Geometric properties, petrography, geochemistry and tectonic setting of columnar andesites of Goorid quarry rubble mine, west of Sarbisheh city (South Khorasan)

Document Type : Original Article

Authors

1 Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran

2 Assistant Professor, Department of mining engineering, Faculty of Mining, Civil and Chemistry, Birjand University of technology, Birjand, Iran,

Abstract

Introduction
In the Goorid quarry rubble mine 5km west of Sarbisheh city (Southern Khorasan) outcrops of andesitic lavas with columnar structures exist and from the view of geological subdivisions, located in the eastern part of the Lut block. The magmatic activity in the Lut block began in the middle Jurassic (165-162 Ma) and reached its peak in the Tertiary. Volcanic and subvolcanic rocks of the Tertiary age cover over half of the Lut block with up to 2000 m thickness and formed due to subduction before the collision of the Arabian and Asian plates (Camp and Griffis, 1982). In the northern parts of the Lut block (eastern Iran), andesitic volcanic rocks along with dacite and rhyodacite have erupted in the interval of 50 million years from the late Cretaceous to the lower Neogene (Jung et al., 1983). In the northwestern and the western parts of Sarbisheh, the outcrops of Tertiary volcanic rocks (Eocene-Oligocene to Pliocene) with basic, intermediate, and acidic compositions along with pyroclastic deposits are observed that andesitic lavas are widespread displaying columnar structure around the village of the Goorid, shows. In this research, the geometrical characteristics, origin, and tectonic setting of the columnar lavas of the Goorid mine have been investigated.
Regional Geology
The studied area is located in the southern part of Sarbisheh 1:100000 geological map. The major rock units in the studied area include Tertiary volcanic and pyroclastic rocks. The oldest rock unit of the area under study consists of turbidite deposits consisting of alternating dark green to gray shales and brown sandstone belonging to the Paleocene-Eocene, which are observed in the west and the southwest of Goorid-e-Paein village. Dark-colored units with basaltic andesite and pyroxene andesite compositions cover a large part of the studied area. These rocks are exposed in the form of single and connected hills around the village of Goorid, which shows a unique columnar structure on the western margin of the village.
Materials and Methods
This research is based on field studies, sampling of rock units, measurement of geometric features of columns, the study of thin sections, and the results of chemical analyses of 11 rock samples. Some 11 samples of volcanic rocks from the Goorid quarry rubble mine were selected and analyzed in Zarazma company, Tehran, Iran by alkaline melting method for major elements (code AF-01) and ICP-MS (for rare and rare earth elements) (code MMS-01).
Petrography and Geochemistry
Based on petrographic studies, the volcanic rocks of Goorid area have andesitic (pyroxene andesite) composition. Lava-forming minerals including abundant plagioclase, pyroxene, and sometimes opaque minerals. The main texture of these rocks is porphyry with vitreous microlitic groundmass, glomeroporphyry and poikilitic. Zoning, sieve texture, and embayment in plagioclases are signs of disequilibrium conditions during magma crystallization. Investigation of geometric properties of columnar jointing in the Goorid mine shows that columns are a mixture of 4, 5, 6, and 7-side polygons and belong to the irregular group. Based on measurements in three separate blocks of Goorid mine andesitic columns (each block with an area of about one square meter), the average hexagonality index is 0.83. Geochemically, these rocks have an andesite composition with high-K calc-alkaline nature point to subduction zones. Total REE in the Goorid quarry rubble mine columnar lavas show a range from 185.36 to -204.23ppm and a uniform pattern with LREE enrichment relative to HREE similar to calc-alkaline rocks with (La/Yb)N=8.26-9.76, (Ce/Yb)N=6.76-7.85 and weak negative Eu anomalies (average: Eu/Eu*=0.89). Enrichment in LREE relative to HREE with enrichment in LILE (except Ba) and depletion in HFSE (Nb, Ti, P) in studied lavas suggests active continental margin volcanic arc magmatism.
Discussion and Results
A thorough understanding of the occurrence of volcanic rocks in continental orogenic belts, as well as of their origin and source material, is an important component of studies on continental dynamics. Such rocks provide a window into the mantle and aid our understanding of the formative mechanisms of heat–stress anomalies, crust-mantle interaction, material exchange, and geological processes in the deep earth (Liu et al., 2012). Based on the different tectonic environment discriminant diagrams, Goorid andesitic lavas are located in the active continental margin and mantle-enriched areas. Geochemical characteristics of Goorid volcanic rocks, such as LILE and LREE enrichment and depletion of HFSE (negative anomaly of Nb, Ti, and P) and HREE ((Tb/Yb)N=1.40-1.88), indicating the absence or the presence of a small amount of garnet at the origin. The low Dy/Yb ratio (1.78 to 2.32) in these rocks confirms the spinel lherzolitic source. Using the (La/Yb)N (LREE/HREE) and (Gd/Yb)N (MREE/HREE) ratios it was also found that the samples are plotted in the spinel stability field and adjacent to the spinel lherzolite melting curve with about 90% spinel (Açlan et al., 2020).


Keywords

Main Subjects

Full Text

منطقة بررسی‌شده در حاشیة شمال‌باختری روستای گورید پایین و در 5 کیلومتری باختر شهرستان سربیشه در استان خراسان جنوبی جای دارد. جایگاه جغرافیایی بخش مرکزی محدوده در محل سینه‌کار اصلی معدن، در طول‏‌ جغرافیایی خاوریِ ''43¢43°59 و عرض جغرافیایی شمالیِ ''06¢34°32 است (شکل 1).

 

 

 

شکل 1. نقشة زمین‏‌شناسی محدودة معدن سنگ لاشة گورید، تهیه‏‌شده برپایة نقشة 100000/1 سربیشه (Nazari and Salamati, 1999)، با تغییرات و ترسیم دوباره.

Figure 1. Geological map of the Goorid quarry rubble mine, based on 1:100000 geological map of Sarbisheh (Nazari and Salamati, 1999), with modification and redrawing.

 

 

از دیدگاه پهنه‏‌بندی واحدهای ساختمانی ایران، این منطقه در حاشیة خاوری بلوک لوت (Jung et al., 1983; Nazari and Salamati, 1999; Arjmandzadeh et al., 2011; Karimpour et al., 2011; Karimpour et al., 2012; Richards et al., 2012) و در فاصلة پهنة زمین‏‌درز سیستان (Camp and Griffis, 1982; Tirrul et al., 1983; Saccani et al., 2010; Pang et al., 2010) جای دارد. فعالیت ماگمایی در بلوک لوت در ژوراسیک میانی (165-162میلیون سال پیش) آغاز شده (Karimpour et al., 2011) و در ترشیری به اوج خود رسیده است (Jung et al., 1983; Karimpour et al., 2011). سنگ‏‌های آتشفشانی و نیمه‏‌ژرف ترشیری بیش از نیمی از بلوک لوت را با ستبرای بیش از 2000 متر پوشانده‌اند و در پی فرورانش، پیش از برخورد صفحه‌های عربی و آسیا پدید آمده است (Berberian et al., 1982; Camp and Griffis, 1982; Tirrul et al., 1983; Karimpour et al., 2011). جایگاه ژئودینامیک همگرای پهنة زمین‏‌درز سیستان با فرایند آتشفشانی کالک‏‌آلکالن و آلکالن کرتاسة پسین تا کواترنری و توده‏‌های آذرین درونیِ گرانیتوییدیِ همزمان و پس از برخورد همراه است (Delavari et al., 2014; Mohammadi et al., 2016; Jentzer et al., 2021, 2022; Bröcker et al., 2022). بررسی‌های پیشین زمان ائوسن را برای برخورد بلوک‏‌های قاره‏‌ای لوت-افغان پیشنهاد کرده‌اند (Camp and Griffis, 1982; Tirrul et al., 1983)، در صورتی‌که به باور دلاوری و همکاران (Delavari et al., 2014)، برخورد پایانی میان بلوک‏‌های قاره‏‌ای لوت-افغان پس از پالئوسن پسین رخ داده است. این پژوهشگران ویژگی‌های زمین‌شیمیایی تودة آذرین درونی بی‏‌بی مریم در بخش جنوبی پهنة زمین‏‌درز سیستان را به‌عنوان شاخصی از ذوب پوستة اقیانوسی فرورونده در جایگاه زمین‌ساختی پیش از برخورد را بررسی کرده‌اند و بر این باور هستند که زمان برخورد از سن به‌دست‌آمده برای این توده به روش اورانیم-سرب (1/2±6/58 میلیون سال پیش) جوان‏‌تر است. در بخش‏‌های شمالی بلوک لوت (خاور ایران)، سنگ‏‌های آتشفشانی آندزیتی همراه داسیت و ریوداسیت‏‌ در بازة زمانی50 میلیون سال از کرتاسة پسین تا نئوژن زیرین فوران کرده‌اند (Jung et al., 1983). در بخش‏‌های شمال‌باختری و باختر سربیشه، رخنمون سنگ‏‌های آتشفشانی ترشیری (ائوسن-الیگوسن تا پلیوسن) با ترکیب بازیک، حد واسط و اسیدی به‌همراه نهشته‏‌های آذرآواری دیده می‏‌شود. گدازه‏‌های آندزیتی گسترش بالایی دارند و در پیرامون روستای گورید پایین ساختار ستونی نشان می دهند. گدازه‏‌های ستونی با الگوی منظم و چندوجهی مدتهاست مورد توجه بازدیدکنندگان هستند و بسیاری از پژوهشگران به توصیف نظم و ترتیب درزه‏‌های ستونی و ارائة فرضیه‌های گوناگون درباره پیدایش آنها پرداختند (Tomkeieff, 1940; Spry, 1962; Ellwood and Fisk, 1977; De Graff and Aydin, 1987; Budkewitsch and Robin, 1994; Grossenbacher and McDuffie, 1995; Goehring and Morris, 2005; Gilman, 2009; Guy, 2010; Bosshard et al., 2012; Phillips et al., 2013; Weinberger and Burg, 2019; Açlan et al., 2020; Li and Liu, 2020).

پژوهشگران بسیاری گدازه‏‌های ستونی در ایران نیز در برخی مناطق ، مانند شمال‌خاوری (منطقه تربت حیدریه) و شمال‌باختری (اردبیل-آذربایجان) را بررسی کرده‌اند (Amel et al., 2008; Shojaei, 2009; Mohammadi Khalfe Loii, 2015; Younecimaleh, 2016; Mobashergermi and Jahangiri, 2017). تا کنون پژوهشگران بررسی‌هایی گوناگونی دربارة سنگ‏‌های آتشفشانی منطقه سربیشه انجام داده‌اند (Nazari, 2011; Goodarzi, 2011; Makipour, 2011; Mohammadi, 2012; Parsaei, 2012; Chahkandinejad, 2015; Eslamipanah, 2018)؛ اما دربارة ساختار و سرشت گدازه‏‌های ستونی محدودة معدن سنگ لاشة گورید بررسی جامعی انجام نشده است. در این پژوهش، به بررسی ویژگی‌های هندسی، خاستگاه و جایگاه زمین‏‌ساختی گدازه‏‌های ستونی معدن سنگ لاشة گورید پرداخته شده است.

زمین‌شناسی منطقه

منطقة بررسی‌شده در بخش جنوبی نقشة زمین‏‌شناسی 100000/1 سربیشه (Nazari and Salamati, 1999) جای گرفته است. واحدهای سنگی عمده در محدودة مورد بررسی شامل سنگ‏‌های آتشفشانی و آذرآواریِ ترشیری هستند. نهشته‏‌های توربیدایتیِ ساخته‌شده از تناوب شیل‏‌های سبز تیره تا خاکستری و ماسه‏‌سنگ قهوه‏‌ایِ پالئوسن-ائوسن از کهن‏‌ترین واحد سنگی منطقة بررسی‌شده هستند که در باختر و جنوب باختر روستای گورید پایین دیده می‏‌شوند. فعالیت آتشفشانی در این منطقه با رخنمون سنگ‏‌های آتشفشانی تفکیک‏‌نشده حد واسط تا اسیدی برشی‏‌شده و دگرسان‏‌شده همراه توف در بخش‏‌های شمالی، شمال‌خاوری، جنوب‌خاوری و همچنین، در باختر روستای گورید پایین شناخته می‏‌شود (شکل 1). بخش بزرگی از محدودة بررسی‌شده را واحدهای تیره‌رنگ با ترکیب کلی آندزیت‌بازالتی و پیروکسن‌آندزیت فرا گرفته است (شکل 1) که در برخی بخش‌ها با حضور شیشه‏‌های آتشفشانی در بخش‏‌های زیرین همراهی می‏‌شود.

