Document Type : Original Article
Authors
1 Faculty of Geology, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Islamic Azad University, Science and Research Branch, Department of Earth Sciences, Tehran, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
یکی از روشهای کاربردی که اطلاعات مهمی دربارة تاریخچه تبلور و سردشدن سنگهای ماگمایی ارائه میدهد، بررسی کمّی اندازه کانیهای سنگساز سنگهای آذرین و بهویژه در سنگهای آذرین بیرونی است. این روش بهنام توزیع اندازة بلورها یا CSD (Crystal Size Distribution) خوانده میشود (Marsh, 1988). روش CSD بیشتر متأثر از هستهبندی، متوسط سرعت و زمان رشد بلورها و بهدنبال آن، زمان توقف ماگما در آشیانة ماگمایی است.
ازآنجاییکه تبلور سنگهای آذرین در شرایط پیچیده هستهبندی و رشد انجام میشود، سردشدگی سریع در سنگهای آتشفشانی یا نیمهژرف یا سردشدن آرام در سنگهای آذرین درونی تغییرات آشکار و قابل دیدنی در بافت آنها پدید میآورد. عامل کلیدی در درک چگونگی پیدایش سنگهای آذرین و فرایندهای مؤثر در پیش، همزمان و پس از پیدایش آنها، نیازمند تفسیر ترکیب شیمیایی و بافت آنهاست (Renzulli and Santi, 1997; Jerram and Cheadle, 2000; Kuscu and Floyd, 2001). تجزیة کیفی بافتها پایة فهم ویژگیهای فیزیکی تبلور ماگما بهشمار میرود (Marsh, 1988; Higgins, 2006a; Jerram and Higgins, 2007).
روش CSD برپایة بررسی تعادل میان شمار بلورها در یک طیف اندازة مشخص در حجم مشخصی از ماگماست که به نام چگالی تجمعی از آن یاد میشود. پلاژیوکلاز از فراوانترین کانیهای سازندة سنگهای آذرین است و در بیشتر شرایط گوناگون ماگمایی حالت پایدار دارد و نوسانهای فیزیکو- شیمیاییِ آشیانة ماگمایی را در خود ثبت کند (Gagnevin et al., 2007; Ruprecht and Wörner, 2014). ازاینرو، در بیشتر بررسیهای CSD انجامشده در سنگهای آذرین، بیشترین تأکید روی اندازهگیری پارامترها دربارة بلورهای پلاژیوکلاز بوده است.
Randolph و Larson (1971) از نخستین پژوهشگرانی هستند که به معرفی کاربرد روش توزیع اندازة بلورها در گدازهها پرداختند. سپس Marsh (1988) این روش را بهصورت کاملاً علمی توسعه داد. برپایة بررسیهای وی، Higgins (2000) نرمافزار CSD Correction را طراحی کرد.
با تکمیل تئوری CSD روشن شد سرعت رشد بلورها به اندازه آنها وابسته نیست؛ اما میزان هستهبندی بلورها دربرابر اندازه آنها روندی وارونه نشان میدهد؛ یعنی هرچه میزان هستهبندی سریعتر باشد، بلورهای پدیدآمده اندازة کوچکتری خواهند داشت. اندازه و آرایش فضایی بلورها در سیستمهای ماگمایی نشاندهندة شرایط بالاآمدن ماگماست، بدینگونهکه میزان میکرولیتها و میکروفنوکریستها در سنگهای آذرین بیرونی نشاندهندة رشد بلورها در مجاری و جمعیت فنوکریستها نشاندهندة توقف ماگما در آشیانة ماگمایی است.
در این پژوهش، برپایة بررسی توزیع اندازة بلورهای (CSD) پلاژیوکلاز در 10 نمونه از سنگهای آتشفشانی محدودة کودگان و تلفیق این اطلاعات با دادههای بهدستآمده از تجزیة زمینشیمیایی نمونهها، شرایط تبلور ماگمای سازنده سنگهای منطقه را بازسازی و فرایندهای دخیل در تحولات ماگمایی آنها را بررسی میشود.
زمینشناسی عمومی
مجموعة کودگان در 90 کیلومتری جنوب خوسف، در استان خراسان جنوبی و خاور پهنه ساختاری لوت در پهنة ایران مرکزی جای دارد (شکل 1). بلوک لوت روند شمالی- جنوبی دارد و با گسلهای نهبندان در خاور، درونه در شمال، نایبند در باختر و جازموریان در جنوب فراگرفته شده است (Berberian and King, 1981).
شکل 1- جایگاه محدودة کودگان (دایرة سبز رنگ) روی نقشة پهنههای ساختاری ایران، برگرفته از Nowroozi (1976)، Aghanabati (2004) و Hessami و همکاران (2006)
برخی پژوهشهای انجامشده روی توالی افیولیتی در مرز خاوری پهنة لوت با بلوک افغان و فعالیتهای ماگماتیسم دیدهشده در بلوک افغان، فرورانش پوستة اقیانوسی به زیر بلوک افغان را پیشنهاد کردهاند (Saccani et al., 2010)؛ اما برخی پژوهشهای دیگر برپایة حجم و پراکندگی زمانی و مکانی ولکانیسم و پلوتونیسم در بلوک لوت، فرورانش پوستة اقیانوسی بهسوی باختر و به زیر بلوک لوت را پیشنهاد کردهاند (Eftekharnezhad, 1981). بررسیهای زمینشناسی و ایزوتوپی جدید روی برخی تودههای آذرین درونیِ بلوک لوت، فرورانش دوسویه و نامتقارن پوستة اقیانوسی به زیر بلوک لوت و بلوک افغان با سرعتهای گوناگون را نشان میدهند (Arjmandzadeh et al., 2011).
فعالیت ماگماتیسم گستردة بلوک لوت از زمان ژوراسیک آغاز و تا ترشیاری ادامه داشته و در این زمان به اوج خود رسیده است (Pang et al., 2013). سنسنجی بازالتهای آلکالن میوسن تا کواترنری منطقه لوت- سیستان نشاندهندة برخورد بلوک لوت با بلوک افغان در زمان کرتاسه پسین است (Pang et al., 2013).
محدودة کودگان در بخش شمالی نقشة زمینشناسی 1:100.000 کودگان جای دارد. گروههای سـنگی در نقشة کودگان بیشتر از نوع آذرین هستند و سن آنها پالئوسـن تـا ائوسـن (Bolourian, 2010) است. ایــن سنگها دربردارندة تــودههای آذرین درونی ژرف و نیمهژرف گوناگون، سنگهای آتشفشانی و آذرآواری هستند. کهنتـرین گروههای سنگی که گستردگی کمابیش بسیاری در جنوب منطقه دارند، واحـدهای آگلـومرایی و تـوف هستند. بیشتر سطح محدوده را واحدهای آندزیت (پیروکسنآندزیت) و دیوریت فراگرفتهاند. نمونههای سنگی بررسیشده در این پژوهش، ترکیب آندزیت، پیروکسنآندزیت و بازالت دارند (شکل 2).
شکل 2- نقشة زمینشناسی محدودة کودگان
بیشتر گسلهای محدودة کودگان روند شمالباختری- جنوبخاوری و خاوری- باختری نشان میدهند. این گسلها در واحد آندزیتی دیده میشوند و شواهد رفتار گسلهای نرمال و چپگرد در آنها دیده میشود.
