نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
The Hormuz and the Gachin salt domes are located in the south of Bandar Abbas, the Hormozgan Province, in Zagros Structure Zone. The domes are dominated by andesite, trachy-andesite, basalt, dacite, and rhyolite belonging to Permian to Triassic age. Based on geochemical evidence, these rocks are calc-alkaline originated in orogenic setting related to subduction environment. The presence of oxide minerals (hematite and magnetite) in the volcanic rocks of the domes reflect oxidization conditions and high oxygen activity during their formation. Negative TNT and high LREE/HREE anomalies along with positive Pb anomalies and low Nb/U ratios (0.48 to 14.6), as well as tectonomagmatic diagrams indicate that the studied rocks are magmatic products of primary mantle origin, which has been metasomatized by continental crustal rocks. High Ba/Nb values, low Sr and Zr/Y>3 ratio along with geochemical diagrams, confirm the characteristics of arc magmas related to the formation of the rocks under study in a subduction environment.
کلیدواژهها [English]
گنبدهای نمک در بسیاری از نقاط جهان مانند خلیج مکزیک، دریای شمال، دریای مدیترانه و خلیجفارس پدید آمدهاند (Nairn and Alsharhan, 1997). بهعلت شناوربودن روی رسوبهای پوشانندة سطح زمین، این گنبدها از میان رسوبها پخش میشوند. عوامل زمینساختی مانند کشیدگی منطقهای یا کوتاهشدگی پوسته زمین و همچنین، نیروی جاذبه پیدایش آنها را کنترل میکنند (Hudec and Jackson, 2007; Mohamadi, 2011). گنبدهای نمکی بزرگ مقیاس در جنوب استانهای فارس، بوشهر و هرمزگان دیده میشوند. سری هرمز مهمترین گنبدهای نمکی خاورمیانه و به سن پرکامبرین است. سری هرمز آمیزهای رنگی از نمک، انیدریت، دولومیت، شیل، ماسهسنگ و سنگهای آتشفشانی است (Jahani et al., 2007; Khodabakhshnezhad and Arian, 2016). بررسیهای بسیاری روی گنبدهای نمکی سری هرمز انجام شدهاند؛ مانند: بررسیهای زمینشناسی و زمان جایگیری آنها (Talbot et al., 1998)، تأثیر فرایندهای دیاژنتیک (Talbot et al., 2009; Ghazban and Al-Aasm, 2010 )، کانهزایی آهن (Hassanlouei and Rajabzadeh, 2019) و سنگزایی سنگهای آذرین مرتبط با این گنبدها (Faramarzi et al., 2015). با این حال، تا کنون هیچ بررسیِ جامع و کاملی روی سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی هرمز برپایة دادههای عنصرهای خاکی کمیاب و مقایسة آن با گنبدنمکی گچین انجام نشده است.
بررسیهای انجامشده نشان دادهاند غنیشدگی و یا تهیشدگی عنصرها در این واحدهای سنگی ردیابی در تعیین فرایندهای حاکم بر پیدایش سنگهای میزبان کانسارهای سولفیدی کاربرد دارند (Sasmaz et al., 2005; Schwinn and Markl, 2005). کانهسازی سولفیدی و تمرکز عنصرهای خاکی کمیاب از ویژگیهای زمینشناسی این منطقه هستند. در این پژوهش، برپایة ویژگیهای سنگشناسی، کانیشناسی و زمینشیمیایی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب در سنگهای آتشفشانی گنبدهای نمکی هرمز و گچین، جایگاه تکتونوماگمایی و شرایط پیدایش آنها بررسی و تعیین شده است.
زمینشناسی منطقة هرمز و گچین
برپایة پهنهبندی زمینساختاری ایران، گنبدهای نمکی هرمز و گچین بخشی از پهنة زاگرس چینخوردة سنوزوییک هستند که در بخش میانی رشتهکوههای آلپ هیمالیا و مرز شمالخاوری صفحة عربی جای دارند. زاگرس چینخورده که این دو منطقه در آن جای دارند، پیامد باز و بستهشدن پوستة اقیانوس نئوتتیس و همگرایی میان صفحة عربی و اوراسیا است (Agard et al., 2005). از دیدگاه زمینساختی، پهنة یاد شده در ۵ مرحله پدید آمده است که عبارتند از: ۱) پیدایش فلات قاره در پالئوزوییک؛ ۲) کافتزایی در پرمین و تریاس؛ ۳) پیدایش مرز قارهای غیرفعال اقیانوس نئوتتیس در ژوراسیک و کرتاسه آغازین؛ ۴) جایگیری افیولیت در کرتاسه پایانی؛ 5) برخورد صفحة عربی با صفحة اوراسیا و کوتاهشدگی پوسته در نئوژن (Abdollahie Fard et al., 2006).
سری هرمز (نئوپروتروزوییک تا پرکامبرین پیشین؛ Stӧcklin، 1968)، مارنهای میشان (میوسن)، ماسهسنگ آغاجاری (پلیوسن) و کنگلومرای بختیاری (الیگوسن) از واحدهای مهم منطقه بهشمار میروند (شکل ۱). سری اول (h1) گنبدهای نمکی تبخیری هرمز در پرکامبرین و کامبرین پیشین، در شمال و جنوبخاوری خلیج فارس، از بندرعباس تا سروستان و کازرون، سری هرمز دانسته میشوند. گنبدهای نمکی بررسیشده (گچین و هرمز) به سری هرمز تعلق دارند. از پایین به بالا واحدهای رسوبی زیر از سنگهای رسوبی سازندة سازند هرمز هستند (Blanford, 1872; Alian and Bazamad, 2014):
۱) سازند نمکی هرمز:این سازند دربردارندة لایههای نمکی همراه با میانلایههای نازکی از توف، مارن، آهک، اکسیدها و سولفورهای آهن است؛
۲)سازند هرمز (h2):این سازند دربردارندة تناوبی از مارنهای سفید تا زرد کمرنگ، انیدریت، توف، ایگنمبریت، آهکهای نازکلایة سیاهرنگ و نوارهای نازک سنگ آهن است؛
۳) سازند آهکی سیاه رنگ جلبکی (h3):این سازند دربردارندة طبقات نازکلایة آهکی سیاه سرشار از فسیل جلبکهای گوناگون است؛
۴) سازند آواری- آتشفشانی (h4):این سازند دربردارندة ماسهسنگهای قرمز و سبز رنگ با میانلایههایی از توفیت است.
سنگهای آتشفشانی سازند هرمز دو دسته هستند: دسته نخست، سرشت اسیدی تا حد واسط دارند و از ریولیت، داسیت و تراکیت ساخته شدهاند. دسته دوم دربردارندة دایکهای دیابازی و گرانوفیری با سن 14±227 میلیون سال پیش (Richardson, 1972) هستند. همچنین، روند خاوری- باختری دارند و سازند هرمز را قطع کردهاند (Rostami et al., 2014).
شکل ۱- نقشة زمینشناسی واحدهای سنگی گنبدهای نمکی: A) هرمز؛ B) گچین (تهیهشده از نقشة زمینشناسی 250000: 1 بندرعباس (نقشة تلفیقشدة نهایی توسط Fakhari (1994))
گنبدنمکی هرمز از سازندهای تبخیری و لایههای نمکی ستبر ساخته شده است. از ویژگیهای خاص گنبدنمکی هرمز حضور سنگهای آذرین و بیشتر آتشفشانی گوناگون بههمراه سنگهای رسوبی به اندازههای مختلف روی یا درون نمکهاست. تقریباً همة سنگهای آذرین (ریولیت و توف ریولیتی، گابرو و گرانیت) در این گنبد دچار متاسوماتیسم شدهاند (Taghipour et al., 2008). بررسیهای سنی انجامشده به روش سنسنجی 206Pb/238U روی واحدهای ماگمایی گنبدنمکی هرمز، سن آنها را پرمین پایانی تا تریاس آغازین نشان دادهاند (Richardson, 1972; Faramarzi et al., 2015). در این گنبد، تودههای آذرین به شکل استوک و دایک همروند با گسلهای زمینساختی با مرز مشخص نسبت به دیگر واحدهای اطراف خود جای گرفتهاند (شکل ۲- A). از دیدگاه زمینساختی، منطقة هرمز بیشتر تحتتأثیر کوهزایی عمان و کمی تحتتأثیر کوهزایی زاگرس قرار گرفته است (Haghshenas, 2015).