گدازه‏‌های آندزیتی در بخش‏‌های شمال و شمال خاوری گورید پایین (بیرون از محدودة نقشة زمین‏‌شناسی ارائه‏‌شده)، توده‏‌های مرتفع به‌هم پیوسته و گنبدی‏‌شکلِ کوه‌کلاغی (شکل 2- A) با ارتفاع 2327متر و کوه ماری (2123 متر) را تشکیل داده‌اند. این سنگ‏‌ها در نزدیکی روستای گورید پایین به‌صورت تپه‏‌های منفرد و گاه به‌هم پیوسته رخنمون دارند و در حاشیة باختری روستا ساختار ستونی بی‌مانندی را نشان می‏‌دهند. ساختار ستونی در بخش‏‌های سطحی توده که با سرعت بیشتر سرد شده‌اند، چندان کامل نیست (شکل 2- B)؛ اما در بخش‏‌های ژرف‏‌تر که سرعت انجماد ماگما کمتر بوده است، ستون‏‌های سالم و درازی دیده می‏‌شود. قطر ستون‏‌ها از سطح به‌طرف عمق تغییر چشمگیری نشان نمی‏‌دهد. این سنگ‏‌های گدازه‏‌ای در حال حاضر به عنوان معدن سنگ لاشه بهره‏‌برداری می‏‌شوند (شکل 2- C).

عملکرد پهنة گسلی سربیشه در راستای سرشاخه‏‌های گسل نه خاوری[1] در منطقه، سبب خرد‏‌شدگی واحدهای سنگی از جمله توف‏‌ها شده است؛ به‌گونه‌ای‏‌که در بخش باختری محدودة بررسی‌شده، دگرسانی توف‏‌ها کانی‏‌های رسی از جمله بنتونیت را پدید آورده است (شکل 2- D). جریان‌یافتگی ماگما در هنگام سردشدن و همچنین عملکرد گسل‏‌ها، به‌ویژه در بخش‏‌های حاشیه‏‌ای توده، در برخی ستون‏‌ها خمیدگی پدید آورده است (شکل 2- E). افزون‌براین، فعالیت گسل پس از انجماد کامل گدازه‏‌ها نیز بریدگی و جابجایی در گدازه‏‌های ستونی را به‌دنبال داشته است (شکل 2- E). گذر سیال‌های دگرسان‏‌کننده در مسیر شکستگی‏‌های پدیدآمده، رخداد دگرسانی در کانی‏‌های مافیک سازندة گدازه‏‌ها (پیروکسن) و پیدایش اکسیدهای آهن به رنگ قهوه‏‌ای مایل به سرخ را در پی داشته است (شکل 2- F). رسوب‌های کواترنری شامل کنگلومرا با قطعات عمدتاً آتشفشانی سخت‏‌نشده و نهشته‏‌های آبرفتی عهد حاضر است که در اطراف روستای گورید پایین دیده می‏‌شوند. بررسی شاخص‏‌های ریخت‌زمین‏‌ساختی و نو‌زمین‏‌ساختی در منطقه گویای عملکرد گسلش فعال در رسوب‌های جوان منطقه نیز است (Karimi Dehkordi, 2012).

روش انجام پژوهش

این پژوهش برپایة بررسی‌های صحرایی، نمونه‏‌برداری از واحدهای سنگی، اندازه‏‌گیری ویژگی‏‌های هندسی ستون‏‌ها، بررسی مقاطع نازک و داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة شیمیایی 11 نمونة سنگی انجام شده است. شمار 11 نمونه از سنگ‏‌های آتشفشانی محدودة معدن سنگ لاشه ستونی گورید برگزیده شدند. این نمونه‌ها در شرکت زرآزما به روش ذوب قلیایی برای عنصرهای اصلی (کد AF-01) و ICP-MS (برای عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب) (کد MMS-01) تجزیه شدند. داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیه‏‌های شیمیایی با نرم‏‌افزار GCDKit پردازش شدند و نمودارهای مورد نیاز با نرم افزارCorel Draw باز رسم شدند.

ساختار و ویژگی‌های هندسی ستون‏‌های آندزیتی معدن گورید

درزه‏‌های ستونی از ویژگی‌های رایج در جریان‏‌های گدازه‏‌ای پدیدآمده در محیط خشکی، به‌ویژه در ترکیب‌هایی بازالتی هستند؛ اما در گدازه‏‌های دیگر ترکیب‌ها (مانند آندزیت‏‌ها، جریان‏‌های الترامافیک، ریولیت‏‌ها، ابسیدین و همچنین در سنگ‏‌های آذرآواری جوش‏‌خورده متراکم) نیز یافت می‏‌شوند (De Graff and Aydin, 1987; Bosshard et al., 2012). این ساختار افزون‌بر جریان‏‌های گدازه، در توده‏‌های نیمه‏‌ژرف، سیل‏‌های کم‏ژرف و دایک‏‌ها، با همة ترکیب‌ها در بخش‌های مختلف جهان دیده شده است (Lyle, 2000; Hetényi et al., 2012; Phillips et al., 2013; Sheth et al., 2015; Moore, 2019; Weinberger and Burg, 2019). این درزه‏‌ها، شبکه‏‌ای از درزه‏‌های کششی پیوسته به‌هم هستند که گدازه‏‌ها را به منشورها یا ستون‏‌ها با محورهای موازی و برش عرضی چندوجهی بخش کرده‌اند و یکدیگر را با زاویه‏‌های عمود بر هم تا 120درجه قطع می‏کنند (De Graff and Aydin, 1987; Weinberger and Burg, 2019). قطر ستون‏‌ها از چند میلیمتر تا چند متر متغیر است و درازای آنها می‏‌تواند تا ده‏‌ها متر نیز برسد. درزه‏‌های ستونی بیشتر در پی انقباض تفریقی یک بخش از مذاب نسبت به بخش دیگر پدید می‏‌آیند. انقباض معمولاً پیامد سردشدن یا خشک‏‌شدن مواد، تحت‌تأثیر تنش‏‌های کششی است که بیشتر از مقاومت کششی مواد باشد. با توسعه آن در نهایت درزه پدید می‏‌آید (Weinberger and Burg, 2019). رده‏‌بندی ستون‏‌ها به انواع خاص، برپایة معیارهایی مانند قطر ستون، درازای جانب ستون، نظم و ترتیب ستون‏‌ها، وجود گلدسته[2] در یک جریان گدازه و طرح‏‌های هندسی در ستون‏‌ها در جدول 1 به‌صورت خلاصه آورده شده است.

 

 

 

شکل 2. A) گدازه‏‌های آندزیتی کوه کلاغی در شمال روستای گورید پایین (دید رو به شمال‌خاوری)، B) ساختار ستونی در بخش سطحی گدازه‏‌ها (دید رو به شمال‌باختری)، C) ساختار ستونی در جبهة کار معدن گورید پایین (دید رو به باختر)، D) رخنمون بنتونیت در بخش باختری محدوده (دید رو به باختر)، E، F) خمیدگی و برش در ستون‏‌های آندزیتی معدن گورید پایین (دید رو به جنوب‌خاوری).

Figure 2. A) The andesitic lavas of Kalaghi Mountain in the north of the Goorid-e-Paien village (view to the northeast); B) Columnar structure in the surface part of the lavas (view to the northwest); C) Columnar structure in Goorid-e-Paien quarry rubble mine (view to the west); D) Bentonite outcrop in the western part of the area (view to the west); E, F) Bending and shearing in the andesitic columns of Goorid-e-Paien quarry rubble mine (view to the southeast).

 

جدول 1. رده‏‌بندی الگوهای ستونی در گدازه‏‌ها.

Table 1. Classification of columnar patterns in lavas.

Columnar joints of the Goorid mine

Reference

Evaluation

Pattern

Classified method

No.

The average length of the side of the columns is 12 cm and the average diameter of the columns is 20-30 cm and rarely reaches 55 cm. Therefore, they are classified as small columns.

Xu (1982)

This classification is very specific but needs large quantity of statistics

Large: L >1 m and D >2 m

Medium: L=~1–0.25 m and D= 2–0.5 m

Small: L<0.25 m and D<0.5 m

Based on the side length (L) and diameter (D) of hexagonal column

1

Columns are mixture of 4, 5, 6 and 7 sides and classified as irregular.

 

Xu (1982)

Conceptual classification not refers to their forming mechanism

Regular: primarily are hexagon

Subregular: mostly are pentagon

Irregular: mixture of 4-, 5-, 6-, 7-, and 8-side polygons

Geometric shape on transversal surface

2

Columns are relatively regular colonnade and lack an entablature. Therefore, they classified in the group I.

 

 

Long and Wood (1986)

This classification refers to their forming mechanisms and needs comprehensive

observation

Type I: highly regular colonnade and lack an entablature

Type II: repeated entablature and colonnade

Type III: a lower colonnade and a single

well-defined entablature in vertical section

Vertical section structure of colonnade

3

Based on the measurements, there are vertical columns with plunge angle more than 80 degrees in the central part of the mine, inclined columns with a plunge angle of 35-45 degrees on the southeast margin and there are inclined columns with a plunge of 65-75 degrees on the northwest margin of the mine. Considering the general shape of the columns, they can be considered as fanning upwards.

Li and Liu (2020)

This classification is very simple and can be made based on field observation but not refers to their

forming mechanisms

Vertical: intersect angle of column and horizontal plane θ > 80°

Inclined: 10°<θ<80°

Horizontal: θ<10°

Fanning upward: upward scatter

Fanning downward: downward scatter

Colonnade alignment pattern

4

 

 

 

 

بررسی‏‌های صحرایی روی سطوح پله‏‌های بهره‏‌برداری (شکل 3- A) و همچنین، ستون‏‌های استخراج‌شده (شکل ‏‌های 3- B تا 3- F) در محدودة معدن گورید نشان می‏‌دهند این ستون‏‌ها مخلوطی از 4، 5، 6 و 7 وجهی هستند و برپایة رده‌بندی زو (Xu, 1982) در ردة نامنظم جای می‏‌گیرند (جدول 1).

شکل شماتیک و تصویر صحرایی برش عرضی یک ستون شش‏‌وجهی و ابعاد قابل اندازه‏‌گیری شامل درازایِ کناره (جانب) (L)، قطر (d) و زاویه‌های داخلی (θ) (Phillips et al., 2013) در شکل 4 آمده‌اند. تعیین ویژگی‌های درزه‏‌های ستونی شامل اندازه‏‌گیری درازایِ کناره (جانب) ستون (L)، شمارش سطوح ستون (N) و بررسی چگالی ستون‏‌ها (شمار چندوجهی‌ها بر متر مربع) (D) است (Li and Liu, 2020).

برای ارزیابی الگوی ستون‏‌ها، شاخصی به‌نام شاخص شش‏‌ضلعی[3] به‌کار برده می‏‌شود (Budkewitsch and Robin 1994; Phillips et al., 2013; Li and Liu, 2020) که به‌صورت زیر تعریف شده است:

 

که در آن ʄn (ʄ5، ʄ7، ʄ4، ʄ8 و ...) شمار هر یک از چندضلعی‏‌ها (به‌ترتیب شامل پنج‌ضلعی، هفت‌ضلعی، چهارضلعی، هشت‌ضلعی و ...) بخش بر شمار کل چندضلعی‏‌های اندازه‏‌گیری‏‌شده در مجموعه است. 0=Xn نشان‌دهندة ایست که همة ستون‏‌ها الگوی شش‏‌وجهی با نظم و ترتیب کامل دارند؛ اما 1=Xn و 2=Xn به‌ترتیب گویای این هستند که همة ستون‏‌ها پنج یا هفت‏‌وجهی و چهار یا هشت‏‌وجهی هستند. اندازه‏‌گیری‏‌های هندسی درزه‏‌های ستونی در معدن سنگ لاشة گورید با کمک متری (نوار اندازه‏‌گیری) با دقت 1± سانتیمتر انجام شد. مقدارهای به‌دست‌آمده در جدول 2 آورده شده‌اند.

