Document Type : Original Article
Authors
1 M.Sc. student of petrology, Department of Geology, Faculty of Sciences, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
مقدمه
پهنة دگرگونی-ماگمایی سنندج-سیرجان به درازای 1500 کیلومتر و پهنای 200-150 کیلومتر با روند شمالباختری-جنوبخاوری بههمراه کمان ماگمایی ارومیه-دختر و نوار چینخورده-رانده زاگرس، کوهزاد زاگرس را در جنوبباختری ایران تشکیل میدهند (Alavi, 1994; Berberian and King, 1981). به باور اشتامفلی و بورل (Stampfli and Borel, 2002)، پهنة سنندج-سیرجان تا میانة پرمین بهصورت یک خردقاره در حاشیة شمالی غیرفعال گنداوانا جای داشته است تا اینکه در این زمان بههمراه دیگر سرزمینهای کیمرین از این ابرقاره جدا میشود و بهسوی ابرقارة شمالی مهاجرت میکند و به این ترتیب اقیانوس نئوتتیس پدیداز میشود. به باور نامبردگان با آغاز فرورانش اقیانوس نئوتتیس در تریاس-ژوراسیک (نزدیک به 200 میلیون سال پیش)، این پهنه دچار رویدادهای فرورانش و سپس برخورد قارهای در کرتاسه-پالئوسن میشود. البته داودیان و همکاران (Davoudian et al., 2016) بر پایة سن اکلوژیتهای شمال شهرکرد، ژوراسیک زیرین را زمان آغاز فرورانش اقیانوس نئوتتیس به زیر پهنة سنندج-سیرجان میدانند. از اینرو، سنگهای پهنة سنندج-سیرجان از یک سو دچار چند مرحله دگرگونی و دگرریختی میشوند و از سوی دیگر، تودههای آذرین درونی گابرویی-گرانیتی در زمانهای گوناگون در آن تزریق میشوند (Mohajjel and Fergusson, 2000; Mohajjel et al. 2003; Agard et al., 2005).
پهنة سنندج-سیرجان بر پایة درجه و سن دگرگونی به دو زیرپهنة شمالی و جنوبی دستهبندی میشود (Ghasemi and Talbot, 2006). زیر پهنة جنوبی بیشتر سنگهای دگرگونی و دگرریختی تریاس میانی تا پایانی است. در حالیکه سنگهای دگرگونشدة ژوراسیک و کرتاسة پایانی همراه با سنگهای آذرین درونی فلسیک در زیر پهنة شمالی فراوانتر هستند (Moazzen et al. 2004; Ghasemi and Talbot, 2006; Sepahi et al., 2014). با اینکه رخنمونهای پراکندهای از سنگهای دگرگونی ناحیهای درجه بالا در حد رخسارة اکلوژیت در شهرکرد (Davoudian et al., 2006) و در حد رخسارة شیست آبی در منطقة حاجیآباد (Ahmadvand et al., 2021) گزارش شدهاند؛ اما درجة دگرگونی در کل پهنة سنندج-سیرجان، در حد رخسارة شیست سبز و آمفیبولیت است.
تودههای آذرین درونی پهنة سنندج-سیرجان ترکیبی از گابرو تا گرانیت و سنی از پروتروزوئیک پسین تا میوسن دارند، هرچند گرانیتهای به سن ژوراسیک (170-140 میلیون سال) از همه فراوانتر هستند (Hassanzadeh and Wernicke, 2016). همچنین، به باور مؤذن و همکاران (Moazzen et al., 2004)، روند کلی تودههای گرانیتی در زیر پهنة شمالی همانند روند کوهزاد زاگرس (NW-SE) است.
مجموعة دگرگونی-آذرین درونی شمال بیجار (کردستان)، در نیمة شمالی پهنة سنندج-سیرجان جای دارد (شکل 1) و مزیت بررسی آن در همزیستی سنگهای دگرگونی ناحیهای (هورنبلند شیست) و تودة لویکوگرانیتی گارنتدار بهعنوان نمایندة شاخص این پهنه است. ازاینرو، با ارائه دادههای صحرایی، سنگشناسی توصیفی، شیمی سنگ کل و شیمی کانی در هر دو لیتولوژی سنگ آذرین درونی و سنگهای دگرگونی میزبان و مقایسه نسبی با دیگر مجموعههای مشابه، به تبیین ویژگیهای این پهنه در این منطقه پرداخته میشود.
