز، در نمونة دستی، رنگ آنها از خاکستری تیره تا کاملاً تیره متغیر است. دایک‏‌ها گاه در پی تنش‏‌های زمین‏‌‌ساختی به‏‌صورت بودین درآمده‌اند، تا جایی‌که سازندة قطعه‌های منفرد در زمینة سرپانتینیتی شده‏‌اند )شکل 2- E).

دایک‏‌های دلریتی به ستبرای 3/0 تا 2 متر به‏‌صورت دسته‏‌دایک‏‌های موازی با روند خاوری- باختری دیده می‏‌شوند (شکل 2- F). در نمونة دستی تیره رنگ و با بافت آمیگدال هستند و بر خلاف دایک‏‌های گوناگون دیگر، بافت ریزبلور نشان می‌دهند. این سنگ‌ها تأثیر حرارتی اندکی بر سرپانتینیت میزبان خود داشته‏‌اند و این نکته نشان‌دهندة شرایط دمایی کمتر توالی افیولیتی در هنگام تزریق آنهاست. ازاین‏‏‌‌رو، شاید این دایک‏‌ها جوان‏‌ترین توالی ماگمایی تزریق‌شده به این پهنة افیولیتی هستند.

گفتنی است روانه‏‌های گدازه مشابه این دایک‏‌های دلریتی سازنده واحد V2 نیز هستند و باند‏‌های آهک پلاژیک صورتی‌رنگ با فسیل‏‌های به سن کامپانین- ماستریشتین (83 تا 65 میلیون سال پیش) به‏‌صورت میان‏‌لایه در آنها یافت می‏‌شوند (Baroze et al., 1983).


 

 

 

شکل2- روابط صحرایی دایک‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد. A) دورنمایی از دایک میکروگابرویی در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد؛ B) دورنمای دایک‏‌های گابروی پگماتوییدی در نزدیکی تودة گابرونوریتی کوه پیر؛ C) نمای نزدیک از دایک‏ گابروی پگماتوییدی تزریق‌شده به هارزبورژیت گوشته‏‌ای؛ D) دایک هورنبلندگابروی تزریق‌شده به سرپانتینیت گوشته‏‌ای؛ E) دایک گابرونوریتی در سرپانتینیت که به‏‌صورت فابریک دومینویی دگرریخت شده است؛ F) دسته‌هایی از دایک‌های دلریتی با روند خاوری- باختری در توالی گوشته‏‌ای

 

 

سنگ‏‌نگاری

دایک‏‌های میکروگابروی دگرگون‌شده

در مقطع میکروسکوپی دایک‏‌های میکروگابرویی دگرگون‌شده با بافت میکروگرانولار شناخته می‌شوند. آمفیبول سبز و پلاژیوکلاز از کانی‏‌های سازندة این سنگ‌ها هستند (شکل 3- A). برپایة ویژگی‌های بافتی و کانی‏‌شناسی، این‏‌دایک‏‌ها در شرایط متفاوت دمایی دگرگون شده‏‌اند. آبگیری پیروکسن و پیدایش آمفیبول نخستین مرحلة دگرگونی بوده است به‏گونه‌ای‌که‏ بقایایی از پیروکسن را درون برخی آمفیبول‏‌ها دیده می‌شوند (شکل 3- B).

در دومین مرحله که احتمالاً در شرایط رخسارة شیست سبز روی داده است، کانی‏‌های بیوتیت و کلریت از تجزیة آمفیبول و سوسوریت در پی دگرسانی پلاژیوکلاز پدید آمده‏‌اند (شکل‏‌های 3- A و 3- C). در پایان، در پی دگرسانی کم‌دمای پلاژیوکلاز، کانی پرهنیت در دایک‏‌های میکروگابرویی یادشده پدید آمده است (شکل 3- D).

 

 

 

شکل 3- تصویرهای میکروسکوپی از دایک‏‌های میکروگابرویی دگرگون‌شده. A) میکروگابروی دگرگون‌شده با کانی‏‌هایِ پلاژیوکلاز و آمفیبول. پلاژیوکلاز در حال سوسوریتی‏‌‌شدن و آمفیبول در حال تجزیه به بیوتیت است؛ B) بقایای پیروکسن در مرکز برخی آمفیبول‏‌ها نشان‌دهندة خاستگاه ثانوی آمفیبول است؛ C) تجزیة آمفیبول به کلریت؛ D) پیدایش پرهنیت در دایک میکروگابرویی

 


دایک‏‌های گابروی پگماتوییدی دگرگون‌شده

پلاژیوکلاز (50 درصدحجمی)، آمفیبول سبز- قهو‏‏‌ه‌ای (30 درصدحجمی) و کلینوپیروکسن (20 درصدحجمی) از کانی‏‌های سنگ‏‌ساز دایک‏‌های گابروی پگماتوییدی به‌شمار می‌روند. برپایة ویژگی‌های بافتی و مرز غیرتعادلی دو فاز هم‏‌جوار، آمفیبول سبز- قهو‏‏‌ه‌ای خاستگاه ثانوی دارند و از آب‌گیری بلور‏‏‌های کلینوپیروکسن در دمای بالا پدید آمده‏‌اند (شکل‏‌های 4- A و 4- B). افزون‏‌‌بر این، آمفیبول بی‏‌رنگ و سوزنی ریز نیز در سنگ دیده می‌شوند (شکل‏‌های 4- C و 4- D) که پیامد اورالیت‏‌زایی در شرایط دگرسانی کم دما هستند. همان‏‌‌گونه‏‌‌که در مبحث شیمی کانی‏‌ها گفته خواهد شد، آمفیبول‏‌های سبز- قهو‏‏‌ه‌ای از نوع منیزیوهورنبلند و آمفیبول‏‌های بی‏‌رنگ، ترمولیت هستند. در این سنگ‏‌ها نیز، از تجزیة پلاژیوکلاز در شرایط دگرگونی کم‌دما، سوسوریت و پرهنیت پدید آمده‏‌اند.

 

 

 

شکل 4- تصویرهای میکروسکوپی از دایک پگماتوییدی، تودة گابرونوریتی و هارزبورژیت توالی افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد. A، B) نمونه دایک پگماتوییدی با کانی‏‌های هورنبلند قهوه‏‌ای، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز؛ C، D) افزون‏‌‌بر آمفیبول سبز- قهوه‏‌ای، آمفیبول بی‏‌رنگ در پی اورالیت‏‌زایی پیروکسن در دمای کم پدید آمده‏‌ است؛ E) پلاژیوکلاز، ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن که کانی‏‌های اصلی سازندة تودة گابرونوریتی هستند؛ F) هارزبورژیت با کانی‏‌های الیوین و ارتوپیروکسن. بیشتر الیوین‏‌ها در حال تجزیه به سرپانتین هستند (اسپینل قهو‏‏‌ه‌ای فاز فرعی این هارزبورژیت‏‌‌ها است)


 

 

تودة گابرونوریت

تودة گابرونوریتی کوه پیر با بافت گرانولار دربردارندة کانی‏‌های سنگ‏‌ساز پلاژیوکلاز (50 تا60 درصدحجمی)، ارتوپیروکسن (20 تا 25 درصدحجمی) و کلینوپیروکسن (15 تا 20 درصدحجمی) است (شکل 4- E). میانبار‏‌های پیروکسن در پلاژیوکلاز نشان‌دهندة تبلور پیروکسن پیش از پلاژیوکلاز است. از ویژگی‏‌های آشکار نمونه‏‌های تودة گابرونوریتی نشانه‌های کم دگرسانی در مقایسه با دیگر واحد‏‏‌های سنگی است که شاید مرتبط با اندازة بزرگ‏‌تر این توده نسبت به دیگر واحد‏‏‌های سنگی و در پی آن، مقاومت بیشتر آن دربرابر دگرریختی و نفوذ سیال‌هاست.

 

هارزبورژیت

هارزبورژیت سنگ میزبان بیشتر دایک‏‌های بررسی‌شده است. این هارزبورژیت‌ها درجات متفاوتی از سرپانتینیتی‏‌‌شدن را نشان می‏‌دهند. ارتوپیروکسن در مقایسه با الیوین نسبت به رویداد سرپانتینیتی‌شدن مقاوم‏‌تر بوده است؛ به‌گونه‌ای‌که تنها بقایایی از الیوین در سرپانتین‏‌های با بافت شبک‏‏‌های حفظ شده‌اند. کانی اسپینل قهو‏‏‌ه‌ای نیز به‏‌صورت فاز فرعی در این سنگ‌ها حضور دارد و در حال تجزیه به مگنتیت است (شکل 4- F).