سنگنگاری
الف- آندزیت
آندزیت فراوانترین ترکیب سنگشناسی دیدهشده در این محدوده است. بیشتر نمونههای برداشتشده از این واحد ترکیب آندزیت، پیروکسنآندزیت و هورنبلندآندزیت دارند. در این نمونهها، بافتهای پورفیری، گلومروپورفیری، پوییکلیتیک و غربالی از بافتهای غالب بهشمار میروند. پلاژیوکلاز فراوانترین کانیِ این نمونههاست و پس از آن هورنبلند، پیروکسن و الیوین که بیشتر بهصورت شکلدار در نمونهها دیده میشوند. نشانههای دگرسانی سریسیتی، اپیدوتی، کربناتی، بیوتیتی و اکسیداسیون آهن با درجات ضعیف تا کمی متوسط نیز دیده میشوند. بلورهای پلاژیوکلاز بهصورت شکلدار تا نیمهشکلدار هستند و در اندازههای متوسط تا درشت دیده میشوند. در این بلورها، نشانههای ماکل پلیسینتتیک، زونینگ، بافت غربالی و پلاژیوکلاز دونسلی دیده میشوند. منطقهبندی ترکیبی در این بلورها نشاندهندة تغییر ترکیب ماگما، در پی تزریق مداوم ماگما به آشیانة ماگمایی و تغییر شرایط پیرامون بلورهای پلاژیوکلاز است (Holton et al., 2000) (شکلهای 3- A تا 3- D و 3- F).
ب- بازالت
نمونههای بازالت دیدهشده در این محدوده بسیار کم هستند؛ بهگونهایکه برپایة شمار کم آنها واحد جدایی تفکیک نشده است. در این نمونهها نیز مانند آندزیتها، بافتهای پورفیری، پوییکلیتیک و کمتر تراکیتی دیده میشوند. بیشتر بلورهای الیوین دیدهشده در این نمونهها به سیلیس دگرسان شده و ایدنگزیتی شدهاند. در این نمونهها، نشانههایی از دگرسانی سیلیسی و کربناته با درجه ضعیف تا متوسط دیده شدهاند. وجود بافتهای غیرتعادلی مانند منطقهبندی ترکیبی، بافت غربالی و پلاژیوکلاز دو نسلی معمولاً به متغیرهای مستقل (فشار، دما و ترکیب شیمیایی) وابسته است که حالت تعادل پیشین سیستم را برهم میزند. این بافتها در پی تغییرات حرارتی و شیمیایی مذابی پدید میآیند که در تماس با بلور است و چهبسا پیامد انتقال بلور به بخش دیگری از ماگما، جریان مذاب میان بلورهایی که زودتر پدید آمدهاند، و جدایش پیشرونده مذاب باشد. دربارة چگونگی پیدایش بافت غربالی باور بر اینست که ناپایداری کم بخشی از بلور در مذاب، باعث ذوب و تبلور درجا (و دوباره) بخشهای ذوبشده میشود (Stamatelopoulou et al., 1990; Tsuchiyama, 1985). این بافتها نشاندهندة نبود تعادل در آشیانة ماگمایی است که چهبسا پیامد ورود یا حضور دو یا چند ماگما در آشیانة ماگمایی باشد (شکل 3- C). پیروکسن و هورنبلند فراوانترین کانیهای مافیک دیدهشده در واحدهای سنگی آذرین بیرونی این محدوده هستند. بیشتر این بلورها شکلدار هستند و در آنها دگرسانیهای سریسیتی، کربناتی و اپیدوتی با درجه ضعیف تا متوسط دیده میشوند. بیشتر بلورهای هورنبلند در نمونه، دگرسان شدهاند و حاشیة اپاسیتی دارند (شکلهای 3- A، 3- C، 3- F و 3- E).
شکل 3- A) فنوکریست پلاژیوکلاز با نشانههای ضعیف زونینگ و کربناتیشدن فنوکریستهای پیروکسن و پلاژیوکلاز (پیروکسنآندزیت)؛ B) بلورهای شکلدار پلاژیوکلاز با ماکل پلیسینتتیک و الیوین سرپانتینیتیشده در زمینة ریزبلور و شیشهای (آندزیت)؛ C) پلاژیوکلاز با بافت غربالی در کنار فنوکریست دگرسانشدة پیروکسن (پیروکسنآندزیت)؛ D) فنوکریستهای پلاژیوکلاز با بافت غربالی، الیوین سیلیسیشده و ایدینگزیتیشده در زمینهای از بافت میکرولیتی (بازالت)؛ E) بافت گلومروپورفیری با تجمع بلورهای شکلدار پیروکسن (پیروکسنآندزیت)؛ F) زونینگ در فنوکریست پلاژیوکلاز در زمینة میکرولیتی (آندزیت)
زمینشیمی
در این بخش، برای بررسی و تکمیل نتایج بهدستآمده از روش توزیع اندازة بلورها و بررسی تحولات زمینشیمیایی مؤثر در پیدایش سنگهای این محدوده، از دادههای بهدستآمده از تجزیه به روش XRF و ICP-MS (برای 8 نمونة آذرین بیرونی و 7 نمونة آذرین درونی برداشتشده از محدودة کودگان) بهره گرفته شده است (جدولهای 1 و 2).
برپایة جانمایی نمونهها در نمودارهای پیشنهادیِ Cox و همکاران (1979) و Middlemost (1994)، نمونههای آذرین بیرونیِ کودگان ترکیب آندزیت و بازالت دارند؛ اما نمونههای آذرین درونی در گسترة ترکیبی گرانیت، گرانودیوریت و کوارتزولیت جای میگیرند (زیرا دچار دگرسانی بالای سیلیسی شدهاند) (شکل 4). همچنین، در نمودارهای شناسایی سریهای ماگمایی (شکل 5) نمونههای آذرین درونی سرشت تولهایتی دارند؛ اما نمونههای آذرین بیرونی روند کالکآلکالن نشان میدهند. ماگماهای کالکآلکالن ویژة پهنههای فرورانشی هستند؛ اما سریهای تولهایتی (که دربردارندة سنگهای حد واسط و اسیدی نیز هستند) گاه در پهنههای فرورانشی دیده شدهاند. هر دو گروه، نمونههای آذرین بیرونی و درونی در جایگاه کمان آتشفشانی مرز قاره پدید آمدهاند (شکلهای 6 و 7).