 

 

 

 

شکل 3. تصویرهای صحرایی از ستون‏‌های چندوجهی آندزیتی در معدن سنگ لاشة گورید پایین (بلورهای پلاژیوکلاز به رنگ سفید در زمینة سنگ دیده می‌شوند).

Figure 3. Field photos of polygonal andesitic columns in the Goorid-e-Paien quarry rubble mine (The white plagioclase crystals can be seen in the rock groundmass).

 

 

شکل 4. A) شکل شماتیک یک ستون شش‌وجهی (Phillips et al., 2013)؛ B) تصویر صحرایی برش عرضی یک ستون شش‏‌وجهی.

Figure 4. A) Schematic figure of a hexagonal column (Phillips et al., 2013); B) Field image of a cross section of a hexagonal column.

 

جدول 2. نتایج اندازه‏‌گیری‏‌های هندسی درزه‏‌های ستونی در معدن گورید

Table 2. The results of geometrical measurements of columnar joints in the Goorid mine.

Hexagonality index

Average number of sides for each polygons

 

 

Number of 4-5-6-7-8-sided polygons

Number of polygons

Mean area (m2)

The total number of measurements at one block

Standard deviation of side length (cm)

The average length of the side of column (cm)

 

Shape

Measurement block no.

 

0.81

5.9

0-7-13-9-1

30

0.77

10

1.82

12

Vertical

1

0.88

5.8

0-7-9-11-1

28

1

10

3.52

15

Vertical

2

0.79

5.9

0-6-14-8-1

29

0.66

10

1.74

12

Vertical

3

 

 

به طور کلی، وضعیت ستون‏‌ها (عمودی، مایل، افقی، بادبزنی رو به بالا و بادبزنی رو به پایین) تابعی از جهت‏‌گیری ایزوترم و توپوگرافی قدیمی است. جریان‏‌های گدازه که روی سطوح مسطح جایگیری کرده‏‌اند، ستون‏‌های عمودی دارند؛ اما آنهایی که روی سطوح شیب‏‌دار جایگیر شده‏‌اند، جهت‏‌گیری مایل دارند. گدازه‏‌های ستونی افقی عموماً در پایین‏‌ترین سطح آتشفشان و به دلیل انحراف موضعی ایزوترم‏‌ها در اثر نفوذ آب‏‌های جوی فرورو در زمان جایگیری نخستین جریان گدازه پدید می‏‌آیند (Li and Liu, 2020). منشورهای بادبزنی رو به پایین در دره‏‌های قدیمی جایگیری می‏کنند؛ به‌گونه‌ای‌که منشورها به سوی دیواره‏‌های دره جای دارند. میزان نشیب توپوگرافی قدیمی، ضخامت جریان گدازه را تحت‌تأثیر قرار می‏‌دهد؛ به‌گونه‌ای‌که شیب کم یا نبود شیب، جریان‏‌های گدازه ضخیم‏‌تر را پدید می‌آورد. جریان‏‌های گدازه ضخیم، آهسته‏‌تر سرد شده‌اند و زمان کافی برای پدیدآوردن منشورهای کامل با اندازة بزرگ‏‌تر و شاخص شش‏‌وجهی پایین‏‌تر فراهم بوده است (Li and Liu, 2020). در برابر، ستون‏‌های بادبزنی، افقی یا مایل، نشان‏‌دهندة الگوهای نابالغ با شاخص شش‏‌وجهی بیش از یک هستند و با ستون‏‌های چهار، پنج و هفت‏‌وجهی شناخته می‏‌شوند. این‌گونه ستون‏‌ها روی نشیب‏‌های مایل و هنگامی‌که جریان گدازه زمان کافی برای پدیدآوردن ستون‏‌های منظم عمودی نداشته‌اند، در هنگام سردشدن سریع‏‌تر پدید می‏‌آیند (Forbes et al. 2014; Sheth et al., 2015; Moore 2019). به طور کلی، ستون‏‌ها برپایة الگوی‌شان به پنج گروه مختلف دسته‌بندی می‏‌شوند (Li and Liu, 2020):1

1- عمودی (ستون‏‌های با پلانژ بیش از 80 درجه)؛

2- مایل (پلانژ ستون بین 10 تا 80 درجه)؛

3- افقی (پلانژ ستون کمتر از 10 درجه؛

4- بادبزنی رو به بالا؛

5- بادبزنی رو به پایین.

این رده‏‌بندی، اطلاعاتی درباری تاریخچة سردشدن و جایگیری گدازه در اختیار می‏‌گذارد. ازآنجایی‌که درزه‏‌ها در هنگام سردشدن جریان گدازه، عمود بر ایزوترم‏‌ها (سطح سردشدن) گسترش می‏‌یابند (Lyle, 2000)، ایزوترم‏‌ها در پنج الگوی یادشده باید به‌ترتیب ‏‌افقی، مایل، ‏‌عمودی، کوژ رو به بالا و کوژ رو به پایین باشند (شکل‌های 5- A تا 5- E). این الگوها می‏‌تواند پیامد نرخ‏‌های متفاوت سردشدن باشد؛ به‌گونه‌ای‌که ستون‏‌های افقی و بادبزنی به‌علت سردشدن سریع‏‌تر، عموماً باریک‏‌تر یا نابالغ هستند؛ اما در الگوهای مایل و عمودی، که سردشدن جریان گدازه آهسته‏‌تر انجام می‏‌شود، ستون‏‌های بزرگ‏‌تر و کامل‏‌تر پدید می‏‌آیند. پس الگوی ستون‏‌ها در تفسیر فرآیندهای مختلف انجماد در هنگام سردشدن جریان گدازه کمک می‏کند (Li and Liu, 2020).

 

 

شکل 5. شکل‌‏‌های شماتیک پنج الگوی درزه‏‌های ستونی در گدازه‏‌ها (Li and Liu, 2020). در شکل ‏‌های A تا E سطح سردشدن[4] به‌ترتیب ‏‌افقی، مایل، ‏‌عمودی، کوژ[5] رو به بالا و کوژ رو به پایین و الگوی ستون‏‌ها عمودی، مایل، افقی، بادبزنی رو به بالا و بادبزنی رو به پایین است.

Figure 5. Schematic figures of five patterns of columnar joints in lavas (Li and Liu, 2020). In figures A to E, the cooling plane is horizontal, inclined, vertical, convex-up and convex-down respectively and patterns of columns are vertical, inclined, horizontal, fanning upwards and fanning downwards.

 

 

 

برپایة بررسی‌های صحرایی و اندازه‏‌گیری‏‌های انجام‌شده در جبهه‌کارهای معدن گورید، ستون‏‌های عمودی با زاویه تقاطع ستون و سطح افق (θ) بیشتر از 80 درجه در بخش مرکزی معدن (شکل‌های 6- A و C) و ستون‏‌های مایل در حاشیة شمالی (شکل 6- B) و حاشیة جنوب‌خاوری معدن (شکل 6- D)، به‌ترتیب با پلانژ (زاویة میل) 65 تا 75 و 35 تا 45 درجه رخنمون دارند. با در‌نظر‌گرفتن وضعیت کلی این ستون‏‌ها، می‏‌توان آنها را بادبزنی رو به بالا به شمار آورد.

 

 

 

شکل 6. A) نمای کلی درزه‏‌های ستونی معدن گورید (دید رو به شمال‌باختری)؛ B) ستون‏‌های مایل در حاشیة شمالی معدن (دید رو به شمال‌خاوری)؛ C) ستون‏‌های عمودی (دید رو به شمال‌باختری)؛ D) ستون‏‌های مایل در حاشیة جنوب‌خاوری معدن (دید رو به جنوب).

Figure 6. A) General view of the columnar joints of Goorid mine (view to the northwest); B) Inclined columns on the northern margin of the mine (view to the northeast); C) Vertical columns (view to the northwest); D) Inclined columns on the southeast margin of the mine (view to the south).

 

 

سنگ نگاری

ستون‏‌های آندزیتی معدن سنگ لاشة گورید با قشری نازک و کرم رنگ، گاهی قهوه‏‌ای (شکل 7- A) و سفید مایل به سبز (شکل 7- B) با ضخامتی متغیر از یک تا سه میلیمتر با کانی‏‌های دگرسانی فراگرفته شده‌اند. آب‏‌های جوی یا گرمابی پس از جایگیری ستون‏‌ها در ترک‏‌های اطراف آن‏‌ها چرخش کرده‌اند (شکل 7- C) و به‌طور منظم عنصرها را از ستون بیرون برده‌اند. این پدیده از جوانب ستون آغاز شده است و رو به درون ادامه می‏‌یابد (Bosshard et al., 2012). این دگرسانی که از نوع دوتریک است در گدازه‏‌های بازیک، اکسیدهای آهن (ایدنگزیت) با رنگ قهوه‏‌ای را پدید می‌آورد. افزون‌براین، برهم کنش میان آب و مذاب بازالتی و یا برهم‏‌کنش آب با شیشه‏‌های آتشفشانی با ترکیب شیمیایی مشابه بازالت، پالاگونیت نیز آنها را پدید می‌آورد. پالاگونیت آمیزه‌ای از کانی‏‌های گوناگون از گروه مونتموریلونیت و رس‏‌های لایه‏‌ای مخلوط، زئولیت، کلریت، لیمونیت و گوتیت و همچنین مقادیر کمتری خاک‏‌های دیگر (سرپانتین) است. این فرایند در اثر افزوده‌شدن آب و حذف یون‏‌های قلیایی و قلیایی خاکی، سیلیسم و گاهی آلومینیم و همچنین، اکسیداسیون آهن رخ می‏‌دهد (Stroncik and Schmincke, 2002; Haldar, and Tisljar, 2014). برپایة شواهد موجود، بخش‌های سفیدرنگ پرکنندة درزه‏‌های میان ستون‏‌ها (شکل 7- B) می‏‌توانند محصول فرایند پالاگونیتی‏‌شدن باشند.

در سطوح تازه برش‏‌های عرضی ستون‏‌ها، بلورهای سفید رنگ پلاژیوکلاز (شکل‌‏‌های 3، 4 و 7- B) به‌صورت نیمه‏‌شکل‌‏‌دار تا شکل‌‏‌دار در زمینة تیره‌رنگ دیده می‌شوند. روی برخی سطوح، نشانه‌هایی از اکسیدهای منگنز نیز دیده می‏‌شود (گوشة پایین سمت راست شکل 7- A). برپایة شواهد صحرایی و بررسی‌های سنگ‏‌نگاری، گدازه‏‌های بررسی‌شده ترکیب کمابیش یکنواختی دارند که به‌علت رنگ تیره‌ و حضور کانی پیروکسن، به سنگ‏‌های بازالتی شباهت دارند؛ اما بررسی دقیق مقاطع نازک نشان داد این سنگ‏‌ها عموماً در محدودة ترکیبیِ آندزیت (پیروکسن‌آندزیت) هستند.

 

 

 

شکل 7. A، B) محصولات دگرسانی پرکنندة درزه‏‌های اطراف ستون‏‌ها در معدن گورید و نشانه‌های اکسیدهای منگنز (گوشة پایین و راست شکل A)، C) شکل شماتیک از چگونگی چرخش آب در اطراف ستون‌ها و رخداد دگرسانی پیشرونده از کناره ها به مرکز ستون (Bosshard et al., 2012).

Figure 7. A, B) Alteration products filling the joints around the columns in Goorid mine and traces of manganese oxides (bottom right corner of Figure A); C) Schematic illustrations of water circulation around the columns and progressive alteration from the sides towards the center of the column (Bosshard et al., 2012).

