Document Type : Original Article
Authors
1 Ph.D. Student; Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology and Research Center for Ore Deposit of Eastern Iran, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Professor; Department of Geology and Research Center for Ore Deposit of Eastern Iran, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
4 Associate Professor; Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
منطقة سبزوار بخشی از پهنة ایران مرکزی است که از شمال به کوههای البرز و بینالود و از جنوب به بلوک لوت محدود میشود و مرز شمالی پهنة تکنار را محدود میکند (Pilger, 1971) (شکل 1- A). در شمال و جنوب این منطقه بهترتیب گسلهای میامی و درونه (گسل کویر بزرگ) دیده میشوند. تاریخ تحولات پهنة سبزوار، محدودة زمانی کرتاسه پسین و نئوژن را دربر میگیرد. از دیدگاه زمینشناسی پهنة سبزوار شامل واحدهای آتشفشانی، تودههای آذرین درونی، توالیهای آتشفشانی رسوبی، رسوبهای پلاژیک و مجموعههای افیولیتی است. چینخوردگیهای فراوانی به شکل تاقدیس و ناودیس در این مجموعه دیده میشوند و راستای بیشتر گسلها خاوری- باختری تا شمالخاوری- جنوبباختری است (Lindenberg and Jacobshagen, 1983). پهنة سبزوار در شمالباختری بردسکن (جنوب سبزوار) بهصورت یک مجموعة آتشفشانی- رسوبی با سن ائوسن است که شامل سنگهای آتشفشانی عمدتاً آندزیتی، سنگ آهک نومولیتدار، مجموعههای افیولیتی (آمیزة رنگین)، توف، رادیولاریت و دیاباز است (شکل 1- B).
شکل 1- A) جایگاه پهنة سبزوار و مجموعه ماگمایی شمالباختری بردسکن در نقشة پهنههای ایران از دیدگاه Alavi، 1991)؛ B) نقشة مجموعة ماگمایی شمالباختری بردسکن و جایگاه مناطق بررسیشده روی آن (برگرفته از نقشة زمینشناسی 1:250000 کاشمر (Eftekharnejad et al., 1976))
وجود معادن متروکه و اندیسهای متعدد مس مانند نسیم (Mahvashi and Malekzadeh Shafaroudi, 2016) دهنهسیاه، چشمهمرضیه (Soltani and Fardust, 2017)، زنگالو (Ghelichkhani and Malekzadeh Shafaroudi, 2018)، کال ابری (Jabbari et al., 2017)، ترنم، کیمیا، چشمههادی و شریفآباد همراه با آثار کارهای شدادی، کورههای ذوب و سرباره فراوان همراه با اندیسهای مس متعدد در حاشیة واحدهای آندزیتی و مرز واحدهای آتشفشانی با رسوبی، نشاندهندة اهمیت کانهزایی مس و پتانسیل بالای اکتشافی این مجموعة آتشفشانی- رسوبی است.
بهطور کلی مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن بخشی از محدودة نقشة زمینشناسی 1:250000 کاشمر (Eftekharnejad et al., 1976) است. بررسیهای زمینشیمیایی این پروژه با تمرکز روی محدوده معدن مس زنگالو انجام شد. معدن مس زنگالو در 65 کیلومتری شمالباختری بردسکن در استان خراسان رضوی جای دارد.
پایاننامههای انجامشده در مناطق نسیم (Mahvashi et al., 2016)، کالابری (Jabbari et al., 2017)، چشمه مرضیه (Soltani and Fardust, 2017) و ... از بررسیهای پیشین در شمالباختری بردسکن هستند که هر کدام به بررسی کانیسازیهای مس در این مناطق پرداختهاند؛ اما تا کنون بررسی زمینشیمیایی روی سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو انجام نشده است. ازاینرو، این پژوهش با هدف بررسیهای زمینشناسی و زمینشیمیایی واحدهای آتشفشانی محدوده معدن مس زنگالو و تلفیق آن با اطلاعات زمینشیمیایی مناطق کال ابری، نسیم و ریزآب برای بررسی خاستگاه و جایگاه زمینساختی پیدایش ماگمای سازندة سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن انجام شده است.
زمینشناسی منطقة زنگالو
برپایة نقشه زمینشناسی 1:100000 بردسکن (Shahrabi et al., 2005)، واحدهای سنگی رخنمونیافته در گسترة بررسیشدة زنگالو شامل رسوبهای شبهفلیشی (سنگهای مارنی و ماسهسنگی و کنگلومرا) هستند که سنگهای آتشفشانی گدازهای (آندزیت، تراکیآندزیت) و آذرآواری (توف آندزیتی) نیز همزمان با آنها پدید آمدهاند. برپایة بررسیهای دقیق سنگشناسی و صحرایی، واحدهای سنگی محدودة بررسیشده به پنج گروه زیر دستهبندی میشوند (شکل 2):
الف) مجموعهای از سنگهای آتشفشانی که شامل سنگهای آذرآواری و گدازهای گوناگون هستند. سن این مجموعه ائوسن در نظر گرفته میشود؛
ب) دو واحد سنگ آهک ماسهای فسیلدار با سن نسبی متفاوت که یکی در بخش خاوری محدوده، با روندی شمالی- جنوبی بهصورت همشیب روی واحد مگاکنگلومراست و دیگری در مرکز منطقه با روند شمالی- جنوبی روی واحدهای آتشفشانی جای گرفته و با واحدهای توف آندزیتی (با مرز گسلی) و ماسهسنگی توفی و رسوبهای آبرفتی پوشیده شده است؛
پ) واحدهای رسوبی (ماسهسنگ توفی و مارن)؛
ت) سه تیپ کنگلومرا (مگاکنگلومرا، کنگلومرای همراه با کانیسازی و کنگلومرای سست پلیوسن) با سن نسبی متفاوت که مجموعههای پیشین خود را میپوشانند؛
ث) رسوبهای کواترنری که بیشتر شامل رسوبهای رودخانهای هستند. همة واحدهای یادشده، با راستای نزدیک به شمالی- جنوبی و شیب زیاد رو به باختر، یال باختری تاقدیسی را میسازند که محور آن در خاور منطقة تهیة نقشه است.
در کل، واحدهای آتشفشانی گدازهای نسبت به واحدهای رسوبی و دو نوع از کنگلومراهای منطقه (مگاکنگلومرا و کنگلومرای سست پلیوسن) ارتفاع چشمگیری دارند.
