Document Type : Original Article
Authors
1 Associate Professor, Faculty of Sciences, Department of Geology, Urmia University, Urmia, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Sciences, Department of Geology, Golestan University, Gorgan, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
شرایط ترمودینامیکی تشکیل و روابط بافتی اسپینل بهعلت فراوانی اندک آن در سنگهای دگرگونی با حساسیت و توجه ویژهای دنبال میشود (Nell and Wood, 1991; Sack and Ghiorso, 1991). پیدایش این کانی بیشتر در سنگهای فرامافیک گزارش شده است (Torabi, 2012). همچنین، در سنگهای زیر اشباع از سیلیسِ دگرگونشده نیز گاه شناسایی شده است (Loomis, 1972; Atkin, 1978; Cesare, 1994). اسپینل هرسینایتی از کانیهای رایج در متاپلیتهای با کوارتز / بی کوارتز است که در شرایط فشار کم/دمای بالا در رخساره گرانولیتی (Sengupta, 1991) و یا دگرگونی همبری (Pattison and Tracy, 1991) پدید میآید. واکنشهای بسیاری بر پایة بازدیدهای میدانی و بررسیها تجربی برای پیدایش هرسینایت در شرایط پیشرونده پیشنهاد شده که بیشتر مشتملّ بر سیلیمانیت و یک واکنشگر فرومنیزین مانند: کردیریت، گارنت یا استارولیت آهندار است. برای پیدایش اسپینلهای گهنایتی (سرشار از روی)، فروپاشی اسفالریت، بیوتیت یا استارولیت رویدار نیز مطرح شده است. این واکنشها در پاراژنزهای مسکوویت+کوارتزدار یا بدون آن پیشنهاد شدهاند (Tuccillo et al., 1992).
در این نوشتار تلاش شده است در یک هالة همبری که فشار و ترکیب سنگ مادر در آن کمابیش ثابت است و متغییر اصلی آن دماست، به بررسی دقیق شیمی کانیها بههمراه تغییر ترکیبهای احتمالی و واکنشهای دخیل در پایداری اسپینل در پاراژنزهای سیستمهای رسی و شرایط ترمودینامیکی آن پرداخته شود. روابط فازی (Modjarrad and Mohamed, 2015) تعیین زادگاه رسوبی سنگمادر (Mohamed and Modjarrad, 2015) و بررسیها کمّی بافتی روی دانههای شاخص این هاله (Modjarrad, 2022a) پیشتر بررسی شدهاند و نتایج مستناد هستند.
زمینشناسی منطقه
در پهنة سنندج-سیرجان، هالة همبری دوربه در شمال اشنویه (جنوب ارومیه، استان آذربایجانغربی) در نزدیکی روستاهای دوربه و اسلاملو و در طول جغرافیایی ″9′45°10 خاوری و عرض جغرافیایی ″8′37°9 شمالی، اطراف استوک دیوریتی-گابرویی دوربه پدید آمده است (شکل 1). دیوریت دوربه از تودههای کمپلکس آذرین درونی ارومیه (یا [1]UPC) است که بههمراه گرانیتها و آلکالی سینیت/گرانیتها در کرانة شمالباختری پهنة سنندج-سیرجان در جنوب ارومیه گسترش دارند. تودههایی مانند دوربه در شمال اشنویه (Ghalamghash et al., 2013) و دره بنار در در نزدیکی گیسیان سیلوانا (Babaie and Modjarrad, 2018) در نزدیکی ارومیه، به احتمال بسیار پیامد ذوببخشی گوشته با تأثیرپذیری چشمگیر از پوسته هستند که هنگام فرورانش نئوتتیس به زیر اوراسیا در کرتاسة پسین در کرانة فعال قارهایِ شمال کمان ماگمایی ارومیه-دختر تشکیل شدهاند (Mohajjel, 1997). صعود این تودههای دیوریتی-گابرویی داغ پیدایش واحدهای اسیدیتر منطقه، مانند گرانیت/سینیت ژارآباد (Irannezhad, 2019) و سوسنآباد(Gilani and Modjarrad, 2017) در سیلوانا ارومیه را در پی داشته است. این تودههای دیوریتی درون واحدهای رسوبی از نوع شیل و کربناته به سن پرمین تا تریاس و ژوراسیک که دربردارندة سازندهای درود و روته هستند نفوذ و آنها را دچار دگرگونی همبری کردهاند و هورنفلس و کالکسیلیکاتِ گاه اسکارنی را در این ناحیه پدید آوردهاند (Modjarrad and Mohamed, 2015). این توده با واحدهای میوسن پوشانده شده است (Ghalamghash, 2009). در شمالباختری این ناحیه واحدهای افیولیتی و آمیزة رنگی برآمده از فرورانش نئوتتیس برونزد دارند (Shahrabi and Saidi, 1985). این لکهها در گیسیان سیلوانا با افیولیتهای هرسین، کامیاران و مریوان از ایران، پنجوین و ماوات زاگرس عراقی در شمالخاوری عراق و لکههای حکاری و گولمان از جنوبشرق آناتولی قابل مقایسه بوده و همگی در راستای خطدرز اصلی نئوتتیس که در کرتاسه پسین ایجاد شده است شکل گرفتهاند. دادههای سنسنجی به روش K-Ar روی کانی آمفیبول سن نزدیک به 93 تا 100 میلیون سال پیش را برای این توده نشان دادهاند (Ghalamghash et al., 2013) که در تأیید ارتباط آن با فرورانش نئوتییس در کرتاسة پسین است. استوک دوربه با طول نزدیک به 12 کیلومتر و پهنای 2 تا 3 کیلومتر ترکیب کانیشناختی مانند دیگر گابروها و دیوریتهای منطقه مانند درهبنار و پروانه (Modjarrad, 2022b) در همین منطقه را داشته است و دربردارندة پلاژیوکلاز، آمفیبول، دیوپسید، آلکالیفلدسپار و کمی کوارتز است. از دیدگاه تنوع سنگشناسی اندکی کوارتز مونزودیوریت-گابرودیوریت در کنار حجم بالای دیوریت در منطقه در فشار 2 تا 3 کیلوبار و دمای 670 تا 850 درجه سانتیگراد درون سنگهای رسی و کربناته نفوذ کرده است (Ghalamghash et al., 2013).
شکل 1. A) نقشة ایران و جایگاه منطقة دوربه در آن؛ B) نقشة راههای دسترسی به تودة آذرین درونی دوربه در جنوب ارومیه؛ C) نقشة زمینشناسی منطقة دوربه و پراکندگی تودههای آذرین درونی ارومیه (UPC). دادههای سنسنجی به روش K-Ar روی تودة دوربه و دیگر سنگهای آذرین درونی حد واسط و اسیدی روی این نقشه نمایش داده شدهاند (Ghalamghash et al., 2009). منطقة نمونهبرداری از هالة دوربه با ستارة زرد نشان داده شده است.
Figure 1. A) Iran map and the Dourbeh area location on it. B) Road map for access to the Dorbeh intrusion in the south of Urmia. C) Geological map of the study area and distribution of Urmia Plutonic Complex (UPC). On this map, the dating results by the K-Ar method are inserted on the Dorbeh pluton and the other intermediate and acidic intrusives. The sampling area of the Dourbeh aureole is marked with a yellow star.
روش انجام پژوهش
با هدف بررسی سنگهای هالة همبری پیرامون تودة آذرین درونی دیوریتی دوربه در جنوب ارومیه، شمار 50 مقطع میکروسکوپی تهیه شد و ویژگیهای سنگنگاری آنها با دقت بررسی شد. کانیهای سازندة یک نمونة معرف که بهنظر شرایط اوج دگرگونی را تجربه کرده است و بیشترین شمار کانیهای همایند[2] را دارد در دانشگاه پتسدام آلمان، با دستگاه تجزیة ریزکاو الکترونیِ مدلِ JEOL JXA-8200 تجزیة نقطهای ([3]EPMA) شد. در این روش هر نقطة 15 نانوآنگسترومی با قطر پرتو 2 میکرومتر، در 15 کیلوولت تجزیه شده است. مواد مرجع برای بهنجارسازی تجزیه بهکار برده شدهاند. همچنین، نتایج کمی فراوانی عنصرها در یک نقطه و نیز تجزیة خطی یا منطقهبندی بلور، با دستگاه SEM ( JEOL JSM-6510: W filament, 0.5–30 kV acceleration voltage) و دستگاه INCA x-act ([4]EDS) در دانشگاه پتسدام صحتسنجی شد. کانیهای گارنت، کلریت، کلریتویید، اسپینل، اکسید آهن، آلومینوسیلیکات و آپاتیت از متاپلیتهای هالة دوربه با این روش تجزیه شدند و دادههای بهدستآمده در جدول 1 آورده شدهاند. نام اختصاری کانیها از ویتنی و اوانز (Whitney and Evans, 2010) برگرفته شده است. همچنین، برای بررسی شیمی سنگکل متاپلیتهای هالة دوربه شماری از نمونهها در آزمایشگاه ALS-Chemex کانادا با روش XRF تجزیه شدند که گزیدهای از دادهها در جدول 2 آورده شدهاند.