کهنترین واحدهای سنگی در گنبدنمکی گچین، سنگهای تبخیری، رسوبی و آتشفشانیِ سازند هرمز با سن کامبرین زیرین در هستة گنبد هستند که اطراف آنها را رسوبهای سازندهای جوان (میشان و آغاجاری) فرا گرفتهاند. در میان رسوبها، سنگهای آذرین اسیدی و بازیک درونی و بیرونی دیده میشوند که مرز آنها با رسوبهای سازندهای جوان آشکار و روشن است (شکل ۲- B). سنگهای آذرین گچین دو نوعِ بازیک و اسیدی هستند. سنگهای بازیک دربردارندة بازالت، گابرو و دیاباز بهشدت دگرسانشده هستند. سنگهای اسیدی دربردارندة توفها و گنبدهای ریولیتی و گرانیتی کمژرفا هستند. به احتمال بسیار، این سنگها در پایان میوسن و آغاز پلیوسن در گنبدنمکی گچین رخنمون یافتهاند (Jafari Sadr, 2001). در این گنبدها، سنگهای آتشفشانی بهصورت دایک و استوک تزریقی به درازای بیشتر از ۲ کیلومتر با حاشیة انجماد سریع در ارتباط با برخی سنگهای پیرامون دیده میشوند. دایکها در بخشهایی با گسلهای راستگرد بهصورت افقی جابجا شدهاند. این سنگها دانهریز هستند و در نمونة دستی به رنگ سفید، خاکستری، سبز روشن تا تیره دیده میشوند.
شکل ۲- تصویرهای صحرایی از تودههای آتشفشانی و مرز آشکار و روشن آنها با واحدهای سنگی اطرافدر گنبدهای نمکی: A) هرمز (دید رو به جنوبباختری)؛ B) گچین (دید رو به جنوب)
روش انجام پژوهش
در این پژوهش، تفکیک واحدهای سنگی برپایة بررسیهای پیشینِ Rostami و همکاران (2014) و نیز Alian و Bazamad (2014) و نیز مشاهدات صحرایی انجام شد. سپس، از سنگهای آتشفشانیِ گنبدهای نمکی هرمز و گچین، شمار ۵۰ نمونة شاخص سالم و کمتر دگرسانشده برگزیده شد. مختصات جغرافیایی و موقعیت نمونه سنگهای برداشتشده در هر دو گنبد بهترتیب در جدول ۱ و شکل ۳ نشان داده شدهاند. پس از این مرحله، شمار ۲۶ مقطع نازک از سنگهای آتشفشانی و شمار ۴ مقطع صیقلی از کانههای مرتبط با این سنگها، برای شناسایی فازهای کانیایی فلزی تهیه و با میکروسکوپ دومنظوره بررسی شدند. همچنین، شمار ۶ نمونه برای شناسایی فازهای کانیایی نامشخص در این سنگها، در آزمایشگاه زر آزما به روش پراش پرتوی ایکس (XRD) با دستگاه Asenware مدل Awxdm300 در طول موج ۵۴/۱ آنگسترم، ولتاژ ۴۵ کیلو وات و ۴۰ میلیآمپر با زاویه 2θ برابربا ۳ تا ۶۰ درجه تجزیه شدند.
برای بررسیهای زمینشیمیایی و تعیین مقادیر عنصرهای اصلی، کمیاب و خاکی کمیاب شمار ۱۲ نمونه از سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی هرمز و شمار ۱۵ نمونه از سنگهای آتشفشانی گچین برگزیده و با روش طیفسنج جرمی پلاسمای جفتشده القایی (ICP-MS) و با دستگاه ICP-MS Perkin Elmenr Elan DRC در آزمایشگاه زرآزمای تهران تجزیه شدند. فرایند آمادهسازی در آزمایشگاه زرآزما بدینگونه بوده است که هر نمونه پس از ورود به آزمایشگاه نخست خشک شد. سپس، با سنگشکنهای فکی (Jaw Crusher) تا ابعاد کمتر از ۴ میلیمتر خردایش و در آسیاب دیسکی تا اندازة ۷۵ میکرون (۲۰۰ مش) نرمایش شد. پس از نرمایش هر نمونه، هاون با مواد ساینده تمیز شد. پودر بهدستآمده برای هر نمونه با روش چهار اسید حل و سپس مقادیر عنصرها با دستگاه ICP-MS اندازهگیری شد. برای راستیآزمایی، نمونههای استاندارد مرجع گواهیشده بینالمللی CRM (Certified Reference Material) بهکار برده شدند.
جدول ۱- مختصات نقاط نمونهبرداریشده در گنبدهای نمکی هرمز و گچین
|
Gachin |
Hormuz |
||||
|
Sample No. |
Latitude |
Longitude |
Sample No. |
Latitude |
Longitude |
|
1-G |
27° 4' 46.59"N |
55° 55' 46.48"E |
31-H |
27° 2'5 5.59"N |
56° 26' 24.76"E |
|
2-G |
27° 4' 37.16"N |
55° 54' 50.04"E |
32-H |
27° 3' 18.75"N |
56° 26' 4.57"E |
|
3-G |
27° 4' 43.75"N |
55° 55' 2.79"E |
34-H |
27° 3' 43.62"N |
56° 28' 9.52"E |
|
46-G |
27° 5' 55.40"N |
55° 56' 13.27"E |
35-H |
27° 2' 18.20"N |
56° 27' 9.48"E |
|
47-G |
27° 6' 34.72"N |
55° 54' 6.56"E |
36-H |
27° 4' 39.10"N |
56° 29' 37.59"E |
|
49-G |
27° 6' 34.68"N |
55° 55' 28.89"E |
39-H |
27° 3' 40.64"N |
56° 29' 23.41"E |
|
50-G |
27° 6' 38.04"N |
55° 55' 0.64"E |
40-H |
27° 2' 43.13"N |
56° 26' 53.39"E |
|
52-G |
27° 7' 8.50"N |
55° 55' 35.68"E |
41-H |
27° 4' 41.04"N |
56° 27' 41.51"E |
|
56-G |
27° 7' 6.05"N |
55° 55' 29.82"E |
44-H |
27° 4' 17.21"N |
56°26' 0.87"E |
|
57-G |
27° 6' 51.86"N |
55° 56' 32.39"E |
2-KH |
27° 2' 49.83"N |
56° 26' 30.75"E |
|
58-G |
27° 7' 24.10"N |
55° 54' 20.71"E |
3-KH |
27° 2' 17.72"N |
56° 26' 55.22"E |
|
59-G |
27° 7' 2.92"N |
55° 54' 58.91"E |
|
|
|
|
60-G |
27° 6' 52.98"N |
55° 55' 8.92"E |
|
|
|
|
62-G |
27° 6' 29.19"N |
55° 55' 54.80"E |
|
|
|
|
73-G |
27° 6' 32.85"N |
55° 56' 19.49"E |
|
|
|
|
1-KG |
27° 5' 43.04"N |
55° 58' 49.24"E |
|
|
|
شکل ۳- تصویر Google Earth از موقعیت نمونههای برداشتشده از گنبدهای نمکی. A) گنبدنمکی هرمز؛ B) گنبدنمکی گچین
نتایج
کانیشناسی
برپایة بررسیهای مقاطع نازک، بیشتر سنگهای آتشفشانی در گنبدنمکی هرمز از نوع ریولیت، توف و تراکیآندزیت هستند (جدول ۲). ریولیتهای این گنبد با بافت پورفیری، ۲۵ درصدحجمی درشت بلورهای کوارتز همراه با ۳۰ درصدحجمی آلکالیفلدسپار، ۱۵ درصدحجمی پلاژیوکلاز و ۱۰ درصدحجمی کانیهای تیره در زمینة ریزدانه و شیشه در زیر میکروسکوپ دیده میشوند. فنوکریستها و میکروفنوکریستهای کوارتز بهصورت بلورهای بیشکل و شمار اندکی از آنها نیز بهصورت بلورهای منشوری شکلدار دیده میشوند که گاه بهصورت اندک با اکسید آهن جایگزین شدهاند (شکل ۴- A).