 

دایک‏‌های گابرونوریتی دگرگون‌شده

بلور‏‏‌های پلاژیوکلاز (40 درصدحجمی)، کلینوپیروکسن (20 درصدحجمی)، آمفیبول قهو‏‏‌ه‌ای (20 درصدحجمی) و ارتوپیروکسن (15 درصدحجمی)، کانی‏‌های سنگ‏‌ساز دایک‏‌های گابرونوریتی هستند. بلور‏‏‌های پیروکسن و پلاژیوکلاز هم‏‌رشدی میله‏‌مانندی نشان می‏‌دهند (شکل‏‌های 5- A و 5- B). همانند دایک‏‌های پگماتوییدی در اثر آبگیری پیروکسن دو نسل آمفیبول بی‏‌رنگ دمای پایین (شکل‏‌های 5- A و  5- B) و قهو‏‏‌ه‌ای رنگ دمای بالا (شکل 5- C) پدید آمده است. پلاژیوکلاز‏‏‌ها نیز شواهد دگرسانی به سوسوریت نشان می‏‌دهند.

 

دایک‏‌های هورنبلندگابرویی

در دایک‏‌های هورنبلندگابرویی، هورنبلند قهو‏‏‌ه‌ای (30 تا 50 درصدحجمی)، کلینوپیروکسن (25 تا 35 درصدحجمی) و پلاژیوکلاز (15 تا 20 درصدحجمی) کانی‏‌های سنگ‏‌ساز هستند (شکل 5- D) شواهد بافتی (مرز تماس مستقیم با پیروکسن) و شیمیایی (همان‏‌‌گونه‏‌‌که در بخش شیمی کانی‏‌ها خواهیم دید) نشان‌دهندة خاستگاه ماگمایی آمفیبول در دایک‏‌های هورنبلندگابرویی است. پلاژیوکلاز شواهد دگرسانی به سوسوریت را نشان می‏‌دهد.

 

دایک‏‌های دلریتی

دایک‏‌های دلریتی دربردارندة پلاژیوکلاز (65 درصدحجمی) و کلینوپیروکسن (35 درصدحجمی) با بافت دلریتی تا میکروگرانولار هستند. فنوکریست‏‌های کلینوپیروکسن ماکل ساعت‏‌شنی آشکاری نشان می‌دهند (شکل 5- E). برخی بلور‏‏‌های پیروکسن نشانه‌های دگرسانی به کلریت و بیوتیت را نشان می‏‌دهند. در برخی نمونه‏‌ها، بافت گلومروپورفیری ساخته‌شده از بلور‏‏‌های به‌هم‌پیوسته ریز پیروکسن دیده می‏‌شود (شکل 5- F).


 

 

 

شکل 5- تصویرهای میکروسکوپی از: A، B) پلاژیوکلاز، ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن کانی‏‌های اصلی در دایک‏‌های گابرونوریتی. بلور‏‏‌های مجتمع پیروکسن در حال جایگزینی با آمفیبول هستند. بلور‏‏‌های پیروکسن همرشدی کرم‏‌مانند با پلاژیوکلاز نشان می‏‌دهند؛ C) پیدایش هورنبلند قهو‏‏‌ه‌ای در پی آبگیری پیروکسن در نمونة دایک گابرونوریتی؛ D) نمونة هورنبلندگابرو با کانی‏‌های هورنبلند قهوه‏‌ای، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز؛ E) کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز در نمونه‏‌های دایک دلریتی؛ F) بافت گلومروپورفیری در نمونه دایک دلریتی


 


شیمی کانی‏‌ها

برای شناخت ترکیب شیمیایی کانی‏‌ها و ارزیابی شرایط تبلور و دگرسانی پس از آن، از کانی‏‌های مختلف پنج نمونه مافیک توالی افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد، تجزیه ریزپردازش به‏‌عمل آمده است. نتایج برخی آنالیز‏‏‌ها، همراه با کاتیون‏‌های موجود در فرمول ساختاری و میزان سازنده‏‌های کانی‏‌های محلول جامد در جدول 1 ارائه شده‏‌اند.

 

 

جدول 1- داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة کانی‏‌های سازندة نمونه‏‌های مافیک توالی افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد با دستگاه ریزکاو الکترونی، به‌همراه فرمول ساختاری (فرمول ساختاری کانی‏‌های پیروکسن، پلاژیوکلاز و آمفیبول به ‏‌ترتیب برپایة 6، 8 و 22 اتم اکسیژن به‌دست آمده‏ است) و سازنده‌های پایانی کانی‌ها (Sb28: تودة گابرونوریتی، SB18: دایک گابرونوریتی، SB23: دایک پگماتوییدی، SB10: دایک هورنبلندگابرویی، SB2b : دایک میکروگابرویی)

Pl

Opx

Cpx

Mineral Type

SB23

SB18

SB28

SB10

SB18

SB23

SB28

Sample No.

45

33

29

25

23

8

16

21

11

4

21

35

14

1

Point No.

53.39

61.81

45.32

53.13

53.69

54.42

54.22

44.6

48.96

51.95

52.79

51.47

51.41

52.87

SiO2

0.0

0.0

0.0

0.06

0.08

0.07

0.04

2.7

1.16

0.32

0.16

0.19

0.21

0.13

TiO2

29.17

23.69

33.99

1.15

1.15

1.07

1.14

7.22

3.25

1.45

1.04

1.1

2.25

1.83

Al2O3

0.29

0.25

0.71

14.52

14.92

13.95

14.18

8.19

5.71

5.75

5.19

10.96

6.05

6.23

FeOt

0.0

0.02

0.01

0.26

0.29

0.29

0.31

0.15

0.09

0.16

0.13

0.32

0.17

0.16

MnO

0.05

0.0

0.04

26.69

27.46

29.07

28.72

11.78

14.86

16.27

16.02

13.52

17.06

17.07

MgO

11.09

1.17

17.12

2.12

1.12

1.33

0.94

22.86

23.69

22.85

23.3

21.4

22.54

21.46

CaO

5.05

11.89

1.98

0.02

0.0

0.18

0.06

0.72

0.37

0.27

0.24

0.25

0.24

0.16

Na2O

0.0

0.07

0.0

0.0

0.0

0.07

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

K2O

99.1

98.92

99.17

98.6

99.03

100.2

99.7

98.31

98.13

99.24

99.05

99.21

99.93

99.91

Total

2.43

2.7

2.09

1.95

1.95

1.94

1.94

1.69

1.83

1.92

1.96

1.94

1.88

1.94

Si

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.08

0.03

0.01

0.0

0.01

0.01

0.0

Ti

1.56

1.22

1.85

0.05

0.05

0.04

0.05

0.32

0.14

0.06

0.04

0.05

0.1

0.08

Al

0.01

0.01

0.03

0.05

0.04

0.08

0.07

0.2

0.15

0.09

0.05

0.07

0.15

0.05

Fe3+

0.0

0.0

0.0

0.4

0.41

0.34

0.36

0.06

0.02

0.08

0.11

0.27

0.03

0.14

Fe2+

0.0

0.0

0.0

0.01

0.01

0.01

0.01

0.0

0.0

0.0

0.0

0.01

0.0

0.0

Mn

0.0

0.0

0.0

1.46

1.49

1.54

1.53

0.66

0.83

0.9

0.88

0.76

0.93

0.93

Mg

0.54

0.05

0.85

0.08

0.04

0.05

0.04

0.93

0.95

0.9

0.92

0.86

0.88

0.84

Ca

0.44

1.01

0.18

0.0

0.0

0.0

0.0

0.05

0.03

0.02

0.02

0.02

0.02

0.01

Na

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

K

4.98

4.99

5

4

3.99

4

4

3.99

3.98

3.98

3.98

3.99

4

3.99

Sum

 

 

 

79

78

81

80

91

97

90

89

76

96

86

Mg#

45.18

94.5

17.31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Albite

54.82

5.14

82.69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anorthite

0.0

0.36

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Orthoclase

 

 

 

4.19

2.2

2.53

1.81

50.08

48.52

45.72

46.94

43.88

44.2

42.86

Wollastonite

 

 

 

73.41

74.96

76.8

76.89

35.91

42.35

45.3

44.9

38.58

46.54

47.43

Enstatite

 

 

 

22.4

22.85

20.67

21.3

14.01

9.13

8.98

8.16

17.54

9.26

9.71

Ferrosilite

جدول 1- ادامه

Amph

Pl

Mineral Type

SB10

SB18

SB23

SB2b

SB10

SB18

SB28

Sample No.

10

9

12

10

38

46

23

27

18

17

15

14

11

3

Point No.