شکل 2- نقشة زمینشناسی محدودة معدن مس زنگالو با مقیاس 1:1000 بههمراه جایگاه نمونههای برداشتشده برای بررسیهای سنگشناسی
واحدهای آتشفشانی بخش بزرگی از منطقة زنگالو را میپوشانند. سن این واحدها ائوسن است و روند شمالی- جنوبی دارند. واحدهای آتشفشانی گدازهای بهترتیب سن نسبی و روابط صحرایی عبارت هستند از: هورنبلند تراکیآندزیت، پیروکسن آندزیت، لاتیت و پورفیریتیک هورنبلند آندزیت (شکلهای 2 و 3- A). در میان این واحدها، واحدهای هورنبلند تراکیآندزیت و پیروکسن آندزیت بیشترین گستردگی را نشان میدهند (شکل 3- C). بهطور کلی واحدهای آتشفشانی گدازهای نسبت به واحدهای رسوبی قدیمیتر و جدیدتر از خود ارتفاع بسیار بیشتری دارند. بیشتر این واحدها ریختشناسی خشن و کوهستانی دارند و مرز آنها در برخی بخشها گسلی است. واحد پورفیریتیک هورنبلند آندزیت پورفیری و هورنبلند تراکیآندزیت واحدهای آتشفشانی میزبان کانیسازی در منطقة زنگالو هستند (شکل 2). واحد هورنبلند تراکیآندزیت (شکل 2) روندی شمالی- جنوبی دارد که از شمال منطقه تا جنوب آن ادامه دارد. بهعلت جایگیری واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو بین دو واحد سنگ آهک، به احتمال بالا این واحدها در یک محیط دریایی کمژرفا پدید آمدهاند. این واحد، نخستین فعالیت آتشفشانی زیردریایی در منطقه پس از پیدایش حوضه دریایی کمژرفاست که پس از رسوبگذاری واحد سنگآهک ماسهای کرم زرد رنگ پدید آمده است. این واحد در سطح منطقه دچار هوازدگی شدید شده است؛ بهگونهایکه درزه و شکافهای زمینساختی آن را عوامل فیزیکی و شیمیایی مختلف باز کردهاند و سنگ در صحرا و نمونة دستی بسیار سست است. بخشهای مرکزی و شمالی آن دگرسانیهای سریسیتیک و کربناتی ضعیف دارند. بهعلت هوازدگی بسیار در نمونة دستی کانیها بهسختی شناخته میشوند. بافت آن در نمونة دستی، ریزدانه و گاه پورفیریتیک است و کانی پلاژیوکلاز و هورنبلند در نمونة دستی شناخته میشوند. واحد پیروکسن آندزیت در بخش مرکزی منطقه رخنمون دارد (شکل 2). این واحد نیز همانند واحد هورنبلند تراکیآندزیت دچار هوازدگی شدید شده است و این ویژگی بررسی این سنگها در نمونة دستی را دشوار میکند. بافت آن در نمونة دستی ریزدانه تا پورفیری است و پلاژیوکلاز و هورنبلند در نمونة دستی شناخته میشوند. واحد لاتیت در دو نقطه در جنوبباختری و مرکز منطقه رخنمون دارد (شکل 2). این واحد ریختشناسیِ کمابیش مرتفع دارد. بافت آن ریزدانه تا پورفیری و کانی پلاژیوکلاز و کانیهای دگرسانی (مقداری کربنات و سرسیت) در نمونة دستی شناسایی میشوند. واحد هورنبلند آندزیت پورفیری جدیدترین واحد آتشفشانی از نوع گدازهای است (شکل 2) و با روندی شمالی- جنوبی در مرکز منطقه رخنمون دارد که بلورهای بسیار درشت پلاژیوکلاز به اندازة چندین سانتیمتر دارد و بافت آن پورفیریتیک است. کانیهای پلاژیوکلاز و هورنبلند بهخوبی در نمونة دستی دیده میشوند.
روش انجام پژوهش
برای دستیابی به اهداف تعیینشده، برداشتهای صحرایی و نمونهبرداری از واحدهای زمینشناسی انجام شد. شمار 120 مقطع نازک برای بررسیهای سنگنگاری- دگرسانی برداشت شد. نقشة زمینشناسی سطحی 1:1000 تهیهشده توسط شرکت پارسیکانکاو، از طریق بررسی مقاطع نازک، تصحیح و با نرمافزار Arc GIS رقومی شد. پس از بررسیهای سنگنگاری، شمار 17 نمونه از واحدهای سنگی گوناگون که کمترین میزان دگرسانی را داشتند برای بررسی زمینشیمی سنگ میزبان و جایگاه زمینساختی آن برگزیده شدند و برای اندازهگیری میزان اکسیدهای اصلی به روش XRF در آزمایشگاه شرکت کانساران بینالود، و برای اندازهگیری میزان عنصرهای فرعی و خاکی کمیاب به روش ICP-MS در آزمایشگاه ACME کانادا تجزیه شدند. روش آمادهسازی نمونهها ذوب قلیایی با کد LF100 بوده است. دادههای بهدستآمده از این روشها با نرمافزار GCD.kit پردازش شدند و نمودارهای سنگشناسی مناسب رسم و تعبیر و تفسیر شدند. افزونبر دادههای منطقة زنگالو، از دادههای زمینشیمی سنگهای آذرین مناطق نسیم (Mahvashi and Malekzadeh Shafaroudi, 2016)، کالابری (Jabbari et al., 2017) و ریزاب (Mohammadi et al., 2015) نیز در رسم نمودارها و تعبیر و تفسیر زمینشیمیایی مجموعة ماگمایی شمالباختری بردسکن بهره گرفته شده است.
سنگنگاری واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو
پورفیریتیک هورنبلند آندزیت: این سنگها بافتهای پورفیریتیک و گلومروپورفیریتیک (شکل 3- G) و آمیگدالوییدال دارند. فراوانی فنوکریستها برابربا 25 تا 30 درصدحجمی است و شامل 15 تا 20 درصدحجمی پلاژیوکلاز (آندزین) با اندازة بیشتر از 2 سانتیمتر، 5 تا 10 درصدحجمی هورنبلند با اندازة حداکثر 7/0 سانتیمتر هستند. بیشتر زمینة سنگ از میکرولیتهای پلاژیوکلاز و در برخی بخشها از کانیهای ثانویه سریسیت، کلسیت، کلریت، اکسیدهای آهن و پیریت ساخته شده است. هورنبلندها در برخی بخشها تا 10 درصد با کلریت و پلاژیوکلازها تا 15 درصد با کلسیت، سریسیت و کمتر کانیهای رسی جایگزین شدهاند. حفرههایِ سنگ با کانیهای کربناته پر شدهاند.
شکل 3- تصویرهای صحرایی، میکروسکوپی و نمونة دستی از واحدهای آتشفشانی در منطقة زنگالو: A) تصویر صحرایی از واحد هورنبلند آندزیت پورفیری؛ B) نمونة دستی از واحد هورنبلند آندزیت پورفیری؛ C) رخنمون صحرایی واحدهای پیروکسن آندزیت و هورنبلند تراکیآندزیت؛ D) بافت پورفیری در واحد هورنبلند پیروکسن آندزیت در XPL؛ E) تراکیآندزیت با بافت تراکیتی در XPL؛ F) بافت آمیگدالوییدال در واحد هورنبلند تراکیآندزیت؛ G) بافت گلومروپورفیری در واحد هورنبلند آندزیت پورفیری در XPL؛ H) تصویر میکروسکوپی واحد لاتیت در PPL (نام اختصاری کانیها برگرفته از Whitney و Evans (2010) است)؛ Pl: پلاژیوکلاز؛ Afs: آلکالیفلدسپار؛ Hbl: هورنبلند؛ Px: پیروکسن)
پیروکسن آندزیت: تصویر صحرایی این واحد در شکل 3- C دیده میشود.بافت این سنگها در مقاطع نازک، ریزدانه تا پورفیریتیک (شکل 3- D) است و 15 تا 20 درصدحجمی فنوکریست دارند. فنوکریستها شامل 5 تا 10 درصدحجمی پلاژیوکلاز (آندزین) با اندازة حداکثر 4 میلیمتر، کمتر از 5 درصدحجمی هورنبلند با اندازة حداکثر 3 میلیمتر و 3 تا 5 درصدحجمی پیروکسن (اوژیت) با اندازة حداکثر 2/0 میلیمتر است (شکل 3- D). پیروکسنها از نوع اوژیت هستند. زمینة سنگ شامل کانیهای فنوکریست با اندازة کوچکتر و همچنین، در برخی بخشهای این واحد کانیهای کلریت، کلسیت، سرسیت، کانیهای کدر و اکسیدهای آهن دیده میشوند.