جدول ۲- نوع سنگ و کانیهای سازندة آنها برپایة بررسی مقاطع نازک
|
Sample No. |
Rock Name |
Major Minerals |
Secondary Minerals |
Accessory Minerals |
|
1-G |
Tuff |
Quartz, Feldspar |
Clay mineral, Sericite, Carbonate, Iron oxide |
Opaque mineral-Iron oxide, Gypsum-Bassanite |
|
2-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Orthose |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
3-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Feldspar |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
46-G |
Trachyandesite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite, Carbonate |
Opaque mineral-Iron oxide, Tourmaline |
|
47-G |
Altered tuff |
Quartz, Feldspar |
Gypsum-Bassanite, Carbonate |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
49-G |
Metamorphic rock |
Epidote, Zoisite |
Chlorite, Sphene, Amphibole |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
50-G |
Granite |
Orthose, Plagioclase |
Clay mineral, Chlorite, Muscovite, Epidote, Carbonate |
Opaque mineral-Iron oxide, Apatite, Sphene |
|
52-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
56-G |
Rhyolite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite, Muscovite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
57-G |
Rhyolite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite, Muscovite, Amphibole |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
58-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite, Muscovite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
59-G |
Altered rhyolite |
Quartz, Feldspar |
Clay mineral, Sericite, Chlorite |
Opaque mineral-Iron oxide, Apatite |
|
60-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Orthose |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
62-G |
Tuff |
Quartz, Feldspar |
Clay mineral, Sericite, Carbonate, Quartz |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
73-G |
Rhyolite tuff |
Quartz, Sanidine |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
31-H |
Rhyolite |
Quartz, Feldspar |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
32-H |
Rhyolite tuff |
Quartz, Orthose |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
34-H |
Tuff |
Quartz |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
35-H |
Rhyolite tuff |
Quartz, Sanidine |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
36-H |
Rhyolite tuff |
Quartz, Sanidine |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
39-H |
Tuff |
Quartz |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
40-H |
Trachyandesite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
41-H |
Rhyolite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
44-H |
Tuff |
Quartz |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
45-H |
Rhyolite |
Quartz, Plagioclase |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
|
48-H |
Rhyolite |
Quartz, Sanidine |
Clay mineral, Sericite |
Opaque mineral-Iron oxide |
توف ریولیتی با بافت کریستالوکلاستیک از فنوکریستالهای بلوری کوارتز و مقدار کمی آثار بلوری از کانی تیره در خمیره شیشهای ساخته شده است. توفها با بافت غالب میکروکریستالین از کانی اصلی کوارتز (۵۵ درصدحجمی)، فلدسپار (۲۰ درصدحجمی) و همچنین ۵ درصدحجمی کانی فرعی (اکسیدهای آهن و کانیهای رسی) در زمینهای از شیشه ساخته شدهاند (شکل ۴- B). کوارتز (۲۵ درصدحجمی) و آلکالیفلدسپار (۲۰ درصدحجمی) از کانیهای اصلی سنگهای تراکیآندزیت هستند. بافت این سنگها پورفیری است و شامل ۳۰ درصدحجمی کانیهای رسی و کانیهای کدر بهویژه اکسیدهای آهن در زمینهای ریز دانه و شیشه هستند (شکل ۴- C). توف، ریولیت و تراکیآندزیت نیز از سنگهای آتشفشانی در گنبدنمکی گچین هستند (جدول ۲). سنگهای ریولیتی که بیشترین فراوانی را دارند، شامل کانیهای اصلی کوارتز (۳۵ درصدحجمی) و فلدسپارهای دگرسانشده (۱۵ درصدحجمی) هستند که با فازهای فرعی مانند مسکوویت، سریسیت، کانیهای رسی و کانیهای کدر (۱۵ درصدحجمی) همراهی میشوند. بافت غالب این سنگها پورفیری با دانههای درشت کوارتز در زمینة ریزدانه و شیشه است. کانیهای فلدسپار (ارتوکلاز و پلاژیوکلازهای سدیک) بهصورت بلورهای نیمهشکلدار و بیشتر بیشکل دیده میشوند که با اکسیدهای آهن جایگزین و یا به کانی رسی و سریسیت تجزیه شدهاند (شکل ۴- D). در این گنبد، توفهای ریولیتی تجزیهشده با بافت کریستالوکلاستیک متشکل از مقدار کمی فنوکریستهای بلوری کوارتز (۴۰ درصدحجمی) بهصورت بیشکل گاه با حواشی خردشده و خوردگی خلیجی در خمیرة شیشهای با ۱۵ درصدحجمی درشتبلورهای فلدسپار و ۱۵ درصدحجمی کانیهای تیره دیده میشوند (شکل ۴- E).در تراکیآندزیت با بافت گلومروپرفیریتیک، کوارتز (۲۰ درصدحجمی) همراه با پلاژیوکلاز و آلکالیفلدسپار (۳۵ درصدحجمی) بهصورت بلورهای شکلدار تا نیمهشکلدار دیده میشوند و گاه در آنها آثار خردشدگی و تجزیه به کانی رسی و سریسیت (۱۵ درصدحجمی) در زمینهای از شیشه پدیدار شده است (شکل ۴- F).
کانهزایی
در مقاطع صیقلی از کانههای مرتبط با سنگهای آتشفشانی هرمز، هماتیت با فراوانی نزدیک به ۵۰ تا ۸۵ درصدحجمی و ابعاد ۲ تا ۶۰۰ میکرون بهصورت تیغهای (شکل ۵- A) با ابعاد ۲ میکرون تا ۱ میلیمتر فاز غالب فلزی است که بافت تودهای را در سنگ پدید آورده است (شکل ۵- B). هماتیتها بهصورت دو نسل کانهزایی دیده میشوند. هماتیتهای تیغهای یا تودهای بهصورت نخستین (نسل نخست) و هماتیتهای رگچهای بهصورت ثانویه (نسل دوم) هستند. مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت از دیگر کانیهای فراوان در نمونههای کانه مرتبط با سنگهای آتشفشانی موجود در گنبدهای نمکی گچین هستند که بهصورت بلورهای شکلدار با ابعاد ۲ تا ۵۰۰ میکرون بافت موزاییکی را پدید آوردهاند (شکل ۵- C). برپایة روابط کانهها، فاز اکسیدی (مگنتیت) در آغاز و سپس فاز سولفیدی (پیریت و کالکوپیریت) پدید آمدهاند. همچنین، بافت خوردگی پیریت و کالکوپیریت توسط مگنتیت نشاندهندة پیدایش مگنتیت در فاز پس از این کانیهاست. پیریت با فراوانی نزدیک به ۱۰ درصد بهصورت بلورهای شکلدار با ابعاد ۲۰ تا ۴۰۰ میکرون بهصورت رگچهای میان مگنتیت دیده میشود. پس این کانی نسل دوم بهصورت ثانویه و تأخیری پدید آمده است و نشاندهندة فرایند پرکنندگی فضای خالی است (Parvaresh Darbandi et al., 2020) (شکل ۵- D). کالکوپیریت بهصورت لکههای بیشکل در میان دانههای مگنتیت دیده میشود (شکل ۵- C).