جدول 1- دادههای بهدستآمده از تجزیة نمونههای کودگان به روش XRF برپایة درصدوزنی
|
Sample No. |
97-KOD-85 |
97-KOD-54 |
97-KOD-340 |
97-KOD-56 |
97-KOD-5 |
97-KOD-11 |
97-KOD-309 |
|
|
Intrusive Rocks |
||||||||
|
SiO2 |
73.62 |
74.04 |
75.59 |
76.87 |
78.57 |
80.60 |
86.11 |
|
|
TiO2 |
0.47 |
0.47 |
0.64 |
0.41 |
0.45 |
0.68 |
0.43 |
|
|
Al2O3 |
11.94 |
14.76 |
4.75 |
11.07 |
10.64 |
13.06 |
5.05 |
|
|
Fe2O3 |
3.56 |
2.55 |
2.27 |
2.91 |
4.40 |
2.36 |
2.20 |
|
|
MnO |
< |
0.08 |
< |
0.09 |
< |
0.05 |
< |
|
|
MgO |
2.05 |
0.32 |
0.98 |
2.24 |
1.61 |
0.19 |
0.43 |
|
|
CaO |
4.91 |
5.27 |
10.69 |
5.10 |
3.32 |
1.63 |
5.02 |
|
|
Na2O |
0.22 |
0.37 |
0.23 |
0.37 |
0.46 |
0.21 |
0.20 |
|
|
K2O |
0.11 |
0.43 |
0.10 |
0.11 |
0.16 |
0.19 |
0.12 |
|
|
P2O5 |
0.20 |
0.16 |
0.07 |
0.13 |
0.19 |
0.26 |
0.07 |
|
|
SO3 |
2.93 |
1.56 |
4.52 |
0.68 |
0.14 |
0.75 |
0.31 |
|
|
Sample No. |
97-KOD-86 |
97-KOD-233B |
97-KOD-147 |
97-KOD-361 |
97-KOD-401 |
97-KOD-13 |
97-KOD-394 |
97-KOD-196 |
|
Volcanic Rocks |
||||||||
|
SiO2 |
54.79 |
54.79 |
55.57 |
55.92 |
56.95 |
56.36 |
56.13 |
56.28 |
|
TiO2 |
0.75 |
0.76 |
0.67 |
0.72 |
0.76 |
0.71 |
0.76 |
0.66 |
|
Al2O3 |
17.33 |
17.62 |
16.58 |
16.88 |
18.27 |
17.69 |
16.51 |
15.94 |
|
Fe2O3 |
9.60 |
8.22 |
8.28 |
8.37 |
7.50 |
8.10 |
8.25 |
7.79 |
|
MnO |
0.15 |
0.08 |
0.11 |
0.09 |
0.06 |
0.13 |
0.16 |
0.15 |
|
MgO |
3.79 |
3.86 |
3.82 |
3.36 |
2.89 |
3.60 |
2.99 |
4.44 |
|
CaO |
8.43 |
9.01 |
8.99 |
8.49 |
8.17 |
7.96 |
7.93 |
8.71 |
|
Na2O |
2.27 |
2.67 |
2.49 |
2.50 |
2.73 |
2.77 |
3.11 |
2.33 |
|
K2O |
2.50 |
2.55 |
3.01 |
3.17 |
2.37 |
2.31 |
3.50 |
3.20 |
|
P2O5 |
0.24 |
0.33 |
0.36 |
0.36 |
0.24 |
0.24 |
0.42 |
0.31 |
|
SO3 |
0.08 |
0.06 |
0.06 |
0.06 |
< |
0.05 |
0.14 |
0.12 |
جدول 2- دادههای بهدستآمده از تجزیة نمونههای کودگان به روش ICP-MS (برپایة ppm)
|
Sample No. |
97-KOD-5 |
97-KOD-11 |
97-KOD-13 |
97-KOD-54 |
97-KOD-56 |
97-KOD-85 |
97-KOD-86 |
97-KOD-147 |
|
Li |
46 |
41 |
13 |
33 |
36 |
31 |
10 |
8 |
|
Be |
0.9 |
0.6 |
1 |
1 |
0.9 |
0.9 |
1.1 |
1.3 |
|
Na |
1776 |
611 |
19130 |
1642 |
1918 |
988 |
15882 |
16618 |
|
Mg |
8273 |
1110 |
17510 |
1807 |
10786 |
10042 |
17787 |
18294 |
|
Al |
46455 |
55857 |
79697 |
60952 |
46451 |
48266 |
76527 |
73320 |
|
P |
499 |
802 |
783 |
453 |
384 |
602 |
805 |
1134 |
|
S |
661 |
2698 |
57 |
5964 |
2332 |
12027 |
220 |
138 |
|
K |
946 |
1171 |
16493 |
2818 |
659 |
630 |
17719 |
20352 |
|
Ca |
18223 |
8836 |
44131 |
28762 |
27562 |
25886 |
46847 |
49440 |
|
Sc |
9.6 |
14.7 |
20.9 |
7.9 |
7 |
9.4 |
27 |
23.4 |
|
V |
72 |
184 |
171 |
64 |
66 |
108 |
202 |
187 |
|
Cr |
27 |
102 |
24 |
10 |
20 |
32 |
16 |
48 |
|
Mn |
155 |
271 |
762 |
409 |
523 |
118 |
901 |
708 |
|
Fe |
25574 |
14964 |
47361 |
15486 |
16902 |
20719 |
54061 |
48384 |
|
Co |
11 |
20 |
21 |
6 |
8 |
15 |
22 |
26 |
|
Ni |
7 |
29 |
10 |
4 |
7 |
24 |
5 |
19 |
|
Cu |
1 |
52 |
30 |
<1 |
4 |
16 |
<1 |
21 |
|
Zn |
46 |
27 |
87 |
43 |
39 |
42 |
84 |
80 |
|
As |
6.8 |
>100 |
0.8 |
9.5 |
5.3 |
12.1 |
5.5 |
0.4 |
|
Se |
2.1 |
1.8 |
2.3 |
2.1 |
3.9 |
3.6 |
1.6 |
1.3 |
|
Rb |
<1 |
<1 |
41 |
<1 |
<1 |
<1 |
49 |
64 |
|
Sr |
619 |
667 |
407 |
330 |
441 |
988 |
428 |
595 |
|
Y |
8.5 |
8.8 |
13.1 |
12.5 |
9.1 |
8 |
12.5 |
11.7 |
|
Zr |
80 |
88 |
76 |
55 |
105 |
90 |
69 |
75 |
|
Nb |
4.1 |
3.9 |
5.1 |
6.9 |
4 |
5.2 |
4.8 |
2.6 |
|
Mo |
0.1 |
0.4 |
0.1 |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
<0.1 |
0.1 |
|
Ag |
0.1 |
0.4 |
0.3 |
<0.1 |
0.7 |
0.2 |
0.2 |
<0.1 |
|
Cd |
<0.1 |
1.5 |
<0.1 |
0.1 |
<0.1 |
0.1 |
0.1 |
<0.1 |
|
In |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
|
Sn |
1.3 |
1 |
1.1 |
0.6 |
1.3 |
1.2 |
1.1 |
1.2 |
|
Sb |
0.5 |
32.5 |
0.5 |
2.4 |
0.8 |
0.9 |
<0.5 |
<0.5 |
|
Te |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
|
Cs |
0.9 |
0.9 |
1.7 |
0.9 |
0.7 |
0.7 |
3.8 |
1.5 |
|
Ba |
384 |
98 |
435 |
233 |
220 |
354 |
423 |
550 |
|
Tl |
<0.1 |
0.2 |
0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
|
Pb |
14 |
17 |
18 |
8 |
9 |
15 |
16 |
17 |
|
Bi |
0.3 |
0.2 |
0.2 |
<0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.1 |
0.1 |
|
Ti |
2276 |
3592 |
3767 |
2206 |
1954 |
2322 |
3928 |
3558 |
|
La |
14 |
17 |
14 |
21 |
15 |
16 |
15 |
18 |
|
Ce |
26 |
30 |
25 |
36 |
31 |
29 |
26 |
31 |
|
Pr |
3.2 |
3.9 |
3.3 |
4.6 |
3.1 |
3.6 |
3.5 |
4.3 |
|
Nd |
13 |
16.3 |
14.3 |
16.6 |
12.7 |
12.9 |
14.8 |
18.9 |
|
Sm |
2.5 |
3.1 |
3.2 |
3.2 |
2 |
2.4 |
3.3 |
3.8 |
|
Eu |
0.7 |
1 |
1.1 |
0.8 |
0.6 |
0.7 |
1.3 |
1.4 |
|
Gd |
2.1 |
2.5 |
3 |
2.6 |
1.8 |
2.1 |
2.9 |
3.4 |
|
Tb |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.4 |
0.6 |
0.6 |
|
Dy |
2.6 |
2.9 |
4 |
3.5 |
2.8 |
2.6 |
4 |
3.8 |
|
Er |