 

 

گدازه‏‌های ستونی معدن سنگ لاشة گورید از دو بخش فنوکریست و زمینه ساخته شده‏‌اند. بافت غالب این سنگ‏‌ها، پورفیری با زمینة میکرولیتی شیشه‏‌ای (شکل‌های 8-A تا F)، گلومروپورفیری (شکل 8- B) و پویی‌کیلیتیک (شکل 8- C) است. فنوکریست‏‌ها شامل پلاژیوکلاز، پیروکسن و کانی کدر هستند که نزدیک به 35 تا 50 درصد حجم سنگ را دربر می‌گیرند. زمینة گدازه‏‌های آندزیتی بررسی‌شده نزدیک به 50 تا 65 درصد حجم سنگ را دربر می‌گیرد و از میکرولیت‏‌های پلاژیوکلاز، ریز بلورهای پیروکسن و شیشه ساخته شده است. فنوکریست‏‌های نیمه‏‌شکل‌دار تا شکل‌‏‌دار پلاژیوکلاز (شکل‌‏‌های 8- A تا 8- D) با اندازة 5/0 تا 2 میلیمتر و ترکیب آندزین-الیگوکلاز (برپایة اندازه‏‌گیری زاویة خاموشی) نزدیک به 25تا35 درصد حجم فنوکریست‏‌ها را دربرگرفته است. بیشتر بلورهای این کانی سالم هستند؛ اما در برخی نمونه‏‌ها دگرسانی به کانی‏‌های رسی و کربنات رخ داده است. بافت‏‌های غیرتعادلی شامل منطقه‏‌بندی (شکل 8- D) و بافت غربالی (شکل‌‏‌های 8- E و F) در فنوکریست‏‌های پلاژیوکلاز دیده می‌شوند.

به باور هوش و لوهر (Housh and Luhr, 1991)، ترکیب پلاژیوکلاز‏‌ها افزون‌بر ترکیب و دمای ماگما به گازهای ماگمایی نیز بستگی دارد. در هنگام فوران، مقدار فراوانی از گازها از دست‌ می‌رود و پلاژیوکلازها منطقه‏‌بندی پیدا می‏‌کنند. همچنین، گاه کاهش ناگهانی فشار در پی فوران ماگمایی، سیال‌های ماگمایی آزاد می‌شوند و تعادل میان مذاب- بلور را از میان می‌برند و منطقه‏‌بندی نوسانی پدید می‌آید (L’Heureux and Katsev, 2003).

محتوای آب مذاب و دما از عوامل مهم تأثیرگذار در ترکیب و پایداری پلاژیوکلاز به‌شمار می‌روند. از دست‏‌دادن سریع مواد فرار در هنگام فوران یا نشت آب از ماگماهای آبدار از عوامل تجزیة پلاژیوکلازها و پیدایش بافت غربالی هستند (Monfaredi et al., 2009).

 

 

 

شکل 8. تصویرهای میکروسکوپی (در PPL) از ویژگی‏‌های سنگ‏‌نگاری آندزیت‏‌های معدن گورید: A تا F) بافت پورفیری با زمینه میکرولیتی شیشه‏‌ای؛ B) بافت گلومروپورفیری؛ A، B) حضور کلینوپیروکسن؛ C) بافت پویی‌کیلیتیک؛ D) منطقه‏‌بندی در پلاژیوکلاز؛ E، F) بافت غربالی در پلاژیوکلازها (نور در تمام شکل هاXPL است). نام اختصاری کانی‏‌ها از ویتنی و اوانس (Whitney and Evans, 2010).

Figure 8. Photomicrographs (in PPL) of petrographical characteristics of the andesites in Goorid Mine: A to F) Porphyric texture with vitric microlitic groundmass; B) Glomeroporphyric texture; A, B) Presence of clinopyroxene; C) Poikilitic texture; D) Zoning in plagioclase; E, F) Sieve texture in the plagioclase. Mineral abbreviations from Whitney and Evans (2010).

 

 

 

منطقه‏‌بندی، بافت غربالی و خوردگی خلیجی در پلاژیوکلازها از نشانه‏‌های شرایط نبود تعادل هنگام انجماد ماگما هستند و احتمالاً در پی بالاآمدن سریع ماگما، افزایش فشار بخار آب، فرایندهای آلایش و هضم و کاهش فشار حاکم بر ماگما رخ می‌دهند (Nelson and Montana, 1992; Zellmer et al., 2003). بافت غربالی در فنوکریست‏‌های پلاژیوکلاز به‌صورت ریز (شکل 8- E) و درشت (شکل 8- F) دیده می‌شود. به باو رنجیس (Renjith, 2014)، افزایش دما، بافت غربالی ریز و کاهش فشار، بافت غربالی درشت را پدید می‏‌آورد. کلینوپیروکسن نوع اوژیت به‌صورت درشت‏‌بلورهای نیمه‏‌شکل‌دار (شکل‌‏‌های 8- A و 8- B)، شکل ‌دار (شکل 8- C) و بی‏‌شکل با اندازه 2/0 تا 5/1میلیمتر، از سازندگان اصلی این سنگ‏‌ها هستند و نزدیک به 10 تا 15 درصد حجم فنوکریست‏‌ها را در بر گرفته‌اند. ریز بلورهای این کانی در زمینة سنگ و همچنین، در خوردگی‏‌های خلیجی پلاژیوکلازها رشد کرده‌اند (شکل 8- D). با توجه به درشت‏‌بودن بلورهای پلاژیوکلاز و شکل‌‏‌دار‌بودن آنها گمان می‌رود تبلور با پلاژیوکلازها آغاز شده است و سپس با تغییر شرایط (مانند افزایش فشار در سیستم)، کلینوپیروکسن در فضای تحلیل‌رفتة پلاژیوکلازها متبلور شده است. همانگونه که پیشتر گفته شد، تجمع بلورهای اوژیت همراه پلاژیوکلازها بافت گلومروپورفیری را پدید می‌آورد. کانی کدر بیشتر به‌صورت بی‏‌شکل در کنار فنوکریست‏‌ها (شکل 8- B) و همچنین، در زمینة سنگ یافت می‏‌شود.

زمین‌شیمی

داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‌شیمیایی عنصرهای اصلی و کمیاب نمونه‏‌های بررسی‌شده در جدول 3 آورده شده‌اند.

 

 

جدول 3. داده‌های زمین‌شیمیایی سنگ کل سنگ‏‌های آتشفشانی گورید (عنصرهای اصلی برپایة درصدوزنی) و عنصرهای کمیاب برپایة ppm).

Table 3. Whole rock geochemical data of volcanic rocks of Goorid mine (Major elements in wt.%; trace elements in ppm).

Sample No.

M-020-63

M-020-64

M-020-65

M-020-66

M-020-67

M-020-68

Rock type

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Location

X

59° 43' 33"

59° 43' 30

59° 43' 34

59° 43' 38

59° 43' 38

59° 43' 39

Y

32° 34' 15

32° 34' 13

32° 34' 12

32° 34' 11

32° 34' 06

32° 34' 05

SiO2

63.15

62.32

63.22

62.43

62.44

62.23

TiO2

0.82

0.86

0.78

0.78

0.73

0.77

Al2O3

15.96

15.88

16.15

16.43

16.30

16.36

Fe2O3*

4.63

4.84

4.49

4.26

4.41

4.47

MnO

0.09

0.09

0.08

0.07

0.08

0.08

MgO

1.88

2.16

1.77

1.44

1.51

1.58

CaO

4.10

4.36

4.16

3.80

3.81

3.72

Na2O

3.75

3.61

3.75

3.64

3.72

3.75

K2O

2.94

2.75

2.92

3.47

3.28

3.40

P2O5

0.19

0.20

0.18

0.17

0.17

0.18

LOI

2.41

2.87

2.41

3.48

3.44

3.49

Sum

99.92

99.94

99.91

99.92

99.93

99.93

 

 

جدول 3. ادامه.

Table 3. Continued.

 

Sample No.

M-020-63

M-020-64

M-020-65

M-020-66

M-020-67

M-020-68

Rock type

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Location

X

59° 43' 33"

59° 43' 30

59° 43' 34

59° 43' 38

59° 43' 38

59° 43' 39

Y

32° 34' 15

32° 34' 13

32° 34' 12

32° 34' 11

32° 34' 06

32° 34' 05

Ba

401

386

409

422

402

375

Cs

11.50

12.40

11.80

13.10

11.70

11.30

Hf

9.01

7.83

8.69

8.37

9.21

7.52

Nb

16

12.50

12.30

11

14.10

8.80

Rb

131

146

129

121

136

119

Sr

338

338

329

325

293

267

Ta

1.53

1.01

1.09

0.86

1.14

0.9

Th

17.92

15.33

16.61

17.69

17.21

15.20

Co

10.20

12.30

11.70

9.80

9.10

9

U

3.40

3.20

3.20

3.5

3.40

3

V

72

80

70

61

60

60

Zr

325

318

324

330

322

299

Y

29.10

29

29

29.40

29.10

27.80

La

41

40

41

43

42

40

Ce

85

84

85

91

87

82

Pr

9.28

7.91

8.45

8.54

8.07

7.64

Nd

35.80

33.50

32.80

33.70

30

30.30

Sm

6.06

5.62

6.02

5.47

5.36

4.85

Eu

1.58

1.92

1.61

1.81

1.31

1.46

Gd

6.43

5.74

5.45

6.05

5.86

5.67

Tb

1.07

0.95

1.13

1.06

1.11

0.90

Dy

6.48

5.33

6.28

5.44

6.53

5.74

Er

2.73

2.76

3.34

2.82

2.65

2.69

Tm

0.62

0.48

0.70

0.51

0.45

0.53

Yb

3.00

3.00

3.00

3.00

2.90

2.80

Lu

0.65

0.77

0.73

0.65

0.73

0.78

(La/Yb)N

9.21

8.99

9.21

9.66

9.76

9.63

Eu/Eu*

0.77

1.03

0.86

0.96

0.71

0.85

 

جدول 3. ادامه.

Table 3. Continued.

Sample No.

M-020-69

M-020-70

M-020-71

M-020-72

M-020-73

Rock type

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Location

X

59° 43' 40"

59° 43' 44"

59° 43' 46"

59° 43' 43"

59° 43' 42"

Y

32° 34' 10"

32° 34' 08"

32° 34' 06"

32° 34' 06"

32° 34' 06"

SiO2

62.61

62.56

62.42

62.51

62.43

TiO2

0.75

0.75

0.84

0.82

0.77

Al2O3

16.10

15.94

15.99

15.81

16.38

Fe2O3*

4.42

4.42

4.79

4.54

4.46

MnO

0.08

0.08

0.09

0.08

0.08

MgO

1.63

1.67

2.20

1.67

1.65

 

 

جدول 3. ادامه.

Table 3. Continued.

 

Sample No.

M-020-69

M-020-70

M-020-71

M-020-72

M-020-73

Rock type

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Andesite

Location

X

59° 43' 40"

59° 43' 44"

59° 43' 46"

59° 43' 43"

59° 43' 42"

Y

32° 34' 10"

32° 34' 08"

32° 34' 06"

32° 34' 06"

32° 34' 06"

CaO

3.92

3.84

4.35

3.81

3.88

Na2O

3.84

3.65

3.58

3.60

3.60

K2O

3.48

3.59

3.05

3.53

3.27

P2O5

0.17

0.18

0.20

0.19

0.18

LOI

2.91

3.26

2.41

3.38

3.29

Sum

99.91

99.94

99.92

99.94

99.99

Ba

417

407

370

375

391

Cs

13.20

13.90

12.30

13.50

14.60

Hf

8.17

8.09

8.33

9.47

10.05

Nb

13.30

19.90

15.60

16.10

14.40

Rb

126

148

142

148

157

Sr

310

291

320

277

301

Ta

1.09

1.48

2.11

1.84

1.46

Th

17.84

18.25

17.21

17.42

18.42

Co

9.60

9.80

11.70

9

10.10

U

3.40

3.30

3.20

3.40

3.20

V

63

62

78

66

66

Zr

326

314

308

331

314

Y

29.60

29.60

28.20

30

28.10

La

43

42

39

38

39

Ce

89

86

81

81

82

Pr

8.81

9.27

8.86

9.45

9.20

Nd

35.50

34.10

34.20

34.40

38.10

Sm

5.20

5.55

5.67

5.33

5.35

Eu

1.89

1.71

1.75

1.66

1.78

Gd

6.44

6.20

6.34

5.72

6.57

Tb

1.12

1.14

1.20

1.20

1.24

Dy

6.10

6.57

5.70

6.99

6.73

Er

2.97

3.24

3.06

2.96

3.44

Tm

0.45

0.68

0.61

0.60

0.65

Yb

3.00

3.00

2.90

3.10

2.90

Lu

0.75

0.86

0.90

0.78

0.94

(La/Yb)N

9.66

9.44

9.07

8.26

9.07

Eu/Eu*

1.00

0.89

0.89

0.92

0.92

 

 

میزان سیلیس در این سنگ‏‌ها برابربا 23/62 تا 22/63 درصدوزنی و محتوای MgO برابربا 20/2-44/1 درصدوزنی، Na2O برابربا 84/3-58/3 درصدوزنی، K2O برابربا 59/3-75/2 درصدوزنی، Al2O3 برابربا 43/16-81/15 درصدوزنی، Fe2O3 برابربا 84/4-26/4 درصدوزنی و CaO برابربا 36/4-72/3 درصدوزنی است. در نمودار مجموع آلکالن (Na2O+K2O) در برابر SiO2، این سنگ‏‌ها در محدودة آندزیت (شکل 9- A) جای گرفته‌اند.