هورنبلند تراکیآندزیت: بافت این سنگها بیشتر پورفیریتیک تا تراکیتی (شکل 3- E) است که از ویژگیهای تراکیآندزیتها بهشمار میرود. همچنین، بافت آمیگدالوییدال (شکل 3- F) و گاه گلومروپورفیریتیک نیز در این سنگها دیده میشوند. این سنگها 15 تا 20 درصدحجمی فنوکریست دارند. فنوکریستها شامل 10 تا 15 درصدحجمی پلاژیوکلاز از نوع آندزین با اندازه حداکثر 5 میلیمتر و 3 تا 5 درصدحجمی هورنبلند با اندازه حداکثر 3 میلیمتر است. کانیهای یادشده در در زمینة سنگ نیز حضور دارند. هورنبلندها تا 10 درصدحجمی با کلریت جایگزین شدهاند و فلدسپارها تا 15 درصدحجمی به سریسیت، کلسیت و گاه به کانیهای رسی دگرسان شدهاند. کانیهای کدر و کانیهای ثانویه دیگر (مانند سریسیت، کلریت و کلسیت) که در برخی بخشهای این واحد دیده میشوند از دیگر کانیهای سازندة زمینة سنگ هستند.
لاتیت: این واحد بافت پورفیریتیک (شکل 3- G) و 20 تا 25 درصدحجمی فنوکریست دارد. فنوکریستها شامل 10 تا 15 درصدحجمی پلاژیوکلاز از نوع آندزین با اندازة حداکثر 8/2 میلیمتر و 10 تا 15 درصدحجمی آلکالیفلدسپار با اندازة حداکثر 5/2 میلیمتر هستند. کانیهای زمینه دربردارندة پلاژیوکلاز، آلکالیفلدسپار و در برخی مقاطع تهیهشده از این واحد، کلریت، کلسیت، سریسیت و کانیهای رسی هستند. در برخی مقطعها، آلکالیفلدسپارها (سانیدین) تا 15 درصدحجمی به سریسیت و کانیهای رسی دگرسان شدهاند. افزونبر این، پلاژیوکلازها تا 10 درصدحجمی به کلریت و کلسیت دگرسان شدهاند.
زمینشیمی سنگهای آتشفشانی زنگالو و مقایسه با دیگر مناطق
دادههای بهدستآمده از تجزیة شیمیایی اکسید عنصرهای اصلی، فرعی و خاکی کمیاب در سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو در جدول 1 آورده شدهاند. همچنین، این دادهها با دادههای مناطق نسیم (Mahvashi and Malekzadeh Shafaroudi, 2016)، کالابری (Jabbari et al., 2017) و ریزاب (Mohammadi et al., 2015) تلفیق شد تا بتوان اطلاعات بیشتر و بهتری از مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن بهدست آورد.
برپایة نمودار Co دربرابر Th، نمونههای منطقة زنگالو و همچنین، همة نمونههای مناطق شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم، ریزآب) ترکیب کالکآلکالن دارند (شکل 4). ویژگی میزان بالای Al2O3 و میزان کم MgO در واحدهای آندزیتی با میزان پتاسیم بالا و غنی از بلورهای پلاژیوکلاز نشاندهندة پیدایش احتمالی آنها در یک پهنة زمینساختی کششی ناشی از فرورانش با زاویة کم و همانند منطقة مانتو در شیلی و حاشیة آند است (Morata and Aguirre, 2003).
جدول 1- دادههای بهدستآمده از تجزیة اکسیدهای اصلی (برپایة درصدوزنی)، عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب (برپایة ppm) در واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو، شمالباختری بردسکن
|
Lithology |
Andesite porphyry |
Hbl Trachyandesite |
||||
|
Sample No. |
T8 |
T22 |
T38 |
T29 |
T26 |
T41 |
|
Longitude |
57°35'49" |
35°29'23" |
57°36'12" |
57°36'04" |
57°36'8" |
57°36'11" |
|
Latitude |
35°28'56" |
35°29'23" |
35°28'52" |
35°29'09" |
35°29'17" |
35°28'44" |
|
SiO2 |
53.09 |
53.48 |
53.72 |
54.03 |
54.73 |
54.77 |
|
TiO2 |
0.86 |
0.85 |
0.86 |
0.86 |
0.83 |
0.87 |
|
Al2O3 |
18.4 |
18.17 |
18.35 |
18.45 |
15.71 |
15.33 |
|
FeOT |
6.8 |
5.98 |
6.48 |
6.01 |
8.45 |
8.8 |
|
MnO |
0.13 |
0.16 |
0.14 |
0.14 |
0.12 |
0.15 |
|
MgO |
1.93 |
2.53 |
3.48 |
3.21 |
3.97 |
3.8 |
|
CaO |
6.51 |
6.8 |
5.39 |
5.67 |
4.39 |
4.44 |
|
Na2O |
3.52 |
3.47 |
3.47 |
3.44 |
4.31 |
4.16 |
|
K2O |
5.07 |
4.69 |
4.7 |
4.63 |
4.37 |
4.46 |
|
P2O5 |
0.78 |
0.79 |
0.79 |
0.78 |
0.62 |
0.6 |
|
LOI |
2.59 |
2.75 |
2.22 |
2.37 |
2.28 |
2.37 |
|
Total |
99.68 |
99.67 |
99.6 |
99.59 |
99.78 |
99.75 |
|
Ba |
244 |
246 |
251 |
234 |
282 |
271 |
|
Be |
2 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
|
Rb |
186.1 |
179.8 |
193.0 |
189.8 |
193.3 |
196.7 |
|
Sr |
522.4 |
540.5 |
520.9 |
528.7 |
537.1 |
512.8 |
|
Zr |
133.8 |
127.9 |
132.9 |
131.8 |
132.7 |
135.2 |
|
Nb |
7.9 |
7.5 |
8.1 |
7.8 |
8.2 |
8.1 |
|
Co |
10.3 |
14.4 |
16.5 |
16.5 |
17.1 |
16.5 |
|
Y |
15.1 |
15.7 |
16.0 |
16 |
16.4 |
16.0 |
|
Cs |
1.6 |
2.4 |
3.1 |
3.1 |
2.9 |
3.4 |
|
Ta |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.5 |
0.5 |
|
Hf |
3.3 |
3 |
3.0 |
3.3 |
3.2 |
3.2 |
|
Ga |
14.3 |
15.1 |
16.0 |
15.1 |
16 |
15.4 |
|