1.8 |
1.6 |
2.5 |
2.3 |
1.8 |
1.6 |
2.4 |
2.3 |
|
Tm |
0.3 |
0.2 |
0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
0.4 |
|
Yb |
1.2 |
1.4 |
2.3 |
1.6 |
1.3 |
1.2 |
2.3 |
2.1 |
|
Lu |
0.2 |
0.2 |
0.3 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
0.3 |
0.3 |
|
Hf |
2.4 |
2.5 |
2.3 |
1.8 |
2.6 |
2.4 |
2.2 |
2.4 |
|
Ta |
0.6 |
0.5 |
0.6 |
0.9 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.5 |
|
W |
<1 |
5.8 |
37.7 |
61.3 |
1.2 |
6.8 |
<1 |
8.1 |
|
Th |
4.5 |
6.8 |
3.3 |
11 |
5 |
5.3 |
3.3 |
4.4 |
|
U |
1.1 |
3.6 |
1.1 |
2.2 |
9 |
14.4 |
1.1 |
1.3 |
جدول 2- ادامه
|
Sample No. |
97-KOD-196 |
97-KOD-233B |
97-KOD-309 |
97-KOD-340 |
97-KOD-361 |
97-KOD-394 |
97-KOD-401 |
|
Li |
11 |
7 |
35 |
31 |
8 |
7 |
10 |
|
Be |
1.2 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
1.4 |
1.5 |
1.1 |
|
Na |
15731 |
18079 |
846 |
1098 |
17231 |
20628 |
19104 |
|
Mg |
19938 |
18016 |
2446 |
5007 |
15954 |
13600 |
13845 |
|
Al |
70003 |
75655 |
22706 |
21053 |
76630 |
69050 |
81855 |
|
P |
1028 |
1072 |
327 |
217 |
1218 |
1352 |
799 |
|
S |
606 |
104 |
2022 |
17037 |
216 |
646 |
88 |
|
K |
22427 |
17373 |
732 |
618 |
22379 |
22641 |
16800 |
|
Ca |
47490 |
48205 |
27402 |
55866 |
48418 |
40486 |
45529 |
|
Sc |
23.1 |
18.5 |
5.2 |
5.4 |
24.4 |
17.3 |
21.3 |
|
V |
164 |
165 |
64 |
57 |
190 |
79 |
176 |
|
Cr |
75 |
94 |
23 |
15 |
50 |
26 |
19 |
|
Mn |
812 |
507 |
245 |
217 |
550 |
923 |
369 |
|
Fe |
43564 |
46089 |
13430 |
13395 |
48015 |
43381 |
41979 |
|
Co |
21 |
19 |
9 |
7 |
22 |
18 |
20 |
|
Ni |
19 |
17 |
4 |
6 |
16 |
11 |
9 |
|
Cu |
19 |
12 |
<1 |
<1 |
28 |
7 |
<1 |
|
Zn |
82 |
67 |
36 |
35 |
97 |
83 |
79 |
|
As |
0.5 |
<0.1 |
35.8 |
3.3 |
2.9 |
3.2 |
<0.1 |
|
Se |
1.9 |
2.4 |
2.3 |
3.4 |
2.9 |
2.1 |
2 |
|
Rb |
64 |
40 |
<1 |
<1 |
70 |
64 |
40 |
|
Sr |
566 |
493 |
284 |
475 |
660 |
603 |
448 |
|
Y |
10.7 |
12.7 |
7.2 |
6.8 |
11.7 |
11.1 |
12.4 |
|
Zr |
73 |
69 |
32 |
66 |
79 |
65 |
75 |
|
Nb |
5 |
4 |
<1 |
1.5 |
4.7 |
2.3 |
4.3 |
|
Mo |
<0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
0.3 |
<0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
|
Ag |
0.2 |
0.1 |
<0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
|
Cd |
<0.1 |
0.1 |
0.3 |
<0.1 |
0.1 |
<0.1 |
0.1 |
|
In |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
|
Sn |
1.2 |
1 |
0.7 |
1.1 |
1.1 |
1.3 |
1.1 |
|
Sb |
<0.5 |
<0.5 |
4.6 |
2.4 |
1 |
<0.5 |
<0.5 |
|
Te |
0.2 |
0.1 |
0.3 |
0.2 |
0.2 |
0.3 |
0.2 |
|
Cs |
1.5 |
1.2 |
0.8 |
0.8 |
2 |
1.7 |
2 |
|
Ba |
479 |
455 |
449 |
1084 |
540 |
560 |
438 |
|
Tl |
0.3 |
0.2 |
<0.1 |
<0.1 |
0.2 |
<0.1 |
0.2 |
|
Pb |
16 |
13 |
6 |
4 |
18 |
17 |
15 |
|
Bi |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
|
Ti |
3373 |
3924 |
2149 |
3133 |
3717 |
3654 |
3872 |
|
La |
17 |
16 |
7 |
11 |
19 |
16 |
14 |
|
Ce |
29 |
28 |
10 |
19 |
34 |
30 |
25 |
|
Pr |
4.1 |
3.9 |
1.2 |
2.5 |
5 |
4.6 |
3.3 |
|
Nd |
17.3 |
17.6 |
5.3 |
8.3 |
21 |
19.6 |
14.4 |
|
Sm |
3.6 |
3.7 |
0.9 |
1.6 |
4.7 |
4.1 |
3.1 |
|
Eu |
1.2 |
1.4 |
0.4 |
0.5 |
1.5 |
1.5 |
1.2 |
|
Gd |
3.2 |
3.5 |
0.8 |
0.5 |
3.9 |
3.7 |
3.4 |
|
Tb |
0.5 |
0.7 |
0.4 |
0.3 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
|
Dy |
3.2 |
4 |
2.3 |
2.3 |
4 |
3.6 |
3.7 |
|
Er |
2.1 |
2.5 |
1.5 |
1.5 |
2.2 |
2.1 |
2.5 |
|
Tm |
0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
|
Yb |
1.9 |
2.2 |
1 |
0.9 |
2.1 |
1.6 |
2.2 |
|
Lu |
0.2 |
0.3 |
0.1 |
0.1 |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
|
Hf |
2.3 |
2.1 |
0.8 |
1.9 |
2.6 |
2.2 |
2.5 |
|
Ta |
0.7 |
0.6 |
0.3 |
0.5 |
0.6 |
0.5 |
0.6 |
|
W |
<1 |
<1 |
<1 |
<1 |
65.5 |
3.3 |
3.1 |
|
Th |
3.9 |
3.1 |
1 |
3.3 |
4.9 |
3.1 |
3.1 |
|
U |
1.3 |
1.2 |
0.6 |
0.5 |
1.4 |
1 |
1.1 |
|
|
|
||
|
|
|
||
|
شکل 4- ترکیب نمونههای آذرین محدودة کودگان (●: سنگهای آذرین بیرونی؛ ▲ : سنگهای آذرین درونی) در: A) نمودار Cox و همکاران (1979)؛ B) نمودار Middlemost (1994) |
|
|
شکل 6- ترکیب نمونههای آذرین درونی محدودة کودگان در: A) نمودار Yb دربرابر Ta Pearce et al., 1984))؛ B) نمودار Y دربرابر Nb Pearce et al., 1984)) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
شکل 5- ترکیب نمونههای آذرین محدودة کودگان در نمودار سهتایی (Irvine and Baragar, 1971) |
|
|
شکل 7- ترکیب نمونههای آذرین محدودة کودگان در نمودار Nb/Yb دربرابر Th/Yb Hollocher et al., 2012)) |
عنصرهای اندازهگیریشده در نمونههای بررسیشده دربرابر ترکیب گوشتة طبیعی (شکل 8) و گوشتة اولیه (شکل 9) و برپایة ترکیبهای پیشنهادیِ Sun و McDonough (1989)، بهنجارسازی شدهاند. غنیشدگی از LIEE در کنار آنومالی منفی P، Ti، Ba و Nb چهبسا پیامد ذوببخشی سنگهای پوستة قارهای در کمان ماگمایی مرتبط با فرورانش (Kolb et al., 2013) و یا ذوب گوة گوشتهای غنیشده با سیالهای متاسوماتیسمکننده است (Girardi et al., 2012).