39.24

38.98

51.08

50.91

48.51

47.13

47.84

45.52

53.76

53.35

46.26

46.62

43.1

44.87

SiO2

3.96

4.01

0.18

0.21

1.11

1.68

0.64

1.36

0.0

0.0

0.0

0.0

0.03

0.01

TiO2

12.9

12.5

4.55

5.18

5.27

7.38

6.84

8.43

30.82

31.2

34.14

33.52

36.99

35.12

Al2O3

10.35

9.91

7.88

7.61

16.09

14.48

18.04

16.72

0.12

0.18

0.31

0.3

0.6

0.42

FeOt

0.13

0.09

0.13

0.08

0.21

0.21

0.6

0.39

0.0

0.0

0.0

0.02

0.0

0.0

MnO

14.27

14.73

19.18

19.11

13.41

13.75

13.39

11.9

0.01

0.01

0.01

0.05

0.0

0.03

MgO

12.23

12.3

12.02

11.96

11.08

11.06

9.39

12.11

10.83

10.97

16.16

17.09

18.41

18.73

CaO

2.66

2.58

0.99

1.01

1.08

1.49

0.58

0.99

2.86

3.63

1.27

1.23

1.03

1.09

Na2O

1.34

1.3

0.07

0.03

0.09

0.14

0.26

0.36

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

K2O

97.08

96.4

96.15

96.29

96.85

97.32

97.58

97.78

98.4

99.34

98.17

98.83

100.16

100.27

Total

5.85

5.83

7.31

7.28

7.2

6.95

7.03

6.73

2.5

2.44

2.15

2.16

2.06

2.06

Si

0.44

0.45

0.02

0.02

0.12

0.19

0.07

0.15

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Ti

 

 

 

 

 

 

 

 

1.69

1.69

1.87

1.83

1.91

1.9

Al

2.15

2.17

0.68

0.72

0.8

1.05

0.96

1.27

 

 

 

 

 

 

AlIV

0.12

0.04

0.08

0.15

0.12

0.23

0.22

0.19

AlVI

0.11

0.23

0.29

0.24

0.1

0.0

0.39

0.42

0.0

0.0

0.01

0.01

0.01

0.02

Fe3+

1.18

1.01

0.65

0.67

1.9

1.78

1.83

1.64

0.0

0.01

0.0

0.0

0.0

0.0

Fe2+

0.02

0.01

0.01

0.01

0.03

0.03

0.07

0.05

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Mn

3.17

3.29

4.09

4.07

2.97

3.02

2.94

2.62

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Mg

1.95

1.97

1.84

1.83

1.76

1.75

1.48

1.92

0.54

0.54

0.8

0.85

0.92

0.91

Ca

0.77

0.75

0.27

0.28

0.31

0.42

0.16

0.28

0.26

0.32

0.11

0.11

0.08

0.09

Na

0.25

0.25

0.0

0.0

0.02

0.03

0.05

0.07

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

K

16.01

16.0

15.24

15.27

15.33

15.45

15.2

15.34

4.99

5

4.94

4.96

4.98

4.98

Sum

73

77

86

86

60

62

61

61

 

 

 

 

 

 

Mg#

 

 

 

 

 

 

 

 

32.34

37.45

12.45

11.52

9

8

Ab

 

 

 

 

 

 

 

 

67.66

62.55

87.55

88.47

91

92

An

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

0.0

0.0

0.0

0

0

Or

 


پیروکسن

برپایة نمودار رده‏‌‌بندی پیروکسن‏‌ها، کلینوپیروکسن در نمونة دایک هورنبلندگابرویی از نوع دیوپسید، در تودة گابرونوریتی از نوع اوژیت و در نمونة دایک‏‌های پگماتوییدی و گابرونوریتی ترکیب دیوپسید تا اوژیت دارد. ارتوپیروکسن در نمونه‏‌های دایک و تودة گابرونوریتی ترکیب برونزیت نشان می‌دهد (شکل 6- A).

فلدسپار

فلدسپار در دایک‏‌ها و توده مافیک مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد پلاژیوکلاز است و ترکیب آن از آلبیت در دایک‏‌های گابروی پگماتوییدی و میکروگابرویی تا آنورتیت در تودة گابرونوریتی متغیر است (شکل 6- B). ترکیب آلبیتیِ پلاژیوکلاز‏‏‌ها پیامد تأثیر دگرسانی است؛ زیرا شواهد میکروسکوپی سوسوریتی‏‌‌شدنِ پلاژیوکلاز‏‏‌ها در برخی نمونه‏‌ها دیده می‌شوند.

 


 

شکل 6- A) ترکیب پیروکسن در نمونه‏‌های بررسی‌شده گوناگون در نمودار رده‏‌‌بندی پیروکسن (Morimoto, 1988)؛ B) ترکیب فلدسپار در نمونه‏‌های بررسی‌شده گوناگون در نمودار رده‏‌‌بندی فلدسپار (Deer et al., 1996)

 


آمفیبول

نسبت CaB/(Ca+Na)Bدر آمفیبول نمونه‏‌های بررسی‌شده از 75/0 بیشتر است؛ ازاین‏‌‌رو، این آمفیبول‌ها از نوع کلسیک به‌شمار می‏‌روند. برپایة نمودار رده‏‌‌بندی آمفیبول‏‌های کلسیک، آمفیبول در نمونة هورنبلندگابرویی از نوع پارگازیت است؛ اما در نمونه‏‌های دیگر بازة ترکیبی از منیزیوهورنبلند تا ترمولیت نشان می‌دهد (شکل 7- A). برپایة نمودار‏‏‌های شناسایی آمفیبول ماگمایی از دگرگونی (Coogan et al., 2001)، آمفیبول نمونة هورنبلندگابرویی خاستگاه ماگمایی دارد؛ اما در نمونه‏‌های دیگر از نوع ثانوی است و در شرایط دما و فشار متفاوت پدید آمده‏‌اند (شکل‏‌های 7- B و 7- C)؛ به‏گونه‌ای‌که انواع منیزیوهورنبلند از دگرسانی دوتریک دمای بالای پیروکسن و ترمولیت از دگرسانی دوتریک کم دمای این کانی در شرایط اتومتامورفیسم (خود دگرگونی) توده‏ آذرین درونی و دایک‏‌های مافیک پدید آمده‏‌اند. ازاین‏‏‌‌رو، منیزیوهورنبلند و ترمولیت نشان‌دهندة شرایط دگرگونی برگشتی دایک‏‌های مافیک به‏‌ترتیب در شرایط رخساره آمفیبولیت و شیست سبز هستند.

 

 

 

شکل 7- A) نمودار نام‏‌گذاری آمفیبول‏‌های کلسیک (Hawthorne et al., 2012)؛ B، C) نمودار‏‏‌های شناسایی خاستگاه آمفیبول (Coogan et al., 2001)


 

 

شیمی سنگ کل

داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‌شیمیایی عنصرهای اصلی (به روش ICP-OES)، کمیاب و کمیاب خاکی (به روش ICP-MS) در ترکیب سنگ کلِ 9 نمونة‏ دایک و یک نمونة تودة گابرونوریتی در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد در جدول 2 آورده شده‏‌اند.

 

 

جدول 2- داده‌های تجزیة شیمیایی عنصر‏‏‌های اصلی(برپایة درصدوزنی)، کمیاب و کمیاب خاکی (برپایة ppm) نمونه‏‌های مافیک توالی افیولیتی جنوب سلطان آباد (SB10: دایک هورنبلندگابرویی؛ SB18: دایک گابرونوریتی؛ SB11: دایک دلریتی؛ SB23: دایک پگماتوییدی؛ SB9: دایک دلریتی؛ :SB4 دایک میکروگابرویی؛ SB28 : تودة گابرونوریتی؛ SB2a: دایک میکروگابرویی؛ SB14: دایک میکروگابرویی؛ SB24: دایک میکروگابرویی)

SB14

SB24

SB2a

SB28

SB4

SB9

SB23

SB11

SB18

SB10

Sample No.