روش انجام پژوهش
انجام این بررسی بهترتیب با برداشتهای صحرایی و نمونهبرداری، تهیة برشهای نازک، بررسی سنگشناسی توصیفی (سنگنگاری)، تجزیة شیمیایی سنگ کل و تجزیة شیمیایی کانیها در نمونههای برگزیده با کمترین میزان دگرسانی انجام شده است. برای این کار، 10 نمونه (5 نمونه از سنگهای دگرگونی و 5 نمونه از سنگهای گرانیتی) به روش XRF (برای اکسیدهای عنصرهای اصلی) و ICP-MS (برای عنصرهای فرعی و کمیاب) در آزمایشگاه شیمی شرکت زرآزما تجزیه شدند (جدول 1). همچنین، برای تعیین شیمی کانیها، دو نمونه از سنگهای دگرگونی و گرانیتی، با دستگاه ریزکاو الکترونی Cameca SX100 در مرکز فرآوری مواد معدنی ایران آنالیز نقطهای به روش EPMA شدند (جدولهای 2 تا 6). به هنگام آنالیز ریزکاو الکترونی، ولتاژ شتاب دهنده 15KV، شدت جریان 15nA و زمان شمارش 30 ثانیه بوده است. برای رسم نمودارها نرمافزارهای Excel، IgPet و GCDkit بهکار برده شدند. نام اختصاری کانیها برگرفته از وار (Warr, 2021) است.
شکل 1. A) نقشة زمینشناسی منطقة شمال بیجار با تغییراتی پس از فنودی و سیاره (Fonoudi and Sayareh, 2000)؛ B) جایگاه آن در پهنههای زمینشناسی ایران.
Figure 1. Geological map of A) the north of Bijar (modified after Fonoudi and Sayareh, 2000); B) structural zones of Iran.
جدول 1. دادههای اکسیدهای عنصرهای اصلی (بر پایة درصدوزنی) و عنصرهای فرعی (بر پایة ppm) بهدستآمده از تجزیة شیمیایی سنگ کل نمونه های دگرگونی و گرانیتی منطقة شمال بیجار.
Table 1. Major element oxides (in wt.%) and trace element (in ppm) data for metamorphic and granitic rocks in the north of Bijar.
Rock Type |
Epidote Hornblende Schist |
Hornblende Schist |
Granite |
Aplite |
||||||
Sample No. |
SH-6 |
SH-7 |
SH-29 |
SH-28 |
SH-32 |
SH-15 |
SH-21 |
SH-22 |
SH-26 |
SH-27 |
SiO2 |
44.21 |
44.23 |
48.15 |
51.22 |
39.25 |
74.62 |
74.08 |
75.38 |
78.58 |
74.56 |
TiO2 |
1.25 |
1.4 |
1.43 |
0.99 |
1.35 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.05 |
b.d.l. |
Al2O3 |
15.86 |
16.26 |
17.02 |
16.5 |
17.88 |
14.1 |
13.9 |
13.7 |
13.53 |
14.13 |
Fe2O3 |
11.92 |
10.83 |
10.14 |
9.22 |
11.89 |
0.94 |
0.71 |
0.75 |
0.78 |
0.84 |
MnO |
0.27 |
0.19 |
0.18 |
0.16 |
0.16 |
0.21 |
0.32 |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.08 |
MgO |
8.37 |
7.78 |
3.64 |
5.33 |
2.98 |
0.11 |
0.06 |
0.1 |
0.15 |
0.11 |
CaO |
12.26 |
9.57 |
12.43 |
9.38 |
18.85 |
0.86 |
0.57 |
1.23 |
1.13 |
1.16 |
Na2O |
2.15 |
2.39 |
4.16 |
3.89 |
0.9 |
3.55 |
2.94 |
3.33 |
3.34 |
3.47 |
K2O |
0.21 |
0.3 |
0.28 |
0.25 |
0.2 |
4.87 |
6.35 |
4.89 |
4.63 |
4.97 |
P2O5 |
0.18 |
0.18 |
0.34 |
0.14 |
0.16 |