شکل ۴- تصویر مقاطع نازک سنگهای آتشفشانی هرمز و گچین در XPL. A) سنگ ریولیتی در هرمز با فلدسپارهای دگرسانشده (نمونة 45-H)؛ B) نمونة توف هرمز با بافت میکروکریستالین (نمونة 34-H)؛ C) تراکیآندزیت هرمز با بافت پورفیری (نمونة 40-H)؛ D) بافت پورفیری در ریولیت گچین با دانههای درشت کوارتز (نمونه 3-G)؛ E) توف ریولیتی تجزیهشدة گچین (نمونة 52-G)؛ F) بافت گلومروپورفیری در نمونة تراکیآندزیت گچین (نمونة 46-G) (Php: کانی فیلوسیلیکاته؛ نام اختصاری دیگر کانیها برپایة Whitney و Evans (2010): Fsp: فلدسپار؛ Opq: کانیهای تیره؛ Qz: کوارتز)
شکل ۵- مقاطع صیقلی از سنگهای آتشفشانی هرمز (A و B) و گچین (C و D) در نور بازتابی PPL. A) هماتیت تیغهای با فراوانی نزدیک به ۵۰ تا ۸۵ درصد و ابعاد ۲ تا ۶۰۰ میکرون (46H)؛ B) هماتیت با بافت تودهای و ابعاد ۲ میکرون الی ۱ میلیمتر (نمونة 47H)؛ C) کانی مگنتیت با بافت موزاییکی با فراوانی نزدیک به ۸۰ درصد و ابعاد ۲ تا ۵۰۰ میکرون همراه با دانههای بیشکل کالکوپیریت با فراوانی نزدیک به ۴ درصد (نمونة 2G)؛ D) رگچههایی از بلورهای شکلدار پیریت با فراوانی نزدیک به ۱۰ درصد و ابعاد ۲۰ تا ۴۰۰ میکرون در میان مگنتیت (نمونة 2G) (نام اختصاری کانیها برپایة Whitney و Evans (2010): Mag: مگنتیت؛ Hem: هماتیت؛ Ccp: کالکوپیریت؛ Py: پیریت)
تجزیههای XRD از بخشهای کانهدار مرتبط با سنگهای آتشفشانی، کانیهای مهم گنبدنمکی هرمز، مانند هماتیت، دولومیت، کوارتز، اوژیت و با اندکی تفاوت در تنوع، کانیهای اصلی گنبدنمکی گچین مانند هماتیت، مگنتیت، کوارتز، کلسیت، اپیدوت و کلریت را نشان میدهند (جدول ۳).
جدول ۳- نتایج XRD بخشهای کانهدار مرتبط با سنگهای آتشفشانی گنبدهای نمکی هرمز (KH) و گچین (KG)
|
Sample No. |
Major phases |
Minor phases |
|
1KH |
Quartz, Fluorapatite, Hematite, Dolomite |
Mica-Elite, Chlorite, Microcline |
|
2KH |
Augite |
Quartz, Brucite |
|
3KH |
Quartz, Hematite |
Albite |
|
1KG |
Quartz, Magnetite, Hematite, Calcite |
Fluorapatite, Goethite, Orthoclase, Mica- illite |
|
2KG |
Chlorite, Albite |
Muscovite- illite , Hornblende, Microcline |
|
3KG |
Quartz, Calcite, Epidote |
Hornblende, Microcline, Chlorite, Albite |
زمینشیمی
برپایة دادههای زمینشیمیایی بهدستآمده، مقدار Al2O3 در سنگهای آتشفشانی در گنبدهای نمکی هرمز و گچین از 03/0 تا 62/1 درصدوزنی در نوسان است. مقدار Fe2O3 در این سنگها نیز از 58/0درصدوزنی به بیشتر از ۱۰ درصدوزنی میرسد. همچنین، بیشترین مقدار CaO از ۱۰ درصدوزنی و بیشترین مقدار MgO از ۲ درصدوزنی بیشتر هستند. مقدار TiO2 کمابیش بالاست و بیشترین مقدار آن به 31/1 درصدوزنی میرسد (جدول ۴). افزونبر این، مقدار Y بسیار بالاست؛ بهگونهایکه بیشترین مقدار آن ۱۶۰۱ پیپیام است (جدول ۳).
با بهکارگیری عنصرهای Y، Ti، Nb و Zr که عنصرهای نامتحرک دانسته شدهاند (Pearce, 1996)، در شناسایی نوع سنگها و برپایة نتایج عنصرهای اصلی، کمیاب و خاکی کمیاب (جدولهای ۴، ۵ و ۶) و ترسیم نمودار Zr/TiO2 دربرابر Nb/Y، سنگهای بررسیشده از نوع ریولیت، تراکیآندزیت، بازالت و داسیت هستند (شکل ۶). در میان این سنگها، سنگهای گچین با دو منطقة جداگانه از تنوع و ناهمگنی و تغییر ترکیب نسبت به سنگهای هرمز بیشتری دارند. این ویژگی شاید پیامد چندین فاز فعالیت آتشفشانی در این جزیره باشد. گفتنی است در این پژوهش، غلظت عنصرهای اصلی برپایة ppm و با نرمافزار OXDPPM به مقادیر اکسید تبدیل شدهاند (Al-Mishwat, 2016) (جدول ۴).
جدول ۴- مقدار اکسیدی عنصرهای اصلی در سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی هرمز (H) و گچین (G) (دادهها برپایة درصدوزنی)
|
Sample No. |
DL |
1-G |
2-G |
3-G |
46-G |
47-G |
49-G |
50-G |
52-G |
56-G |
57-G |
58-G |
59-G |
60-G |
|
Al2O3 |
0.01 |
1.33 |
0.03 |
1.12 |
1.17 |
1.16 |
1.62 |
1.3 |
1.2 |
1.2 |
1.27 |
1.28 |
1.26 |
1.49 |
|
Fe2O3 |
0.01 |
2.22 |
>10 |
1.86 |
4.11 |
1.6 |
9.08 |
1.14 |
5.25 |
0.58 |
4.65 |
4.64 |
2.55 |
6.4 |
|
MnO |
0.01 |
0.4 |
0.01 |
0.28 |
0.05 |
0.13 |
0.1 |
0.03 |
0.09 |
0.02 |
0.12 |
0.05 |
0.03 |
0 |
|
MgO |
0.02 |
1.19 |
0.07 |
1.37 |
1.79 |
0.48 |
>2 |
0.68 |
>2 |
1.44 |
2.47 |
2.69 |
1.52 |
0.09 |
|
CaO |
0.01 |
1.8 |
>10 |
2.27 |
0.39 |
2.54 |
9.29 |
0.97 |
0.1 |
0.64 |
0.18 |
0.11 |
0.31 |
0.15 |
|
K2O |
0.01 |
5.72 |
0.29 |
4.83 |
6.25 |
4.98 |
2.96 |
3.84 |
3.74 |
8.53 |
5.92 |
6.05 |
3.85 |
5.19 |
|
Na2O |
0.01 |
0.14 |
0.06 |
0.45 |
1.56 |
0.7 |
0.32 |
5.07 |
0.67 |
0.58 |
0.15 |
0.4 |
4.1 |
0.24 |
|
P2O5 |
0.01 |
0.02 |
0.38 |
0.03 |
0.06 |
0.02 |
0.16 |
0.03 |
0.02 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.03 |
0.04 |
|
TiO2 |
0.01 |
0.13 |
<10 |
0.12 |
0.34 |
0.11 |
1.31 |
0.4 |
0.16 |
0.14 |
0.32 |
0.28 |
0.18 |
0.12 |
|
Sample No. |
DL |
62-G |
73-G |
31-H |
32-H |
34-H |
35-H |
36-H |
39-H |
40-H |
41-H |
44-H |
45-H |
48-H |
|
Al2O3 |
0.01 |
1.23 |
1.09 |
1.5 |
0.15 |
1.34 |
0.98 |
1.21 |
1.25 |
1.32 |
1.35 |
1.17 |
1.22 |
0.38 |
|
Fe2O3 |
0.01 |
0.93 |
3.34 |