55.29

54.64

50.32

49.44

49.99

46.12

44.58

44.48

42.92

41.39

SiO2

0.36

0.21

0.6

0.05

1.04

0.81

0.3

0.8

0.14

1.88

TiO2

17.88

17.36

14.62

19.63

11.54

15.91

16.74

15.31

11.56

12.38

Al2O3

7.64

5.58

9.04

5.1

8.4

9.04

7.52

8.77

7.35

8.99

FeO*

0.15

0.11

0.15

0.11

0.21

0.16

0.13

0.16

0.13

0.13

MnO

4.53

6.25

4.55

9.45

10.54

5.22

6.95

5.02

12.47

6.29

MgO

7.76

6.64

8.65

14.8

11.82

11.03

18.51

14.49

18.96

20.07

CaO

4.15

4.9

6.42

0.62

2.18

3.12

0.47

2.49

0.07

2.41

Na2O

0.59

0.83

1.06

0.09

0.7

1.45

0.05

1.29

0.03

0.27

K2O

0.05

0.03

0.06

0.01

0.13

0.37

0.01

0.36

0.02

1.1

P2O5

1.6

3.48

4.53

0.71

3.23

6.54

4.65

6.58

6.25

5.25

LOI

100

100.05

100

100.05

99.78

99.77

99.95

99.75

99.95

100.16

Total

32.7

28

27.9

28.1

22.7

23.7

49.6

22.9

34.4

19.1

Sc

185

159

273

112

149

249

538

252

180

298

V

28

64

29

57

442

39

44

42

534

111

Cr

25

25

30

31

40

28

30

28

42

34

Co

41

71

21

130

292

23

70

30

232

73

Ni

73

49

52

48

74

84

44

78

55

105

Zn

5

9

7

0.35

10

34

0.9

33

0.22

5

Rb

195

293

287

118

346

1265

206

1663

20

5551

Sr

12.3

8.7

14.4

4.2

20.1

14.2

7.1

13.6

6.6

14.2

Y

13

17

21

5

17

59

11

59

7

156

Zr

3.7

1.17

5.7

0.07

5.5

5.7

3

5.5

2.2

33

Nb

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

<0.5

Sb

<0.5

2.3

0.6

<0.5

<0.5

68

0.6

41.3

<0.5

1.7

Cs

65

90

136

19

1036

217

11

537

6

128

Ba

4

6

6

2

8

20

4

20

2

80

La

8

12

12

6

20

38

8

39

7

139

Ce

0.86

1.18

1.34

0.44

2.83

4.47

0.71

4.24

0.47

15.18

Pr

4.9

5.3

7.1

2.5

14.1

19.7

3.7

19.3

2.7

60.3

Nd

1

0.78

1.58

0.15

3.28

3.42

0.48

3.27

0.33

8.94

Sm

0.67

0.28

0.56

0.47

1.26

1.13

0.43

1.18

0.55

2.53

Eu

1.59

1.07

2.16

0.4

3.87

3.46

0.81

3.48

0.71

7.43

Gd

0.36

0.25

0.4

0.14

0.61

0.49

0.22

0.49

0.2

0.77

Tb

2.56

1.95

2.92

1.14

4.17

3.11

1.68

3.13

1.56

4.05

Dy

1.73

1.13

1.87

0.54

2.62

1.83

0.95

1.63

0.94

1.67

Er

0.23

0.17

0.26

0.1

0.35

0.24

0.15

0.24

0.15

0.2

Tm

2.1

1.25

2.3

0.35

2.6

1.8

2.1

1.8

1.4

1.2

Yb

0.24

0.19

0.28

0.02

0.35

0.24

0.15

0.22

0.15

0.17

Lu

<0.5

<0.5

0.54

<0.5

<0.5

1.18

<0.5

1

<0.5

2.92

Hf

0.34

0.48

0.39

0.37

0.35

0.39

0.36

0.57

0.27

0.79

Te

0.41

0.43

0.5

0.39

0.39

0.57

0.36

0.5

0.31

0.61

Ta

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

Tl

10

5

10

8

10

10

11

17

14

19

Pb

2.31

0.85

2.71

2.15

2.58

3.2

2.28

3.2

2.14

14

Th

0.1

0.17

0.2

0.05

0.2

0.3

0.1

0.4

0.04

1.4

U

 


 

 

با توجه نمودار نام‏‌گذاری سنگ‏‌های آذرین درونی (شکل 8- A)، ترکیب شیمیایی نمونه‏‌های مافیک مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد، از گابرو تا سینودیوریت و دیوریت است.

برپایة منحنی جداکنندة سری آلکالن از ساب‏‌‌آلکالن (Irvine and Baragar, 1971)، یک نمونه دایک میکروگابرویی و نمونه‏‌های دایک هورنبلندگابرویی و دلریتی از نوع آلکالن و دیگر نمونه‏‌ها ساب‏‌آلکالن هستند (شکل 8- A). برپایة سرشت کمابیش دگرسان‌شده نمونه‏‌ها و تحرک‏‌پذیری اکسید‏‏‌های سیلیس و آلکالن هنگام دگرسانی، برای ارزیابی شیمی سنگ و نام‏‌گذاری آن، نمودار دوتایی پیشنهادیِ Winchester و Floyd (1976) نیز به‌کار برده شده است. ازآنجایی‌که این نمودار، برپایة عنصرهای نامتحرک دربرابر دگرسانی پیشنهاد شده است، معیار معتبرتری را برای رده‏‌‌بندی سنگ‏‌های دگرسان‌شده فراهم می‏‌آورد. برپایة این نمودار، سرشت شیمیایی دایک‏‌های بررسی‌شده (مگر نمونه‏‌های تودة گابرونوریتی و دایک هورنبلندگابرویی) از نوع بازالت ساب‏‌‌آلکالن است (شکل 8- B). برپایة نمودار دوتایی Zr دربرابر P2O5 (شکل 8- C)، سری ماگمایی دایک‏‌ها و توده مافیک (مگر نمونه‏‌های دایک هورنبلندگابرویی و دلریتی) از نوع توله‏‌ایتی است.

 

 

 

شکل 8- A) نمودار دوتایی سیلیس دربرابر مجموع آلکالن (Cox et al., 1979) (منحنی جداکننده سری آلکالن از کالک‏‌آلکالن برگرفته از (Irvine and Baragar, 1971) است)؛ B) نمودار دوتایی Nb/Y دربرابر Zr/TiO2 (Winchester and Floyd, 1976)؛ C) نمودار شناسایی سری ماگمایی توله‏‌ایتی از آلکالن (Winchester and Floyd, 1977)

 

 

برپایة نمودار دوتایی Ti/Y دربرابر Zr/Y، پیدایش نمونه‏‌ها (مگر نمونه دایک هورنبلندگابرویی) مرتبط با جایگاه حاشیه ورقه‌ای است (شکل 9- A). در نمودار سه‌تایی CeN-SrN-SmN، نمونه‏‌ها (مگر یک نمونه دایک میکروگابرویی و نمونه دایک هورنبلندگابرویی) به ترکیب توله‏‌ایت جزیره‏‌های کمانی نزدیکی زمین‏‌‌شیمیایی نشان می‏‌دهند (شکل 9- B).

یکی از ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی مهم در بیشتر نمونه‏‌های بررسی‌شده، سرشت فقیر از تیتانیم آنهاست، به‏گونه‌‌ای‌که در نمودار دوتایی اکسید منیزیم دربرابر اکسید تیتانیم (شکل 9- C)، بیشتر در محدودة افیولیت‏‌های مرتبط با فرورانش جای دارند. تمرکز کم تیتانیم در نمونه‏‌های مافیک مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد، همانندیِ زمین‏‌‌شیمیایی آنها به مذاب‏‌های بونینیتی را در ذهن تداعی می‌کند؛ به‌گونه‌ای‌که شماری از نمونه‏‌ها، در نمودار دوتایی Ti دربرابر V، با نسبت Ti/V کمتر از10، در محدودة بونینیت جای گرفته‌اند (شکل 9- D). در این نمودار نیز ترکیب نمونة دایک هورنبلندگابرویی و یکی از نمونه‏‌های دایک میکروگابرویی با جایگاه درون‌‏‏‌صفحه‏‏‌‌ای همخوانی دارد.

 

 

 

شکل 9- نمودار‏‏‌های شناسایی جایگاه زمین‏‌‌ساختی ماگما. A) نمودار دوتایی Ti/Y دربرابر Zr/Y (Pearce and Gale, 1977)؛ B) نمودار سه‏‌تایی CeN-SrN-SmN Ikeda, 1990))؛ C) نمودار MgO دربرابر TiO2 (Dilek and Furnes, 2011)؛ D) نمودار دوتایی Ti دربرابر V (Shervais, 1982) (محدوده‏‌های بونینیت و افیولیت‏‌های مرتبط و نامرتبط با فرورانش از Dilek و Furnes (2011) برگرفته شده‏‌اند: BABB: بازالت حوضه پشت‌کمان؛ IAT: توله‏‌ایت جزیره‏‌های کمانی؛ OIA: آلکالی‌بازالت جزیره‌های اقیانوسی؛ OIT: توله‏‌ایت جزایر اقیانوسی؛ OIB: بازالت جزیره‌های اقیانوسی؛ WPB: بازالت درون صفحه‏‌ای)

 

 

الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب نمونه‏‌های مافیک مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد که دربرابر ترکیب کندریت (Sun and McDonough, 1989)، بهنجار شده‏‌اند متغیر است. این الگو از انواع غنی‏‌شده از عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب سبک (همانند بازالت جزایر اقیانوسی یا OIB) در دایک‏‌های هورنبلندگابرویی و دلریتی تا تهی‌شده از عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب میانی در بیشتر نمونه‏‌ها متغیر است (شکل 10- A). الگوی تقعر روبه بالای (U شکل) عنصر‏‏‌های خاکی کمیابِ برخی نمونه‏‌ها نشان می‌دهد آمفیبول در پیدایش آنها ‏‌به‏‌صورت فاز دیرگداز برجا یا جدایش از مذاب مشارکت داشته است؛ زیرا این کانی به جذب عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب متوسط (MREE) نسبت به سبک (LREE) و سنگین (HREE) گرایش دارد (Davidson et al., 2012). در اینباره Rahmani و همکاران (2020)، پیدایش واحد‏‏‌های کومولایی آمفیبول‏‌دارِ مجموعة افیولیتی جنوب باغجر (15 کیلومتری باختر منطقه سلطان‌آباد) را پیامد تحول ماگمای مادر در شرایط آب‏‌دار دانسته‏‌اند. از سوی دیگر، الگوی تقعر رو به بالای عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب، در مذاب‏‌های با سرشت زمین‏‌‌شیمیایی بونینیتی نیز معمول است (Beccluva and Serri, 1988).