در نمودار K2O در برابر SiO2 نیز نمونه‌ها در محدودة آندزیت و در قلمروی کالک‏‌آلکالن پتاسیم بالا جای گرفته‏‌اند (شکل 9- B). سنگ‏‌های آتشفشانی کالک‏‌آلکالن با ترکیب آندزیتی بیشتر نشان‏‌دهندة پهنه‌های فرورانش هستند (Tatsumi et al., 2002; Kelemen et al., 2003; Szilas et al., 2013).

 

 

شکل 9. ترکیب گدازه‏‌های ستونی معدن گورید در: A) نمودار مجموع آلکالن در برابر سیلیس (Le Bas et al., 1986)؛ B) نمودارK2O در برابرSiO2 (Le Maitre, 2002).

Figure 9. Location of columnar lavas of Goorid Mine in: A) SiO2 versus total alkalis (Le Bas et al., 1986); B) SiO2 versus K2O diagram (Le Maitre, 2002).

 

 

نمودارهای عنصرهای کمیاب بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989) و عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Boynton, 1984) برای گدازه‏‌های آندزیتی معدن گورید به‌ترتیب در شکل‌‌های10- A و 10- B نمایش داده شده‌اند. سنگ‏‌های بررسی‌شده، ار LILE (مگر عنصر Ba) غنی‏‌شدگی و از HFSE (Nb، Ti و P) تهی‏‌شدگی نشان می‏‌دهند. این ویژگی از ویژگی‌های ماگماهای وابسته به پهنه‌های فرورانش است و تأثیر فرورانش را بر منابع گوشته‏‌ای نشان می‏‌دهد (Yang and Li, 2008; Zulkarnain, 2009). این ویژگی عنصرهای کمیاب ماگماهای کمان می‏‌تواند در پی ورود عنصرهای LILE از پوستة فرورونده به درون گوشتة بالای آن و رخداد متاسوماتیسم پدید آید (Seghedi et al., 2001). انحلال‌پذیری LILE در سیال‌ها بیشتر از HFSE است (Machado et al., 2005; Yang and Li, 2008). ازاین‌رو، در پهنه‌های فرورانش، سیال‌های آزادشده از بخش بالایی سنگ‌کرة فرورونده (که از Nb فقیر و از LILE غنی هستند) به گوة گوشته‏‌ای افزوده می‏‌شوند (Borg et al., 1997). تهی‏‌شدگی Ba می‏‌تواند نشان‌دهندة جدایش فلدسپارها (Arslan and Aslan, 2006)، خاستگاه فرورانش (Foley and Wheller, 1990) و نقش پوستة قاره‏‌ای بالایی در فرایندهای ماگمایی (Kuscu and Geneli, 2010) باشد. غنی‏‌شدگی Th و U احتمالاً به آلودگی پوسته‏‌ای یا ویژگی‌های خاستگاه وابسته است (Kuscu and Geneli, 2010). میزان کل عنصرهای خاکی کمیاب در گدازه‏‌های معدن سنگ لاشة گورید برابربا 36/185تا ppm23/204 است. نمونه‌ها الگوی یکنواخت با غنی‏‌شدگی LREE نسبت به HREE، همانند مجموعه‏‌های کالک‏‌آلکالن (Machado et al., 2005) دارند. همچنین، 76/9-26/8=(La/Yb)N و 85/7-76/6=(Ce/Yb)N و آنومالی منفی ضعیف Eu (میانگین Eu/Eu*: 89/0) نشان می‏‌دهند. غنی‏‌شدگی LREE نسبت به HREE به‌همراه غنی‏‌شدگی در LILE و تهی‏‌شدگی برخی عنصرهای HFSE در گدازه‏‌های گورید وابستگی آنها به پهنه‌های فرورانش را نشان می‌دهد (Zulkarnain, 2009). آنومالی منفی Eu از ویژگی‌های گدازه‏‌های کالک‏‌آلکالن وابسته به پهنه‌های فرورانش (Yang and Li, 2008) است و نشان‌دهندة جدایش پلاژیوکلاز به‌شمار می‌رود (Cai et al., 2020). مقادیر کمابیش اندک YbN در همة نمونه‏‌ها (میانگین: 18/14ppm) نشان‌دهندة مقادیر کم گارنت در خاستگاه است (Machado et al., 2005). به باور برخی پژوهشگران (Peters et al., 2008; Özdemir, 2011) محتوای LREE در مذاب به ذوب‌بخشی گارنت یا اسپینل پریدوتیت بستگی دارد و نسبت La/Yb به درجات متغیر ذوب وابسته است. همچنین، مذاب‏‌های رخسارة گارنت نسبت به مذاب‏‌های رخسارة اسپینل، نسبت‏‌های بالاتری از La/Yb را پدید می‌آورد (Peters et al., 2008; Özdemir, 2011).

 

 

 

شکل 10. A) نمودار عنصرهای کمیاب بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)؛ B) الگوی عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Boynton, 1984) برای گدازه‏‌های آندزیتی معدن گورید.

Figure 10. A) Primitive mantle-normalized trace elements diagram (Sun and McDonough, 1989); B) Chondrite normalized REE diagram (Boynton, 1984) for andesitic lavas of Goorid mine.

 

 

بحث

جایگاه زمین‌شناسی

درک کامل چگونگی پیدایش سنگ‏‌های آتشفشانی در کمربندهای کوهزایی قاره‏‌ای و همچنین خاستگاه مواد، بخش مهمی از بررسی‌ها درباره پویایی قاره‏‌هاست. چنین سنگ‏‌هایی پنجره‏‌ای رو به گوشته به‌شمار می‌روند و به دستیابی به فهم بهتر دربارة سازوکار‏‌های پیدایش بی‏‌هنجاری‏‌های دما-تنش، برهم کنش پوسته-گوشته، تبادل مواد و فرایندهای زمین‌شناسی در ژرفای زمین کمک می‏کند (Menzies and Pyle, 1990; Liu et al., 2012). برای بررسی جایگاه تکتونوماگمایی گدازه‏‌‏‌های آندزیتی گورید نمودارهای مختلفی به‌کار برده شدند. در نمودار TiO2/Al2O3 در برابر Zr/Al2O3 که برای تمایز محیط‏‌های درون‌صفحه‏‌ای و کمان آتشفشانی به‌کار برده می‌شود، نمونه‏‌های بررسی‏‌شده در گستره کمان‏‌های آتشفشانی جای می‏‌گیرند (شکل 11- A). نمودار Ta/Yb در برابر Th/Yb ویژگی‏‌هایی مانند جایگاه زمین‏‌ساختی، نوع و خاستگاه ماگما را نشان می‏‌دهد. در این نمودار، عنصرهای کمیاب Ta و Th نسبت به Yb سنجیده می‏‌شوند تا تغییرات شیمیایی ناحیة خاستگاه شامل غنی‏‌شدگی، آلایش پوسته‏‌ای و جدایش بلوری شناسایی شوند. وجود ناهمگنی در خاستگاه، مقادیر Ta و Th را به‌طور یکسان تحت‌تأثیر قرار داده است و ترکیب گوشته نسبت به گوشتة اولیه در راستای یک شیب واحد به سوی نسبت‏‌های بالاتر یا پایین‏‌تر Ta/Yb و Th/Yb جابجا می‏‌شود (Aldanmaz et al., 2000). بر‌پایة این نمودار، گدازه‏‌های آندزیتی گورید در محدودة حاشیة قاره‏‌ای فعال و محدوده مایل به گوشته غنی‏‌شده جای می‏‌گیرند (شکل 11- B). روند نمونه‏‌ها در این نمودار، نشان‌دهندة تبلوربخشی است. بالابودن نسبت Th/Yb در گدازه‏‌های بررسی‏‌شده، با فرایندهای وابسته به فرورانش مرتبط است. فرورانش سنگ‏‌کرة اقیانوسی به زیر پوستة قاره‏‌ای، عامل پیدایش ماگماهای وابسته به کمان است که با افزوده‌شدن اجزای متاسوماتیک از پوستة اقیانوسی فرورونده همراه است. نسبت عنصرهای کمیاب Zr/Y نیز می‌توان برای شناسایی جایگاه زمین‌ساختی به‌کار برده می‌شود (Pearce and Norry, 1979). مقدار 3Zr/Y> نشان‌دهندة کمان‌های آتشفشانی قاره‌ای و مقدار 3Zr/Y< نشان‌دهندة کمان‌های آتشفشانی اقیانوسی است. در سنگ‌های آتشفشانی گورید نسبت Zr/Y بیشتر از 3 (22/11- 61/10) و در گروه کمان‌های آتشفشانی قاره‌ای جای می‏‌گیرند. نسبت Ba/Nb نیز برای تفکیک ماگماتیسم کمان به‌کار برده می‌شود، به‏‌گونه‌ای‏‌که نسبت بالای آن نشان‌دهندة ماگماتیسم کمان آتشفشانی قاره‏‌ای است (Pearce et al., 1984). این نسبت برای گدازه‏‌های گورید از 29/23تا61/42 متغیر است (میانگین: 51/29) و جایگاه کمان‌ آتشفشانی قاره‌ای را نشان می‌دهد.

 

 

 

شکل 11. جایگاه سنگ‏‌های آتشفشانی معدن گورید در: A) نمودار Zr/Al2O3 در برابر TiO2/Al2O3 (Muller and Groves, 1997) (WIP: جایگاه درون‌صفحه‏‌ای؛ AR: وابسته به کمان آتشفشانی)؛ B) نمودار Th/Yb در برابر Ta/Yb (Pearce, 1983).

Figure 11. The location of volcanic rocks of Goorid mine in: A) Zr/Al2O3 versus TiO2/Al2O3 diagram (Muller and Groves, 1997) (WIP: Within Plate; AR: Arc Related); B) Th/Yb versus Ta/Yb (Pearce, 1983).

 

 

خاستگاه ماگما

ویژگی‏‌های زمین‌شیمیایی سنگ‏‌های آتشفشانی گورید، مانند غنی‏‌شدگی LILE و LREE (55/4-11/2La/Nb=) و تهی‏‌شدگی HFSE (بی‏‌هنجاری منفی Nb، Ti و P) و HREE (88/1-40/1=(Tb/Yb)N)، نشان‌دهندة وابستگی آنها به پهنه‌های فرورانش هستند و ماگمای سازندة آنها از گوشتة سنگ‌کره‌ای تغییریافته در پی فرورانش خاستگاه گرفته است (Marchev et al., 2004; Nicholson et al., 2004; Cai et al., 2020; Chen et al., 2021). بی‏‌هنجاری منفیِ Nb و Ti در نمونه‏‌ها نشان‌دهندة جدایش اکسیدهای آهن-تیتانیم (مانند روتیل، ایلمنیت و تیتانیت) و یا پیدایش ماگما در محیط حاشیة مخرب با فازهای بجا‏‌مانده تیتانیم‏‌دار (مانند اسپینل) در خاستگاه گوشته در هنگام ذوب‌بخشی است (Liu et al., 2012). نسبتSr/Y با فراوانی نسبی گارنت، آمفیبول و پلاژیوکلاز در فاز بجامانده کنترل می‏‌شود؛ به‏‌گونه‌ای‏‌که میزان بالای گارنت و مقدارهای کم آمفیبول و پلاژیوکلاز در بجامانده نسبتSr/Y مذاب را بالا می‌برد‏ (Geng et al., 2009). سنگ‏‌های آندزیتی بررسی‌شده، نسبتSr/Y کمابیش کمی (میانگین: 63/10) دارند که نشان‌دهندة حضور گارنت کم در بجامانده است. ازآنجایی‌که Yb در گارنت سازگار است، نسبت Sm/Yb برای بررسی بود یا نبود گارنت در خاستگاه ماگما به‌کار برده می‏‌شود؛ به‌گونه‌ای‏‌که ذوب‌بخشی خاستگاه گارنت‏‌دار، مذابی با نسبت Sm/Yb بیشتر از 5/2 پدید می‌آورد (Aldanmaz et al., 2000). نسبت Sm/Yb در نمونه‏‌های گورید از5/2 (میانگین: 86/1) کمتر است. این ویژگی نشان‌دهندة نبود یا وجود مقدار کمی گارنت در خاستگاه است.