Sn |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
|
Th |
7.7 |
6.2 |
6.4 |
6.4 |
6.2 |
6.2 |
|
U |
2.2 |
2 |
2.1 |
2.3 |
2 |
2.4 |
|
V |
197 |
195 |
196 |
194 |
188 |
193 |
|
W |
3.8 |
1.4 |
1.1 |
0.9 |
0.5 |
0.7 |
|
La |
20.7 |
21.1 |
21.7 |
20.9 |
21.4 |
21.3 |
|
Ce |
38.9 |
40.9 |
41.3 |
40.5 |
41.3 |
41.8 |
|
Pr |
4.81 |
4.84 |
4.93 |
4.84 |
4.91 |
5.00 |
|
Nd |
18.5 |
19.7 |
19.7 |
19.9 |
20.4 |
19.4 |
|
Sm |
3.51 |
3.45 |
3.58 |
3.65 |
3.64 |
3.65 |
|
Eu |
0.97 |
1.04 |
0.98 |
1.03 |
1.07 |
1.01 |
|
Gd |
3.06 |
3.28 |
3.20 |
3.3 |
3.24 |
3.45 |
|
Tb |
0.45 |
0.45 |
0.48 |
0.46 |
0.48 |
0.46 |
|
Dy |
2.6 |
2.75 |
2.92 |
2.7 |
2.74 |
2.83 |
|
Ho |
0.52 |
0.54 |
0.59 |
0.55 |
0.62 |
0.59 |
|
Er |
1.67 |
1.66 |
1.61 |
1.77 |
1.71 |
1.67 |
|
Tm |
0.23 |
0.24 |
0.24 |
0.24 |
0.24 |
0.25 |
|
Yb |
1.66 |
1.58 |
1.69 |
1.68 |
1.66 |
1.73 |
|
Lu |
0.26 |
0.25 |
0.25 |
0.27 |
0.25 |
0.26 |
|
Ce/Yb |
23.43 |
25.88 |
24.43 |
24.1 |
24.87 |
24.16 |
|
Sr/Y |
34.59 |
34.42 |
32.55 |
33.04 |
32.75 |
32.05 |
|
Eu/Eu* |
0.9 |
0.95 |
0.89 |
0.91 |
0.95 |
0.87 |
|
LaN/YbN |
8.41 |
9 |
8.66 |
8.39 |
8.69 |
8.3 |
جدول 1- ادامه
|
Lithology |
Hbl Trachyandesite |
|||||
|
Sample No. |
T18 |
T36 |
T37 |
T32 |
T24 |
T35 |
|
Longitude |
57°36'03" |
57°36'14" |
57°36'09" |
57°36'09" |
57°36'10" |
57°36'13" |
|
Latitude |
35°29'25" |
35°28'55" |
35°28'51" |
35°29'04" |
35°29'14" |
35°29'00" |
|
SiO2 |
54.87 |
55 |
55.14 |
55.64 |
55.9 |
56.16 |
|
TiO2 |
0.87 |
0.86 |
0.88 |
0.9 |
0.88 |
0.88 |
|
Al2O3 |
15.29 |
15.57 |
15.46 |
15.5 |
16.26 |
16.74 |
|
FeOT |
8.37 |
8.27 |
8.39 |
7.97 |
4.74 |
6.68 |
|
MnO |
0.15 |
0.13 |
0.13 |
0.14 |
0.17 |
0.14 |
|
MgO |
4.18 |
3.7 |
3.66 |
3.53 |
0.57 |
2.78 |
|
CaO |
4 |
4.31 |
4.55 |
4.38 |
7.78 |
3.83 |
|
Na2O |
4.13 |
4.24 |
4.12 |
4.07 |
4.13 |
4.57 |
|
K2O |
4.59 |
4.56 |
4.52 |
4.66 |
5.83 |
5.05 |
|
P2O5 |
0.61 |
0.62 |
0.61 |
0.61 |
0.86 |
0.6 |
|
LOI |
2.74 |
2.42 |
2.3 |
2.41 |
2.65 |
2.37 |
|
Total |
99.8 |
99.68 |
99.76 |
99.81 |
99.77 |
99.8 |
|
Ba |
309 |
301 |
266 |
301 |
393 |
308 |
|
Be |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
|
Rb |
199.6 |
207.1 |
197.7 |
199.8 |
188.1 |
205.9 |
|
Sr |
499.9 |
541.2 |
531.8 |
528.6 |
577.1 |
520.7 |
|
Zr |
138.5 |
140.2 |
132.3 |
134.6 |
137.7 |
139.5 |
|
Nb |
8 |
8.5 |
7.7 |
8.5 |
8.0 |
8.6 |
|
Co |
18.2 |
15.7 |
15.7 |
14.8 |
5.1 |
12.6 |
|
Y |
16.3 |
16.9 |
15.6 |
16.0 |
18.1 |
14.9 |
|
Cs |
2.1 |
3.7 |
4.3 |
2.9 |
0.8 |
2.8 |
|
Ta |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
|
Hf |
3.2 |
3.5 |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.3 |
|
Ga |
16.2 |
15.9 |
16.6 |
16.5 |
18.7 |
16.4 |
|
Sn |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Th |
6.7 |
7.1 |
6.5 |
6.7 |
6.7 |
6.9 |
|
U |
1.1 |
2.3 |
2.2 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
|
V |
200 |
202 |
194 |
199 |
184 |
216 |
|
W |
0.5 |
2.0 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
|
La |
23.2 |
22.7 |
21.8 |
23.0 |
27.1 |
23.7 |
|
Ce |
42.9 |
43.2 |
41.7 |
43.4 |
47.0 |
42.0 |
|
Pr |
5.18 |
5.18 |
4.97 |
5.04 |
5.61 |
5.10 |
|
Nd |
20.2 |
19.6 |
19.6 |
20.0 |
22.4 |
19.7 |
|
Sm |
3.76 |
3.72 |
3.59 |
3.66 |
4.02 |
3.54 |
|
Eu |
1.04 |
1.08 |
1.01 |
1.05 |
1.07 |
1.04 |
|
Gd |
3.38 |
3.39 |
3.25 |
3.36 |
3.81 |
3.39 |
|
Tb |
0.48 |
0.49 |
0.46 |
0.47 |
0.52 |
0.48 |
|
Dy |
3.05 |
2.99 |
2.80 |
2.83 |
3.01 |
2.62 |
|
Ho |
0.58 |
0.60 |
0.55 |
0.56 |
0.63 |
0.53 |
|
Er |
1.77 |
1.68 |
1.74 |
1.72 |
1.83 |
1.57 |
|
Tm |
0.24 |
0.24 |
0.24 |
0.23 |
0.28 |
0.23 |
|
Yb |
1.75 |
1.61 |
1.62 |
1.65 |
1.86 |
1.69 |
|
Lu |
0.26 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.29 |
0.23 |
|
Ce/Yb |
24.51 |
26.83 |
25.74 |
26.3 |
25.26 |
24.85 |
|
Sr/Y |
30.66 |
32.02 |
34.08 |
33.03 |
31.88 |
34.96 |
|
Eu/Eu* |
0.89 |
0.93 |
0.9 |
0.92 |
0.84 |
0.92 |
|
LaN/YbN |
8.94 |
9.51 |
9.07 |
9.4 |
9.82 |
9.45 |
جدول 1- ادامه
|
Lithology |
Hbl Trachyandesite |
Px Andesite |