 

 

 

شکل 10- الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب و چندعنصری نمونه‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد. A) الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Sun and McDonough, 1989) (برای مقایسه، الگوی بازالت جزیره‌های اقیانوسی (Sun and McDonough, 1989) نیز نمایش داده شده است)؛ B) الگوی نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)؛ C، D) الگوی نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب مورب نرمال (Sun and McDonough, 1989) (برای مقایسه الگوی نمودار عنکبوتی افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش ترینیتی (Metcalf and Shervais, 2008) و بازالت‏‌های پیش کمان سنوزوییک (Metcalf and Shervais, 2008) نیز نمایش داده شده‏‌اند)

 

 

الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب تودة گابرونوریتی همانند دایک‏‌های پگماتوییدی، گابرونوریتی و دو نمونه از دایک‏‌های میکروگابرویی است و این نکته نشان‌دهندة همزاد‏‌‌بودن ماگمای مادر آنهاست (شکل 10- A).

در نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)، الگوهایی مانند آنومالی مثبت سرب و آنومالی منفی عنصرهای با میدان پایداری بالا (مانند: نیوبیم، فسفر و تیتانیم) و غنی‏‌شدگی از عنصرهای بزرگ یون لیتوفیل در بیشتر نمونه‏‌ها، نشان‌دهندة پیدایش مرتبط با فرورانش آنهاست (شکل 10- B).

نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب مورب نرمال (Sun and McDonough, 1989) نیز، در بیشتر نمونه‏‌ها الگوهایی مانند آنومالی مثبت سرب و آنومالی منفی نیوبیم، فسفر و تیتانیم و غنی‏‌شدگی از عنصرهای بزرگ یون لیتوفیل نشان می‏‌دهند. این ویژگی‌ها نشان‌دهندة پیدایش مرتبط با فرورانش آنها هستند (شکل‏‌های 10- C و 10- D). برای مقایسه، الگوی نمودار عنکبوتی افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش ترینیتی و بازالت‏‌های پیش‌کمانی سنوزوییک (Metcalf and Shervais, 2008) نیز، نمایش داده شده‏‌اند. همان‏‌‌گونه‏‌‌که در شکل‏‌های 10- C و 10- D دیده می‌شود، میان الگوی عنکبوتی دایک‏‌های مافیک بررسی‌شده (مگر دایک‏‌های دلریتی و دایک هورنبلندگابرویی) و افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش ترینیتی و بازالت‏‌های پیش‌کمان سنوزوییک همپوشانی چشمگیری دیده می‏‌شود. سرشت غنی‏‌شده‏‌تر نمونه‌های‏ دایک‏ هورنبلند‏‌گابرویی، دلریتی و یکی از نمونه‏‌های میکروگابرویی نسبت به دیگر نمونه‏‌ها، با داشتن ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی سنگ‌های آلکالن و موقعیت جدا در نمودار‏‏‌های رده‏‌‌بندی و تمایز جایگاه زمین‏‌‌ساختی نیز دیده می‌شوند.

الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیابِ نمونة‏ دایک هورنبلند‏‌گابرویی و دو نمونة دایک دلریتی با غنی‏‌شدگی از عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب سبک و شیب منفی متمایز است و در نمودار عنکبوتی چندعنصری نیز با تمرکز مطلق بالاتری از عنصر‏‏‌های کمیاب دیده می‌شوند. چنین دوگانگی جایگاه زمین‏‌ساختی در ترکیب کلینوپیروکسن این نمونه‏‌ها نیز پیداست (شکل 11)؛ به‌گونه‌ای‏‌که دایک هورنبلندگابرویی جایگاه زمین‏‌ساختی آلکالن درون‌‏‏‌صفحه‏‏‌‌ای را نشان می‏‌دهد؛ اما شیمی کلینوپیروکسن دایک‏‌های میکروگابرویی و گابرونوریتی با جایگاه جزیره‏‌های کمانی، پشتة میان‌اقیانوسی و درون‌صفحه‏‏‌‌ای همخوانی دارند.

 

 

 

شکل 11- شناسایی جایگاه زمین‏‌‌ساختی برپایة شیمی کلینوپیروکسن. A) نمودار سه‌تایی MnO- TiO2- Na2O (Nisbet and Pearce, 1977)؛ B) نمودار دوتایی F1 دربرابر F2 (Nisbet and Pearce, 1977)

F1 = 0.012 × SiO2 - 0.0807 × TiO2 + 0.0026 × Al2O3 - 0.0012 × FeOt - 0.0026 × MnO + 0.0087 × MgO - 0.0128 × CaO - 0.0419 × Na2O

F2 = -0.0469 × SiO2 - 0.0818 × TiO2 - 0.0212 × Al2O3 - 0.0041 × FeOt - 0.1435 × MnO -0.0029 × MgO + 0.0085× CaO + 0.016 × Na2O


 

 

ویژگی آلکالن درون‌صفحه‏‏‌‌ای برخی سری‏‌های مافیک مجموعة افیولیتی شمال سبزوار تنها ویژة واحد‏‏‌های سنگی با ساختار دایک نیست به‌گونه‌ای‏‌که Shafaii Moghadam و همکاران (2014) و Rezaie و همکاران (2018) در میان واحد‏‏‌های گدازه‏‌های بالشی و مجموعه دایک‏‌های ‏‏‌صفحه‏‏‌‌ای افیولیت‏‌های جنوب باغجر نیز، نمونه‏‌هایی با ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی آلکالن گزارش کرده‏‌اند. از سوی دیگر، روانه‏‌های گداز‏‏‌های به سن کامپانین- مایستریشتین و با سرشت زمین‏‌‌شیمیایی آلکالن و ویژگی بافتی و کانی‏‌شناسی همانند دایک‏‌های دلریتی، در واحد آتشفشانی- رسوبی V2 نیز شناسایی شده‏‌اند (Baroze et al., 1983).

 

بحث

امروزه دربارة پیدایش مرتبط با فرورانش، برای بیشتر پهنه‏‌های افیولیتی کرة زمین اجماع نظر وجود دارد (Shervais, 2001; Dilek et al., 2007; Metcalf and Shervais, 2008; Wakabayashi et al., 2010; Dilek and Furnes, 2014) و پهنة افیولیتی شمال سبزوار نیز از این قاعده مستثنی نیست.

افزون‏‌‌بر ویژگی‌‌های زمین‏‌‌شیمیایی، ویژگی‏‌هایی مانند آب‏‌دار‏‌‌بودن ماگما، سرشت تفاله‌ای گوشته و نوع پوشش رسوبی روی افیولیت‏‌ها نیز نشانه‌هایی از جایگاه بالای پهنة فرورانش را برای بیشتر پهنه‏‌های افیولیت‏‌ها نشان می‌دهند (Metcalf and Shervais, 2008). وجود آب در جایگاه فرورانش تأخیر در تبلور پلاژیوکلاز را در پی دارد (Hebert and Laurent, 1990). ازاین‌رو، در افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش توالی تبلور ماگمای بازالتی با ‏‌ترتیب الیوین- پیروکسن- پلاژیوکلاز است؛ اما در ماگمای نوع مورب (شرایط فقیر از آب)، پلاژیوکلاز پیش از پیروکسن متبلور می‌شود و کانی آمفیبول در این سنگ‏‌ها فراوانی ناچیزی دارد. افزون‏‌‌بر این، مشارکت آب در فرایند ذوب‏‌بخشی و وجود سنگ خاستگاه هارزبورژیتی، پیدایش مذاب‏‌های اشباع از سیلیس را به‌دنبال دارد. ازاین‏‏‌‌رو، در افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش، ارتوپیروکسن از فاز‏‏‌های ماگمایی اصلی سری‏‌های مافیک به‌شمار می‏‌رود (Hebert and Laurent, 1990). از سوی دیگر، وجود پلاژیوکلاز‏‏‌های سرشار از آنورتیت در ماگمای مافیک افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش گویای دخالت آب در پیدایش ماگما است (Hebert and Laurent, 1990). دربارة سنگ‏‌های مافیک توالی افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد، ویژگی‌هایی مانند ترکیب سرشار از آنورتیت پلاژیوکلاز، تبلور پیروکسن پیش از پلاژیوکلاز، ترکیب گابرونوریتیِ توده‏‌های مافیک و برخی دایک‏‌ها و بافت پگماتوییدیِ برخی گابرو‏‏‌ها با مشارکت آب در پیدایش ماگما در پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد همخوانی دارد. ازاین‌رو، این افیولیت از افیولیت‌های جایگاه بالای پهنة فرورانش به‌شمار می‏رود. بر خلاف پوشش رسوبی پریدوتیت‏‌های آبیسال کف اقیانوس که بیشتر از نوع چرت‌های سرشار از رادیولاریت و آهک‏‌های پلاژیک هستند، در افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش، افزون‏‌‌بر چرت و آهک‏‌های پلاژیک، توالی‏‌های ستبری از خاکستر آتشفشانی و توف نیز دیده می‌شوند. همراه با رسوب‌های پلاژیک ژرف اقیانوسی، واحد ستبری از گدازه و توالی آتشفشانی- رسوبی به سن کرتاسة پسین روی پهنة افیولیتی شمال‏‌خاوری سبزوار برونزد دارد (واحد V2) که چه‌بسا نشان‌دهندة ماگماتیسم جزیره‏‌های کمانی درون اقیانوسی است. این ویژگی با جایگاه بالای فرورانش این افیولیت‏‌ها سازگار است.