حضور ناهنجاری منفی Nb از ویژگیهای پهنههای فرورانش و مرزهای فعال قارهای و همچنین، از نشانههای شرکت پوسته در فرایندهای ماگمایی است (Wilson, 1989). آنومالی منفی Nb و Ti نشاندهندة: ویژگی ماگماتیسم مرتبط با فرورانش (Rudnick and Gao, 2003)، مشارکت پوسته در فرایندهای ماگمایی (Nagudi et al., 2003) و آلودگی پوسته یا ذوب دوبارة آن (Swain and Kirby, 2008) است.
آنومالی مثبت Pb گویای متاسوماتیسم گوة گوشتهای با سیالهای پدیدآمده از سنگکرة اقیانوسی فرورو و یا آلایش ماگما با سنگکرة قارهای است (Atherton and Ghani, 2002). در پهنههای فرورانش، بهدنبال تأثیر سیالهای پدیدآمده از تختة فرورو، نسبت LILE به HFSE افزایش مییابد. در حقیقت، این ناهنجاری در سنگهای آتشفشانی کالکآلکالن در پی افزودهشدن عنصرهای LILE از تختة فرورو به درون گوة گوشتهای بالای آن روی میدهد.
آنومالی منفی P نشاندهندة رفتار سازگار فسفر هنگام روند جدایش بلورین کانیهاست؛ زیرا این عنصر وارد کانی آپاتیت میشود.
شکل 8- نمودار بهنجارسازی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب دربرابر ترکیب گوشتة طبیعی Sun and McDonough, 1989)) برای نمونههای محدودة کودگان
شکل 9- بهنجارسازی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب دربرابر ترکیب گوشتة اولیه Sun and Mc Donough, 1989)) نمونههای سنگی محدودة کودگان
بهدستآوردن پارامترهای آماری و رسم نمودارهای توزیع دادهها
دستیابی به پارامترهای آماری، نخستین گزینهای است که بهعنوان مهمترین و جامعترین اطلاعات آماری در پیش روی دادهپردازان است. این اطلاعات، چگونگی پراکندگی دادهها حول میانگین و تمایل به میانگین، میزان چولگی و کشیدگی جامعة عیار نمونهها و تشابه یا تمایز آن با یک توزیع نرمال را به نمایش میگذارند. همة دادههای خام بهدستآمده از تجزیة اکسید عنصرهای اصلی در واحدهای سنگی آذرین درونی و بیرونی محدودة کودگان، پس از گروهبندی مناسب با نرمافزار SPSS25 بررسی آماری شدند. برای این کار، دادههای بهدستآمده از تجزیة 8 نمونة برداشتشده از سنگهای آذرین بیرونی و 7 نمونة برداشتشده از سنگهای آذرین درونی بهکار برده شدند. برپایة سرشت متفاوت آنها، پارامترهای آماری برای هر گروه از واحدهای سنگی جداگانه بهدست آورده شدند.
در نمونههای آذرین بیرونی برداشتشده از این محدوده، 12 اکسید عنصر اصلی زیر تجزیه و پردازش شدند:
SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, K2O, Na2O, P2O5, BaO, SO3
میانگین، انحراف معیار، چولگی، کشیدگی، و کمترین و بیشترین مقدار دادهها از پارامترهای آماری دادههای خام اکسیدهای عنصرهای گوناگونی است که در جدول 3 نشان داده شدهاند. گفتنی است این مقدارها و بازههای عددی مرتبط با هر عنصر، با نرمافزار برگزیده و بهدست آورده میشوند و سپس در نمودارهای هیستوگرام رسم و نشان داده میشوند. در شکلهای 10 و 11، نمودارهای هیستوگرام دادههای خام عنصرهای اصلی آورده شدهاند.
جدول 3- پارامترهای آماری دادههای خام اکسیدهای عنصرهای گوناگون در نمونههای آذرین بیرونی محدودة کودگان
|
Statistics |
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MnO |
MgO |
|
|
N |
Valid |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
|
Missing |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Mean |
77.9147 |
0.5066 |
10.1828 |
2.8941 |
0.0527 |
1.1169 |
|
|
Std. Deviation |
4.37373 |
0.10900 |
3.85648 |
0.81311 |
0.02225 |
0.85197 |
|
|
Skewness |
1.168 |
1.154 |
- 0.689 |
1.271 |
1.073 |
0.271 |
|
|
Kurtosis |
1.178 |
- 0.579 |
- 1.001 |
0.756 |
- 0.644 |
- 2.063 |
|
|
Minimum |
73.62 |
0.41 |
4.75 |
2.20 |
0.04 |
0.19 |
|
|
Maximum |
86.11 |
0.68 |
14.76 |
4.40 |
0.09 |
2.24 |
|
|
Statistics |
CaO |
Na2O |
K2O |
P2O5 |
SO3 |
BaO |
|
|
N |
Valid |
8 |
8 |
8 |
|
8 |
8 |
|
Missing |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
Mean |
5.1337 |
0.2950 |
0.1755 |
0.1533 |
1.5552 |
0.0617 |
|
|
Std. Deviation |
2.78372 |
0.10168 |
0.11801 |
0.06847 |
1.61258 |
0.04706 |
|
|
Skewness |
1.321 |
0.719 |
2.231 |
0.064 |
1.256 |
2.372 |
|
|
Kurtosis |
3.249 |
- 1.266 |
5.201 |
- 0.796 |
0.653 |
5.816 |
|
|
Minimum |
1.63 |
0.20 |
0.10 |
0.07 |
0.14 |
0.04 |
|
|
Maximum |
10.69 |
0.46 |
0.43 |
0.26 |
4.52 |
0.17 |
|
شکل 10- نمودارهای هیستوگرام برای دادههای خامِ درصدوزنی اکسیدهای Al2O3، BaO، CaO، Fe2O3 و K2O در نمونههای آذرین بیرونی محدودة کودگان
شکل 11- نمودارهای هیستوگرام دادههای خامِ درصدوزنی اکسیدهای MnO، Na2O، P2O5، SiO2 و TiO2 در نمونههای آذرین بیرونی محدودة کودگان
با نگاهی به نمودار هیستوگرام دادههای خام عنصرها، دیده میشود اکسیدهای عنصرهای اصلی در واحدهای سنگی آذرین بیرونی پراکندگی نرمال دارند. تنها در 2 نمونه، اکسیدهای BaO و K2O به اندازة بسیار کم چولگی مثبت نشان میدهند؛ ازاینرو، از نرمالسازی این اکسیدها چشمپوشی میشود.