نمودار تغییرات Nb در برابر La نشان‏ می‌دهد سنگ‌‌های آتشفشانی منطقة گورید با نسبت La/Nb بالا (55/4-11/2)، ویژگی‌های گوشتة سنگ‌کره‌ای را نشان می‌‌‌‌‌دهند (شکل 12- A). به باور فو و همکاران (Fu et al., 2016)، این ویژگی‏‌ها نشان‏‌ می‌دهند گدازه‏‌های بررسی‏‌شده از خاستگاهی ناهمگن شامل گوشتة سنگ‌کره‌ای دگرنهاد[6]، خاستگاه گرفته‌اند. نسبت کم Nb/La نشان‏‌دهندة ماگمایی با خاستگاه گوشتة سنگ‌کره‌ای و نسبت بالای آن نشان‌دهندة خاستگاه گوشتة سست‌کره‌ای است (Smith et al., 1999). برای بررسی خاستگاه نمونه‏‌ها نمودار La/Yb در برابر Nb/La که گوشتة سنگ‌کره‌ای را از گوشته سست‌کره‌ای جدا می‏‌کند به‌کار برده شد. بر پایه این نمودار، خاستگاه گدازه‏‌های حد واسط گورید از گوشتة سنگ‌کره‌ای است (شکل 12- B).

 

 

 

شکل 12. ترکیب نمونه‌های معدن گورید در: A) نمودار تغییرات Nb در برابر La (Gusev and Korobeinikov, 2009)؛ B) نمودار Nb/La در برابر La/Yb (Smith et al., 1999; Moharami et al., 2014) برای تعیین منشأ

Figure 12. The location of Goorid mine samples in: A) Nb versus La diagram (Gusev and Korobeinikov, 2009); B) Nb/La versus La/Yb diagram (Smith et al., 1999; Moharami et al., 2014) to determine the origin.

 

 

مذاب‏‌های پدیدآمده در فشار بالا نسبت به آنهایی که در فشار کمتر پدید آمده‌اند، نسبت‏‌های Al2O3/(Fe2O3+MgO+TiO2) بالاتری دارند؛ اما مذاب‏‌های پدیدآمده از برهم‏‌کنش گوشته-پوسته در بازة میان منحنی‏‌های فشار بالا و کم جای می‌گیرند (Geng et al., 2009). سنگ‏‌های آتشفشانی معدن گورید در نمودار Al2O3+Fe2O3+MgO+TiO2 در برابر Al2O3/(Fe2O3+MgO+TiO2)، در بازة میان منحنی‏‌های فشار بالا و فشار کم جای گرفته‌اند (شکل 13) که نشان‏‌دهندة برهم‏‌کنش گوشته-پوسته در هنگام پیدایش آنهاست.

 

 

شکل 13. ترکیب نمونه‌های معدن سنگ لاشة گورید در نمودار Al2O3+Fe2O3+MgO+TiO2 در برابر Al2O3/(Fe2O3+MgO+TiO2) (Geng et al., 2009) در بازة فشار متوسط.

Figure 13. The location of Goorid quarry rubble mine samples in the Al2O3/ (Fe2O3+MgO+TiO2) versus Al2O3+ Fe2O3+ MgO+ TiO2 diagram (Geng et al., 2009) in the medium pressure range.

 

به‌علت رفتار زمین‌شیمیایی متفاوت عنصرها در سیال و مذاب، نسبت‏‌های برخی عنصرها برای بررسی مشارکت سیال و مذاب در گوشته به‌کار برده می‌شود. در نمودارBa/Rb در برابر Nb/La (Wang et al., 2004; Açlan et al., 2020)، نمونه‏‌های معدن سنگ لاشة گورید با نسبت‏‌های کم Nb/La و Ba/Rb، روند غنی‏‌شدگی با سیال‌ها را نشان می‏‌دهند (شکل 14- A). افزون‌بر این، نسبت بالای Th/Yb نمونه‏‌ها (08/6-11/5) نیز نشان‏‌دهندة سازندة کم سنگ‏‌های رسوبی در ناحیة خاستگاه گوشته است (Cai et al., 2020). برای الگوسازی ذوب برپایة زمین‌شیمی خاستگاه گوشتة اولیه مقدار عنصرهای Nb-Yb به‌کار برده می‏‌شود (Meng et al., 2018). در نمودار Nb در برابر Nb/Y (شکل 14- B)، نمونه های آندزیتی گورید روی منحنی اسپینل‌لرزولیت و در قطب ذوب‌بخشی درجه بالاتر در ژرفای کمتر جای گرفته‌اند‏‌ و درجة ذوب‌بخشی 4 تا 10 درصد را نشان می‌دهند. نسبت‏‌های عنصرهای خاکی کمیاب برای ارزیابی ژرفا، ترکیب و درجة ذوب خاستگاه گوشته‌ای به‌کار برده می‌شوند (Shaw et al., 2003; Oyan et al., 2017; Meng et al., 2018; Açlan et al., 2020). در نمودارLa/Yb در برابر Sm/Yb (Meng et al., 2018)، سنگ‏‌های آندزیتی معدن سنگ لاشة گورید روی منحنی اسپینل‌لرزولیت جای گرفته‌اند (شکل 14- C) که نشان‏‌دهندة ژرفای کمترِ خاستگاه آنهاست. نسبت‌های Gd/Yb (یا Dy/Yb و Tb/Yb) برای بررسی تفاوتِ خاستگاه گارنت پریدوتیت و اسپینل پریدوتیت به‌کار می‌رود (Açlan et al., 2020). نسبت (Gd/Yb)N که در آن N گویای بهنجارشدن به ترکیب کندریت است، برای خاستگاه گارنت پریدوتیت و اسپینل پریدوتیت به‌ترتیب بیشتر از 2 (بالا) و کمتر از 2 (پایین) است (Alvarado et al., 2014; Açlan et al., 2020). نسبت‌های (Gd/Yb)N و (Tb/Yb)N برای نمونه‏‌های بررسی‏‌شده به‌ترتیب برابربا 47/1تا 83/1 و 40/1 تا 88/1 هستند. نسبت کم Dy/Yb نشان‌دهندة خاستگاه گوشتة اسپینل‌لرزولیتی برای ماگما است؛ اما نسبت بالای Dy/Yb (5/2<) گویای خاستگاه غنی از گارنت لرزولیت است (Barker et al., 1997). نسبت یادشده برای نمونه‏‌های آندزیتی گورید برابربا 78/1تا32/2 است و نشان می‌دهد این سنگ‏‌ها از خاستگاه گوشته‏‌ای با رخساره‏‌های کانی‏‌شناسی سرشار از اسپینل ساخته شده است. برای پی‏‌بردن به سرشت خاستگاه گوشته‏‌ای و شرایط ذوب‌بخشی، الگوی ذوب‌بخشی با کمک عنصرهای خاکی کمیاب برای گدازه‏‌های گورید ارزیابی شد. برای این کار از نسبت‏‌های (La/Yb)N (LREE/HREE) و (Gd/Yb)N (MREE/HREE) بهره گرفته شد. این نسبت‏‌ها برای ارزیابی درجة ذوب و اینکه آیا گارنت یا اسپینل کدام یک فاز بجامانده است، کارآمد است (Oyan et al., 2016; Açlan et al., 2020). همانگونه‌که در شکل 14- D دیده می‏‌شود، نمونه‏‌ها در نمودار (La/Yb)N در برابر (Gd/Yb)N (شکل 14- D) در قلمرو پایداری اسپینل و در مجاورت منحنی ذوب اسپینل لرزولیت با حدود 90درصد اسپینل واقع شده‏‌اند.

 

 

 

شکل 14. بررسی خاستگاه گدازه‏‌های آندزیتی معدن گورید در: A) نمودار Ba/Rb در برابر Nb/La (Wang et al., 2004; Açlan et al., 2020) برای بررسی فرایند غنی‏‌شدگی؛ B) نمودار Nb در برابر Nb/Y (Meng et al., 2018)؛ C) نمودارLa/Yb در برابر Sm/Yb (Meng et al., 2018)؛ D) نمودار (Gd/Yb)N در برابر (La/Yb)N (Açlan et al., 2020).

Figure 14. Determination of the origin of andesitic lavas of Goorid mine in: A) Ba/Rb versus Nb/La diagram (Wang et al., 2004; Açlan et al., 2020) to study of the enrichment process; B) Nb versus Nb/Y diagram (Meng et al., 2018); C) La/Yb versus Sm/Yb diagram (Meng et al., 2018); D) (Gd/Yb)N versus (La/Yb)N (Açlan et al., 2020).

 

 

برداشت

واحدهای سنگی در محدودة بررسی‌شده شامل گدازه‏‌های آندزیتی نئوژن و نهشته‏‌های آذراواری هستند. این گدازه‏‌ها در نزدیکی روستای گورید پایین ساختار ستونی کم نظیری را نشان می‏‌دهند. ساختار ستونی در بخش‏‌های سطحی توده که با سرعت بیشتر سرد شده است، چندان کامل نیست؛ اما در بخش‏‌های ژرف‏‌تر که سرعت انجماد ماگما کمتر بوده است ستون‏‌های سالم و درازی دیده می‏‌شوند. قطر ستون‏‌ها از سطح رو به ژرفا تغییر چشمگیری نشان نمی‏‌دهد. بافت غالب این سنگ‏‌ها، پورفیری با زمینة میکرولیتی شیشه‏‌ای، گلومروپورفیری و پویی‌کیلیتیک است. بافت‏‌های غیرتعادلی شامل منطقه‏‌بندی شیمیایی و بافت غربالی که در فنوکریست‏‌های پلاژیوکلاز دیده می‌شوند از نشانه‏‌های شرایط نبود تعادل هنگام انجماد ماگما هستند. برپایة اندازه‏‌گیری‏‌های انجام‌شده، میانگین درازای کناره (جانب) ستون‏‌ها 12 سانتیمتر و میانگین قطر آنها 20 تا 30 سانتیمتر است و به‌ندرت تا 55 سانتیمتر می‏‌رسد؛ ازاین‌رو، از ستون‏‌های کوچک به‌شمار می‌روند. بررسی زاویه تقاطع ستون و سطح افق ستون‏‌ها نشان داد ستون‏‌های عمودی با زاویة تقاطع ستون و سطح افق (θ) بیشتر از 80 درجه در بخش مرکزی معدن و ستون‌های مایل با پلانژ (زاویة میل) 35 تا 45 درجه و 65 تا 75 درجه به‌ترتیب در حاشیة جنوب‌خاوری و حاشیة شمالی معدن یافت می‌شوند. با در نظر گرفتن وضعیت کلی ستون‏‌ها، ستون‌ها بادبزنی رو به بالا به‌شمار می‌روند. برپایة نمودارهای تمایز زمین‌ساختی، جایگاه گدازه‌های منطقة گورید با پهنة فرورانش و حاشیة فعال قاره‌ای مرتبط است. نسبت‏‌هایZr/Y و Ba/Nb در گدازه‏‌های ستونی گورید بیشتر از 3 (22/11-61/10) است و از 29/23 تا 61/42 (میانگین: 51/29) متغیر است. این مقدارها جایگاه کمان‌ آتشفشانی قاره‌ای را نشان می‌دهند. سنگ‏‌های آندزیتی بررسی‌شده نسبتSr/Y کمابیش پایینی (میانگین: 63/10) دارند که نشان‌دهندة حضور گارنت کم در بجا‌مانده است. نسبت La/Nb بالا (55/4-11/2)، ویژگی‌های گوشتة سنگ‌کره‌ای را برای خاستگاه این سنگ‏‌ها نشان می‌‌‌‌‌دهد. برپایة نمودار Nb/La در برابر La/Yb، نیز خاستگاه گدازه‏‌های حد واسط گورید از گوشتة سنگ‌کره‌ای به‌دست آمد. گدازه‏‌های ستونی معدن سنگ لاشة گورید در محدودة فشار متوسط هستند و این ویژگی نشان‏‌دهندة برهم‏‌کنش گوشته-پوسته در هنگام پیدایش آنهاست.