همان‏‌‌گونه‏‌‌که در بخش شیمی سنگ کل گفته شد، برپایة نمودار‏‏‌های شناسایی جایگاه زمین‏‌‌ساختی و الگوی نمودار عنکبوتی، بیشتر دایک‏‌های مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای افیولیت‏‌های جنوب سلطان‏‌آباد ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی ماگماتیسم توله‏‌ایتی و بونینیتی جزیره‏‌های کمانی را نشان می‏‌دهند. این ویژگی نشان‌دهندة ذوب سنگ خاستگاه گوة ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای تهی‌شده در حضور آب است. ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی آلکالن درون‌صفحه‏‏‌‌ای شماری از نمونه‏‌ها (دایک‏‌های دلریتی و هورنبلندگابرویی) نیازمند مشارکت سنگ خاستگاه ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای غنی‌شدة ژرف پدیدآورندة مذاب‌های جزیره‌های اقیانوسی و یا شرایط ذوب متفاوت است.

دربارة سازوکار مشارکت سنگ خاستگاه غنی‏‌شده گوشتة زیرین در پیدایش مذاب آلکالن پهنه‏‌های افیولیتی الگو‏‌های متفاوتی پیشنهاد شده است. به گفتة Parlak و همکاران (2006) و Çelik (2007)، مذاب آلکالن دایک‏‌های مافیک در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای پهنة افیولیتی جنوب‏‌خاوری ترکیه پیامد ذوب‏‌بخشی سست‏‌‌کرة بالاآمده از محل گسیختگی تختة فرورو است. Colakoglu و همکاران (2012)، با بررسی دایک‏‌های مافیک در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای پهنة افیولیتی جنوب‏‌خاوری ترکیه، سه گروه دایک با ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی، توله‏‌ایت جزیره‏‌های کمانی، مورب غنی‏‌شده و جزیره‌های اقیانوسی شناسایی کرده‌اند و این تنوع ماگمایی را پیامد مشارکت منابع ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای جدای تهی‌شده و غنی‌شده هنگام روند تکامل سیستم فرورانش دانسته‏‌اند. به‏باور این پژوهشگران، در آغاز فرورانش، ذوب گوة ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای تهی‏‌شده، مذاب با ویژگی مورب را پدید  می‏‌آورد و در ادامه با مشارکت سیال‌های آزادشده از تختة فرورو، دایک‏‌های با ویژگی زمین‏‌‌شیمیایی توله‏‌ایت‏ جزیره‌های اقیانوسی (IAT) پدید می‏آیند. با تکامل سیستم فرورانش و عقب‏‌گرد تختة فرورو، ذوب ناشی از کاهش فشار منابع ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای ‏‌دگرسان‌شده ژرف بالاآمده، ماگمایی با ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی غنی‌شده آلکالن درون‌صفحه‏‏‌‌ای (OIB) را به‌دنبال دارد. به‏باور Parlak (2016) نیز آغاز فرورانش و عقب‏‌گرد تختة اقیانوسی فرورو الگویی توجیه‏‌پذیر برای تفسیر روابط ساختاری و سنگ‏‏‌‌شناسی پیدایش افیولیت، پیدایش دگرگونی قاعد‏‏‌های و جایگزینی بعدی دایک‏‌های مافیک در پهنة افیولیتی جنوب ترکیه است.

شکل 12، توالی پیدایش پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد برپایة الگوی پیشنهادیِ Metcalf و Shervais (2008) برای افیولیت‏‌های پیش‌کمان را نشان می‏‌دهد. در آغاز فرورانش (مرحلة A)، فرورانش سریع همراه با عقب‏‌نشینی تختة فرورو، رژیم زمین‏‌‌ساخت کششی را به‌دنبال دارد و فضای تهی را پدید می‏‌آورد که با سست‏‌‌کره پر می‏‌شود. در پی بالاآمدگی، سست‏‌‌کرة لرزولیتی دستخوش ذوب‏‌بخشی ناشی از کاهش فشار می‏‌شود و بازالتی با ویژگی زمین‏‌‌شیمیایی مورب در جایگاه کششی پیش‌کمان پدید می‌آید و تفالة هارزبورژیتی با سرشت بسیار تهی‌شده را به‏‌جای می‏‌گذارد. در ادامة فرورانش، با افزایش جریان سیال‌ها به گوة گوشته‏‌ای، سنگ خاستگاه هارزبورژیتی دستخوش ذوب‏‌بخشی شدید در حضور آب می‌شود و مذاب توله‏‌ایتی و بونینیتی فقیر از تیتانیم به‏‌صورت دایک‏‌های مافیک، دومین توالی ماگمایی سنگ‏‌‌کره در حال گسترش پیش‌کمان را پدید می‏‌آورد. در پهنة افیولیتی منطقه سلطان‌آباد، پیدایش دایک‏‌های دیابازی با ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی توله‏‌ایتی و بونینیتی و با سن 99 تا 76 میلیون سال پیش (Lensch and Davoudzadeh, 1982; Shafaii Moghadam et al., 2014) شاید با این مرحله مرتبط هستند. با برپایی حالت پایدار و پیدایش یک جایگاه فرورانش واقعی (مرحله B)، کمان ماگمایی تکامل‌یافته با قرابت زمین‏‌‌شیمیایی توله‏‌ایتی تا کالک‏‌آلکالن در 83 تا 65 میلیون سال پیش (Lensch et al., 1979) پدید می‏آید (واحد V2).

 

 

 

شکل 12- مراحل پیدایش پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد در جایگاه بالای پهنة فرورانش (پیش‌کمان). A) پیدایش پوسته پیش‌کمان در پی ذوب‏‌بخشی سست‏‌‌کرة بالا آمده در محل جایگاه آغاز فرورانش. در آغاز این مرحله، ماگمای مورب از ذوب‏‌بخشی سست‏‌‌کرة بالاآمده پدید می‏آید و با آغاز مشارکت سیال‌های آزادشده از تختة فرورو، ماگماتیسمی با قرابت زمین‏‌‌شیمیایی توله‏‌ایت و بونینیتی جزیره‏‌های کمانی به‏‌صورت دایک‏‌های مافیک در 99 تا 76 میلیون سال پیش روی می‌دهد؛ B) با تکامل سیستم فرورانش و افزایش مشارکت آب در پیدایش ماگما، جزیره‏‌های کمانی (واحد V2) در 83 تا 65 میلیون سال پیش پدید می‏‌آیند؛ C) بالغ‏‌‌شدن سیستم فرورانش و مهاجرت رو به عقب تختة فرورو، حاکم‏‌‌شدن زمین‏‌‌ساخت کششی را به‌دنبال دارد و خاستگاه ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای غنی‌شده و آب‏‌دار ژرف بالا می‌آید و دستخوش ذوب‏‌بخشی می‏‌شود. در پایانِ کرتاسه پایانی تا پالئوسن، مذاب پدیدآمده به‏‌صورت دایک‏‌هایی با ویژگی‏‌های زمین‏‌‌شیمیاییِ آلکالن در سنگ‏‌‌کرة پیش‌کمان و جزیره‏‌های کمانی جایگیری می‏‏‏کند (CA : کالک‏‌آلکالن؛ IAT: توله‏‌ایت جزیره‏‌های کمانی؛ OIB: بازالت جزایر اقیانوسی؛ SSZ: بالای پهنة فرورانش)

 

 


در پایان، با تکامل سیستم فرورانش (مرحله C، شکل 12) در پایانِ کرتاسه پایانی- پالئوسن، تختة فرورو دستخوش مهاجرت رو به عقب می‌شود و با حاکم‏‌‌شدن رژیم زمین‏‌‌ساختی کششی، منابع ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای دگرسان‌شده ژرف به‏‌صورت تنورة ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای صعود می‌کند و دربرابر ذوب‏‌بخشی ناشی از کاهش فشار قرار می‏‌گیرند. دایک‏‌های هورنبلندگابرویی و دلریتی آلکالن در توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد و گدازه‏‌های آلکالن واحد آتشفشانی- رسوبی V2 چه‌بسا نشان‌دهندة ماگمای نهایی به‏‌‌دست‏‌‌آمده‏ از ذوب‏‌بخشی تنورة ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای دگرسان‌شده در این مرحله هستند.