جدول 1. دادههای تجزیه نقطهای کانیهای هالة دگرگونی دوربه (گارنت، کلریت، کلریتویید، کانیهای کدر، اسپینل و آلومینوسیلیکات). کاتیونگیری با نرمافزار AX انجام شده است و شمار کاتیون به اکسیژن برای هر کانی در جدول آورده شده است. برای آلومینوسیلیکاتها، نسبت کاتیونهای Al:Si بسیار به 2:3 نزدیک است و ازاینرو، تنها اکسیدها آورده شدهاند. مقدار اکتیویتة سازندههای پایانی برای هر کانی در ردیفهای پایانی آورده شده است.
Table 1. The EPMA results for the metamorphic aureole minerals (garnet, chlorite, chloritoid, opaque minerals, spinel, and aluminosilicate). Cation calculation was performed by AX software and the number of cations per oxygen for each mineral is available. For aluminosilicates, Al: Si cation ratios are very close to 2:3, and therefore only the oxides are presented in the Table. In addition, the activities of the end members for each mineral are in the final rows.
|
|
Garnet (8 cations per 12 Oxygens) |
||||||
|
|
rim1 |
rim2 |
rim3 |
rim4 |
rim5 |
rim6 |
rim7 |
|
SiO2 |
36.63 |
36.67 |
36.59 |
36.70 |
36.51 |
36.69 |
36.62 |
|
TiO2 |
0.11 |
0.24 |
0.20 |
0.09 |
0.15 |
0.43 |
0.38 |
|
Al2O3 |
21.38 |
21.48 |
21.42 |
21.28 |
21.45 |
21.38 |
21.42 |
|
Cr2O3 |
0.07 |
0.09 |
0.08 |
0.04 |
0.06 |
0.07 |
0.06 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
40.99 |
41.19 |
40.79 |
40.95 |
41.08 |
40.71 |
41.02 |
|
MnO |
0.26 |
0.27 |
0.24 |
0.25 |
0.25 |
0.20 |
0.22 |
|
MgO |
1.15 |
1.17 |
1.18 |
1.16 |
1.19 |
1.20 |
1.15 |
|
CaO |
0.61 |
0.64 |
0.64 |
0.63 |
0.65 |
0.65 |
0.64 |
|
Total |
101.21 |
101.75 |
101.18 |
101.11 |
101.35 |
101.33 |
101.56 |
|
Si |
2.965 |
2.953 |
2.96 |
2.973 |
2.95 |
2.962 |
2.954 |
|
Ti |
0.007 |
0.015 |
0.012 |
0.005 |
0.009 |
0.026 |
0.023 |
|
Al |
2.04 |
2.039 |
2.043 |
2.032 |
2.044 |
2.035 |
2.037 |
|
Cr |
0.004 |
0.006 |
0.005 |
0.003 |
0.004 |
0.004 |
0.004 |
|
Fe 3+ |
0.013 |
0.021 |
0.014 |
0.011 |
0.034 |
0.010 |
0.011 |
|
Fe 2+ |
2.762 |
2.753 |
2.745 |
2.763 |
2.743 |
2.749 |
2.756 |
|
Mn |
0.018 |
0.018 |
0.016 |
0.017 |
0.017 |
0.014 |
0.015 |
|
Mg |
0.139 |
0.14 |
0.142 |
0.14 |
0.143 |
0.144 |
0.138 |
|
Ca |
0.053 |
0.055 |
0.055 |
0.055 |
0.056 |
0.056 |
0.055 |
|
sum |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
7.992 |
8 |
|
a Alm |
0.79 |
0.78 |
0.78 |
0.79 |
0.77 |
0.79 |
0.79 |
|
a Prp |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
0.00017 |
0.0001 |
|
a Grs |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00002 |
0.00002 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Garnet (8 cations per 12 Oxygens) |
||||||
|
|
rim8 |
rim9 |
rim10 |
rim11 |
rim12 |
rim13 |
rim14 |
|
SiO2 |
36.58 |
36.35 |
36.24 |
36.36 |
36.33 |
36.51 |
36.61 |
|
TiO2 |
0.18 |
0.16 |
0.23 |
0.22 |
0.12 |
0.12 |
0.12 |
|
Al2O3 |
21.27 |
21.31 |
21.33 |
21.40 |
21.38 |
21.46 |
21.44 |
|
Cr2O3 |
0.10 |
0.07 |
0.09 |
0.06 |
0.05 |
0.07 |
0.06 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
40.87 |
40.85 |
41.00 |
41.34 |
40.89 |
41.07 |
40.99 |
|
MnO |
0.20 |
0.24 |
0.26 |
0.23 |
0.24 |
0.21 |
0.24 |
|
MgO |
1.14 |
1.21 |
1.15 |
1.19 |
1.15 |
1.18 |
1.19 |
|
CaO |
0.63 |
0.62 |
0.63 |
0.63 |
0.63 |
0.62 |
0.59 |
|
Total |
100.97 |
100.80 |
100.97 |
101.44 |
100.81 |
101.24 |
101.23 |
|
Si |
2.968 |
2.953 |
2.94 |
2.937 |
2.951 |
2.952 |
2.961 |
|
Ti |
0.011 |
0.01 |
0.014 |
0.013 |
0.007 |
0.007 |
0.007 |
|
Al |
2.034 |
2.041 |
2.04 |
2.038 |
2.047 |
2.046 |
2.044 |
|
Cr |
0.006 |
0.004 |
0.006 |
0.004 |
0.003 |
0.004 |
0.004 |
|
Fe 3+ |
0.003 |
0.03 |
0.054 |
0.059 |
0.035 |
0.034 |
0.015 |
|
Fe 2+ |
2.77 |
2.746 |
2.728 |
2.734 |
2.743 |
2.743 |
2.757 |
|
Mn |
0.014 |
0.017 |
0.018 |
0.016 |
0.017 |
0.014 |
0.016 |
|
Mg |
0.138 |
0.146 |
0.139 |
0.143 |
0.139 |
0.142 |
0.143 |
|
Ca |
0.055 |
0.054 |
0.055 |
0.055 |
0.055 |
0.054 |
0.051 |
|
sum |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
a Alm |
0.80 |
0.77 |
0.76 |
0.76 |
0.78 |
0.78 |
0.79 |
|
a Prp |
0.0002 |
0.0002 |
0.0001 |
0.0002 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
|
a Grs |
0.00002 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
0.00001 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Chlorite (10 cations per 14 Oxygens) |
|||||||
|
|
|
|
Line 1 |
Line 2 |
Line 3 |
Line 4 |
Line 5 |
Line 6 |
|
SiO2 |
27.66 |
25.12 |
24.95 |
24.82 |
23.07 |
25.77 |
24.56 |
24.88 |
|
TiO2 |
0.38 |
0.24 |
0.30 |
0.40 |
0.24 |
0.25 |
0.20 |
0.28 |
|
Al2O3 |
25.14 |
23.88 |
23.95 |
24.03 |
23.88 |
24.44 |
23.59 |
23.81 |
|
Cr2O3 |
0.15 |
0.19 |
0.19 |
0.16 |
0.20 |
0.18 |
0.22 |
0.17 |
|
FeO |
29.13 |
32.80 |
32.65 |
32.97 |
33.95 |
32.08 |
33.34 |
32.55 |
|
MnO |
0.06 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
0.03 |
0.03 |
0.00 |
|
MgO |
4.58 |
5.29 |
5.39 |
5.29 |
5.78 |
5.17 |
5.38 |
5.30 |
|
CaO |
0.07 |
0.04 |
0.09 |
0.06 |
0.10 |
0.05 |
0.05 |
0.08 |
|
Na2O |
0.24 |
0.13 |
0.11 |
0.10 |
0.09 |
0.14 |
0.11 |
0.15 |
|
K2O |
1.94 |
1.12 |
0.97 |
0.84 |
0.55 |
1.05 |
0.80 |
0.97 |
|
Total |
89.36 |
88.82 |
88.63 |
88.67 |
87.85 |
89.16 |
88.29 |
88.17 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Chlorite (10 cations per 14 Oxygens) |
||||||||
|
Si |
2.905 |
2.72 |
2.705 |
2.692 |
2.553 |
2.759 |
2.686 |
2.712 |
|
|
Ti |
0.03 |
0.02 |
0.024 |
0.033 |
0.02 |
0.02 |
0.016 |
0.023 |
|
|
Al |
3.113 |
3.049 |
3.062 |
3.072 |
3.115 |
3.085 |
3.042 |
3.059 |
|
|
Cr |
0.012 |
0.016 |
0.016 |
0.014 |
0.017 |
0.015 |
0.019 |
0.015 |
|
|
Fe 2+ |
2.558 |
2.971 |
2.961 |
2.99 |
3.142 |
2.872 |
3.05 |
2.967 |
|
|
Mn |
0.005 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.001 |
0.003 |
0.003 |
0.002 |
|
|
Mg |
0.717 |
0.854 |
0.871 |
0.855 |
0.953 |
0.825 |
0.877 |
0.861 |
|
|
Ca |
0.008 |
0.005 |
0.01 |
0.007 |
0.012 |
0.006 |
0.006 |
0.009 |
|
|
Na |
0.049 |
0.027 |
0.023 |
0.021 |
0.019 |
0.029 |
0.023 |
0.032 |
|
|
K |
0.26 |
0.155 |
0.134 |
0.116 |
0.078 |
0.143 |
0.112 |
0.135 |
|
|
sum |
9.657 |
9.818 |
9.81 |
9.80 |
9.91 |
9.757 |
9.834 |
9.812 |
|
|
Ame |
0.0003 |
0.0007 |
0.0008 |
0.0007 |
0.002 |
0.0006 |
0.0008 |
0.0007 |
|
|
Dph |
0.82 |
0.18 |
0.173 |
0.177 |
0.18 |
0.149 |
0.193 |
0.177 |
|
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Chlorite (10 cations per 14 Oxygens) |
||||||
|
|
Line 7 |
Line 8 |
Line 9 |
Line 10 |
|
|
|
|
SiO2 |
24.33 |
23.81 |
24.81 |
25.16 |
29.00 |
26.54 |
24.08 |
|
TiO2 |
1.49 |
2.20 |
0.19 |
0.33 |
0.21 |
0.27 |
0.00 |
|
Al2O3 |
23.63 |
23.85 |
24.11 |
24.24 |
22.30 |
24.44 |
40.21 |
|
Cr2O3 |
0.19 |
0.17 |
0.18 |
0.19 |
0.15 |
0.10 |
0.06 |
|
FeO |
32.69 |
32.68 |
33.22 |
32.71 |
28.43 |
30.50 |
25.81 |
|
MnO |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.04 |
0.02 |
0.00 |
0.02 |
|
MgO |
5.16 |
5.16 |
5.39 |
5.30 |
5.14 |
5.00 |
1.04 |