از 8 نمونة برداشتشده از سنگهای آذرین درونی نیز مقدار اکسید عنصرهای اصلی (همانند سنگهای آذرین بیرونی) در 7 نمونه تجزیه شده است و پارامترهای آماری دادههای خام این متغیرها در جدول 4 نشان داده شدهاند. نمودارهای هیستوگرام دادههای خامِ اکسیدهای عنصرهای اصلی در شکلهای 12 و 13 نشان داده شدهاند.
نمودارهای هیستوگرامِ دادههای خامِ اکسیدهای عنصرها برای نمونههای آذرین درونی نشان میدهند این متغیرها در سنگهای آذرین درونی پراکندگی نرمال دارند و تنها در مقدار Fe2O3 به اندازة بسیار کم چولگی مثبت دیده میشود و ازاینرو، از نرمالسازی مقدار این اکسید در نمونهها چشمپوشی شد.
جدول 4- پارامترهای آماری دادههای خام اکسیدهای عنصرهای گوناگون در نمونههای آذرین درونی محدودة کودگان
|
Statistics |
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MnO |
MgO |
|
|
N |
Valid |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
|
Missing |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Mean |
55.8508 |
0.7239 |
17.1018 |
8.2623 |
0.1173 |
3.5947 |
|
|
Skewness |
- 0.359 |
- 0.606 |
0.010 |
1.499 |
- 0.301 |
0.087 |
|
|
Kurtosis |
- 0.731 |
- 1.385 |
- 0.728 |
3.737 |
- 1.404 |
- 0.164 |
|
|
Minimum |
54.79 |
0.66 |
15.94 |
7.50 |
0.06 |
2.89 |
|
|
Maximum |
56.95 |
0.76 |
18.27 |
9.60 |
0.16 |
4.44 |
|
|
Statistics |
CaO |
Na2O |
K2O |
P2O5 |
SO3 |
BaO |
|
|
N |
Valid |
7 |
7 |
7 |
|
7 |
7 |
|
Missing |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
Mean |
8.4618 |
2.6093 |
2.8267 |
0.3120 |
0.0772 |
0.0670 |
|
|
Skewness |
0.075 |
0.667 |
0.255 |
0.285 |
1.039 |
1.700 |
|
|
Kurtosis |
- 1.496 |
0.456 |
- 1.725 |
- 0.939 |
- 0.188 |
2.711 |
|
|
Minimum |
7.93 |
2.27 |
2.31 |
0.24 |
0.04 |
0.06 |
|
|
Maximum |
9.01 |
3.11 |
3.50 |
0.42 |
0.14 |
0.09 |
|
شکل 12- نمودارهای هیستوگرام دادههای خامِ درصدوزنی اکسیدهای Al2O3، BaO، CaO، Fe2O3 و K2O در نمونههای درونی محدودة کودگان
شکل 13- نمودارهای هیستوگرام دادههای خامِ درصدوزنی اکسیدهای MnO، Na2O، P2O5، SiO2 و TiO2 در نمونههای آذرین درونی محدودة کودگان
آنالیز خوشهای
آنالیز خوشهای ابزاری قدرتمند برای شناخت و برگزیدن گروههای همگن از دادههای خام است. این روش، برپایة شماری از الگوریتمهای گوناگون، دادههای خام را بهترتیب میزان ارتباط آنها با یکدیگر ردهبندی میکند. نتیجه این آنالیز، نموداری است که نمودار درختی خوانده میشود.
نمودار درختی بهدستآمده از آنالیز نمونههای آذرین درونی و بیرونی محدودة کودگان در شکل 14 آورده شده است. همانگونهکه دیده میشود، نمونههای بررسیشده در دو دستة جداگانه A و B جای میگیرند. خوشة A دربردارندة نمونههای آذرین درونی و خوشة B دربرگیرندة نمونههای آذرین بیرونی است. ازاینرو، از یکدیگر جدا هستند. این پدیده شاید پیامد تفاوت رفتار اکسید عنصرهای اصلی در این دو گروه از واحدهای سنگی باشد که جایگیری آنها در دو گروه متفاوت را بهدنبال داشته است.
شکل 14- نمودار درختی عنصرهای اندازهگیریشده در نمونههای لیتوژئوشیمیایی سیستماتیک محدودة کودگان
روش کار (انجام آنالیز توزیع اندازة بلور)
پس از بررسیهای صحرایی و نمونهبرداری از سنگهای آذرین بیرونی منطقة کودگان، بررسیهای سنگنگاری روی 107 مقطع نازک انجام شد. برای شناسایی تاریخچة تبلور، میزان رشد، زمان توقف ماگمای سازنده و تحولات ماگمایی تودة آذرین درونی، ابعاد بلورهای پلاژیوکلاز در 10 نمونه با سنگ میزبان آندزیت و بازالت اندازهگیری شد. دادههای بهدستآمده که دربردارندة درازا، پهنا و مساحت بلورهای پلاژیوکلاز هستند به نرمافزار CSD correction 1.3 انتقال یافتند. با بهکارگیری این نرمافزار نمودارهای سهبعدی لازم برای تعبیر و تفسیر دادههای CSD تهیه شدند. برای تبدیل دادههای دوبعدی به سهبعدی از نسبت ابعاد بلور، بعد کوتاه (S)، بعد متوسط (I)، بعد بلند (L) و فاکتور گردشدگی (بیضوی= 1، مکعبی=0) بهره گرفته میشود.
انواع نمودارهای CSD عبارتند از: 1) نیمهلگاریتمی یا کلاسیک ؛2) لگاریتم طبیعی؛ 3) فرکتال (مستقل از مقیاس) یا ترکیبی از آنها (Higgins, 2006b) (شکل 15).
شکل 15- انواع نمودارهای CSD (Higgins, 2006b)
دادههای بهدستآمده از تجزیة زمینشیمیایی نمونههای آذرین بیرونی و درونی کودگان به روش XRF و ICP-MS برای شناخت فرایندهای مؤثر در پیدایش این سنگها به کار برده شدند.