Latite |
||
|
Sample No. |
T33 |
T61 |
T60 |
T25 |
T68 |
|
Longitude |
57°36'06" |
57°35'55" |
57°35'56" |
57°36'00" |
57°35'55" |
|
Latitude |
35°29'02" |
35°28'54" |
35°28'55" |
35°29'14" |
35°28'41" |
|
SiO2 |
57.12 |
53.55 |
54.6 |
55.36 |
55.6 |
|
TiO2 |
0.89 |
0.82 |
0.9 |
0.87 |
0.8 |
|
Al2O3 |
16.14 |
14.95 |
14.75 |
15.54 |
14.84 |
|
FeOT |
6.72 |
5.45 |
9.06 |
7.97 |
7.01 |
|
MnO |
0.13 |
0.19 |
0.16 |
0.11 |
0.12 |
|
MgO |
2.59 |
1.17 |
4 |
3.46 |
4.3 |
|
CaO |
3.77 |
9.64 |
4.52 |
4.54 |
2.96 |
|
Na2O |
4.13 |
4.03 |
4.22 |
4.27 |
2.82 |
|
K2O |
5.63 |
5.31 |
4.59 |
4.49 |
7.01 |
|
P2O5 |
0.62 |
0.73 |
0.59 |
0.58 |
0.61 |
|
LOI |
2.03 |
3.96 |
2.35 |
2.5 |
3.69 |
|
Total |
99.77 |
99.8 |
99.74 |
99.69 |
99.76 |
|
Ba |
397 |
256 |
277 |
311 |
449 |
|
Be |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
|
Rb |
213.3 |
183.6 |
198.2 |
186.3 |
179.5 |
|
Sr |
495.5 |
532.5 |
513.6 |
523.1 |
336.3 |
|
Zr |
141.6 |
132.9 |
134.1 |
130.2 |
126.9 |
|
Nb |
8.5 |
7.7 |
8.6 |
7.9 |
7.8 |
|
Co |
13.1 |
6.7 |
16.8 |
16.8 |
14.3 |
|
Y |
17.3 |
18.1 |
16.4 |
15.6 |
14.6 |
|
Cs |
2.1 |
1.3 |
3.3 |
2.1 |
1.3 |
|
Ta |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.5 |
|
Hf |
3.2 |
3.0 |
3.3 |
3.2 |
3.0 |
|
Ga |
16.9 |
16.0 |
16.0 |
14.1 |
15.1 |
|
Sn |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Th |
6.5 |
6.4 |
6.5 |
6.6 |
6.0 |
|
U |
2.0 |
2.4 |
2.3 |
2.5 |
2.1 |
|
V |
196 |
186 |
189 |
202 |
176 |
|
W |
0.8 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
|
La |
23.8 |
25.7 |
22.2 |
21.6 |
22.6 |
|
Ce |
45.8 |
47.3 |
43.4 |
41.5 |
39.9 |
|
Pr |
5.27 |
5.54 |
5.16 |
4.88 |
4.63 |
|
Nd |
21.3 |
21.3 |
20.4 |
19.4 |
18.4 |
|
Sm |
3.90 |
3.91 |
3.78 |
3.54 |
3.32 |
|
Eu |
1.04 |
1.11 |
1.06 |
1 |
0.92 |
|
Gd |
3.26 |
3.75 |
3.19 |
3.23 |
3.07 |
|
Tb |
0.50 |
0.52 |
0.50 |
0.44 |
0.46 |
|
Dy |
2.81 |
3.27 |
2.82 |
2.76 |
2.51 |
|
Ho |
0.59 |
0.65 |
0.61 |
0.55 |
0.53 |
|
Er |
1.72 |
1.85 |
1.76 |
1.68 |
1.49 |
|
Tm |
0.25 |
0.26 |
0.25 |
0.23 |
0.21 |
|
Yb |
1.67 |
1.80 |
1.68 |
1.62 |
1.48 |
|
Lu |
0.28 |
0.28 |
0.25 |
0.22 |
0.23 |
|
Ce/Yb |
27.42 |
26.27 |
25.83 |
25.61 |
26.95 |
|
Sr/Y |
28.64 |
29.41 |
31.31 |
33.53 |
23.03 |
|
Eu/Eu* |
0.89 |
0.89 |
0.93 |
0.9 |
0.88 |
|
LaN/YbN |
9.61 |
9.63 |
8.91 |
8.99 |
10.3 |
شکل 4- سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن (زنگالو، کالابری (Jabbari et al., 2017)، نسیم (Mahvashi and Malekzadeh Shafaroudi, 2016) و ریزآب (Mohammadi et al., 2015)) در نمودار Co دربرابر Th (Hastie et al., 2007)
در نمودار نامگذاری سنگها برپایة مقادیر Zr/TiO2 دربرابر SiO2،نمونههای منطقة زنگالو و نسیم بیشتر در بخش آندزیت و گاه تراکیآندزیت، نمونههای منطقه کالابری در محدودة بازالت سابآلکالن و آندزیت و سنگهای آتشفشانی منطقة ریزآب در محدودة بازالتهای سابآلکالن جای میگیرند (شکل 5).
شکل 5- نامگذاری سنگهای آتشفشانی مناطق زنگالو، کالابری (Jabbari et al., 2017)، نسیم (Mahvashi and Malekzadeh Shafaroudi, 2016) و ریزآب (Mohammadi et al., 2015) در نمودار Zr/TiO2 دربرابر SiO2 (Winchester and Floyd, 1977) Com: Comendite; Pant: Pantellerite; AB: Alkali Basalt; TrAn: Trachy Andesite; Bas/Trach/Neph: Basanite/Trachyte/Nephilinite)
عنصرهای خاکی کمیاب نسبت به عنصرهای دیگر کمتر دچار هوازدگی و دگرسانیهای گرمابی میشوند؛ از اینرو، الگوی فراوانی آنها خاستگاه آذرین سنگها را نشان دهد (Rollinson, 1993; Boynton, 1984). نمودارهای عنکبوتیِ عنصرهای خاکی کمیاب، میزان انحراف هر ترکیب نسبت به الگوی ترکیبی اولیه در پی فرایندهای ذوببخشی یا جدایش بلوری را نشان میدهند. در نمودار عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Boynton, 1984)، الگوی پراکندگی عنصرهای خاکی کمیاب در سنگهای آتشفشانی گوناگون از مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن با هم موازی هستند و همة نمونهها یک غنیشدگی کمابیش متوسط از عنصرهای خاکی کمیاب سبک (LREE) نسبت به عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREE) را نشان میدهند (شکل 6- A). میزان (La/Yb)N برابربا 46/2 تا 30/10 (جدول 1) نیز این نکته را تأیید میکند.