روشن است آشکار‏‌‌شدن سن واحد‏‏‌های ماگمایی مافیک توالی ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای و ماگماتیسم توالی آتشفشانی و آتشفشانی- رسوبی واحد V2، دسترسی به داده‏‌های بیشتری از شیمی سنگ کل و داده‏‌های ایزوتوپی واحد‏‏‌های سنگی گوناگون، به شناخت دقیق‏‌تر تحولات ژئودینامیکی پهنة فرورانش و درک بهتر توالی رویداد‏‏‌های ماگمایی مرتبط با زایش و تکامل پهنة افیولیتی شمال‏‌خاوری سبزوار کمک شایانی خواهد کرد.

 

برداشت

برپایة ویژگی‌های صحرایی، بافتی، کانی‏‌شناسی و بررسی‏‌های زمین‏‌‌شیمیایی، دربارة پیدایش و جایگاه پیدایش دایک‏‌های مافیک پهنة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد یافته‌های زیر به‌دست آمده‌اند:

الف- بافت پگماتوییدیِ برخی نمونه‏‌های گابرویی، وجود ارتوپیروکسن و تبلور پیروکسن پیش از پلاژیوکلاز در نمونه‏‌های گابرونوریتی و ترکیب سرشار از آنورتیت پلاژیوکلاز در نمونه‏‌های پگماتوییدی و گابرونوریتی، نشان‌دهندة مشارکت آب در پیدایش دایک‏‌های مافیک توله‏‌ایتی مجموعة افیولیتی جنوب سلطان‏‌آباد در جایگاه بالای پهنة فرورانش (پیش‌کمان) هستند؛

ب- برپایة نمودار‏‏‌های شناسایی جایگاه زمین‏‌‌ساختی و نمودار‏‏‌های الگوی عنصر‏‏‌های خاکی کمیاب و چندعنصری، سرشت بیشتر دایک‏‌ها نزدیکی زمین‏‌‌شیمیایی به بونینیت تا توله‏‌ایت جزیره‏‌های کمانی نشان می‌دهد و با افیولیت‏‌های بالای پهنة فرورانش و بازالت‏‌های پیش‌کمان سنوزوییک مشابهت ترکیبی نشان می‏‌دهد؛ اما سه نمونة دایک هورنبلندگابرویی و دلریتی و تا انداز‏‏‌ه‌ای یک نمونة دایک میکروگابرویی نزدیکی زمین‏‌‌شیمیایی به سنگ‌های آلکالن درون‌صفحه‏‏‌‌ای نشان می‌دهند؛

پ- تحول ماگماتیسم بونینیتی و توله‏‌ایتی جزیره‏‌های کمانی به آلکالن درون‌صفحه‏‌ای، چه‌بسا نشان‌دهندة تکامل سیستم فرورانش در بازة زمانی کرتاسه پسین است که در پی آن سنگ‏ خاستگاه‏‏‌های گوناگونِ ‏‏‌گوشته‏‏‌‌ای در شرایط متفاوت دستخوش ذوب شده‏‌اند.

 

 