2.89 |
>10 |
5.23 |
9.11 |
2.61 |
4.2 |
3.84 |
3.01 |
2.09 |
2.1 |
4.87 |
|
MnO |
0.01 |
0.03 |
0.04 |
0.01 |
1.41 |
0.03 |
0.04 |
0.02 |
0.04 |
0.03 |
0.01 |
0 |
0.01 |
1.6 |
|
MgO |
0.02 |
1.18 |
1.09 |
>2 |
2.59 |
>2 |
0.24 |
2.74 |
2.99 |
>2 |
>2 |
2.96 |
1.89 |
>2 |
|
CaO |
0.01 |
2.67 |
1.11 |
0.21 |
>10 |
0.2 |
0.39 |
0.31 |
0.86 |
0.19 |
0.12 |
0.34 |
0.35 |
1.49 |
|
K2O |
0.01 |
5.28 |
8.96 |
4.77 |
1.26 |
5.22 |
3.79 |
6.96 |
4.71 |
4.36 |
3.8 |
5.69 |
4.23 |
2.69 |
|
Na2O |
0.01 |
0.85 |
1.63 |
0.25 |
0.3 |
1.15 |
0.8 |
1.19 |
0.68 |
0.31 |
0.25 |
1.92 |
0.12 |
0.87 |
|
P2O5 |
0.01 |
0.03 |
0.03 |
0.06 |
>3 |
0.09 |
0.03 |
0.02 |
0.06 |
0.07 |
0.06 |
0.05 |
0.02 |
0.16 |
|
TiO2 |
0.01 |
0.14 |
0.17 |
0.54 |
0.06 |
0.36 |
0.17 |
0.13 |
0.3 |
0.43 |
0.17 |
0.21 |
0.16 |
0.11 |
جدول ۵- مقادیر عنصرهای کمیاب در سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی هرمز (H) و گچین (G) بهدستآمده با روش ICP-MS (دادهها برپایة ppm)
|
Sample No. |
DL |
1-G |
2-G |
3-G |
46-G |
47-G |
49-G |
50-G |
52-G |
56-G |
57-G |
58-G |
59-G |
60-G |
|
Rb |
1 |
167 |
<1 |
102 |
140 |
135 |
22 |
43 |
100 |
100 |
166 |
153 |
90 |
367 |
|
S |
50 |
1918 |
>3% |
1408 |
646 |
205 |
223 |
150 |
101 |
1454 |
2853 |
383 |
435 |
4108 |
|
Sr |
1 |
143 |
50.3 |
166 |
16.6 |
20.6 |
465 |
72 |
18.6 |
30 |
287 |
17.5 |
46 |
320 |
|
Cs |
0.5 |
13 |
<0.5 |
7.8 |
3.3 |
5.1 |
<0.5 |
0.6 |
3.6 |
0.9 |
3.7 |
8.1 |
0.7 |
3.1 |
|
Ba |
1 |
106 |
168 |
145 |
531 |
198 |
228 |
693 |
438 |
451 |
>1% |
189 |
295 |
32 |
|
Ta |
0.1 |
0.8 |
0.25 |
0.5 |
0.5 |
0.63 |
0.59 |
0.49 |
0.84 |
0.34 |
0.58 |
0.6 |
0.51 |
0.52 |
|
Nb |
1 |
8.9 |
3.3 |
6.6 |
6.7 |
7 |
7.3 |
8 |
7.5 |
4.6 |
6.7 |
6.2 |
5.9 |
5.6 |
|
Zr |
5 |
115 |
11 |
59 |
7 |
74 |
79 |
13 |
87 |
7 |
11 |
10 |
17 |
9 |
|
Hf |
0.5 |
3.93 |
1.05 |
1.99 |
1.21 |
2.82 |
2.9 |
1.31 |
3.45 |
0.99 |
1.23 |
1.14 |
1.25 |
0.97 |
|
Th |
0.1 |
18 |
3.69 |
10.35 |
10.08 |
15.76 |
4.1 |
21.63 |
23.67 |
13.35 |
8.42 |
8.79 |
15.39 |
9.57 |
|
U |
0.1 |
2.7 |
6.7 |
1.8 |
1 |
1.8 |
0.5 |
3.3 |
3.7 |
1.8 |
2.1 |
0.6 |
1.6 |
0.4 |
|
Y |
0.5 |
16.9 |
379 |
12.8 |
21.3 |
20.1 |
22.4 |
38.1 |
12.4 |
9.8 |
16.7 |
6.3 |
36.7 |
<0.5 |
|
Sample No. |
DL |
62-G |
73-G |
31-H |
32-H |
34-H |
35-H |
36-H |
39-H |
40-H |
41-H |
44-H |
45-H |
48-H |
|
Rb |
1 |
196 |
124 |
156 |
18 |
126 |
98 |
138 |
88 |
79 |
119 |
69 |
121 |
202 |
|
S |
50 |
353 |
6696 |
395 |
1670 |
336 |
731 |
396 |
435 |
289 |
271 |
244 |
2190 |
815 |
|
Sr |
1 |
60.4 |
306 |
121 |
361 |
39.5 |
119 |
34.8 |
201 |
86.4 |
31.5 |
57.5 |
38.3 |
372 |
|
Cs |
0.5 |
6.1 |
3.5 |
5.7 |
1.2 |
5.6 |
3.6 |
3.7 |
4.8 |
6.8 |
3.3 |
3 |
3.8 |
6.8 |
|
Ba |
1 |
691 |
1691 |
64 |
4876 |
942 |
680 |
185 |
1423 |
95 |
159 |
58 |
88 |
249 |
|
Ta |
0.1 |
0.83 |
0.65 |
0.87 |
0.43 |
0.84 |
0.66 |
0.52 |
0.62 |
1.07 |
0.53 |
0.47 |
0.74 |
0.39 |
|
Nb |
1 |
8.8 |
9 |
11.3 |
3 |
8.8 |
7.5 |
7.5 |
7.6 |
9.4 |
6.2 |
6.4 |
10 |
4.9 |
|
Zr |
5 |
68 |
69 |
130 |
6 |
79 |
99 |
75 |
68 |
93 |
118 |
6 |
132 |
27 |
|
Hf |
0.5 |
2.74 |
3.09 |
4.09 |
2.16 |
2.68 |
3.17 |
3.25 |
2.75 |
3.16 |
3.69 |
1.11 |
5.04 |
1.51 |
|
Th |
0.1 |
16.31 |
13.8 |
14.51 |
68.54 |
8.65 |
10.33 |
12.85 |
10.73 |
10.17 |
12.72 |
8.56 |
11.24 |
4.53 |
|
U |
0.1 |
2.7 |
7.1 |
4.3 |
6.3 |
1.5 |
1.8 |
1.9 |
1.6 |
3.2 |
2.3 |
0.7 |
4.1 |
6.8 |
|
Y |
0.5 |
20.4 |
9.8 |
21.8 |
1601 |
13.4 |
7.6 |
21.2 |
7.2 |
17.5 |
11.2 |
2.3 |
20.9 |
5.5 |
جدول ۶- مقادیر عنصرهای خاکی کمیاب و برخی پارامترهای زمینشیمیایی در سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی هرمز (H) و گچین (G) تعیین شده با روش ICP-MS (دادهها برپایة ppm)
|
Sample No. |
DL |
1-G |
2-G |
3-G |
46-G |
47-G |
49-G |
50-G |
52-G |
56-G |
57-G |
58-G |
59-G |
60-G |
|
La |
1 |
43 |
36 |
30 |
16 |
36 |
12 |
33 |
8 |
41 |
10 |
21 |
3 |
31 |
|
Ce |
0.5 |
93 |
65 |
60 |
26 |
71 |
25 |
82 |
14 |
74 |
15 |
34 |
5 |
32 |
|
Pr |
0.05 |
9.75 |
6.4 |
6.06 |
2.73 |
7.17 |
2.41 |
9.38 |
0.74 |
7.19 |
1.35 |
3.81 |
<0.05 |
2.02 |
|
Nd |
0.5 |
38 |
34.4 |
23 |
12.6 |
27.9 |
11.1 |
39.3 |
2.5 |
26.8 |
6.4 |
14.6 |
0.8 |
4.9 |
|
Sm |
0.02 |
7.19 |
19.6 |
4.27 |
3.55 |
5.27 |
3.23 |
7.45 |
0.76 |
4.88 |
5.31 |
3.09 |
1.75 |
0.12 |
|
Eu |
0.1 |
0.31 |
6.86 |
0.22 |
0.68 |
0.42 |
1.4 |
0.79 |
0.18 |
0.82 |
2.91 |
0.46 |
0.52 |
<0.1 |
|
Gd |
0.05 |
5.47 |
28.25 |
4.08 |
4.12 |
4.97 |
4.28 |
7.05 |
2 |
4.75 |
3.01 |
2.96 |
4.53 |
1.53 |
|
Tb |
0.1 |
0.56 |
6.25 |
0.49 |
0.67 |
0.68 |
0.72 |
1.14 |
0.29 |
0.63 |
0.56 |
0.37 |
0.92 |
0.17 |
|
Dy |