|
CaO |
0.13 |
0.14 |
0.06 |
0.04 |
0.19 |
0.04 |
0.01 |
|
Na2O |
0.17 |
0.22 |
0.14 |
0.19 |
0.11 |
0.18 |
0.00 |
|
K2O |
0.95 |
0.92 |
0.85 |
1.16 |
2.62 |
1.54 |
0.01 |
|
Total |
88.75 |
89.14 |
88.95 |
89.35 |
88.16 |
88.60 |
91.23 |
|
Si |
2.643 |
2.578 |
2.686 |
2.706 |
3.091 |
2.837 |
2.366 |
|
Ti |
0.122 |
0.179 |
0.015 |
0.027 |
0.017 |
0.022 |
0.010 |
|
Al |
3.027 |
3.045 |
3.077 |
3.074 |
2.8 |
3.08 |
4.657 |
|
Cr |
0.016 |
0.015 |
0.015 |
0.016 |
0.013 |
0.008 |
0.005 |
|
Fe 2+ |
2.97 |
2.96 |
3.008 |
2.942 |
2.534 |
2.726 |
2.121 |
|
Mn |
0.001 |
0.003 |
0.001 |
0.004 |
0.002 |
0.001 |
0.002 |
|
Mg |
0.835 |
0.833 |
0.87 |
0.85 |
0.816 |
0.796 |
0.152 |
|
Ca |
0.015 |
0.016 |
0.007 |
0.005 |
0.022 |
0.005 |
0.001 |
|
Na |
0.036 |
0.046 |
0.029 |
0.04 |
0.023 |
0.037 |
0.030 |
|
K |
0.132 |
0.127 |
0.117 |
0.159 |
0.356 |
0.21 |
0.040 |
|
sum |
9.797 |
9.799 |
9.826 |
9.822 |
9.675 |
9.721 |
9.304 |
|
Ame |
0.0007 |
0.0007 |
0.0008 |
0.0007 |
0.0003 |
0.0005 |
0.0004 |
|
Dph |
0.132 |
0.10 |
0.187 |
0.168 |
0.077 |
0.083 |
0.081 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Chloritoid (4 cations per 6 Oxygens) |
||||||
|
|
Ctd in Als |
|
|
|
|
|
|
|
SiO2 |
24.03 |
24.45 |
24.47 |
25.97 |
23.82 |
23.95 |
24.21 |
|
TiO2 |
0.29 |
0.06 |
0.11 |
0.09 |
0.07 |
0.08 |
0.04 |
|
Al2O3 |
40.57 |
40.37 |
40.50 |
39.70 |
41.03 |
40.91 |
40.58 |
|
Cr2O3 |
0.41 |
0.26 |
0.05 |
0.05 |
0.16 |
0.17 |
0.16 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
26.33 |
26.57 |
26.22 |
25.98 |
26.35 |
26.52 |
26.49 |
|
MnO |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
0.06 |
0.04 |
0.06 |
0.04 |
|
MgO |
1.11 |
1.11 |
1.09 |
1.09 |
1.09 |
1.06 |
1.09 |
|
CaO |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
|
Na2O |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
|
K2O |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
Total |
92.26 |
92.88 |
92.53 |
92.94 |
92.59 |
92.77 |
92.64 |
|
Si |
1.00 |
1.01 |
1.02 |
1.07 |
0.99 |
1.00 |
1.01 |
|
Ti |
0.05 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al |
2.00 |
1.97 |
1.98 |
1.93 |
2.01 |
2.00 |
1.99 |
|
Cr |
0.03 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
Fe 3+ |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe 2+ |
0.92 |
0.92 |
0.91 |
0.89 |
0.92 |
0.92 |
0.92 |
|
Mn |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
K |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
sum |
4.00 |
3.99 |
3.99 |
3.96 |
4.00 |
4.00 |
4.00 |
|
fCld |
0.93 |
0.93 |
0.93 |
0.93 |
0.93 |
0.93 |
0.93 |
|
mCld |
0.111 |
0.111 |
0.111 |
0.109 |
0.11 |
0.109 |
0.111 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Ore Mineral (2 cations per 3 Oxygens) |
|||||||
|
SiO2 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
|
TiO2 |
52.89 |
53.09 |
52.12 |
52.03 |
51.72 |
52.89 |
53.09 |
52.12 |
|
Al2O3 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
|
Cr2O3 |
0.12 |
0.14 |
0.05 |
0.05 |
0.09 |
0.12 |
0.14 |
0.05 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
1.48 |
1.73 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
46.11 |
46.11 |
45.81 |
47.85 |
47.85 |
46.11 |
46.11 |
45.81 |
|
MnO |
0.11 |
0.06 |
0.11 |
0.07 |
0.04 |
0.11 |
0.06 |
0.11 |
|
MgO |
0.00 |
0.01 |
0.03 |
0.11 |
0.10 |
0.00 |
0.01 |
0.03 |
|
CaO |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Ore Mineral (2 cations per 3 Oxygens) |
|||||||
|
|
|
|
|
Ilm in Grt |
Ilm in Grt |
|
|
|
|
Na2O |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
|
K2O |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
|
Total |
99.28 |
99.45 |
98.20 |
100.15 |
99.82 |
99.28 |
99.45 |
98.20 |
|
Si |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Ti |
1.02 |
1.01 |
1.01 |
0.985 |
0.982 |
1.02 |
1.01 |
1.01 |
|
Al |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.001 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Cr |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.001 |
0.002 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe 3+ |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.028 |
0.033 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe 2+ |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
0.979 |
0.978 |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
|
Mn |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.001 |
0.001 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.004 |
0.004 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
K |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
sum |
1.99 |
1.99 |
1.99 |
2 |
2 |
1.99 |
1.99 |
1.99 |
|
Ilm |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
0.97 |
0.98 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
|
Pph |
0.003 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.003 |
|
Hem |
|
|
|
0.027 |
0.03 |
|
|
|
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Ore Mineral |
|
Spinel |
|||||
|
|
Ilm in Grt |
|
Spinel in Grt |
|||||
|
SiO2 |
0.00 |
0.01 |
SiO2 |
0.00 |
0.00 |
0.03 |
0.02 |
0.05 |
|
TiO2 |
52.03 |
51.72 |
TiO2 |
0.91 |
0.93 |
0.02 |
0.15 |
0.15 |
|
Al2O3 |
0.03 |
0.01 |
Al2O3 |
52.62 |
52.65 |
51.84 |
52.47 |
52.22 |
|
Cr2O3 |
0.05 |
0.09 |
Cr2O3 |
3.18 |
3.22 |
3.85 |
3.36 |
3.33 |
|
Fe2O3 |
1.48 |
1.73 |
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
47.85 |
47.85 |
FeO |
41.28 |
41.60 |
42.16 |
42.29 |
42.07 |
|
MnO |
0.07 |
0.04 |
MnO |
0.00 |
0.03 |
0.04 |
0.01 |
0.05 |
|
MgO |
0.11 |
0.10 |
MgO |
0.96 |
0.97 |
0.72 |
0.88 |
0.88 |
|
CaO |
0.00 |
0.01 |
CaO |
0.02 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
|
Na2O |
0.00 |
0.00 |
Na2O |
0.08 |
0.01 |
0.06 |
0.04 |
0.03 |
|
K2O |
0.00 |
0.00 |
K2O |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Total |
100.15 |
99.82 |
Total |
99.06 |
99.41 |
98.71 |
99.23 |
98.78 |
|
Si |
0.00 |
0.00 |
Si |
0.00 |
0.00 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
|
Ti |
0.985 |
0.982 |
Ti |
0.02 |
0.021 |
0.00 |
0.003 |
0.003 |
|
Al |
0.001 |
0.00 |
Al |
1.836 |
1.832 |
1.821 |
1.83 |
1.829 |
|
Cr |
0.001 |
0.002 |
Cr |
0.074 |
0.075 |
0.091 |
0.079 |
0.078 |
|
Fe 3+ |
0.028 |
0.033 |
Fe 3+ |
0.054 |
0.052 |
0.089 |
0.086 |
0.085 |
|
Fe 2+ |
0.979 |
0.978 |
Fe 2+ |
0.968 |
0.975 |
0.961 |
0.96 |
0.961 |
|
Mn |
0.001 |
0.001 |
Mn |
0.00 |
0.001 |
0.001 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg |
0.004 |
0.004 |
Mg |
0.042 |
0.042 |
0.032 |
0.039 |
0.039 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
Ca |
0.001 |
0.001 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.00 |
0.00 |
Na |
0.005 |
0.001 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
K |
0.00 |
0.00 |
K |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
sum |
2 |
2 |