b.d.l. |
0.06 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
LOI |
3.37 |
3.77 |
2.16 |
2.91 |
6.3 |
0.74 |
1 |
0.58 |
0.63 |
0.57 |
Total |
99.99 |
100.00 |
100.00 |
99.99 |
100.00 |
100.00 |
99.99 |
100.01 |
100.00 |
100.00 |
Cs |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.6 |
2.9 |
3 |
1.8 |
1.9 |
2.1 |
Rb |
14 |
15 |
12 |
13 |
13 |
236 |
358 |
166 |
151 |
161 |
Ba |
33 |
58 |
58 |
53 |
20 |
24 |
26 |
337 |
1119 |
1144 |
Sr |
237 |
218 |
325 |
267 |
720 |
24.8 |
18.3 |
104 |
165 |
177 |
Th |
0.62 |
0.49 |
1.41 |
1.08 |
0.78 |
8.83 |
3.91 |
5.35 |
2.84 |
4.35 |
U |
0.2 |
0.2 |
0.5 |
0.2 |
0.2 |
2 |
3.8 |
1.3 |
0.7 |
0.9 |
Zr |
23 |
38 |
32 |
21 |
21 |
8 |
12 |
b.d.l. |
b.d.l. |
5 |
Ta |
0.74 |
0.51 |
0.28 |
0.49 |
0.23 |
0.77 |
3.57 |
0.49 |
0.74 |
0.66 |
Y |
16.5 |
15.2 |
27.5 |
18.5 |
20.6 |
30.6 |
10.9 |
15.4 |
5.7 |
11.6 |
Nb |
12.5 |
9.9 |
8 |
10.2 |
6.7 |
15.4 |
33.9 |
9 |
11 |
9.2 |
La |
7 |
7 |
11 |
7 |
9 |
7 |
4 |
6 |
3 |
4 |
Ce |
18 |
17 |
30 |
17 |
21 |
14 |
8 |
10 |
3 |
8 |
Nd |
13 |
10.4 |
18 |
10.4 |
13.8 |
7.9 |
4.3 |
5.2 |
2.9 |
4.2 |
Sm |
3.42 |
2.67 |
4.33 |
2.67 |
3.6 |
2.41 |
1.65 |
1.37 |
0.98 |
1.3 |
Eu |
1.14 |
1.05 |
2.03 |
1.05 |
1.42 |
0.21 |
b.d.l. |
0.41 |
0.52 |
0.51 |
Gd |
3.8 |
3.2 |
4.92 |
3.27 |
3.92 |
3.22 |
1.63 |
1.48 |
0.66 |
1.16 |
Tb |
0.63 |
0.56 |
0.79 |
0.58 |
0.65 |
0.7 |
0.4 |
0.36 |
0.22 |
0.29 |
Dy |
3.73 |
3.34 |
4.9 |
3.5 |
3.81 |
5.04 |
1.87 |
2.25 |
1.03 |
1.62 |
Tm |
0.32 |
0.28 |
0.46 |
0.34 |
0.36 |
0.66 |
0.14 |
0.29 |
0.13 |
0.24 |
Yb |
1.8 |
1.5 |
2.7 |
2 |
2.1 |
4.3 |
0.9 |
1.8 |
0.8 |
1.7 |
Lu |
0.25 |
0.21 |
0.41 |
0.3 |
0.31 |
0.73 |
b.d.l. |
0.26 |
0.1 |
0.24 |
Sc |
38.4 |
21.6 |
24.8 |
28.4 |
28.9 |
2.9 |
0.8 |
1.6 |
1.8 |
1.6 |
Cr |
11 |
13 |
12 |
12 |
21 |
169 |
323 |
95 |
88 |
29 |
Co |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
37 |
38.8 |
29 |
23.8 |
21.2 |
Ni |
10 |
10 |
6 |
8 |
8 |
57 |
126 |
29 |
23 |
11 |
V |
295 |
175 |
290 |
216 |
381 |
12 |
10 |
11 |
12 |
12 |
Zn |
109 |
89 |
65 |
69 |
48 |
12 |
26 |
23 |
13 |
14 |
Na2O+K2O |
2.36 |
2.69 |
4.44 |
4.14 |
1.1 |
8.42 |
9.29 |
8.22 |
7.97 |
8.44 |
A/CNK |
0.61 |
0.75 |
0.57 |
0.70 |
0.50 |
1.11 |
1.09 |
1.05 |
1.08 |
1.07 |
b.d.l.: values below detection limits
جدول 2. گزیدهای از دادههای شیمیایی (بر پایة wt.%) و فرمول ساختاری بهدستآمده برای کانی آمفیبول (بر پایة a.p.f.u. و 22 اتم اکسیژن) در متابازیتهای منطقة بیجار.