همخوانی الگوی تغییر عنصرهای خاکی کمیاب چهبسا نشاندهندة خاستگاه مشترک این سنگها باشد (Henderson, 1984). روند غنیشدگی LREE نسبت به HREE در مناطق یادشده نشاندهندة ماگمایی پدیدآمده در پهنة فرورانش است (Rollinson, 1993; Pearce, 1983; Gill, 1981). همچنین، غنیشدگی متوسط LREE نسبت به HREE شاید پیامد جدایش بلورین کانی هورنبلند یا گارنتداربودن خاستگاه بوده باشد (Jahangiri, 2007). نسبت کم (La/Yb)N نیز پیامد کمبودن مقدار گارنت در خاستگاه ماگماست. مقدار Eu/Eu* در سنگهای آتشفشانی زنگالو برابربا 84/0 تا 95/0 است (جدول 1). این نسبت در مناطق دیگر شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم، ریزآب) از 76/0 تا 12/1 تغییر میکند. این مقدارها نشاندهندة آنومالی منفی ضعیف Eu است (شکل 6- A). تهیشدگی بسیار ضعیف Eu نشاندهندة نبود یا مقدار بسیار کم پلاژیوکلاز بجامانده در خاستگاه ماگما، فوگاسیتة بالاتر اکسیژن محلول، آلودگی کمتر با پوستة قارهای و همچنین، نبود جدایش بلورین چشمگیر پلاژیوکلاز در ماگما پیش از فوران است (Martin, 1999).
در نمودار عنکبوتی بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)، نمونههای منطقة زنگالو و همچنین، مناطق کالابری، نسیم و ریزآب همگی از عنصرهای LILE (K، Rb و Cs) و عنصرهای ناسازگار که رفتاری همانند آنها دارند (مانند Th) دربرابر عنصرهای HFSE (Y، Zr، Nb و Ti) غنی شدهاند و تفاوتهای اندک مربوط به تغییر کلی سنگ هستند (شکل 6- B). بالابودن نسبت LILE/HFSE از نشانههای فرورانش بهشمار میرود (Zanetti et al., 1999; Winter, 2001; Wilson, 2007; Gill, 2010). غنیشدگی از LILE یا از گوشتهای بهارث رسیده است که پیشتر با ترکیبهای پهنة فرورانش دچار متاسوماتیسم شده است و یا پیامد آغشتگی کمان پوستهای است (Liu and Liu, 2014). تهیشدگی Ti در ماگماتیسم به فرورانش و فوگاسیتة اکسیژن وابسته است (Edwards et al., 1994). هنگامیکه فوگاسیتة اکسیژن بالا باشد دمای بیشتری نیاز است تا کانیهای Ti دار در مذابهای جداشده از پهنة فرورانش تهی شوند. ازآنجاییکه این دما فراهم نمیشود، پس Ti نیز تهی نمیشود و این عنصر ناهنجاری منفی نشان میدهد. همچنین، آنومالی منفی Ti شاید نشاندهندة نقش اکسیدهای Fe-Ti باشد (Irvine and Baragar, 1971). اگر نسبت Zr/Y>3 باشد، گدازهها به کمان آتشفشانی قارهای مربوط هستند؛ اما اگر این نسبت از 3 کمتر باشد در کمانهای آتشفشانی اقیانوسی پدید آمدهاند (Pearce and Norry, 1979). این نسبت در سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و دیگر مناطق بررسیشده از 3 بیشتر است. از اینرو، در گروه کمانهای آتشفشانی قارهای جای میگیرند. نسبت Sr/Y تعیینکننده کانیهای خاستگاه ماگماست. بالابودن این نسبت نشاندهندة بالابودن گارنت در ترکیب بجامانده و کمبودن آن نشاندهندة مقادیر بالای پلاژیوکلاز و آمفیبول در ترکیب بجامانده است (Geng et al., 2009). مقدار این نسبت در سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو نشاندهندة حضور مقدار کمی گارنت در ترکیب بجامانده است. این پدیده ناهنجاری ضعیف Eu و آنومالی مثبت Sr در سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن را توجیه میکند (جدول 1). همچنین، مقدار Nb در همة نمونههای منطقة زنگالو و همچنین، دیگر مناطق (کالابری، نسیم، ریزآب) از 6/8 ppm کمتر است. کاهیدگی شدید Nb همراه با ناهنجاری مثبت Sr شاخص ماگماهای پهنة فرورانش و افزایش آن نشاندهندة افزایش اختلاط پوستة قارهای است (Zhang et al., 2006; Asran and Ezzat, 2002). نسبت Nb/La برای میانگین سنگهای پوستة قارهای برابربا 39/0 (Rudnick and Gao, 2003) و برای بازالتهای اقیانوسی برابربا 9/0 تا 3/1 (Sun and McDonough, 1989) است. این نسبت در واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو 29/0 تا 38/0 (جدول 1) و برای دیگر مناطق بررسیشده از 16/0 تا 46/0 است که به پوستة قارهای نزدیکتر است و نشاندهندة آلودگی مذاب با پوستة قارهای هنگام صعود مذاب است.
شکل 6- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در نمودارهای عنکبوتی عنصرهای خاکی کمیاب و کمیاب بهنجارشده به: A) ترکیب کندریت Boynton, 1984))؛ B) ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)
بحث
جایگاه تکتونوماگمایی
آندزیتها و بازالتها در جایگاههای زمینساختی گوناگونی پدید میآیند. پیدایش آندزیتها بیشتر در پهنههای فرورانش (جزیرههای کمانی و حاشیههای قارهای فعال) و بازالتها بیشتر در محیطهای واگرای اقیانوسی روی میدهد و ترکیب آنها در این جایگاهها به فرایندهای رخداده در مرزهای همگرا و واگرا بستگی دارد (Gill, 2010). برای تعیین جایگاه تکتونوماگمایی مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن نمودارهای مختلفی بهکار برده شد که همگی جایگاه زمینساختی پهنههای فرورانشی این مجموعة آتشفشانی را نشان میدهند. نمودار Zr دربرابر Y (شکل 7) از نمودارهای بهکاررفته است که در آن، همة نمونههای منطقة زنگالو در محدودة مرتبط با کمان جای میگیرند. همچنین، نمونههای مناطق دیگر شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم و ریزآب) نیز مشابه با منطقة زنگالو در محدوده مرتبط با کمان جای میگیرند.
شکل 7- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در نمودار Zr دربرابر Y (Le Maitre et al., 1989)
در نمودار نسبتهای TiO2/Al2O3 دربرابر Zr/Al2O3 که برای تفکیک محیطهای درونصفحهای و کمانهای آتشفشانی بهکار برده میشود، همة نمونههای منطقة زنگالو و نیز مناطق دیگر شمالباختری بردسکن در گسترة وابسته به کمانهای آتشفشانی جای میگیرند (شکل 8- A). همچنین، برپایة نمودار نسبتهای Nb دربرابر Rb/Zr نیز سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو در گسترة کمانهای آتشفشانی میانسال یا مراحل میانی فرورانش جای گرفتهاند (شکل 8- B). بیشتر نمونههای منطقه نسیم و برخی نمونههای منطقه کالابری نیز همانند منطقة زنگالو در محدودة کمانهای آتشفشانی میانسال جای میگیرند؛ اما بیشتر نمونههای منطقة کالابری و ریزآب در محدودة کمانهای آتشفشانی جوان یا مراحل آغازین فرورانش رسم میشوند (شکل 8- B). نمودار 100Nb/Zr دربرابر 100Th/Zr برای سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و دیگر مناطق شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم و ریزآب) نیز محیط فرورانش را نشان میدهد (شکل 8- C).