sum |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
Ilm |
0.97 |
0.98 |
Spl |
0.07 |
0.073 |
0.06 |
0.071 |
0.071 |
|
Pph |
0.002 |
0.002 |
Hc |
0.83 |
0.83 |
0.82 |
0.82 |
0.82 |
|
Hem |
0.027 |
0.03 |
Mag |
0.05 |
0.05 |
0.11 |
0.11 |
0.11 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Aluminosilicate |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Line1- 1 |
Line1- 2 |
Line1- 3 |
Line1- 4 |
|
SiO2 |
47.06 |
39.00 |
39.95 |
40.90 |
44.66 |
48.18 |
40.09 |
41.62 |
|
TiO2 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
|
Al2O3 |
51.09 |
58.46 |
58.22 |
57.85 |
53.70 |
50.29 |
58.61 |
57.27 |
|
Cr2O3 |
0.14 |
0.14 |
0.16 |
0.16 |
0.14 |
0.11 |
0.14 |
0.16 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
0.26 |
0.30 |
0.33 |
0.28 |
0.30 |
0.26 |
0.30 |
0.29 |
|
MnO |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.01 |
0.02 |
|
MgO |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
|
CaO |
0.03 |
0.84 |
0.03 |
0.05 |
0.04 |
0.05 |
0.03 |
0.03 |
|
Na2O |
0.03 |
0.03 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.03 |
0.02 |
|
K2O |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
|
Total |
98.65 |
98.81 |
98.72 |
99.28 |
98.91 |
98.91 |
99.23 |
99.41 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Aluminosilicate |
|||||||
|
|
Line1- 5 |
Line1- 6 |
Line1- 7 |
Line1- 8 |
Line2-1 |
Line2- 2 |
Line2- 3 |
Line2- 4 |
|
SiO2 |
47.75 |
50.46 |
48.83 |
43.92 |
44.56 |
46.96 |
47.69 |
45.14 |
|
TiO2 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
|
Al2O3 |
51.09 |
49.07 |
50.37 |
54.98 |
53.59 |
51.61 |
50.92 |
53.64 |
|
Cr2O3 |
0.15 |
0.12 |
0.11 |
0.14 |
0.17 |
0.10 |
0.13 |
0.17 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
0.25 |
0.28 |
0.28 |
0.32 |
0.28 |
0.30 |
0.25 |
0.29 |
|
MnO |
0.00 |
0.02 |
0.02 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
MgO |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
CaO |
0.03 |
0.04 |
0.03 |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
0.04 |
0.02 |
|
Na2O |
0.04 |
0.04 |
0.00 |
0.04 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
|
K2O |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.02 |
|
Total |
99.33 |
100.05 |
99.64 |
99.43 |
98.65 |
99.04 |
99.07 |
99.29 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Aluminosilicate |
|||||||
|
|
Line3- 1 |
Line3- |
Line3- 3 |
Line3- 4 |
Line3- 5 |
Line3- 6 |
Line3- 7 |
Line3- 8 |
|
SiO2 |
42.64 |
57.27 |
48.96 |
38.77 |
40.38 |
46.09 |
44.10 |
45.06 |
|
TiO2 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al2O3 |
56.84 |
41.99 |
52.08 |
61.25 |
59.98 |
53.97 |
56.82 |
55.32 |
|
Cr2O3 |
0.13 |
0.07 |
0.14 |
0.17 |
0.17 |
0.12 |
0.10 |
0.14 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
0.34 |
0.26 |
0.31 |
0.34 |
0.40 |
0.31 |
0.29 |
0.38 |
|
MnO |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
MgO |
0.00 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
|
CaO |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.05 |
|
Na2O |
0.00 |
0.03 |
0.02 |
0.00 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
|
K2O |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
Total |
100.01 |
99.70 |
101.55 |
100.59 |
100.99 |
100.56 |
101.38 |
100.97 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
|
Aluminosilicate |
|||||||
|
|
Line3-9 |
Line3- 10 |
Line4- 1 |
Line4- 2 |
Line4- 3 |
Line4- 4 |
Line4- 5 |
Line4- 6 |
|
SiO2 |
56.40 |
55.57 |
35.55 |
35.80 |
35.79 |
35.99 |
35.82 |
35.89 |
|
TiO2 |
0.02 |
0.02 |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
0.06 |
0.06 |
0.07 |
|
Al2O3 |
44.21 |
45.49 |
62.34 |
62.00 |
61.30 |
61.45 |
61.51 |
61.60 |
|
Cr2O3 |
0.07 |
0.12 |
0.06 |
0.05 |
0.05 |
0.03 |
0.07 |
0.04 |
|
Fe2O3 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
FeO |
0.27 |
0.29 |
1.12 |
1.04 |
1.34 |
1.14 |
1.21 |
1.24 |
|
MnO |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
MgO |
0.01 |
0.00 |
0.19 |
0.17 |
0.24 |
0.22 |
0.24 |
0.25 |
|
CaO |
0.03 |
0.04 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
|
Na2O |
0.01 |
0.03 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
|
K2O |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Total |
101.02 |
101.57 |
99.32 |
99.11 |
98.75 |
98.90 |
98.93 |
99.12 |
جدول 2. دادههای تجزیة متاپلیتهای معرف هالة دوربه از مجرد و محامد (2015) به روش XRF. شاخصهای هوازدگی سهگانه و نیز کسرمولی آهن و آلومینیم سنگها اندازهگیری و در ردیفهای پایانی آورده شدهاند (***: نمونهای که شیمی کانیهای آن در این مقاله بررسی شده است).
Table 2. The XRF data for representative metapelite samples from Dorbeh aureole from Modjarrad and Mohamed (2015). The calculated weathering indices as well as iron and aluminum fractions of rocks are in the last row (888: The sample that its mineral chemistry has been considered in the current paper).
|
Sample number |
D-2023-01 |
D-2023-02 |
D-2023-03 |
D-2023-04*** |
D-2023-05 |
Ague (1991) av. metapelites |
|
SiO2 |
31.31 |
35.18 |
30.22 |
38.3 |
34.57 |
60.34 ±0.379 |
|
TiO2 |
7.57 |
6.20 |
6.24 |
6.11 |
1.78 |
0.76± 0.021 |
|
Al2O3 |
35.80 |
28.69 |
35.44 |
23.6 |
21.02 |
17.05± 0.229 |
|
Fe2O3 |
20.84 |
25.80 |
20.72 |
26.21 |
40.73 |
7.37± 0.199 |
|
MnO |
0.04 |
0.05 |
0.04 |
0.05 |
0.08 |
2.69± 0.105 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Sample number |
D-2023-01 |
D-2023-02 |
D-2023-03 |
D-2023-04*** |
D-2023-05 |
Ague (1991) av. metapelites |
|
MgO |
1.05 |
1.85 |
0.98 |
1.67 |
2.03 |
0.09 ±0.008 |
|
CaO |
0.45 |
0.21 |
0.22 |
0.53 |
0.32 |
1.45 ±0.144 |
|
Na2O |
0.69 |
0.23 |
0.52 |
0.25 |
0.05 |
1.55 ±0.100 |
|
K2O |
1.07 |
0.84 |
2.51 |
1.62 |
1.02 |
3.64 ±0.109 |
|
P2O5 |
0.27 |
0.09 |
0.06 |
0.32 |
0.15 |
0.14 ±0.009 |
|
L.O.I. |
0.95 |
1.56 |
3.09 |
2.4 |
1.34 |
5.54 ±0.559 |
|
Total |
100.04 |
100.70 |
100.04 |
100.74 |
100.11 |
|
|
XFe |
0.92 |
0.90 |
0.94 |
0.90 |
0.92 |
|
|
XAl |
0.50 |
0.38 |
0.44 |
0.33 |
0.20 |
|
|
CIA |
92.59% |
94% |
89% |
80% |
93% |
|
|
CIW |
95% |
97% |
97% |
82% |
97% |
|
|
PIA |
95% |
97% |
96% |
94% |
97% |
|
XAl=(Al2O3-3K2O-Na2O)/(Al2O3-3K2O-Na2O+FeO+MgO+MnO)
XFe=FeO/FeO+MgO
CIA=100[Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)] Nesbitt & Young (1982)
CIW=100[Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O)] Harnois (1988)
PIA=100[(Al2O3-(K2O)/(Al2O3+CaO+Na2O-K2O)] Land (1984)
***: The mineral chemistry of this sample was studied
سنگنگاری
ویژگی شاخص متاپلیتهای دوربه داشتن گارنتهای درشت با قطر نزدیک به یک سانتیمتر است که در تصویرهای اسکنشده از لام مجازی بهخوبی دیده میشوند (شکل 2). آثار مساعدبودن ترکیب سنگ کل برای رشد گارنتها پیشتر بررسی شده است (Modjarrad, 2020). افزونبر این، در این سنگها کانیهای سیلیمانیت، آندالوزیت، کلریتویید، کلریت و به مقدار کمتر کوارتز و اسپینل نیز دیده میشوند (شکل 3).