0.02 |
2.43 |
53.05 |
2.05 |
4.27 |
3.36 |
4.72 |
7.39 |
1.58 |
2.38 |
3.49 |
1.44 |
7.21 |
0.28 |
|
Er |
0.05 |
1.94 |
38.35 |
1.56 |
2.55 |
1.75 |
2.96 |
4.2 |
1.58 |
1.32 |
2.15 |
0.9 |
3.91 |
0.25 |
|
Tm |
0.1 |
0.3 |
5.82 |
0.18 |
0.34 |
0.3 |
0.36 |
0.59 |
0.29 |
0.15 |
0.29 |
0.11 |
0.54 |
<0.1 |
|
Yb |
0.05 |
2.6 |
29.2 |
1.7 |
1.9 |
1.9 |
2.8 |
3.3 |
2.5 |
0.8 |
1.5 |
0.7 |
2.5 |
0.4 |
|
Lu |
0.1 |
0.3 |
3.72 |
0.27 |
0.25 |
0.31 |
0.37 |
0.52 |
0.44 |
0.16 |
0.22 |
0.12 |
0.39 |
<0.1 |
|
Eu/Eu* |
|
0.15 |
0.89 |
0.16 |
0.54 |
0.25 |
1.15 |
0.33 |
0.45 |
0.52 |
2.23 |
0.47 |
0.56 |
0.71 |
|
LaN/YbN |
|
11.15 |
0.82 |
11.9 |
5.68 |
12.77 |
2.89 |
6.74 |
2.16 |
34.55 |
4.49 |
20.23 |
0.81 |
52.25 |
|
CeN/YbN |
|
9.25 |
0.58 |
9.13 |
3.54 |
9.67 |
2.31 |
6.43 |
1.45 |
23.93 |
2.59 |
12.56 |
0.52 |
20.69 |
|
Sample No. |
DL |
62-G |
73-G |
31-H |
32-H |
34-H |
35-H |
36-H |
39-H |
40-H |
41-H |
44-H |
45-H |
48-H |
|
La |
1 |
37 |
33 |
52 |
1894 |
11 |
11 |
13 |
23 |
22 |
42 |
4 |
4 |
26 |
|
Ce |
0.5 |
72 |
49 |
131 |
3691 |
20 |
15 |
18 |
44 |
42 |
72 |
3 |
10 |
25 |
|
Pr |
0.05 |
7.43 |
6.74 |
18.16 |
400 |
1.44 |
0.44 |
0.84 |
4.48 |
3.48 |
6.08 |
0.07 |
<0.05 |
1.34 |
|
Nd |
0.5 |
28.5 |
27 |
103 |
1633 |
6 |
0.9 |
3.7 |
17.7 |
12.1 |
20.1 |
<0.5 |
<0.5 |
3.1 |
|
Sm |
0.02 |
5.52 |
3.63 |
33.23 |
295 |
1.95 |
0.62 |
0.98 |
4.04 |
2.94 |
2.64 |
0.11 |
0.48 |
0.26 |
|
Eu |
0.1 |
0.5 |
0.64 |
3.22 |
31.42 |
0.59 |
0.34 |
0.16 |
1.1 |
0.56 |
0.61 |
<0.1 |
0.23 |
0.25 |
|
Gd |
0.05 |
4.93 |
2.5 |
7.47 |
273 |
2.61 |
2.12 |
2.69 |
3.27 |
3.6 |
3.25 |
1.49 |
2.75 |
1.81 |
|
Tb |
0.1 |
0.65 |
0.38 |
0.72 |
42.51 |
0.39 |
0.3 |
0.48 |
0.41 |
0.51 |
0.54 |
0.22 |
0.54 |
0.28 |
|
Dy |
0.02 |
3.7 |
1.79 |
3.81 |
277 |
2.22 |
1.18 |
2.92 |
1.35 |
2.65 |
1.84 |
0.68 |
3.22 |
0.96 |
|
Er |
0.05 |
2.17 |
1.78 |
2.79 |
161 |
1.68 |
1 |
2.19 |
1.29 |
1.89 |
1.72 |
0.46 |
2.49 |
0.79 |
|
Tm |
0.1 |
0.31 |
0.35 |
0.44 |
20.14 |
0.26 |
0.17 |
0.37 |
0.17 |
0.36 |
0.22 |
<0.1 |
0.41 |
0.14 |
|
Yb |
0.05 |
2.2 |
2.3 |
3.1 |
97.6 |
1.7 |
1.6 |
2.7 |
1.2 |
2.4 |
1.6 |
0.3 |
2.9 |
0.8 |
|
Lu |
0.1 |
0.35 |
0.44 |
0.5 |
13.15 |
0.25 |
0.22 |
0.47 |
0.23 |
0.36 |
0.29 |
<0.1 |
0.51 |
0.15 |
|
Eu/Eu* |
|
0.29 |
0.65 |
0.62 |
0.34 |
0.8 |
0.91 |
0.3 |
0.93 |
0.53 |
0.64 |
0.68 |
0.61 |
1.11 |
|
LaN/YbN |
|
11.34 |
9.67 |
11.31 |
13.08 |
4.36 |
4.64 |
3.25 |
12.92 |
6.18 |
17.7 |
8.99 |
0.93 |
21.91 |
|
CeN/YbN |
|
8.47 |
5.51 |
10.93 |
9.78 |
3.04 |
2.42 |
1.72 |
9.48 |
4.53 |
11.64 |
2.59 |
0.89 |
8.08 |
شکل ۶- سنگهای آتشفشانی هرمز و گچین در نمودار دو متغیرة Zr/TiO2 دربرابر Nb/Y (Pearce, 1996)
بیشتر این نمونهها در نمودار سهتایی FeO-(Na2O+K2O)-MgO یا AFM در محدودة کالکآلکالن جای گرفتهاند (شکل ۷- A). برپایة نمودار شکل ۷- B)، نمونههای بررسیشده سرشت آداکیتی ندارند و در محدودة سنگهای آتشفشانی نرمال جای گرفتهاند.
شکل ۷- سنگهای آتشفشانی هرمز و گچین در: A) نمودار سه متغیرة FeOt-(Na2O+K2O)-MgO (Irvine and Baragar, 1971)؛ B) نمودار دو متغیرة Yb-(La/Yb) (Defant and Drummond, 1990)
در تعیین تفاوت محیط و جایگاه زمینساختی سنگهای آذرین در این دو گنبدنمکی در نمودار Al2O3-FeO-MgO (Pearce and Gale, 1977) آشکار شد نمونههای گنبدنمکی هرمز در محیط کمان وابسته به محیط فرورانش و نمونههای گنبدنمکی گچین در محدودة کوهزایی قارهای جای دارند (شکل ۸). برپایة بررسیهای Faramarzi و همکاران (۲۰۱۵) روی زیرکنهایِ ریولیتهای هرمز، سن سنگهای آذرین گنبدهای نمکی نئوپروتروزوییک تا کامبرین پیشین بهدست آمد. نمونههای آتشفشانی دو گنبدنمکی در نمودارهای عنکبوتی عنصرهای ناسازگار دربرابر ترکیب گوشته اولیه (Sun and McDonough, 1989) بهنجارشدند. در این نمودار، تهیشدگی TNT نشان میدهد این سنگهای آتشفشانی به پهنة فرورانشی وابسته هستند (Wang et al., 2004; Seyedqaraeini et al., 2019) (شکل ۹).
شکل ۸- سنگهای آتشفشانی هرمز و گچین در: نمودار سه متغیرة FeOt-MgO-Al2O3 (Pearce and Gale, 1977)
شکل ۹- نمودار عنکبوتی عنصرهای ناسازگار بهنجارشده به ترکیب گوشته (Sun and McDonough, 1989) برای سنگهای آتشفشانی هرمز و گچین
نمودار عنصرهای خاکی کمیاب نمونههای بررسیشدة بهنجارشده به ترکیب کندریت (Nakamura, 1974) (شکل ۱۰) نشان میدهد سنگهای ریولیتی و توفهای گنبدنمکی گچین الگوی منظمتری نسبت به نمونههای گنبدنمکی هرمز دارند؛ اما بهطورکلی، غنیشدگی اندک از عنصرهای خاکی کمیاب سبک (LREE) نسبت به عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREE) پیامد درجات ذوببخشی کم مواد خاستگاه است. در این نمودار، بیهنجاری منفی Eu نسبت به ترکیب کندریت برای هر دو منطقه دیده میشود (شکل ۱۰- A). الگوی عنصرهای خاکی کمیاب در نمونههای آتشفشانی هرمز کمابیش مسطح و با شیب بسیار کم و نامنظمتر است (شکل ۱۰- B).