 

[1] East Neh fault

[2] entablature

[3] Hexagonlity index

[4] cooling plane

[5] convex

 

[6] metasomatized

References

References
Açlan, M., Oyan, V. and Köse, O. (2020) Petrogenesis and the evolution of Pliocene Timar basalts in the east of Lake Van, Eastern Anatolia, Turkey: A consequence of the partial melting of a metasomatized spinel–rich lithospheric mantle source. Journal of African Earth Sciences, 168, 103844.
Aldanmaz, E., Pearce, J. A., Thirlwall, M. F. and Mitchell, J. G. (2000) Petrogenetic evolution of late Cenozoic, postcollision volcanism in western Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and
Geothermal Research, 102, 67- 95.
Alvarado, A., Audin, L., Nocquet, J. M., Lagreulet, S., Segovia, M., Font, Y., Lamarque, G., Yepes, H., Mothes, P., Rolandone, F., Jarrin, P. and Quidelleur, X. (2014) Active tectonics in Quito, Ecuador, assessed by geomorphological studies, GPS data, and crustal seismicity. Tectonics, 33, 67–83.
Amel, N., Moayyed, M., Ameri, A., Vosoghi Abedini, M. and Moazzen, M. (2008) Petrogenesis of Plio-Quaternary basalts in Azerbaijan, NW Iran and comparisons them with similar basalts in the east of Turkey. Iranian Journal of crystallography and mineralogy, 16 (2), 327-340.
Arjmandzadeh, R, Karimpour, M. H., Mazaheri, S. A., Santos, J. F, Medina, J. M. and Homam, S. M. (2011) Sr-Nd isotope geochemistry and petrogenesis of the Chah-Shaljami granitoids (Lut block, Eastern Iran). Journal of Asian Earth Sciences, 41, 283-296.
Arslan, M. and Aslan, Z. (2006) Mineralogy, petrography and whole-rock geochemistry of the Tertiary granitic intrusions in the Eastern Pontides, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, 27, 177-193.
Barker, A. J., Menzies, M. A., Thirlwall, M. F. and Macpherson, C. G. (1997) Petrogenesis of Quaternary intrplate volcanism, Sana, a, Yemen: Implications for plume-lithosphere interaction and polybaric melt hybridization. Journal of petrology, 38, 1359-1390.
Berberian, F., Muir, I. D., Pankhurst, R. J. and Berberian, M. (1982) Late Cretaceous and early Miocene Andeantype plutonic activity in northern Makran and Central Iran. Journal of the Geological Society, 139, 605-614.
Borg, L. E., Clynne, M. A. and Bullen, T. D. (1997) The variable role of slab-derived fluids in the generation of a suite of primitive calc-alkaline lavas from the southernmost Cascade Range. Canadian Mineralogist, 35, 425-452.
Bosshard, S. A., Mattsson, H. B. and Hetényi, G. (2012) Origin of internal flow structures in columnar-jointed basalt from Hrepphólar, Iceland: I. Textural and geochemical characterization. Bulletin of Volcanology, 74(7), 1645-1666.
Boynton, W. V. (1984) Cosmochemistry of rare earth elements: meteorite studies. In: Rare Earth Element Geochemistry (Ed. Henderson, P.) 63–114. Elsevier, Amsterdam.
Bröcker, M., Hövelkröger, Y., Fotoohi Rad, G., Berndt, J., Scherer, E. E., Kurzawa, T. and Moslempour, M. E. (2022) The magmatic and tectono-metamorphic history of the Sistan suture zone, Iran: New insights into a key region for the convergence between the Lut and Afghan blocks. Journal of Asian Earth Sciences, 236, 105313.
Budkewitsch, P. and Robin, P. Y. (1994) Modelling the evolution of columnar joints. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 59, 219–239.
Cai, P. R., Wang, T., Wang, Z. Q., Li, L. M., Jia, J. L. and Wang, M. Q. (2020) Geochronology and geochemistry of late Paleozoic volcanic rocks from eastern Inner Mongolia, NE China: Implications for igneous petrogenesis, tectonic setting, and geodynamic evolution of the south-eastern Central Asian Orogenic Belt. Lithos, 362–363, 105480.
Camp, V. E. and Griffis R. (1982) Character, genesis and tectonic setting of igneous rocks in the Sistan suture zone, eastern Iran. Lithos, 15, 221-239.
Chahkandinejad, M. (2015) Petrology of Tertiary volcanic rocks in Asfich area (southwest of Sarbisheh) with emphasis on their economic potential. M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Chen, L., Zheng, Y. F., Zheng Xu, Z. and Zhao, Z. F. (2021) Generation of andesite through partialmelting of basalticmetasomatites in the mantle wedge: Insight from quantitative study of Andean andesites. Geoscience Frontiers, 12, 101-124.
De Graff, J. M. and Aydin, A. (1987) Surface morphology of columnar joints and its significance to mechanics and direction of joint growth. Geological Society of America, 99, 605-617.
Delavari, M., Amini, S., Schmitt, A. K., McKeegan, K. D. and Mark Harrison, T. (2014) U-Pb geochronology and geochemistry of Bibi-Maryam pluton, eastern Iran: Implication for the late stage of the tectonic evolution of the Sistan Ocean. Lithos, 200–201, 197–211.
Ellwood, B. B. and Fisk, M. R. (1977) Anisotropy of magnetic susceptibility variations in a single Icelandig columnar basalt. Earth and Planetary Science Letters, 35, 116–122.
Eslamipanah, A. (2018) Petrology of Tertiary volcanic rocks in Shourestan area (west of Sarbisheh), Southern Khorasan. M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Foley, S. F. and Wheller, G. E. (1990) Parallels in the origin of the geochemical signatures of island arc volcanics and continental potassic igneous rocks: the role of residual titanites. Chemical Geology, 85, 1-18.
Forbes, A. E. S., Blake, S. and Tuffen, H. (2014) Entablature: fracture type and mechanisms. Bulletin of Volcanology, 76, 820.
Fu, D., Bo, H., Songbai, P., Timothy, M. K., Wenxiao, Z. and Mengchun, G. (2016) Geochronology and Geochemistry of Late Carboniferous Volcanic Rocks from Northern Inner Mongolia, North China: Petrogenesis and Tectonic Implications. Gondwana Research, 36, 545-560.
Geng, H., Sun, M., Yuan, C., Xiao, W. J., Xian, W. S., Zhao, G. C., Zhang, L. F., Wong, K. and Wu, F. Y. (2009) Geochemical, Sr–Nd and zircon U–Pb–Hf isotopic studies of Late Carboniferous magmatism in the West Junggar, Xinjiang: implications for ridge subduction? Chemical Geology, 26, 364–389.
Gilman, J. J. (2009) Basalt columns: large scale constitutional supercooling? Journal of Volcanology and Geothermal Research, 184, 347–350.
Goehring, L. and Morris, S. W. (2005) Order and disorder in columnar joints. Europhysics Letters, 69(5), 739–745.
Goodarzi, M. (2011) Petrology of volcanic rocks in east of Sarbisheh (east of Iran). M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Grossenbacher, K. A. and McDuffie, S. M. (1995) Conductive cooling of lava: columnar joint diameter and stria width as functions of cooling rate and thermal gradient. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 69, 95– 103.
Gusev, A. I. and Korobeinikov, A. F. (2009) Mantle–crustal interaction in the generation of different types of mineralization: geophysical and petrological aspects, Izv. Tomsk Polytechnic University, 315(1), 18-25.
Guy, B. (2010) Comments on “Basalt columns: Large scale constitutional supercooling? by John Gilman (JVGR, 2009) and presentation of some new data [J. Volcanol. Geotherm. Res. 184 (2009), 347–350]. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 194, 69–73.
Haldar, S. K. and Tisljar, J. (2014) Introduction to Mineralogy and Petrology. Elsevier, Amsterdam.
Hetényi, G., Taisne, B., Garel, F., Médard, É., Bosshard, S. and Mattsson, H. B. (2012) Scales of columnar jointing in igneous rocks: field measurements and controlling factors. Bulletin of Volcanology, 74, 457–482.
Housh, T. B. and Luhr, J. F. (1991) Plagioclase melt equilibria in hydrothermal systems. American Mineralogist, 76, 477- 492.
Jentzer, M., Agard, P., Bonnet, G., Moni´e, P., Fournier, M., Whitechurch, H., Omrani, J., Zarrinkoub, M. H., Khatib, M. M., Kohansal, R., Do Couto, D., Godbillot, C. and Ninkabou, D. (2022) The North Sistan orogen (Eastern Iran): Tectono-metamorphic evolution and significance within the Tethyan realm. Gondwana Research, 109, 460-492.
Jentzer, M., Whitechurch, H., Agard, P., Ulrich, M., Caron, B., Zarrinkoub, M.H., Kohansal, R., Miguet, L., Omrani, J. and Fournier, M. (2021) Calc-alkaline Cretaceous magmatism constrains subduction polarity and history in the Sistan belt, Eastern Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 204, 104588.
Jung, D., Keller, J., Khorasani, R., Marcks, C. R., Baumann, A. and Horn, P. (1983) Petrology of the Tertiary magmatic activity the northern Lut area, East of Iran. Report no. 51, Geological Survey of Iran, Tehran, IRI.
Karimi Dehkordi, M. (2012) Deformation analysis along of Sarbishe fault zone in eastern Iran. M.Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Karimpour, M. H., Malekzadeh Shafaroudi, A., Farmer, G. L. and Stern C. R. (2012) Petrogenesis of granitoids, U-Pb Zircon geochronology, Sr-Nd isotopic characteristics and important occurrence of Tertiary mineralization within the Lut block, eastern Iran. Journal of Economic Geology, 1(4), 1-27.
Karimpour, M. H., Stern, C. R., Farmer, L., Saadat, S. and Malekezadeh, A. (2011) Review of age, Rb-Sr geochemistry and petrogenesis of Jurassic to Quaternary igneous rocks in Lut Block, Eastern Iran. Geopersia, 1(1), 19-36.
Kelemen, P. B., Hanghøj, K. and Greene, A. (2003) One view of the geochemistry of subduction-related magmatic arcs, with an emphasis on primitive andesite and lower crust. In: The Crust (Eds. Holland, H. D., Turekian, K. K.) 593-659. Treatise on Geochemistry, volume 3. Elsevier–Pergamon, Oxford, UK.
Kuscu, G. G. and Geneli, F. (2010) Review of post-collisional volcanism in the central Anatolian volcanic province (Turkey), with special reference to the Tepekoy volcanic complex. International Journal of Earth Sciences, 99, 593-621.
L’Heureux, I. and Katsev, S. (2006) Oscillatory zoning in a (Ba, Sr) SO4 Solid solution: Macroscopic and cellular automata models. Chemical Geology, 225, 230-243.
Le Bas, M. J., LeMaitre, R. W., Streckeisen, A. and Zanettin, B. (1986) A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. Journal of Petrology, 27, 745-750.
Le Maitre, R. W. (2002) Igneous rocks: a classification and glossary of terms: recommendations of the International Union of Geological Sciences. Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Cambridge University Press, Cambridge.
Li, Y. and Liu, J. (2020) Late Cenozoic columnar-jointed basaltic lavas in eastern and southeastern China: morphologies, structures, and formation mechanisms. Bulletin of Volcanology, 82, 1-23.
Liu, S., Hu, R., Gao, S., Feng, C., Coulson, I. M., Feng, G., Qi, Y., Yang, Y., Yang, C. and Tang, L. (2012) U–Pb zircon age, geochemical and Sr–Nd isotopic data as constraints on the petrogenesis and emplacement time of andesites from Gerze, southern Qiangtang Block, northern Tibet. Journal of Asian Earth Sciences, 45, 150–161.