شکل 2. تصویرهای لام مجازی (تصویر یکپارچه اسلاید WSI) از متاپلیتهای هالة دوربه که در آن پورفیروبلاستهای گارنت در یک متن سرشار از کانیهای سیلیکاته استقرار دارند. طول و عرض هر مقطع نازک اسکن شده به کمک خطکش الکترونیک نرم افزار ASAP اندازهگیری در تصویر درج شده است.
Figure 2. Virtual slide images (integrated image, whole slide imaging, WSI) of Dorbeh aureole metapelites in which garnet porphyroblasts are deployed in a matrix rich in silicate minerals. The length and width of each thin section scanned with the help of the electronic ruler of ASAP measurement software are included in the image.
کانههای کدر و گرافیت نیز بهمقدار کمتر در این سنگها دیده میشوند. در این سنگها بلورهای کلریتویید طویل و مستطیل شکل با اندازههای ریز تا درشت و آندالوزیت دیده میشوند (P1). این دسته از سنگها حاوی کانیهای خودشکل تا نیمهشکلدار گارنت هستند (P7). در برخی از نمونهها کانی کوارتز بمقدار کم به چشم میخورند (P3). اکسید آهن و اسپینل فراوان بهصورت میانبار در کانی گارنت یا آلومینوسیلیکاتها دیده میشود (P4, 5, 6). کانی اسپینل سبز رنگ (هرسینایت) در تماس با کانی کوارتز و یا در زمینه سنگ دیده نشده است. بلورهای سلیمانیت فیبری و کمتر منشوری در ارتباط با بلورهای آندالوزیت و در مجاورت گارنت دیده میشوند (P6, 7, 8). ارتباط پاراژنتیک دائمی بین کانیهای گارنت، آندالوزیت، سیلیمانیت و اسپینل سبز تیره در این مجموعه بافت واکنشی جالبی را برای بررسی روند دگرگونی در اختیار قرار میدهد. این دسته از پورفیروبلاستها در دگرگونیهای پیشرونده دارای سرعت رشد بالایی هستند لذا پیش از مصرف کامل کانی اسپینل این کانی را در برگرفته و همانند سپری از آن در برابر کانی کوارتز موجود در زمینة سنگ محافظت کردهاند. همچنین، بررسیها ریزساختار نشان از تبدیل پورفیروبلاست آندالوزیت با پیشرفت درجات دگرگونی به سیلیمانیت دارد (شکل 3). بررسیها بافتی و میکروسکوپی نمایانگر نبود هرگونه بافت واکنشی پسرونده اعم از سیمپلکتیتها و کروناها در این سنگها است.
شکل 3. کانیهای همایند در هالة دوربه بههمراه تصویرهای میکروسکوپی. نام اختصاری کانیها از Kretz (1983) گرفته شده است.
Figure 3. Mineral parageneses in the Dorbeh aureole in microphotographs. Abbreviations are based on Kretz (1983).
کانیهای همایند متعددی در این هاله شناسایی شدهاند که در شکل 3 بههمراه تصویر میکروسکوپی آنها نمایش داده شدهاند و عبارتند از:
Cld+Chl Ctd+And
Alm+Cld And+Alm
Hc+Alm
Chl+Hc+And+Sil
Alm+And+Sil
Alm+And+Sil+Hc
دما بالاترین کانیهای همایند در این سنگها دربردارندة کانیهای Alm+And+Sil+Hc است (شکل 2). واکنشهای دخیل در پیدایش فازها و نیز نمودارهای سازگاری پیشتر به تفصیل بررسی شدهاند (Modjarrad and Mohamed, 2015).
شیمی کانیها
گارنت
دانههای گارنت شکلدار سرشار از میانبار (شکلهای 4-A تا 4-C) در متاپلیتهای هالة دوربه سرشار از سازندة پایانی آلماندین هستند (93/0XAlm=) و از سازندة پایانی اسپسارتین بسیار تهی هستند (شکل 4-D). تکاپوی سازندة پایانی[5] آلماندین در مدل محلول جامد غیر ایدهآل نزدیک به 78/0 (جدول 1)، برای پیروپ و گروسولار به اندازة چند دههزارم و برای اسپسارتین نزدیک به صفر ارزیابی شده است. با بررسی ترکیب خطی بلور گارنت از مرکز به حاشیه، منطقهبندی معناداری برای کاتیونهای دو ظرفیتی دیده نشد (شکل 4-E) که این یکنواختی ترکیب کانی گویای تبلور ساده و تکمرحله ای گارنت هنگام رخداد فرایند دگرگونی است؛ هرچند آهن و منیزیم نوسان ناچیزی نشان میدهند که البته میتوان از آن چشمپوشی کرد. تعیین ترکیب میانبارهای گارنت در این سنگها نشان داد این کانی، کانیهای اسپینل، ایلمنیت، کوارتز، کمی آپاتیت و کلریتهای ثانوی (که فراوردة دگرسانی و گاه در راستای شکستگیها پدید آمدهاند) را فراگرفته است (شکل 4-C). افزونبراین، برپایة شیمی گارنت، خاستگاه آذرین سازندة رسوبهای شیلی دگرگونشده، یک سنگمادر اسیدی تا حد واسط شناسایی شد (شکل 4-D) که با یافتههای پیشین برپایة شیمی سنگ کل (Mohamed and Modjarrad, 2015) همخوانی دارد. همچنین، با توجه به فراوانی اکسیدهای کلسیم و منگنز، ریشة متاپلیتی گارنتها نیز مشخص میشود (شکل 4-F). فرمول سازندة پایانی گارنت کانی بهصورت زیر بهدست آمد:
(Fe2+2.76 Mg0.14 Mn0.018 Ca0.055) Al2.04 Si2.96 Fe3+0.013O12
کلریت
کانی کلریت که در زمینة هورنفلسهای دوربه یافت میشود با بیشتر فازها وابستگی پاراژنتیک دارد (شکلهای 5-A و 5-B) و از نوع آهندار (شاموزیتی، شکل 5-C) با ترکیب رپیدولیتی تا برونسوگیتی (شکل 5-D) و/یا امسایتی تا سودوییتی (شکل 5-E) است (78/0XFe=). تکاپوی سازندة پایانی کانی دفنایت برابر 18/0 (جدول 1) و بیشتر از دیگر سازندههای پایانی است. امسایت به اندازة چند هزارم است (مقدار 2/0Rmax=). تغییر ترکیب خطی کانی بهویژه تغییرات محتوای سیلسیم در کانیهای تجزیهشده دیده شد (شکل 5).
با بررسی دقیقتر و ترسیم نمودارهای تغییرات عنصرها روشن شد افزایش سیلسیم در کلریت با افزایش محتوای پتاسیم و کاهش تیتانیم و منیزیم در آن همراه است. همچنین، میان افزایش میزان آهن با افزایش منیزیم همخوانی دیده میشود؛ اما این روند برای پتاسیم و سدیم در برابر منیزیم برعکس است (شکل 6)؛ یعنی با کاهش محتوای قلیایی، منیزیم افزایش یافته است. پس رویهمرفته، با افزایش سیلسیم، مقدار قلیاییها نیز افزایش یافته است و در برابر، از میزان آهن، منیزیم و تیتانیم کاسته شده است. این میتواند نتیجهای کلی برای چگونگی رخداد محلول جامد در کلریتها دانسته شود. فرمول سازندة پایانی کانی کلریت عبارتست از:
Fe2+2.97Si2.7, Al3.05 O10(OH)2.Mg0.85(OH)6
شکل 4. A, B) تصویرهای میکروسکوپی از پورفیروبلاستهای گارنت که سرشار از میانبارهای ایلمنیت، آلومینوسیلیکات و آپاتیت هستند. C) تصویر BSE از بلور گارنت که در آن دانههای کانیهای کدر بسیاری بهچشم میخورد؛ D) نمودارهای سهتایی برای نامگذاری سازندههای پایانی و تعیین نوع سنگ مادر گارنتدار (Mange and Morton, 2007)؛ E) الگوی منطقهبندی ترکیب از مرکز تا حاشیة بلور گارنت؛ F) نمودار تعیین خاستگاه گارنت (Harangi et al., 2001) (type A: Grt from granulites; type B I: Grt from intermediate to acid igneous rocks; type B II: Grt from metasedimentary rocks of amphibolite facies; type C: Grt from metabasic).
FIGURE 4. A, B) Photomicrographs of garnet porphyroblasts containing ilmenite, aluminosilicate, and apatite inclusions; C) BSE image of a garnet crystal with a lot of opaque mineral grains; D) Two ternary plots used to determine the end members' names and the garnet-bearing protolith (Mange and Morton, 2007); E) The core to rim compositional zoning pattern in a garnet crystal; F) MnO versus CaO plot for discriminating the garnet origin (Harangi et al., 2001) (type A: Grt from granulites; type B I: Grt from intermediate to acid igneous rocks; type B II: Grt from metasedimentary rocks of amphibolite facies; type C: Grt from metabasic).