شکل ۱۰- الگوی عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Nakamura, 1974) برای: A) نمونههای هرمز؛ B) نمونههای گچین
مقدار کل عنصرهای خاکی کمیاب (ΣREE) و بیهنجاری بهدستآمده برای عنصر یوروپیم با بهکارگیری رابطة Eu/Eu*=EuN(SmN×GdN)0.5 (جدول ۶) نشان میدهند مقدار عنصرهای خاکی کمیاب در سنگهای آذرین گنبدنمکی هرمز بسیار بیشتر (۸۸۲۸ پیپیام) از نمونههای گچین ۳۳۲ پیپیام است. مقدار ΣREE در بیشتر نمونههای گنبدهای نمکی هرمز و گچین، بیشتر از میانگین ΣREE در آبهای اقیانوسی (کمتر از 100 پیپیام) است (Moghadasi, 2017). بیهنجاری Eu بهدستآمده در همة نمونهها (مگر در سه نمونه) منفی است (شکل ۹). نبود بیهنجاری منفی Eu در سه نمونة یادشده نشاندهندة فعالیت بیشتر اکسیژن در زمان پیدایش آنهاست ((Rollinson, 1993. مقدارهای تفکیکشدگی کل عنصرهای خاکی کمیاب (LaN/YbN) در نمونههای هرمز در بازة 91/21-93/0 و در نمونههای گنبدنمکی گچین، با اندکی افزایش، در بازة 25/52-81/0 هستند. بازة گستردة درجة تفکیکشدگی عنصرهای خاکی کمیاب نشانة پیدایش سنگهای آتشفشانی گنبدنمکی گچین در پی آلایش پوستهای است (Omidyanfar et al., 2019).
برای بررسی متاسوماتیزم رویداده در سنگهای آتشفشانی گنبدهای نمکی هرمز و گچین، نمودار Na دربرابر K بهکار برده شد (شکل ۱1- A). برپایة این نمودار، دگرسانی جانشینی از نوع کلسیمی و آرژیلیتی است (Cuney et al., 1989). همچنین، در این بررسی برای ارزیابی آلودگی با سنگهای پوستهای، افزونبر ویژگیها و مقدار عنصرهای خاکی کمیاب، از شاخص La/Sm بهره گرفته شد که از مهمترین معرفهای حساس به آلودگی پوستهای است. برپایة همبستگی مثبت میان نسبت La/Sm دربرابر نسبت K2O/P2O5 (شکل ۱۱B-)، آلودگی ماگما با پوستة قارهای سنگهای آتشفشانی گنبدهای نمکی هرمز و گچین روشن است (Lightfoot and Keays, 2005).
شکل ۱۱- A) موقعیت نمونههای هرمز و گچین در محدودة متاسوماتیزم سدیمی و آرژیلیتی در نمودار Na-K (Cuney et al., 1989)؛ B) همبستگی مثبت La/Sm در برابر K2O/P2O5 (Lightfoot and Keays, 2005)
بحث
برپایة بررسیهای کانهنگاری، نمونههای آتشفشانی هرمز کانی اکسیدی هماتیت دارند. حضور این کانی نشان میدهد ماگمای سازندة سنگهای هرمز نخست سرشت اکسیدی داشته است و سپس تحتتأثیر سیالهای گرمابی اکسیده شده و هماتیتهای ثانویه پدید آمدهاند (Rajabzadeh and Rasti, 2012). برپایة بررسیهای Faramarzi و همکاران (۲۰۱۹)، هماتیتهای تودهای در رگهها از سیالهای ماگمایی و یا از تبلور ماگمای اکسیدی بهصورت نخستین متبلور شدهاند و هماتیتهای رگهای ثانویه پیامد واکنش ریولیت- آب دریا با سیالهای گرمابی بروندمی چرخشیافته در این سنگهای آتشفشانی هستند. در نمونههای گچین، حضور مگنتیت نشاندهندة فاز اکسیدی در مراحل آغازین پیدایش ماگما و حضور کانیهای سولفیدی مانند پیریت و کالکوپیریت نشاندهندة محیط احیایی در مرحله بعدی پیدایش این سنگهاست که با حضور مقادیر بالای گوگرد (بیشتر از ۳ درصد) در نمونههای گچین همخوانی دارد (Etemadi et al., 2002). همچنین، برپایة کانهزایی اولیه و ثانویه، آهن در ماگمای نخستین بسیار بالا بوده است و بیشتر از مقدار موجود در محلول بوده است. ازاینرو، با گوگرد بجامانده واکنش داده است. افزونبر این، حضور کلسیت در نمونههای گچین دلیلی بر آلودگی پوستهای ماگمای سازنده در هنگام بالاآمدن است.
برپایة جایگاه سنگهای آندزیت، تراکیآندزیت، بازالت، داسیت و ریولیت با سرشت کالکآلکالن و استقرار جایگاه زمینساختی نمونههای هرمز درون محیط گسترش بستر اقیانوسی و سنگهای گچین در کوهزایی قارهای (شکل ۸)، خاستگاه این سنگها میتواند از جایگیری ماگمای گوشتهای زیر پوستة قارهای باشد. جایگرفتن تقریباً نیمی از نمونههای گچین در محدودة بازالت (شکل ۶)، چهبسا دلیلی بر محیط فرورانش است و این نکته با نمودارهای مربوط به جایگاه زمینساختی و جایگرفتن نمونههای گچین در محدودة کوهزایی نیز همخوانی دارد (Biabangard and Molazadeh Baravati, 2018). همچنین، برپایة نسبت LaN/YbN، نمونههای گچین (با مقادیر ۵/۱ تا ۴/۹۵) و کمتر از این مقدار برای نمونههای هرمز (با مقادیر ۷/۱ تا ۳/۳۲)، سنگهای گچین ذوب پوستة قارهای و محیط درونقارهای نشان میدهند؛ اما سنگهای هرمز مربوط به ذوببخشی پوستة اقیانوسی هستند (Rapp et al., 1991; Reich et al., 2003).
تهیشدگی از TNT و کاهش اندک Sr نشاندهندة محیط زمینساختی حاشیة قارهای فعال مرتبط با فرورانش است (Roger, 1992; Wang et al., 2004; Biabangard et al., 2019; Gholipoor et al., 2020). استرانسیم با داشتن سرشتی ناسازگار بهطور معمول در پایان جدایش بلورین، جانشین کلسیم و پتاسیم در پلاژیوکلاز و پتاسیمفلدسپار میشود (Mason and Moore, 1982). سنگهایی که محصول تبلور ماگمای نسبتاً مافیک بودهاند، در اثر تبلور پلاژیوکلازهای کلسیمدار در مراحل نخستین تبلور، استرانسیم را از مذاب خارج کردهاند. مذابهای بجامانده، سنگهای آتشفشانی فلسیک این دو گنبد را تشکیل میدهند و ازاینرو، بیشتر نمونهها بیهنجاری منفی استرانسیم دارند. بیهنجاری مثبت اندکِ استرانسیم در برخی نمونهها نیز بهعلت دگرسانی و ورود سیالهای گرمابی با مقادیر ناچیزی استرانسیم به این سنگها رخ داده است.بیهنجاری مثبت Pb شاید نشانة متاسوماتیزم گوة گوشتهای با رسوبهای پوستة فرورو باشد (Kamber et al., 2002; Seyedqaraeini et al., 2019).