Long, P. E. and Wood, B. J. (1986) Structures, textures, and cooling histories of Columbia River basalt flows. Geological Society of America Bulletin, 97, 1144–1155.
Lyle, P. (2000) The eruption environment of multi-tiered columnar basalt lava flows. Journal of Geological Society of London, 157, 715–722.
Machado, A., T, Chemale, Jr. F., Conceicao, R. V., Kawaskita, K., Morata, D., Oteıza, O. and Schmus, W. R. V. (2005) Modeling of subduction components in the Genesisof the Meso-Cenozoic igneous rocks from the South Shetland Arc, Antarctica. Lithos, 82, 435– 453.
Makipour, M. (2011) Geology, Alteration and Petrology of igneous rocks in Golab area (Sarbisheh, east of Iran). M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Marchev, P., Raicheva, R., Downes, H., Vaselli, O., Chiaradia, M. and Moritz, R. (2004) Compositional diversity of Eocene-Oligocene basaltic magmatism in the Eastern Rhodopes, SE Bulgaria: implications for genesis and tectonic setting. Tectonophysics, 393, 301–328.
Meng, F., Safonova, I., Chen, S. and Ritual, P. (2018) Late Cenozoic intra-plate basalts of the Greater Khingan Range in NE China and Khangai Province in Central Mongolia. Gondwana Research, 63, 65–84.
Menzies, M. A. and Pyle, P. R. (1990) Continental volcanism: A crust-mantle Probe. In: Continental Mantle (Ed. Menzies, M. A.) 57–177, Clarendon Press, Oxford.
Mobashergermi, M. and Jahangiri, A. (2017) Geochemistry and petrogenesis of basaltic prisms from South of Germi city (Ardabil Province). Petrological Journal, 31, 165-188.
Mohammadi Khalfe Loii, F. (2015) Geochemistry and petrogenesis of Plio-Quaternery volcanic rocks of the Fadihe area (NW Torbate-Heidariyeh). M. Sc. Thesis, Damghan University, Damghan, IRI (in Persian).
Mohammadi, A., Burg, J. P., Bouilhol, P. and Ruh, J. (2016) U-Pb geochronology and geochemistry of Zahedan and Shah Kuh plutons, southeast Iran: Implication for closure of the South Sistan suture zone. Lithos, 248, 293–308.
Mohammadi, S. S. (2012) Geology and Petrology of Tertiary volcanic rocks of Sarbisheh perlite mine area (eastern Iran) and industrial applications. Journal of Economic Geology, 1(4), 59-76.
Moharami, F., Azadi, I., Mirmohamadi, M., Mehdipour Ghazi, J. and Rahgoshay, M. (2014) Petrological and Geodynamical Constraints of Chaldoran Basaltic Rocks, NW Iran: Evidence from Geochemical Characteris. Iranian Journal of Earth Sciences, 6(1), 31-43.
Monfaredi, B., Masoudi, F. and Tabbakh Shabani, A. A. (2009) Magmatic Interaction as Recorded in Texture and Composition of Plagioclase Phenocrysts from the Sirjan Area, Urumieh-Dokhtar Magmatic Arc, Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 20(3), 243-251.
Moore, J. G. (2019) Mini-columns and ghost columns in Columbia River lava. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 374, 242–251.
Muller, D. and Groves, D. I. (1997) Potassic igneous rocks and associated gold-copper mineralization. Springer-Verlag, Berlin, Germany.
Nazari, H. and Salamati, R. (1999) Geological map of Sarbisheh 1:100000. Geological survey of Iran, Tehran, IRI.
Nazari, Z. (2011) Geology and Petrology of volcanic rocks in northwest of Sarbisheh (east of Iran). M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Nelson, S. T. and Montana, A. (1992) Sieve –textured plagioclase in volcanic rocks prodused by rapid decompression. American Mineralogist, 77, 1242-1249.
Nicholson, K. N., Black, P. M., Hoskin, P. W. O. and Smith, I. E. M. (2004) Silicic volcanism and back-arc extension related to migration of the Late Cainozoic Australian- Pacific plate boundary. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 131, 295–306.
Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V. A., Chugaev, A. V., Sharkov, E. V. and Ünal, E. (2017) Petrology and geochemistry of the quaternary mafic volcanism in the northeast of lake Van, eastern anatolian collision zone, Turkey. Journal of Petrology, 58, 1701–1728.
Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V. A., Chugaev, A. V. and Sharkov, E. V. (2016) Magmatic evolution of the early Pliocene Etrusk stratovolcano, eastern Anatolian collision zone, Turkey. Lithos, 256–257, 88–108.
Özdemir, Y. (2011) Volcanostratigraphy and petrogenesis of Süphan stratovolcano. Ph.D. thesis, Middle-east Technical University, Ankara, Turkey.
Pang, K. N., Chung, S. L., Zarrinkoub, M. H., Mohammadi, S. S., Yang, H. M., Chu, C. H., Lee, H. Y. and Lo, C. H. (2012) Age, geochemical characteristics and petrogenesis of Late Cenozoic intraplate alkali basalts in the Lut–Sistan region, eastern Iran. Chemical Geology, 306-307, 40–53.
Parsaei, M. (2012) Investigation of geology, alteration and petrology of volcanic roks in the east of Moud (southeast of Birjand). M. Sc. Thesis, University of Birjand, Birjand, IRI (in Persian).
Pearce, J. A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. In: Continental basalts and mantle xenoliths (Eds. Hawkesworth, C. J. and Norry, M. J.) 230-249, Nantwich.
Pearce, J. A., Harris, N. B. W. and Tindle, A. G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25, 956–983.
Pearce, J. A. and Norry, M. J. (1979) Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y and Nb variation in volcanic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology, 69, 33-47.
Peters, T. J., Menzies, M., Thirlwall, M. and Kyle P. (2008) Zuni-Bandera volcanism, Rio Grande, USA – melt formation in garnet- and spinel facies mantle straddling the asthenosphere-lithosphere boundary. Lithos, 102 (1-2), 295-315.
Phillips, J. C., Humphreys, M. C. S., Daniels, K. A., Brown, R. J. and Witham, F. (2013) The formation of columnar joints produced by cooling in basalt at Staffa, Scotland. Bulletin of Volcanology, 75 (6), 1-17.
Renjith, M. L. (2014) Micro-textures in plagioclase from the 1994-1995 eruption, Barren Island Volcano: Evidence of dynamic magma plumbing system in the Andaman subduction zone. Geoscience Frontiers, 5, 113-126.
Richards, J. P., Spell T., Rameh E., Razique A. and Fletcher T. (2012) High Sr/Y Magmas Reflect Arc Maturity, High Magmatic Water Content, and Porphyry Cu ± Mo ± Au Potential: Examples from the Tethyan Arcs of Central and Eastern Iran and Western Pakistan. Economic Geology, 107, 295–332.
Saccani, E., Delavari, M., Beccaluva, L. and Amini, S. (2010) Petrological and geochemical constraints on the origin of the Nehbandan ophiolitic complex (eastern Iran): Implication for the evolution of the Sistan Ocean. Lithos, 117, 209–228.
Seghedi, I., Downes, H., Pecskay, Z., Thirlwall, M. F., Szakacs, A., Prychodko, M. and Mattey, D. (2001) Magmagenesis in a subduction-related post-collisional volcanic arc segment: the Ukrainian Carpathians. Lithos, 57, 237–262.
Shaw, J. E., Baker, J. A., Menzies, M. A., Thirlwall, M. F. and Ibrahim, K. M. (2003) Petrogenesis of the largest intraplate volcanic field on the Arabian Plate (Jordan): a mixed lithosphere– asthenosphere source activated by lithospheric extension. Journal of Petrology, 44, 1657–1679.
Sheth, H., Meliksetian, K., Gevorgyan, H., Israyelyan, A. and Navasardyan, G. (2015) Intracanyon basalt lavas of the Debed River (northern Armenia), part of a Pliocene-Pleistocene continental flood basalt province in the south Caucasus. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 295, 1–15.
Shojaei, H. R. (2009) Petrology and geochemistry of Pliocene volcanic rocks of Bayg, Northwest of Torbate Heidariyeh). M.Sc thesis, Shahrood University of technology, Shahrood, IRI.
Smith, E. I., Sánchez, A., Walker, J. D. and Wang, K. (1999) Geochemistry of mafic magmas in the Hurricane Volcanic field, Utah: implications for small- and large scale chemical variability of the lithospheric mantle. Journal of Geology, 107(4), 433–448.
Spry, A. (1962) The origin of columnar jointing, particulary in basalt flows. Australian Journal of Earth Sciences, 8(2), 191–216
Stroncik, N. A. and Schmincke, H. U. (2002) Palagonite – a review. International Journal of Earth Sciences, 91, 680–697.
Sun, S. S. and McDonough, W. F. (1989) Chemical and isotopic systematic of ocean basalts: implications for mantle composition and process. In: Magmatism in the Ocean Basins (Eds. Saunders, A. D. and Norry, M. J.) Special Publications, 42, 313-345. Geological Society, London.
Szilas, K., Hoffmann, J. E., Scherstén, A., Kokfelt, T. F. and Carsten Münker, C. (2013) Archaean andesite petrogenesis: Insights from the Grوdefjord Supracrustal Belt, southern West Greenland. Precambrian Research, 236, 1– 15.
Tatsumi, Y., nakashima, T. and Tamura, Y. (2002) The petrology and geochemistry of calc-alkaline andesites on Shodo-Shima Island, SW japan. Journal of Petrology, 43, 3-16.
Tirrul, R., Bell, I. R., Griffis, R. J. and Camp, V. E. (1983) The Sistan suture zone of eastern iran. Geological Society of America Bulletin, 94, 134-156.
Tomkeieff, S. I. (1940) The basalt lavas of the Giant’s Causeway district of Northern Ireland. Bulletin of Volcanology, 6, 89–146.
Wang, K. L., Chung, S., O'Reilly, S. Y., Sun, S., Shinjo, R. and Chen, C. (2004) Geochemical constraints for the genesis of post–collisional magmatism and the geodynamic evolution of the Northern Taiwan region. Journal of Petrology, 45, 975–1011.
Weinberger, R. and Burg, A. (2019) Reappraising columnar joints in different rock types and settings. Journal of Structural Geology, 125, 185–194.
Whitney, D. and Evans, B. D. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95, 185-187.
Xu, S. N. (1982) Discussion on the morphological and genetical classification of columnar joints in basalt. Journal of Hangzhou University, 9, 447–498.
Yang, W. and Li, S. (2008) Geochronology and geochemistry of the Mesozoic volcanic rocks in Western Liaoning: Implications for lithospheric thinning of the North China Craton. Lithos, 102, 88–117.
Younecimaleh, E. (2016) Isotopic geochemistry and mineral chemistry of young volcanics of Fadihe (NW Torbate-Heidariyeh). M. Sc. Thesis, Damghan University, Damghan, IRI (in Persian).
Zellmer, G. F., Sparks, R. S. G., Hawksworth, C. J. and Wiedenbeck, M. (2003) Magma emplacement and remobilization timescale beneath Montserrat: Insight from Sr and Ba zonation in plagioclase phenocrysts. Journal of Petrology, 44, 1413-1431.
Zulkarnain, I. (2009) Geochemical Signature of Mesozoic Volcanic and Granitic Rocks in Madina Regency Area, North Sumatra, Indonesia, and its Tectonic Implication. Journal Geologi Indonesia, 4, 117-131.
Petrological Journal
Volume 13, Issue 3 - Serial Number 51
Petrological Journal , vol. 13, Issue 2, No. 51, Autumn 2022
December 2022
Pages 33-62

Files

History

  • Receive Date: 08 May 2022
  • Revise Date: 14 September 2022
  • Accept Date: 24 September 2022

Share

How to cite

Statistics