شکل 4. ادامه.
Figure 4. Continued.
کلریتویید
کلریتوییدها در متاپلیتهای هالة دوربه در زمینة سنگ بههمراه کلریتها و بهصورت دانههای دراز و جداگانه با ضریب شکست بالا نمایان هستند (شکلهای 7-A تا 7-C). تکاپوی کلریتویید آهندار برابر با 93/0 و کلریتویید منیزیمدار برابر با 11/0 است (با درنظرگرفتن Rmax = 2/0). این کانی از نوع آهندار است و تغییرات تدریجی خطی با افزایش میزان سیلسیم و افت محتوای آلومینیم در آن ثبت شده است (شکل 6-D). از مقدار منگنز، کلسیم و عنصرهای قلیایی در این کانی میتوان چشمپوشی کرد؛ اما مقدار تیتانیم و کروم کمابیش چشمگیر است. میزان تیتانیم و کروم در میانبار کلریتویید درون سیلیمانیت بسیار بیشتر از کلریتوییدهای زمینة سنگ است (جدول 1). فرمول نهایی کانی (Fe2+0.92, Mg0.07Al2(SiO)4O(OH)2) است.
شکل 5. A) تصویر میکروسکوپی از کلریتها در ارتباط با دیگر فازها؛ B) تصویر BSE از کلریت در تعادل بافتی با آلومینوسیلیکاتها، ایلمنیت و کوارتز؛ C) نمودار سهتایی نامگذاری کلریتها (Zane and Weiss, 1998)؛ D) نمودار عدد منیزیم در برابر سیلسیم برای کلریتها؛ E) نمودار ردهبندی کلریتها (Bourdelle, 2021). نمودار با خطوط رنگی نشان میدهد هرچه کلریت محتوای سیلیس کمتری داشته باشد در دمای بالاتری متبلور شده است.
Figure 5. A) Photomicrographs of chlorites and the other phases; B) BSE image of chlorite in textural equilibrium with aluminosilicates, ilmenite, and quartz; C) The ternary plot of chlorite classification (Zane and Weiss, 1998); D) Magnesium number versus Si diagram for chlorites; E) Chlorites classification diagram (Bourdelle, 2021). The diagram with colored lines shows that the lower the silica content in the chlorite, crystallized at higher temperatures.
شکل 5. ادامه.
Figure 5. Continued.
ایلمنیت
اکسیدهای تیره در هورنفلسهای دوربه به دو صورت میانبار در گارنت (شکل A, B8) و پراکنده در زمینة سنگ هستند. از نظر ترکیبی با سازندة پایانی ایلمنیت همخوانی کامل داشته (شکل C8) و فقط در کانیهای میانبار در گارنت اندکی آهن سهظرفیتی و منیزیم دارند که در ایلمنیتهای متن نبوده و در عوض تیتانیم بیشتری داشتهاند (جدول 1). تکاپو سازندة پایانی ایلمنیت برابر 1، هماتیت در اندازه 02/0 (جدول 1) و اعضای پیروفانیت و جیکلیت در نزدیک به چند هزارم بوده است (بر پایه فرمول a ilm = XFe,M1XTi,M2). فرمول سازندة پایانی عبارت است از: ((Fe2+ 0.98 Ti 1.02)2O3).
اسپینل
اسپینلها در هورنفلسهای هالة دوربه بیشتر میانبار در گارنت یا پورفیروبلاستهای دیگر (شکل A, B9)، دارای عددمنیزیم و عددکروم بسیار اندک و از نوع هرسینایت-مگنتیت ارزیابی شده است (شکل C9). در ادامه برای تفکیک این دو نوع از نمودار مثلثی Cr-Al-Fe3+ استفاده شده و معلوم شد اسپینل از گروه آلومینیمدار و هرسینایتی بوده است (شکل D9). تکاپو سازندة پایانی هرسینایت بهطور میانگین 82/0، مگنتیت نزدیک به 114/0 (جدول 1) و برای بقیه اعضای نهایی نزدیک به چند هزارم بوده است (بر پایه مدل Jennings and Holland, 2015. و R max=0.9). فرمول کانی مورد نظر بهصورت Fe2+ 0.97 (Al 1.83, Cr 0.07, Fe3+ 0.05)2 O4 است.
شکل 6. الگوی نوسانی ترکیب عنصرها در راستای خط تجزیة کلریت در هالة دگرگونی دوربه.
Figure 6. The oscillatory composition pattern of elements along the analyzed profile of the chlorite in the Dorbeh metamorphic aureole.
شکل 7. A, B) تصویرهای میکروسکوپی از کانی کلریتویید در هالة دگرگونی دوربه؛ C) تصویر BSE از کانی کلریتویید دراز رشتهای در ارتباط با آلومینوسیلیکاتها، ایلمنیت و کوارتز در زمینة سنگ؛ D) رابطة عکس میان محتوای سیلیس با آلومینا در ساختار کلریتویید.
Figure 7. A, B) Photomicrographs of chloritoid minerals in the Dorbeh metamorphic aureole; C) BSE image of long needle-like chloritoid associated with aluminosilicates, quartz, and ilmenite in rock matrix; D) The reverse relationship between silica content and alumina in chloritoid structure.
شکل 8. A) تصویر میکروسکوپی از درشت بلور گارنت واجد ایلمنیت فراوان و B) تصویر BSE از میانبار ایلمنیت، آپاتیت و کوارتز در بلور گارنت. C) نمودار نامگذاری کانیهای اکسید تیتانوفروس.
Figure 8. A) Photomicrographs of coarse-grained garnet with abundant ilmenite inclusions; B) BSE image of ilmenite, apatite, and quartz inclusions in the garnet crystal; C) The classification ternary plot of titano-ferrous oxide minerals.
شکل 9. A, B) تصویرهای BSE از اسپینل درون متاپلیتهای هالة دوربه در ارتباط بافتی با ایلمنیت، آلومینوسیلیکات و کلریتویید در زمینة سنگ (تصویر A) و بهصورت میانبار در گارنت (تصویر B)؛ C) نمودار عدد منیزیم در برابر عدد کروم در اسپینلها؛ D) نمودار سهتایی ردهبندی اسپینل.
Figure 9. A, B) BSE images of spinel in the aureole in equilibrium relation to ilmenite, aluminosilicate, and chloritoid in the rock matrix (image A) and as inclusion in the garnet (image B); C) Magnesium number versus chromium number diagram of spinels; D) The ternary classification diagram of spinel.
آلومینوسیلیکات
فراوانی آلومینوسیلیکات چه از نوع آندالوزیت چه سیلیمانیت فیبرولیتی چشمگیر است. آندالوزیت در زمینة سنگ در ارتباط با کانیهای فرومنیزین است و سیلیمانیت بیشتر در اطراف گارنت و بهصوورت بین انگشتی با آندالوزیت دیده میشود (شکلهای 3، 10-A و 10-B). ارتباط همیشگی آلومینوسیلیکاتها با ایلمنیت و کلریت/کلریتویید در سنگ چشمگیر است. ساختار این کانی نزدیک به 03/0 درصدوزنی اکسیدآهن و 15/0 درصدوزنی اکسیدکروم دارد (جدول 1) که با توجه به فراوانی بالای آهن و کروم در ترکیب سنگکل این ویژگی قابل درک است. نکته مهم اینکه در تجزیة این کانی تغییرات ترکیب خطی در فراوانی SiO2، Al2O3, Cr2O3 و FeO دیده میشود (شکلهای 10-C تا 10-E)؛ بهگونهایکه با افزایش سیلسیم از مقدار آلومینیم، کروم و آهن کاسته شده است (شکلهای 10- G تا 10-F). یعنی رفتار سه یون یادشده به موازات هم و بر عکس Si بوده است. این پدیده از نظر محلولجامد نشاندهندة جانشینی کروم و آهن با آلومینیم و نه با سیلسیم است که خود میتواند نتیجهای کلی دربارة رفتار یونها در آلومینوسیلیکاتها باشد. هرچند فرمول نهایی کانی همان Al2SiO5 است و این جانشینیها ناچیز است.
زمینشیمی سنگکل
متاپلیتهای دوربه نسبت به میانگین متاپلیتها (Ague, 1991) از سیلیس و آلکالیها تهی هستند و از عنصرهایی مانند آلومینیم، آهن، منیزیم و تیتانیم سرشار هستند. کسر مولی آهن در متاپلیت استاندارد و 58/0 است؛ اما این مقدار در متاپلیتهای هالة دوربه از 9/0 تا 94/0 در تغییر است (جدول 2) که همین مجموعه کانیایی منحصر بفرد آهنداری را در این هاله پدید آورده است. سنگ مادر این متاپلیتها گریوک ارزیابی شده است (Mohamed and Modjarrad, 2015).
دما- فشارسنجی
برای برآورد دما- فشار دگرگونی همبری در هالة دوربه از روش قطع واکنشهای تعادلی (multi-equilibrium)، نرمافزار THERMOCALC (v2.75) (Holland and Powell, 1998) بهکار برده شد. با این هدف، تکاپوی سازندههای پایانی کانیهای همایند دیده شده با نرمافزار AX اندازهگیری شد و بهصورت ورودی به برنامه THERMOCALC داده شد. بر این پایه، دمای 550-520 درجة سانتیگراد در فشار 7/1 تا 3 کیلوبار برای شرایط دگرگونی هالة دوربه اندازهگیری شده است (شکل 11). گفتنی است میانگین دما-فشار با بودن همة فازهای دیدهشده، در شرایط اوج دگرگونی 7±570 درجة سانتیگراد در فشار 2/0±8/2 کیلوبار بوده است (جدول 3).