شکل 8- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در: A) نمودار TiO2/Al2O3 دربرابر Zr/Al2O3 (Muller and Groves, 1997) (WIP: جایگاه درونصفحهای؛ AR: وابسته به کمانهای آتشفشانی)؛ B) نمودار Nb دربرابر Rb/Zr (Brown et al., 1984)؛ C) نمودار 100Nb/Zr دربرابر 100Th/Zr (Pearce, 1983; Asiabanha et al., 2012) (WPB: Within-Plate Basalt; MORB: Mid Oceanic Ridge Basalt)
نمودار Ta/Yb دربرابر Th/Yb (شکل 9) ویژگیهایی مانند جایگاه زمینساختی، نوع ماگما و خاستگاه ماگما را نشان میدهد. برپایة این نمودار، نمونههای واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو همگی در محدودة حاشیة قارهای و کالکآلکالن و در محدودة مایل به گوشتة غنیشده جای میگیرند. نمونههای مناطق کالابری، نسیم و ریزآب نیز در محدودة حاشیههای قارهای و کالکآلکالن (مگر چند نمونه از منطقة کالابری و ریزآب که تنها در محدودة کالکآلکالن جای میگیرند) واقع شدهاند و ماگمای آنها از ذوببخشی گوشتة غنیشده پدید آمده است. روند نمونههای شمالباختری بردسکن در این نمودار گویای تبلوربخشی (روند F) است (شکل 9). بالابودن نسبت Th/Yb در واحدهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در ارتباط با فرایندهای وابسته به فرورانش است. فرورانش سنگکرة اقیانوسی به زیر صفحة قارهای، عامل پیدایش ماگماهای مرتبط با کمان (arc-related) است که بیشتر همراه با افزودهشدن اجزای متاسوماتیک از پوستة اقیانوسی فرورو است.
شکل 9- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در نمودار Ta/Yb دربرابر Th/Yb (Siddiqui et al., 2007; Helvacı et al., 2009)
در کرتاسة میانی- بالایی، در پی فرورانش نئوتتیس به زیر پهنة سنندج- سیرجان، حوضههای پشت کمانی در اثر تنشهای کششی پدید آمدهاند (Ghasemi and Talbot, 2006; Agard et al., 2007; Moghadam et al., 2009). ستبرای بالای واحدهای آتشفشانی در مناطق شمالباختری بردسکن مانند زنگالو که گاه تا 400 متر هم میرسد و همچنین، نمودارهای زمینساختی بهدستآمده در این پژوهش نیز همگی گویای رخداد یک کشش و بازشدگی درون کمان یا پشت کمان است. این محیطهای کششی پشت کمانی در زمان آغاز پالئوسن آغاز به فرورانش به زیر صفحة توران کرده و در زمان ائوسن بهطور کامل بسته شدهاند. پیامد این فرورانش، پیدایش واحدهای آتشفشانی و آذرین درونی در پهنة سبزوار و مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن است.
بررسی خاستگاه ماگما
همخوانی الگوی تغییر عنصرهای خاکی کمیاب چهبسا نشانة خاستگاه مشترک این سنگها باشد (Henderson, 1984). ذوببخشی یک خاستگاه گارنتدار، مذابی با مقدارهای Sm/Yb بیشتر از 5/2 پدید میآید (Aldanmaz et al., 2000). ازاینرو، بود و یا نبود گارنت در ناحیة خاستگاه ماگما با نسبتهای این عنصرها شناخته میشود؛ زیرا Yb در گارنت سازگار است (Alici et al., 2004). نمونههای منطقة زنگالو نسبت Sm/Yb کمتر از 5/2 دارند و ازاینرو، بدون یا دارای مقدارهای کمی گارنت در ناحیة خاستگاه هستند. افزونبراین، دیگر نمونهها از مناطق شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم، ریزآب) نیز همانند منطقة زنگالو نسبت Sm/Yb کمتر از 5/2 دارند و ازاینرو، خاستگاه آنها بدون گارنت یا دارای مقدارهای کمی گارنت است. آنومالی منفی ضعیف Eu در نمودارهای عنکبوتی منطقة زنگالو و دیگر مناطق بررسیشده شمالباختری بردسکن نشاندهندة حضور مقادیر کمی گارنت در ترکیب بجامانده است. سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و بهطور کلی، مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن از عنصرهای LREE و LILE نسبت به عنصرهای HREE و HFSE غنیشدگی نشان میدهند. این غنیشدگی چهبسا پیامد متاسوماتیسم گوشتهای با سیالهای پدیدآمده از آبزدایی ورقة اقیانوسی (Goss et al., 2009) و یا پیامد آلایش ماگما با پوستة قارهای باشد (Prouteau et al., 2001).
Lee و Bachman (2014) دربارة خاستگاه آندزیتها فرضیههایی را پیشنهاد کردهاند که عبارتند از:
1- ذوب مستقیم گوشته در شرایط اشباع از آب؛
2- ذوببخشی پوستة بازالتی دگرسان؛
3- جدایش بلوری از بازالتهای کمان در بخشهایی از ماگما؛
4- آمیختگی ماگماهای مافیک با ماگما یا پوستة غنی از Si.
نسبت Zr/Ba پارامتر مؤثری در شناخت خاستگاه گوشتة سنگکرهای از گوشته سستکرهای بهشمار میرود. اگر این نسبت برابربا 3/0 تا 5/0 باشد نشاندهندة گوشتة سنگکرهای و اگر این نسبت از 5/0 بیشتر باشد نشاندهندة خاستگاه گوشتة سستکرهای است (Kürkcüoglu, 2010). میانگین این نسبت در واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو، 46/0 و برای دیگر مناطق شمالباختری بردسکن 28/0 است که نشاندهندة خاستگاه گوشتة سنگکرهای برای آنهاست. نمودار Nb دربرابر La (Gusev and Korobeinikov, 2009) نیز نشاندهندة خاستگاه گوشتة سنگکرهای برای سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو (نسبت La/Nb برابربا 6/2 تا 8/3) و همچنین، دیگر مناطق بررسیشدة شمالباختری بردسکن (نسبت La/Nb برابربا 15/2 تا 05/6) است (شکل 10- A). این ویژگیها نشاندهندة جدایش این سنگها از یک خاستگاه ناهمگن (گوشتة سنگکرهای متاسوماتیسمشده) است (Fu et al. 2016).