توزیع اندازة بلورها (CSD)
نتیجة آنالیز توزیع اندازة بلورها (CSD) بهصورت نمودارهایی نمایش داده میشود که در آنها شمار بلورها در یک واحد حجمی (n)، بهعنوان تابعی از اندازة بلور (L) هستند. برای بهدستآوردن شیب و محل برخورد از روند خطی تابع ریشة دوم ln(n) دربرابر L (طول) بهره گرفته میشود. برای بهدستآوردن سهم اشغالشده توسط کانیها، فرمول سوم بهکار برده میشود:
16SLOP= -1/Gt"> 16Intercept=I/G">
V1=6σno1C14
برای بررسی توزیع اندازة بلورهای پلاژیوکلاز از سنگهای آذرین بیرونی (آندزیت و بازالت) محدودة کودگان، تصویرهای میکروسکوپی دوبعدی با بزرگنمایی 40 از مقطعهای نازک واحد میزبان تهیه شده است. این عکسها در نرمافزار تخصصی JMicroVision 1.3.1 برپایة بزرگنمایی میکروسکوپ کالیبره شدهاند و سپس ابعاد 1739 بلور پلاژیوکلاز اندازهگیری شده است. دادههای دوبعدی بهدستآمده از این اندازهگیریها که شامل درازا، پهنا و مساحت بلورها هستند به نرمافزار CSDcorrection 1.3 انتقال و با بهکارگیری رابطة n=dn/dl (dn: شمار بلورها؛ dl: اندازة بلورها)، چگالی تجمعی دانهها (n) بهدست آورده شد. در پایان، نمودارهای کلاسیک تغییرات اندازه دانهها (mm) دربرابر چگالی تجمعی (mm-4) رسم شدند (شکل 16).
شکل 16- فرایندهای مؤثر در شکل نمودارهای CSD برگرفته از Higgins (b2006) و تغییراتی از Vient و Higgings (2010)
دربارة نمونههای بررسیشده، همة نمودارهای کلاسیک تغییرات اندازة بلورها دربرابر چگالی تجمعی شکستکی و تقعر بهسوی بالا نشان میدهند (شکل 16). پیچیدگی یا خمیدگی در نمودارهای CSD شاید پیامد فرایندهایی مانند انباشتگی یا کاهش شمار بلورها (Marsh, 1998)، تراکم (Boorman et al., 2004)، آمیختگی دو سری جمعیت بلوری یا چندین ماگمای مختلف (Higgins, 1996; Jerram et al., 2003)، درشتشدگی بافتی (Higgins and Roberge, 2003) و یا همزمانی فرایند درشتشدگی بافتی و تراکم پدیدآمده در پی تبلور دوباره باشد (Higgins, 2002b) (شکل 17).
درشتشدگی بافتی فرایندی است که بلورهای کوچک حل میشوند و همزمان بلورهای درشتتر رشد میکنند؛ ازاینرو، انرژی سطح کاهش مییابد (Voorhees, 1992).
برپایة ویژگیهای سنگنگاری، زمینشیمیایی و توزیع اندازة بلور در نمونههای بررسیشده، فرایند ورود و حضور چندین ماگمای مختلف در آشیانة ماگمایی و آمیختگی، شکستگی و خمیدگی در نمودارهای CSD را به دنبال دارند.
شکل 17- نمودارهای لگاریتم طبیعی اندازهگیریشده برای بلورهای پلاژیوکلاز در محدودة کودگان
به باور Higgins (a2002)، افزودهشدن دو نوع CSD صاف و مستقیم با شیب و عرض از مبدأهای متفاوت، یک CSD با شیب تند برای بلورهای با اندازة کوچک و با شیب آرام برای بلورهای بزرگتر پدید میآورد. ازآنجاییکه ترکیب این دو CSD خطی لگاریتمی است، محور قائم یک CSD خمیده با دو بخش خطی پدید میآورد. حضور متعدد ماگما در آشیانههای ماگمایی، خمیدگی CSD را بهدنبال دارد. برپایة اندازههای متفاوت در هر نسل بلوری مشخص میشود هر نسل دچار فشارهای متفاوت بوده و ازاینرو، در ژرفای متفاوتی پدید آمده است.
همانگونهکه در شکل 17 دیده میشود، CSD در کوچکترین اندازة بلورها، بیشترین مقدار را دارد و میزان آن با افزایش اندازة بلورها کاهش مییابد. در سیستمهای باز که با ورود مکرر ماگمای جدید به درون مخزن تایید شده است، شیب نمودارها منفی است (Marsh, 1998). رویداد شیب منفی نشانة افزایش رشد همراه با کاهش هستهبندی است و افزایش اندازه و کاهش چگالی تجمعی بلورها منجر را بهدنبال دارد.
ازآنجاییکه پلاژیوکلاز فراوانترین کانی دیدهشده در این نمونههاست، برای بهدستآوردن سهم اشغالشده با بلورهای پلاژیوکلاز در مقطعها، فرمولV1=6σno1C14 بهکار برده میشود. در این فرمول، V سهم حجمی، n میزان هستهبندی و C میانگین درازای بلورها هستند (Marsh, 1988). ازاینرو، در نمونههای گوناگون، سهم حجمی بلورهای پلاژیوکلاز از 40/5 تا 02/65 متغیر است. زمان رشد و سرعت هستهبندی رابطة مستقیمی با درصدحجمی هر بلور دارد. هرچه سرعت هستهبندی و زمان رشد بلور افزایش یابد، بلورها درصد بیشتری از حجم سنگ را فرا میگیرند.
به پیشنهاد Marsh (1988) برای بهدستآوردن متوسط زمان رشد بلورها، معادله زیر بهکار برده میشود:
Tr=(- 1/G*m)/31536000
در این معادله Tr زمان توقف (سال)، G میزان رشد بلور، m شیب منحنی CSD (لگاریتم خطی) و 31536000 ضریب تبدیل ثانیه به سال است. انتخاب میزان رشد مناسب، فاکتور مهمی در بهدستآوردن زمان توقف است. به پیشنهاد Cashman (1993)، این میزان برابربا 10- 9 mm/s و 10- 10 mm/s دانسته میشود. در بررسی CSD محدودة کودگان از میزان رشد 10- 10 mm/s برای انجام محاسبهها بهره گرفته شد. اگر میزان هستهبندی و رشد برابر باشند، CSD افقی و بدون شیب است و هرچه اختلاف این دو بیشتر باشد، میزان شیب نیز بیشتر خواهد شد. برپایة محاسبههای انجامشده روی نمونههای محدودة کودگان، زمان توقف ماگما در آشیانه ماگمایی و تبلور بلورهای پلاژیوکلاز، برپایة شیب بهدستآمده از نمودارها، برابربا 79 تا 1141 سال بهدست آمده است (جدول 5).
جدول 5- نتایج محاسبههای انجامشده برای بلورهای پلاژیوکلاز
|
Sample number |
Slop |
Intercept |
Time |
G mms- 1 |
|
9A |
0.47 |
1.15 |
1489 |
10- 10 |
|
12 |
0.45 |
0.24 |
1425 |
10- 10 |
|
14 |
0.45 |
0.28 |
1425 |
10- 10 |
|
147 |
0.25 |
0.16 |
792 |
10- 10 |
|
347 |
0.6 |
0.17 |
1901 |
10- 10 |
|
368 |
0.2 |
0.23 |
633 |
10- 10 |
خاستگاه
همروندبودن نمونههای یک مجموعه روی نمودار، احتمال وابستگی خویشاوندی میان ماگماها و روند تحولی ماگما را نشان میدهد. پیوستگی این روند نشان میدهد نمونههای یادشده از یک ماگمای مشترک جدایش یافتهاند و یا پیامد ذوببخشی خاستگاهی یکسان هستند. از سوی دیگر، نبود پیوستگی نقاط و قطعشدگی روندها روی نمودار، چهبسا نشانة نبود وابستگی خویشاوندی میان ماگماها در یک مجموعه است.