بحث
شرایط ترمودینامیکی پیدایش هرسینایت
ویژگیها و شرایط ترمودینامیکی پیدایش کانی هرسینایت برای زمینشناسان دگرگونی اهمیت ویژهای دارد؛ زیرا این کانی از مهمترین زمیندمافشارسنجها برای بررسی سنگهای دگرگونی درجه بالاست (Hensen and Green, 1971; Bohlen et al., 1986; Shulters and Bohlen, 1989). کانی اسپینل از فازهای مهم شرکتکننده در واکنشهای دگرگونی است که بیشتر در سنگهای با ترکیب پلیتی و در سیستم KFMASH دیده میشود (Seifert and Schumucher, 1986; Hensen, 1987).
سازندة روی (Zn) در ساختمان اسپینل (گهنایت) پایداری این کانی را در میدان گارنت تا فشارهای بالاتر افزایش میدهد (White et al., 2002). همچنین، فوگاسیتة اکسیژن بالا و محیطهای سرشار از Al-Fe میدان پایداری مجموعههای اسپینلدار را افزایش میدهند (Richardson et al., 1968). در سنگهای با درجة کم دگرگونی، این کانی فراورة شکست اسفالریت یا استارولیت است (Bickle and Archibald, 1984; Cesare, 1994).
همچنین، اسپینل از شکست بیوتیتهای سرشار از روی (Zn) در پی افت فشار نیز پدید میآید (Dietvorst, 1981). رویهمرفته کانی هرسینایت در سنگهای کمسیلیس یا در بخشهای کمسیلیس سنگها پدیدار میشود (Tunock and Eugester, 1962; Propac, 1971).
در سنگهای پر سیلیس اسپینل با پورفیروبلاستهایی مانند گارنت و آندالوزیت دربرگرفته شده است؛ زیرا در شرایط دگرگونی کمتر از رخساة گرانولیت دو کانی اسپینل و کوارتز بهشدت با هم وارد واکنش میشوند و کانیهای فرومنیزین را میسازند؛ هرچند کانیهای همایند Qz+Hc که در گرانولیتهای درجه بالای سرشار از Al و Mg در کمربندهای کوهزایی گزارش شدهاند در ارتباط با غلظت بالای ZnO توجیهپذیر هستند (Barbosa et al., 2006).
شکل 10. A) تصویر میکروسکوپی از سیلیمانیت فیبرولیتی در زمینة سنگ در ارتباط تعادلی با کلریت، کوارتز، اکسید فلزی و گارنت؛ B) تصویر BSE از آلومینوسیلیکات در کنار ایلمنیت، کوارتز و کلریت؛ C-E) نوسان ترکیبی در راستای خط تجزیه برای آلومینوسیلیکاتهای هالة دگرگونی دوربه؛ G-F) بررسی ارتباط سیلیس با اکسیدهای آلومینیم، آهن و کروم.
Figure 10. A) Photomicrograph of fibrolitic sillimanite in the rock matrix in equilibrium relation with chlorite, quartz, ore oxide, and garnet; B) BSE image of aluminosilicate in the vicinity of ilmenite, quartz, and chlorite; C-E) The oscillatory composition pattern of elements along the analyzed profile of the aluminosilicates in the metamorphic aureole of Dourbeh; G-F) The relationship between silica and Al, Fe, and Cr oxides.
جدول 3. چکیدهای از دماها و فشارهای بهدستآمده با نرمافزار THERMOCALC (نسخة 75/2) بههمراه محل قطع واکنشهای تعادلی نیمهپایدار و پایدار بههمراه فازهای حاضر و غایب در این نقطه بیمتغییر و در ستون آخر دما- فشار برآوردشده بههمراه انحراف از معیار برای دما و فشار آورده شدهاند. نماد کروشه گویای فاز غایب در آن نقطه بیمتغییر است.
Table 3. Summary of the calculated temperatures and pressures by THERMOCALC software (v. 2.75), in addition to the intersection of meta-stable and stable equilibrium reactions along with the present and absent phases at the invariant point, plus the estimated temperature-pressure with standard deviation for temperature and pressure in the last row. The crochet sign means the absent phase at that invariant point.
|
Stability of the intersections |
Mineral phases present and [absent] in the intersections
|
P, T & standard deviations for each of them |
|
o metastable intersection |
involving Qz, Dph, Hc, Alm, fCld + (H2O) or [Sil] |
P = 3.0 kbar (sd = 0.9), T = 548 °C (sd = 17), (cor = 0.938)
|
|
* stable intersection |
involving q, daph, herc, alm, sill + (H2O) or [fctd] 7) Alm + 2Sil = 5Qz + 3Hc [Dph] 3) Dph + 4Sil = 7Qz + 5Hc + 4H2O [Alm] 10) 5Dph + 6Sil = 4Hc + 7Alm + 20H2O [Qz] 5) 4Qz + 3Dph + 2Sil = 5Alm + 12H2O [Hc] 1) 3Qz + Dph + Hc = 2Alm + 4H2O [Sil]
|
P = 2.0 kbar (sd = 0.9), T = 544 °C (sd = 18), (cor = 0.810)
|
|
o metastable intersection |
involving Qz,Hc,Alm,fCld,Sil + (H2O) or [Dph]
|
P = 1.7 kbar (sd = 0.9), T = 520 °C (sd = 20), (cor = 0.962) |
|
*stable intersection |
Average PT calculated for parageneses involving: Ame, Dph, fCld, Alm, Sil, And, Qz, H2O [no phase absent] |
P=2.8 kbar (sd=0.2), T=570 °C (sd=7) |
شرایط دگرگونی و چگونگی تشکیل پاراژنزها در هالة دوربه
بر پایه دادههای تجزیة شیمی سنگکل (جدول 2)، کانیهای همایند در هالة همبری دوربه را میتوان در سیستم کلاسیک پلیتی KFMASH بررسی کرد. اکسید عنصر Ti که در متاپلیتهای دوربه مقدار بالایی دارد (بیشتر از 6 درصدوزنی) که وارد ساختمان کانیهایی مانند ایلمنیت، اسپینل و گارنت شده است. اگرچه در سیستم KFMASH، عنصرهایی مانند تیتانیم میدان پایداری گارنت را تا اندازهای تغییر میدهند، اما روابط فازی تحتتأثیر قرار نمیگیرند (Mahar et al., 1997). زیرسیستم FASH با واقعیت همخوانی بیشتری دارد؛ اما بودن مجموعاً دو درصد اکسیدهای منیزیم و پتاسیم در سنگمادر باعث بازگشت به سیستم KFMASH میشود.
دما در هالههای همبری پیرامون تودههای گرانیتوییدی آبکی حداکثر به 650 درجة سانتیگراد میرسد؛ اما با نفوذ ماگما در ژرفای بیشتر یا ترکیب مافیک، دما در هاله تا 750 درجه یا بیشتر نزدیک به 1000-900 درجة سانتیگراد نیز میرسد (Bucher and Grapes, 2011). هالة دوربه با نفوذ ماگمای دیوریتی تهی از آب در ژرفای نزدیک به 14 کیلومتری پدید آمده است؛ ازاینرو، پیدایش مجموعههای دما بالا در آن دور از انتظار نیست. در این هاله کانیهای همایند بسیاری دیده شدهاند (شکل 3). ازاینرو، بالاترین دما دربارة گروه کانیهای همایندِ Grt+Crd+Sil+Hc دیده میشود که همانند کانیهای همایند در متاپلیتهای ناحیهای در باختر برزیل (Barbosa et al., 2006)، کمربند کندالیتی در جنوب هند (Shabeer et al., 2002) و گرانولیتهای آلومینوس (McDade and Harley, 2001) است.
شکل 11. نمودار دما- فشار برای نمایش میانگین شرایط دگرگونی بهدستآمده با نرمافزار THERMOCALC (نسخة 75/2) که در آن بازة خطا (انحراف از معیار) با بیضوی حول نقطه ترسیم شده است. نماد کروشه گویای نبود فاز در نقطه بیمتغییر است. تکاپوی اندازهگیریشده هر فاز که بهعنوان فایل ورودی نرم افزار بهکار رفته است، در شکل آورده شده است. خطچینها گسترة پایداری چندریختهای آلومینوسیلیکاتها را نشان میدهند. گسترة تخمینی رخساره های دگرگونی از بوخر و گریپس (Bucher and Grapes, 2011) برگرفتهشدهاند.
Figure 11. PT grid to display the average metamorphic conditions calculated by THERMOCALC software (v. 2.75) in which the error bar interval (standard deviation) is drawn by elliptical around the point. The crochet sign means the absent phase at that invariant point. The calculated activity of each phase, which is used in the software input file, is shown on the shape. Dashed lines represent the stability field of aluminosilicate polymorphs. Estimated metamorphic facies fields are after Bucher and Grapes (2011).