Bagheri, S. and Stampfli, G. M. (2008) The Anarak, Jandaq and Posht- e- Badam metamorphic complex in central Iran: New geological data, relationships and tectonic implications. Tectonophysics 451: 123- 155.
Baroze, J., Macaudiere, J., Montigny, R., Noghreyan, M., Ohnenstetter, M. and Rocci, G. A. (1983) Ophiolites and related formations in the central part of the Sabzevar (Iran) and possible geotectonic reconstructions. Geodynamic Project (Geotraverse) in Iran, Report No. 51, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
Beccluva, L. and Serri, G. (1988) Boninitic and low- Ti subduction- related lavas from intraoceanic arc- backarc systems and low- Ti ophiolites: A reappraisal of their petrogenesis and original tectonic setting. Tectonophysics 146: 291- 315.
Çelik, Ö. F. (2007) Metamorphic Sole Rocks and Their Mafic Dykes in the Eastern Tauride Belt Ophiolites (Southern Turkey): İmplications for OIB Type Magma Generation Following Slab Break- off. Geological Magazine 144: 849- 866.
Colakoglu, A. R., Sayit, K., Günay, K. and Göncüoglu, M. C. (2012) Geochemistry of mafic dykes from the Southeast Anatolian ophiolites, Turkey: Implications for an intra- oceanic arc–basin system. Lithos 132-133: 113- 126.
Coogan, L. A., Wilson, R. N., Gillis, K. M. and MacLeod, C. J. (2001) Near solidus evolution of oceanic gabbros: insights from amphibole geochemistry. Geochimica et Cosmochimica Acta 65: 4339–4357.
Cox, K. G., Bell, J. D. and Pankhurst, R. J. (1979) The Interpretation of Igneous Rocks. George Allen and Unwin, London, UK.
Davidson, J., Turner, S. and Plank, T. (2012) Dy/Dy*: Variations arising from mantle sources and petrogenetic processes. Journal of Petrology 54: 525–537.
Deer, W. A., Howie, R. A. and Zussman, J. (1996) An introduction to the rock forming minerals, Longman, London, UK.
Dilek, Y. and Furnes, H. (2011) Ophiolite genesis and global tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere. Geological Society of America Bulletin 123: 387- 411.
Dilek, Y. and Furnes, H. (2014) Ophiolites and their origins. Elements 10: 93–100
Dilek, Y., Furnes, H. and Shallo, M. (2007) Suprasubduction zone ophiolite formation along the periphery of Mesozoic Gondwana. Gondwana Research 11: 453- 475.
Furnes, H., Wit, M. D. and Dilek, Y. (2014) Four billion years of ophiolites reveal secular trends in oceanic crust formation. Geoscience Frontiers 5: 571- 603.
Ghasemi, H. and Rezaei, M. (2015) Petrochemistry and tectonic setting of the Davarzan- Abbasabad Eocene Volcanic (DAEV) rocks, NE Iran. Mineralogy and Petrology 109: 235- 252.
Ghasemi, H., Rostami Hossuri, M. and Sadeghian, M. (2018) Basic magmatism in the extensional back- arc basin of the Lower- Middle Jurassic on the Northern edge of Central Iran- South of Eastern Alborz zones, Shahrood- Damghan. Geosciences 107: 123- 136.
Golonka, A. J. (2004) Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic. Tectonophysics 381: 235- 273.
Haw‏‌thorne, F. C., Oberti, R., Harlow, G. C., Maresch, W. V., Martin, R. F., Schumacher, J. C. and Welch, M. D. (2012) Nomenclature of the amphibole supergroup. American Mineralogist 97: 2031- 2048.
Hebert, R. and Laurent, R. (1990) Mineral chemistry of the plutonic section of the Troodos Ophiolite: New constraints for genesis of arc- related ophiolites. In: Ophiolites: Oceanic Crustal Analogues (Eds.  Malpas, J., Moores, E. M., Panayiotou, A. and Xenophontos, C.) 149-163. Proceedings of the Symposium, Troodos 1987, Geological Survey, Nicosia, Cyprus.
Ikeda, Y. (1990) CeN/SrN/SmN; a trace element discriminant for basaltic rocks from different tectonomagmatic environments. Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen 4: 145- 159.
Irvine, T. N. and Baragar, W. R. A. (1971) A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences 8: 523- 548.
Jamshidi, K., Ghasemi, H., Troll, V. R., Sadeghian, M. and Dahren, B. (2015) Magma storage and plumbing of adakite- type post- ophiolite intrusions in the Sabzevar ophiolitic zone, northeast Iran. Solid Earth 6: 49- 72.
Kakar, M. I., Mahmood, K., Arif, M., Khan, M. Kerr, A. C., Mohibullah, M. and Kasi A. K. (2015) Petrology and geochemistry of mafic dykes from the Muslim Bagh Ophiolite (Pakistan): implications for petrogenesis and emplacement. Turkish Journal of Earth Sciences 24: 165- 178.
Kavak, K., Ş., Parlak, O. and Temiz, H. (2017) Geochemical characteristics of ophiolitic rocks from the southern margin of the Sivas basin and their implications for the Inner Tauride Ocean, Central- Eastern Turkey. Geodinamica Acta 29(1): 160- 180.
Kazemi, Z., Ghasemi, H., Tilhac, R., Griffin, W., Shafaii Moghadam, H., O’Reilly, S. and Mousivand, F. (2019) Late Cretaceous subduction- related magmatism on the southern edge of Sabzevar basin, NE Iran. Journal of the Geological Society 176(3): 530- 552.
Khalatbari Jafari, M., Babaie, H. A. and Gani, M. (2013) Geochemical evidence for Late Cretaceous marginal arc to back arc transition in the Sabzevar ophiolitic extrusive sequence, northeast Iran. Journal of Asian Earth Sciences 70- 71: 209- 230.
Lensch, G. and Davoudzadeh, M. (1982) Ophiolites in Iran. Neues Jahrbuch für Geologie und Paleaontologie- Monatshefte 5: 306- 320.
Lensch, G., Mihm, A. and Alavi- Tehrani, N. (1979) Major element geochemistry of the ophiolites north of Sabzevar (Iran). Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie- Monatshefte 7: 415- 447.
Metcalf, R. V. and Shervais, J. W. (2008) Supra- subduction zone ophiolites: Is there really an ophiolite conundrum? In: Ophiolites, Arcs, and Batholiths (Eds. Wright, J. E. and Shervais, J. W.) Geological Society of America, Special Paper 438: 191- 222.
Miyashiro, A. (1973) The Troodos complex was probably formed in an island arc. Earth and Planetary Science Letters 19: 218- 224.
Morimoto, N. (1988) Nomenclature of pyroxenes. Mineralogical Magazine 52(367): 535-550.
Nisbet, E. G. and Pearce, J. A. (1977) Clinopyroxene composition in mafic lavas from different tectonic settings. Contributions to Mineralogy and Petrology 63: 149- 160.
Noghreyan, M. K. (1982) Evolution geochimique, mineralogique et structurale dùne edifice ophiolitique singulier: le massif de Sabzevar (partie central), NE de Iran. Thèse Sciences Université de Nancy, France.
Omrani, H., Moazzen, M. and Oberhansli, R. (2017) Geodynamic evolution of the Sabzevar zone, northern central Iranian micro- continent. Mineralogy and Petrology 112: 65- 83.
Parlak, O. (2016) The Tauride Ophiolites of Anatolia (Turkey): A Review. Journal of Earth Science 27(6): 901–934.
Parlak, O., Yılmaz, H., and Boztuğ, D. (2006) Geochemistry and tectonic setting of the metamorphic sole rocks and isolated dykes from the Divriği ophiolite (Sivas, Turkey): Evidence for melt generation within an asthenospheric window prior to ophiolite emplacement. Turkish Journal of Earth Sciences 15: 25–45.
Pearce, J. A. and Gale, G. H. (1977) Identification of ore deposition environment from trace element geochemistry of associated igneous host rocks. Geological Society, Special Publications 7: 14- 24.
Pirnia, T., Saccani, E., Torabi, G., Chiari, M., Goričan, Š. and Barbero, E. (2020) Cretaceous tectonic evolution of the Neo-Tethys in Central Iran: Evidence from petrology and age of the Nain- Ashin ophiolitic basalts. Geoscience Frontiers 11: 57- 81.
Rahmani, F., Mackizadeh, M. A., Noghreyan, M., Marchesi, C. and Garrido, C. J. (2020) Petrology and geochemistry of mafic and ultramafic cumulate rocks from the eastern part of the Sabzevar ophiolite (NE Iran): Implications for their petrogenesis and tectonic setting. Geoscience Frontiers, doi:10.1016/j.gsf.2020.02.004
Rezaei, Z., Noghreyan, M. and Saccani, E. (2018) Petrology and geochemistry of sheeted dikes and pillow lavas from the Sabzevar ophiolitic melange (northeast Iran): new constraints for the late cretaceous evolution of the Neotethys oceanic basin between the central Iranian microcontinent and Eurasia. Ofioliti 43(2): 147- 172.
Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, S. M. H. and Moin Vaziri, H. (2010) Early Cretaceous migmatitic mafic granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri- Tethyan oceans in central Iran. Terra Nova 22: 26- 34.
Shafahi‏‌i Moghadam, H. and Stern, R. J. (2011) Late cretaceous forearc ophiolities of Iran. Island Arc 20: 1- 4.
Shafaii Moghadam, H., Corfu, F., Chiaradia, M., Stern, R. J. and Ghorbani, G. (2014) Sabzevar Ophiolite, NE Iran: progress from embryonic oceanic lithosphere into magmatic arc constrained by new isotopic and geochemical data. Lithos 210-211: 224- 241.
Shafaii Moghadam, H., Rossetti, F., Lucci, F., Chiaradia, M., Gerdes, A., Martinez, M. L., Ghorbani, G. and Nasrabady, M. (2016) The calc- alkaline and adakitic volcanism of the Sabzevar structural zone (NE Iran): implications for the Eocene magmatic flare- up in Central Iran. Lithos 248: 517- 535.
Shafaii Moghadam, H., Zaki Khedr, M., Arai, S., Stern, R. J., Ghorbani, G., Tamura, A. and Ottley, C. J. (2015) Arc- related harzburgite–dunite–chromitite complexes in the mantle section of the Sabzevar ophiolite, Iran: a model for formation of podiform chromitites. Gondwana Research 27(2): 575- 593.
Shervais, J. W. (1982) Ti–V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth and Planetary Science Letters 59: 101–118.
Shervais, J. W. (2001) Birth, death and resurrection: The life cycle of supra subduction zone ophiolites. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 2: 1010, doi:10.1029/2000GC000080.
Shirdashtzadeh, N., Torabi, G., Meisel, T. C., Arai, S., Bokhari, S. N. H., Samadi, R. and Gazel, E. (2014) Origin and evolution of metamorphosed mantle peridotites of Darreh Deh (Nain ophiolite, Central Iran): implications for the eastern Neo-tethys evolution. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie- Monatshefte 273: 89- 120.
Shojaat, B., Hassanipak, A. A., Mobasher, K. and Ghazi, A. M. (2003) Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, North Central Iran. Journal of Asian Earth Sciences 21: 1053- 1067.
Stampfli, G. M. (1978) Etude geologique generale de I’ Elbourz oriental au sudde Gondbad-e-Qabus, (Iran, NE). These, Faculté des sciences, Université de Genève, Switzerland.
Stampfli, G. M. (2000) Tethyan oceans. Geological Society, London, Special Publications 173: 1- 23.
Stampfli, G. M. and Borel, G. D. (2002) A plate tectonic model for the Paleozoic and Mesozoic constrained by dynamic plate boundaries and restored synthetic oceanic isochrones. Earth and Planetary Science Letters 196: 17- 33.
Stern, R. J. (2004) Subduction initiation: spontaneous and induced. Earth and Planetary Science Letters 226: 275- 292.
Stern, R. J. and Bloomer, S. H. (1992) Subduction zone infancy: Examples from the Eocene Izu- Bonin- Mariana and Jurassic California arcs: Geological Society of America Bulletin 104: 1621- 1636.
Stern, R. J., Reagan, M., Ishizuka, O., Ohara, Y. and Whattam, S. (2012) To understand subduction initiation, study forearc crust: To understand forearc crust, study ophiolites. Lithosphere 4 (6): 469- 483.
Sun, S. S. and McDonough, W. F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Magmatism in Ocean Basins (Eds. Saunders, A. D. and Norry, M. J.) Special Publications 42: 312- 345. Geological Society of London, UK.
Wakabayashi, J., Ghatak, A. and Basu, A. R. (2010) Suprasubduction- zone ophiolite generation, emplacement, and initiation of subduction: A perspective from geochemistry, metamorphism, geochronology, and regional geology. Geological Society of America Bulletin 122(9/10):1548- 1568.
Winchester, J. A. and Floyd, P. A. (1976) Geochemical magma type discrimination: application to altered and metamorphosed igneous rocks. Earth and Planetary Science Letters 28: 459- 469.
Winchester, J. A. and Floyd, P. A. (1977) Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology 20: 325- 343.
Xiong, F., Meng, Y., Yang, J., Liu, Z., Xu, X. and Eslami, A. (2020) Ran Zhang Geochronology and petrogenesis of the mafic dykes from the Purang ophiolite: Implications for evolution of the western Yarlung- Tsangpo suture zone, southwestern Tibet. Geoscience Frontiers 11(1): 277- 292.