نمودارهای تغییرات اکسیدهای عنصرهای اصلی و کمیاب دربرابر SiO2 که برای نمونههای آذرین بیرونی و درونی محدودة کودگان (شکل 18) رسم شدهاند، نبود پیوستگی در نمونههای یاد شده را نشان میدهند؛ بهگونهایکه آنها را در دو دستة کاملاً جدا جای میدهند. نبود پیوستگی و روندهای متفاوت در نمودارهای هارکر نشاندهندة وجود دو خاستگاه متفاوت برای سنگهای آذرین بیرونی و درونی این منطقه هستند.
برپایة بررسیهای سنگنگاری، زمینشیمیایی و توزیع اندازة بلور، این نمونهها از خاستگاه گوشتهای و پوستة آغشتهشده به گوشتة بالایی پدید آمده باشند.
برپایة یافتههای Yousefzadeh و همکاران (2019)، کانسارهای در محدودة کودگان از نوع کانسارهای IOCG ذخایر سولفیدی با خاستگاه گرمابی هسـتند و کانیسازیهای گوناگونِ برشی، رگه و رگچهای، افشـان و تـودهای در آنها دیده مـیشـوند. به باور Karimpour و همکاران (2011)، این کانسارها از دیدگاه زمینساختی در حوضههای کششی پشت کمربند پهنة فرورانش مرز قارهای، ریفـتهای درون قـاره، نقـاط داغ درون قـاره و حوضــههای کششــی پــسابرخــوردی پدید مــیآیند. برپایة پــژوهش Omaraeei و Niroumand (2014)، سنگهای محدودة کودگـان از نـوع کلسـیمی قلیـایی و متـاآلومینوس است و از دیدگاه پهنة زمـینسـاختی، الگـوی ماگماتیسـم در ارتبـاط بـا کمان مرز قارهای را نشان میدهند.
شکل 18- نمودار تغییرات درصدوزنی SiO2 دربرابر اکسیدهای اصلی
روند کاهشی MgO و MnO دربرابر SiO2 و کاهش Cr و Co با افزایش SiO2 روند عادی جدایش بلورین ماگمایی، و نیز نشاندهندة آلایش یا آمیختگی ماگمایی است (Kumar and Rino, 2006)، همبستگی ضعیف Rb و Sr با SiO2 و پراکندگی بالای آنها چهبسا پیامد واکنش با ترکیبهای پوستهای است (Kumar and Rino, 2006) (شکل 19).
نسبتهای کم Ce/Pb (کمتر از 5) و Nb/La (کمتر از 7/0) و همچنین، نسبت بالای Sr/Ce (بیشتر از 5) نشانة درگیربودن پوسته و گوشته در پیدایش ماگمای سازنده است (Jung et al., 2005). این نسبتها در نمونههای محدودة کودگان بهترتیب برابربا 75/4- 3/1، 36/0- 1/0 و 5/34- 1/14 هستند. همة این نسبتها چهبسا نشاندهندة درگیربودن پوسته و گوشته در پیدایش ماگمای مادر واحدهای آذرین بیرونی و درونی پدیدآمده در محدودة کودگان باشد.
در نمودار MgO دربرابر Fe2O3 و نیز نمودار Nb دربرابر Nb/Y، روند نمونههای بررسیشده در محدودة کودگان (شکل 20)، با رویداد فرایند آمیختگی ماگمایی همخوانی دارد.
شکل 19- روند تغییرات درصدوزنی SiO2 دربرابر Rb و Sr (برپایة ppm) برای نمونههای آذرین بیرونی و درونی کودگان
شکل 20- A) نمودار درصدوزنی MgO دربرابر Fe2O3 (Zhou et al., 1994)؛ B) نمودار Nb (برپایة ppm) دربرابر Nb/Y (Treuil and Joron, 1975)
برداشت
محدودة کودگان دربردارندة سنگهای آذرین بیرونی، نیمهژرف با ترکیب آندزیت، دیوریت و بازالت و واحدهای سنگی آذرین درونی با ترکیب گرانیت تا گرانودیوریت به سن ائوسن است.
واحد آندزیتی که فراوانترین ترکیب در این محدوده را دارد، بازة ترکیبی پیروکسنآندزیت و هورنبلندآندزیت نشان میدهد. همچنین، ویژگیهای مهمی مانند بافت غربالی، زونینگ و پلاژیوکلاز دونسلی، شکستگی و خمیدگی در نمودارهای CSD و روند تغییرات Nb دربرابر Nb/Y در بیشتر نمونههای بررسیشده دیده شدهاند.
در نمونههای بازالتی برداشتشده از این محدوده که فراوانی کمی نیز داشتهاند، پلاژیوکلاز فراوانترین کانی دیدهشده است. همانند نمونههای آندزیتی، در بازالتها نیز بافت غربالی و پلاژیوکلاز دونسلی دیده میشود. همچنین، در نمودارهای CSD برای نمونههای بازالت نیز شکستکی و خمیدگی در پی تفاوت اندازة بلورها دیده میشوند.
ویژگیهای سنگنگاری مانند بافت غربالی، زونینگ و پلاژیوکلاز دونسلی، نشانهای از رویداد شرایط نامتعادل در آشیانة ماگمایی و نشاندهندة رخداد فرایند آمیختگی ماگمایی در نمونهها هستند. حضور بلورهای کوچک پلاژیوکلاز در درون پلاژیوکلازهای بزرگتر چهبسا نشانة آشفتگی در آشیانة ماگمایی و حضور دو نسل گوناگون پلاژیوکلاز در آشیانة ماگمایی است که از دو ماگما در فاصلة زمانی متفاوت متبلور شدهاند.
نبود پیوستگی در روند تغییرات اکسیدهای عنصرهای اصلی و عنصرهای کمیاب دربرابر SiO2 و نمودار خوشهای در نمونههای آذرین بیرونی و درونیِ این محدوده، نشاندهندة پیدایش نمونهها از دو خاستگاه متفاوت است.
روندهای دیدهشده در نمودارهای Nb دربرابر Nb/Y و MgO دربرابر Fe2O3 نیز درستیِ یافتههای بهدستآمده از بخش سنگنگاری و توزیع اندازة بلور را نشان میدهند و نشانة حضور دو یا چند ماگما در آشیانة ماگمایی و رویداد فرایند آمیختگی ماگمایی در هنگام پیدایش ماگما هستند.
بررسی توزیع اندازة بلورهای پلاژیوکلاز در نمونهها و وجود شکستگی و خمیدگی در نمودارهای نیمهلگاریتمی نیز نشاندهندة ورود ماگمای جدید به آشیانة ماگمایی، برهمخوردن تعادل دمایی آشیانة ماگمایی، تبلور بلورهای جدید با اندازههای متفاوت و یا نشانة دیگری از رویداد فرایند آمیختگی ماگمایی در نمونههاست.
زمان توقف ماگما و تبلور بلورهای پلاژیوکلاز بیشتر، نزدیک به 1000 سال بوده است که نشاندهندة ژرفای کم جایگیری این توده در محدودة اکتشافی کودگان بوده است.
سپاسگزاری
این پژوهش با پشتیبانی مادی و معنوی شرکت طرح و توسعة لالهگستر نیایش به انجام رسیده است. ازاینرو، از مدیریت گرامی شرکت طرح و توسعة لالهگستر نیایش برای فراهمآوردن تسهیلات و امکانات لازم در راستای انجام این پژوهش و همچنین، در اختیارگذاشتن اطلاعات سپاسگزاری میشود.
)