درباره واکنش پیدایش هرسینایت در این سنگها باید گفت در متاپلیتهای دوربه، کانی استارولیت دیده نشده است. این پدید شاید پیامد مصرف کامل این کانی و جایگزینی آن با مجموعههای هرسینایتدار روی داده باشد. از آنجاییکه نمونههای بررسیشده هورنفلس بودهاند و درجة دگرگونی کم بوده است، به احتمال بسیار هرسینایت پیامد شکست استارولیت است؛ زیرا وجود استارولیت با توجه به سرشار از آهن بودن سنگ کل بسیار محتمل بوده است. همچنین، با بهیادداشتن تهیشدگی از سیلیس (نزدیک به 25% کمتر از میانگین متاپلیت ها؛ جدول 2) در هورنفلسهای دوربه، پیدایش هرسینایت از چنین سنگمادری دور از انتظار نیست. واکنش پیشنهادی عبارتست از (Cesare, 1994):
واکنش 1:
Fe-St = 3.85Hc + 5.1Sil + 2.55Qz + 2H2O
اگر واکنش 1 پیدایش هرسینایت در هاله را دی پی داشته باشد همراهی چشمگیر هرسینایت با آلومینوسیلیکاتها هم توجیه خواهد شد.
حتی برای سیستم های سرشار از آهن و آلومینیوم مانند سنگهای هابه دوربه، واکنش 2 پیشنهاد شده است:
واکنش 2:
Fe-St= Sil + Hc + Ilm + H2O
با توجه به مقدار بالای تیتانیم در سنگمادر و مقدار بالای ایلمنیت در سنگها، واکنش 2 واکنش خوبی بهنظر میرسد.
از آنجاییکه هیچ میانباری از استارولیت درون پورفیروبلاستهای آلومینوسیلیکاته شناسایی نشده است، پیدایش هرسینایت از استارولیت کمی با تردید روبروست. به احتمال بالاتر، پیدایش هرسینایت از واکنش کلریت با مسکوویت است که چون مسکوویت نیز در سنگها دیده نشد، پس شاید کامل مصرف شده باشد. واکنشهای 3 و 4 (Bucher and Grapes, 2011) با دخالت مسکوویت میتوانستهاند مسؤول پیدایش میانبارهای هرسینایت درون گارنتها و آندالوزیتها بوده باشند:
واکنش 3:
2Chl+Ms=2Grt+Bt+Hc+8H2O
واکنش 4:
25Ms + 8Grt + 5Chl = 24Hc + 14And + 25Bt + 20H2O
هر کدام از واکنشهای چهارگانه یادشده و یا همة آنها میتوانند درست باشند و پدیدآورندة هرسینایت در هالة دوربه بهشمار روند.
در هورنفلسهای هالة همبری خاور آلپ در ایتالیا، نشانههایی از شکست استارولیت آهندار در بخشهای بدون کوارتز+مسکوویت سنگها دیده میشوند. این واکنش درون سیلیمانیتهای دانه درشتی رخ داده است که در پی دگرگونی پیشرونده جایگزین آندالوزیت شدهاند. فراورده، اسپینل هرسینایتی است که بهصورت دانههای ریز پراکنده درون دیگر پورفیروبلاستها دیده میشوند (Cesar, 1994). مجموعههای همانندی در بلوک آرکئن باختر استرالیا از همراهی Cld+Als+Grt+Hc گزارش شدهاند (Bickle and Archibald, 1984). برای واکنش شکست استارولیت و تولید هرسینایت از آن، دمای 580 تا 650 درجه سانتیگراد در فشار 5/2 تا 5/3 کیلوبار پیشنهاد شده است (Cesar, 1994) که با شرایط دگرگونی هالة دوربه همخوانی دارد.
متاپلیتهای هالة همبری دوربه در پیرامون یک تودة آذرین درونی دیوریتی- گابرویی (مافیک) پدید آمدهاند. بیشتر تودههای مافیک از آب تهی هستند که این ویژگی پیدایش یک گرادیان aH2O میان تودة آذرین درونی و سنگ دیواره را بهدنبال دارد. این گرادیان متاپلیتهای سنگ دیواره را بیآب میکند؛ ازاینرو، توضیح خوبی برای نبود کردیریت یا رخداد ذوببخشی فراهم میکند. پیدایش مجموعة Grt+Crd+Sil در دمای نزدیک به 650-575 درجه سانتیگراد و در تکاپوی آب کمتر از 2/0 شدنی است (Bucher and Grapes, 2011). با اینکه در سنگنگاری کانیهایی همانند کردیریت دیده شد، اما تجزیه نشدهاند. ازاینرو، اطمینانی دربارة تبلور کردیریت در هاله نیست. ترکیب سرشار از آهن سنگ کل هم سد دیگری بر سر راه تبلور کردیریت بوده است.
کانیهای همایند Grt+Crd+Sil+Hc چهبسا در فشار دگرگونی همبری (از 2 تا 3 کیلوبار) در دمای نزدیک به 800 درجه سانتیگراد پدید میآیند (Bucher and Grapes, 2011). ترکیب کانیها تجربه چنین دمایی در هالة دوربه را نشان نمیدهد. بیشینة دمای دگرگونی نزدیک به 570 درجه سانتیگراد برآورد شده است. ازاینرو، همان فرض نخست پیدایش هرسینایت از استارولیت/مسکوویت+کلریت به واقعیت نزدیکتر است و پیدایش هرسینایت آن از کردیریت نبوده است.
با دقت در الگوی منطقهبندی پورفیروبلاست گارنت هالة دوربه روشن میشود شارش گرما از سوی توده وضعیت یکنواختی داشته است و تغییرات چشمگیری نداشته است (شکل 3-E)؛ اما بررسی ترکیب خطی یونها در کلریت، کلریتویید و آلومینوسیلیکاتها نوسانهایی را از دیدگاه محتوای Si، فرومنیزین، قلیاییها و Al در راستای روندهای تجزیهشده ثبت کرده است (شکلهای 6، 7 و 10). با توجه به عرض کم هاله گمان میرود این پرسش بیش از تغییر شرایط ترمودینامیکی مانند دما یا فشار، دربارة تبادلات کاتیونی در کانیها در پی تغییر در واکنشهای رخداده با افزایش درجة دگرگونی بوده باشد. هرچند دربارة کلریت باید گفت تغییرات خطی ترکیب چهبسا گویای افزایش تدریجی دما (افت Si و افزایش Mg و Ti) در پی دگرگونی پیشرونده هستند.
برداشت
برای ارزیابی چگونگی رخداد دگرگونی پیشرونده، در کنار روشهای وابسته به دادههای کمی، بررسی دقیق روابط فازی سنگهای دگرگونی میتواند روش خوبی شمرده شود. این روش برپایة بررسی مستقیم بافتهای واکنشی است و در برآورد شرایط دگرگونی با کمک روش قطع واکنشهای تعادلی، عینیتر و ملموستر است. چه در بیشتر اوقات، تبادل کاتیونی ثانوی تا قشر چشمگیری از مرز کانیها نفوذ کرده است و این پدیده درستی دما- فشار بهدستآمده به روشهای زوج کاتیونی را کمابیش زیر سؤال میبرد. هالههای همبری با دمای بالاتر از اندازة معمول که ویژة حاشیة تودههای مافیک خشک است، گاه با پیدایش کانیهای همایند ویژه مانند Grt+Sil+And+Hc همراه هستند. این کانیهای همایند از سرزمینهای دگرگونی ناحیهای دما بالا (گرانولیتی) نیز گزارش شدهاند؛ اما شرایط پیدایش آنها در هالههای همبری محدودتر و نیازمند کسر مولی بالای آهن/آلومنیوم یا خشکی توده و/یا هاله است. این شرایط در متاپلیتهای هالة همبری دوربه فراهم بوده است. فزونی آهن در سنگمادر این هورنفلسها که با شواهدی مانند حجم مودال بالای کلریت، کلریتویید، آلماندین و بودن هرسینایت حمایت میشود، پتانسیل خوبی برای تبلور کانیهای همایند استثنایی فراهم کرده است. از اینرو، ترکیب همة کانیهای فرومنیزین به سازندة پایانی آهندار بسیار نزدیک است و نوسان دمایی خاصی از الگوی منطقهبندی گارنت در هاله دیده نمیشود. اگرچه در مقاطع بررسیشده نشانهای از استارولیت دیده نشد؛ اما شواهد نشان میدهند هرسینایت در هاله از شکست استارولیت برآمده باشد. با دقت در ترکیب کلریتهای تجزیهشده روشن شد رابطة مستقیمی میان میزان Si با قلیاییها در ساختمان کلریت دیده میشود؛ اما وابستگی محتوای تیتانوفرومنیزین و میزان Si وارونه است. رابطة کمابیش همانندی در ساختمان آلومینوسیلیکاتها دیده شد؛ بهگونهایکه میان سیلیس با اکسیدهای Fe، Ti و Cr رابطة معکوس حاکم بوده است. میانگین دما- فشار بهدستآمده بر پایة قطع تعادلهای چندگانه از راه THERMOCALC نزدیک به 570 درجة سانتیگراد در فشار تقریبی 3 کیلوبار برآورد شده است. این شرایط معرف رخسارههای دگرگونی همبری یا آمفیبولیت پایینی کم فشار است.
[1] Urmia Plutonic Complex
[2] mineral paragenesis
[3] Electrone Probe Micro-Analyzer
[4] Energy Dispersive X-ray spectroscopy
[5] End member activity
)