بیهنجاری منفی TNT شاخص آلودگی با سنگهای پوستة قارهای است. مقدار Nb (۱۱/۷ ppm) در سنگهای این دو گنبدنمکی شاید نشاندهندة ماگمای جداشده از گوشتة متاسوماتیزمشده و ماگماتیسم مرتبط با پهنة فرورانش و شرکت پوسته در فرایندهای ماگمایی باشد (Zarei Sahamiye and Ebrahimi, 2014; Seyedqaraeini et al., 2019; Amani et al., 2020). مقدار کم نسبت Nb/U (75/4؛ جدول 5) در سنگهای آتشفشانی هرمز چهبسا پیامد دخالت سازندههای پوستة قارهای در پیدایش ماگمای مادر این سنگها (Rudnick and Fountain, 1995) باشد. افزونبر این، مقادیر بالای Rb و Th آلودگی ماگما در پوسته بالایی هنگام تکامل ماگما را نشان میدهد (Motamedi et al., 2011). همچنین، همبستگی مثبت La/Sm در برابر K2O/P2O5 (شکل ۱۱- B) در نمونههای این گنبد گویای آلودگی ماگما با پوستة قارهای دارد (Lightfoot and Keays, 2005). بیهنجاری مثبت Y و نسبت Zr/Y بیشتر از ۳ در ارتباط با محیط فرورانش است (Mobashergermi et al., 2018). بالابودن مقدار Ba/Nb (2/0 تا 9/18) که از ویژگیهای ماگماهای محیط کمانی است (Fitton et al., 1991)، در رابطه با نسبت بالاتر از ۲۸ در این گنبدها نشانة ارتباط این سنگها با کمانهای آتشفشانی مرتبط با فرورانش (شکل ۸) (Mobashergermi et al., 2018) است. بررسیهای Faramarzi و همکاران (۲۰۱۵) روی زیرکنهای گنبدنمکی هرمز نیز جایگاه مرز قارهای فعال و فرورانش را نشان میدهند. سنگهای ریولیتی و توفهای آتشفشانی هرمز در زمان ادیاکاران (Ediacaran) در جایگاه فرورانش صفحة اقیانوسی پرتوتتیس (Proto-Tethys) به زیر گندوانا روی داده است (Faramarzi et al., 2017).
نمودار عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده دربرابر ترکیب کندریت برای نمونههای گچین (جدول ۶) بهصورت موازی و کمابیش پیوسته است. این ویژگی نشاندهندة خاستگاه واحد و تبلوربخشی در تحول ماگمایی این سنگهاست (Moghadasi, 2017). برپایة ناهمگنی الگوهای REE در نمونههای بررسیشده (شکل ۱۰) و نسبت LaN/YbN در ریولیتی و توفهای آتشفشانی گچین و هرمز بهترتیب 5/12 و 6/9، استنباط میشود در این تودهها جدایش بلورین بهخوبی روی نداده است (Cheshmehsari et al., 2012). همچنین، برپایة بررسیهای Alimohamadi و همکاران (2016) روی سنگهای آتشفشانی در محیطهای فرورانش، مقدار متوسط LaN/YbN برابر با 75/3 نشاندهندة جدایش بلورین اندک ماگمای مادر آنها و نیز جدایشنیافتن عنصرهای خاکی کمیاب سنگین است. بهنظر میرسد افزایش مقدار ΣREE در نمونههای هرمز، بهعلت حضور کانی فلورآپاتیت (Rostami et al., 2014) و غلظت بالای LREE، بهویژه در ریولیت و توفهای آتشفشانی هرمز، پیامد درجات ذوببخشی کم مواد خاستگاه باشد. این ویژگی شاخص سنگهای کالکآلکالن مرتبط با پهنههای فرورانش در مرز قاره ای فعال است (Salehi et al., 2010; Yousefzadeh et al., 2019). مقدار کمابیش بالای استرانسیم در برخی نمونهها نشانة ذوب اندک بخشهای بالای گوشته و آلودگی با پوسته است (Zarasvandi et al., 2007; Zarasvandi et al., 2019). ازآنجاییکه (Eu/Eu*>1) شاخص محیط احیایی و ((Eu/Eu*<1 شاخص اکسیدی است (Mehraban et al., 2016)، تهیشدگی Eu نسبت به کندریت شاید با تبلوربخشی پلاژیوکلاز از ماگمای خاستگاه مرتبط باشد (Frietsch and Pendahl, 1995; Richards et al., 2012; Seyedqaraeini et al., 2019). همچنین، بالابودن مقدار LREE نسبت به HREE (شکل ۱۰) چهبسا نشاندهندة ذوببخشی و شاخص ماگماهای پدیدآمده در پهنههای فرورانش است (Pirooj et al., 2019; Amirteymoori et al., 2019).
دامنة نوسان مقدار نسبت LaN/YbN در نمونههای هرمز (جدول ۶) از ریولیت و توفهای گچین کمتر است. این نکته نشان میدهد تحولات ماگمایی نمونههای هرمز از گچین کمتر بوده است (Barati and Gholipour, 2014). مقایسة مقدار میانگین بالای LaN/YbN در نمونههای هرمز (57/9) و گچین (49/12) با میانگین آن در ترکیب پوستة قارهای (2/15) و نزدیکی میانگین آن در نمونههای گچین و پوستة قارهای (جدول ۶) چهبسا پیامد پیدایش این گنبدنمکی در محیطهای فرورانش مرز فعال قارهای با ذوببخشی لیتوسفر اقیانوسی فرورو و خاستگاه گوشتهای متاسوماتیزه باشد (Zarasvandi et al., 2005).
برداشت
مهمترین نتایج بهدستآمده از این بررسی عبارتند از:
۱) بیشتر سنگهای آتشفشانیِ گنبدهای نمکی هرمز و گچین، ریولیت و توف هستند که در بازة زمانی پرمین پایانی تا تریاس آغازین به شکل استوک و دایک در راستای گسلهای زمینساختی با مرز مشخص نسبت به دیگر واحدهای پیرامون خود پدید آمدهاند؛
۲) بافت غالب میکروکریستالین و پورفیری و زمینة شیشهایِ سنگهای آتشفشانی بررسیشده در این گنبدها نشاندهندة انجماد سریع این سنگها هستند؛
۳) حضور کانیهایی مانند سرسیت و کانیهای رسی از دگرسانی کانیهای پلاژیوکلاز و فلدسپارها نشاندهندة شرایط متاسوماتیزم و دگرسانی این سنگهاست؛
۴) همانندیِ روند تغییرات عنصرهای کمیاب در تودههای آتشفشانی هرمز و گچین نشاندهندة خاستگاه مشترک آنها با اندکی تفاوت است؛
۵) حضور هماتیت در نمونههای هرمز گویای سرشت اکسیدی ماگماست و حضور مگنتیت در نمونههای گچین نشاندهندة وجود فاز اکسیدی در مراحل آغازین پیدایش ماگما بهشمار میرود. پیدایش پیریت و کالکوپیریت در نمونههای گچین نشاندهندة حاکمیت محیط احیایی در مراحل بعدی است؛
۶) بیهنجاری منفی TNT و بیهنجاری مثبت Pb نشاندهندة متاسوماتیزم گوة گوشتهای با سیالهای پدیدآمده از پوستة اقیانوسی فرورو دربارة پیدایش سنگهای ریولیتی و توفهای آتشفشانی هرمز یا آلایش ماگما با پوستة قارهای دربارة پیدایش سنگهای آتشفشانی گچین است؛
۷) بالابودن مقدارBa/Nb و نسبت 3<Zr/Y ویژگیهای ماگماهای محیط کمانیِ نمونههای بررسیشده را نشان میدهند. نسبتهای بالای LaN/YbN نشان میدهند پیدایش این تودههای آذرین در ارتباط با پدیدة فرورانش بوده است. بیهنجاری منفی Eu مربوط به جدایش بلورین پلاژیوکلاز در سنگ خاستگاه است؛
۸) برپایة نمودارهای زمینساختی، نمونههای هرمز در محیط کمان وابسته به محیط فرورانشو نمونههای گچین در محدودة کوهزایی قارهای جای میگیرند. مقدار بالای نسبت LaN/YbN نزدیک به مقدار آن در ترکیب پوستة قارهای در نمونههای گچین است و حضور سنگهای ریولیتی و توفهای گنبدنمکی در مرز قارهای فعال را نشان میدهد؛
۹) برپایة ویژگیهای ساختی، بافتی (بافت پورفیری)، کانیشناسی (حضور کانیهای آبدار مانند آمفیبول) و کمبودن مقدار Zr، Ti، Ta، Nb و نسبت بالای LREE/HREE، پیدایش سنگهای آذرین آتشفشانی بررسیشده به محیط فرورانش نسبت داده میشود. بهنظر میرسد ماگمای سازندة این سنگها پیامد ذوببخشی گوشتة متاسوماتیزه است.
سپاسگزاری
این پژوهش با حمایتهای مالی معاونت پژوهشی و تحصیلات تکمیلی دانشگاه ارومیه و دانشگاه پیام نور استان هرمزگان انجام شده است؛ ازاینرو، نگارندگان نهایت سپاس خود را به همة مسئولان مربوطه اعلام میکنند. همچنین، نگارندگان از پیشنهادهای سازنده داوران گرامی مجله سپاسگزاری میکنند.
)