در نمودار Al2O3+ Fe2O3+ MgO+ TiO2 دربرابر Al2O3/(Fe2O3+ MgO+ TiO2))، نسبتهای بالای Al2O3/(Fe2O3+ MgO+ TiO2)) نشاندهندة مذابهای پدیدآمده در فشار بالا هستند؛ اما مذابهایی که در بین دو خط فشار بالا و فشار پایین قرار میگیرند، حاصل برهمکنش گوشته- سنگکره هستند (Geng et al., 2009). در سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و همچنین، دیگر مناطق بررسیشده از شمالباختری بردسکن، نسبتهای یادشده بالا و بهترتیب برابربا 56/6 تا 06/9 و 24/7 تا 62/24 است و در نتیجه در محدودة فشار بالا واقع میشوند (شکل 10- B). آندزیتها و سنگهای آذرین درونی وابسته، اطلاعاتی دربارة برهمکنش گوشته و پوسته فراهم میکنند (Terentiev et al., 2016).
شکل 10- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و دیگر مناطق شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم، ریزآب) در: A) نمودار تغییرات Nb دربرابر La ( Gusev and Korobeinikov, 2009)؛ B) نمودار Al2O3+Fe2O3+ MgO+ TiO2 دربرابر Al2O3/ Fe2O3+ MgO+ TiO2 (Geng et al., 2009)
از نسبت MREE/HREE دربرابر LREE/HREE (برای نمونه نسبت La/Yb دربرابر Dy/Yb که متمایزکنندة خاستگاه ذوب گارنت- لرزولیت یا اسپینل- لرزولیت است) برای شناخت مدل ذوب بهره گرفته میشود. این نمودار بهطور ویژه برای شناسایی مذابهای اسپینل و گارنت کارآمد است (Thirlwall et al., 1994). مذابهای رخسارة اسپینل تغییرات کمی از نسبت Dy/Yb نسبت به خاستگاه گوشتهای و همچنین، تغییرات کمی از Dy/Yb دربرابر La/Yb نشان میدهند. در مقابل، مذابهای رخساره گارنت تغییرات بالایی در نسبتهای Dy/Yb نشان میدهند. نمودار La/Yb دربرابر Dy/Yb (شکل 11- B)، خاستگاه ذوببخشی اسپینل- لرزولیت را برای نمونههای منطقة زنگالو و بیشتر نمونههای دیگر مناطق شمالباختری بردسکن نشان میدهد. همچنین، برخی نمونهها در منطقه بین منحنی اسپینللرزولیت و گارنت لرزولیت جای میگیرند که نشاندهندة خاستگاه اسپینللرزولیت با مقدار کمی گارنت است.
تحرکپذیری عنصرهای LREE (مانند: Th، Pr، Nd، La و Ce)، در سیالها بالا نیست؛ اما این عنصرها در رسوبات غنی هستند (Elliott et al., 1997). سیالهای آبدار برخاسته از صفحة فرورو میتواند باعث انتقال برخی عنصرهای ناسازگار از پوستة فرورو به گوشتة زیر قاره در محل فرورانش شوند (Hermann et al., 2006). با افزودهشدن رسوبات پلاژیک و پوستة اقیانوسی دگرسانشده به گوشته در محل خاستگاه ماگما، U و Th در نمودارهای عنکبوتی آنومالی مثبت نشان میدهند (Fan et al., 2003). گمان میرود خاستگاه ماگمای واحدهای آتشفشانی منطقه، اسپینللرزولیتی با مقدار کمی گارنت بوده است.
شکل 11- ترکیب شیمیایی سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن در: A) نمودار Nb/Th دربرابر Rb/Sr؛ B) نمودار Dy/Yb دربرابر La/Dy (McDonough and Sun, 1995)
برداشت
مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن شامل واحدهای آتشفشانی آندزیت، تراکیآندزیت و بازالت در مناطق مختلف خود است. برپایة بررسیهای دقیق صحرایی و میکروسکوپی در منطقة زنگالو، واحدهای پورفیریتیک هورنبلند آندزیت، هورنبلند تراکیآندزیت، لاتیت و پیروکسن آندزیت شناسایی شدند. غنیشدگی کمابیش متوسط از LREE نسبت به HREE در واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو و دیگر مناطق شمالباختری بردسکن نشاندهندة ماگمایی پدیدآمده در پهنة فرورانش است. کاهیدگی شدید Nb همراه با ناهنجاری مثبت Sr در این سنگها پیدایش ماگمای مادر آنها در پهنة فرورانش را نشان میدهد. نسبت Nb/La در سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن نزدیک به میانگین سنگهای پوستة قارهای و نشاندهندة آلودگی مذاب با پوستة قارهای هنگام صعود است. نمونههای منطقة زنگالو نسبت Sm/Yb کمتر از 5/2 دارند که نشاندهندة نبود یا کمبودن گارنت در ناحیه خاستگاه است. افزونبراین، دیگر نمونهها از مناطق شمالباختری بردسکن (کالابری، نسیم، ریزآب) نیز همانند منطقة زنگالو نسبت Sm/Yb کمتر از 5/2 دارند و ازاینرو، خاستگاه آنها نیز بی گارنت یا دارای مقدار کم گارنت است. سنگهای آتشفشانی منطقة زنگالو و بهطور کلی مجموعة آتشفشانی شمالباختری بردسکن از عنصرهای LREE و LILE نسبت به عنصرهای HREE و HFSE غنیشدگی نشان میدهند. این پدیده چهبسا پیامد متاسوماتیسم گوشتهای با سیالهای برخاسته از آبزدایی پوستة اقیانوسی و یا در پی آلایش ماگما با پوستة قارهای باشد. مقادیر نسبت Zr/Ba در واحدهای آتشفشانی منطقة زنگالو و دیگر مناطق شمالباختری بردسکن نشاندهندة جدایش این سنگهای از یک خاستگاه ناهمگن (گوشتة سنگکرهای متاسوماتیسمشده) است. مقدار نسبت Al2O3/(Fe2O3+MgO+TiO2) در سنگهای آتشفشانی شمالباختری بردسکن بالاست و در محدودة فشار بالا واقع میشوند. این واحدها از ذوببخشی یک خاستگاه اسپینللرزولیت فلوگوپیتدار غنیشده پدید آمدهاند. غنیشدگی گوشته را میتوان پیامد فرورانش تختة فرورو دانست.
یافتههای بهدستآمده در بررسیهای پیشین، فرورانش نئوتتیس به زیر پهنة سنندج- سیرجان، در زمان کرتاسة میانی- بالایی و پیدایش حوضههای پشت کمانی در پی تنشهای کششی را نشان میدهند. یافتههای این پژوهش، پیرامون پهنة زمینساختی و نوع ماگمای این منطقه نیز بررسیهای پیشین را تایید میکنند و پهنة فرورانش و پیدایش کمان را برای منطقة شمالباختری بردسکن و پهنة سبزوار پیشنهاد میکنند.
سپاسگزاری
این پژوهش با پشتیبانی مالی دانشگاه فردوسی مشهد و در ارتباط با طرح پژوهشی شمارة 49173/3 انجام شده است. نگارندگان از آقای مهندس کساییان برای حمایت در برداشتهای صحرایی بسیار سپاسگزارند.
)