Table 2. Representative chemical data (in wt%) and calculated mineral formulae of amphiboles (in a.p.f.u. and based on 22 oxygen atoms) in the metabasites of Bijar area.
Epidote Hornblende Schist |
Rock Type |
|||||||
37/1 |
36/1 |
35/1 |
31/1 |
30/1 |
29/1 |
24/1 |
22/1 |
Point No. |
45.62 |
44.75 |
45.03 |
45.6 |
44.58 |
45.32 |
43.3 |
42.88 |
SiO2 |
0.51 |
0.47 |
0.45 |
0.46 |
0.44 |
0.48 |
0.52 |
0.55 |
TiO2 |
9.34 |
10.22 |
10.12 |
10.35 |
10.9 |
10.26 |
11.78 |
11.69 |
Al2O3 |
16.92 |
17.6 |
17.23 |
17.62 |
17.81 |
17.34 |
18.77 |
19.13 |
FeO |
11.49 |
11.44 |
11.81 |
11.57 |
11.88 |
11.59 |
11.58 |
11.53 |
CaO |
1.58 |
1.47 |
1.57 |
1.47 |
1.42 |
1.36 |
1.66 |
1.62 |
Na2O |
0.33 |
0.42 |
0.42 |
0.43 |
0.47 |
0.46 |
0.42 |
0.64 |
K2O |
0.36 |
0.34 |
0.35 |
0.34 |
0.35 |
0.37 |
0.34 |
0.37 |
MnO |
10.79 |
10.38 |
10.47 |
9.92 |
9.83 |
10.4 |
9.53 |
8.63 |
MgO |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.1 |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.07 |
b.d.l. |
NiO |
0.04 |
0.08 |
0.06 |
0.1 |
0.31 |
0.29 |
0.05 |
0.06 |
Cr2O3 |
0.09 |
0.09 |
0.09 |
0.11 |
0.1 |
0.1 |
0.12 |
0.12 |
V2O3 |
97.07 |
97.26 |
97.6 |
98.07 |
98.09 |
97.97 |
98.14 |
97.22 |
Total |
6.824 |
6.675 |
6.706 |
6.767 |
6.623 |
6.709 |
6.446 |
6.539 |
Si |
1.176 |
1.325 |
1/294 |
1.233 |
1.377 |
1.291 |
1.554 |
1.461 |
Al |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
T Subtotal |
0.057 |
0.053 |
0.05 |
0.051 |
0.049 |
0.053 |
0.058 |
0.063 |
Ti |
0.471 |
0.472 |
0.482 |
0.578 |
0.531 |
0.5 |
0.513 |
0.639 |
Al |
0.005 |
0.009 |
0.007 |
0.012 |
0.036 |
0.034 |
0.006 |
0.007 |
Cr |
0.179 |
0.417 |
0.295 |
0.227 |
0.329 |
0.345 |
0.523 |
|
Fe3+ |
1.882 |
1.742 |
1.842 |
1.937 |
1.877 |
1.773 |
1.785 |
2.329 |
Fe2+ |
2.406 |
2.308 |
2.324 |
2/195 |
2/177 |
2/295 |
2.115 |
1.962 |
Mg |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
C Subtotal |
0.046 |
0.043 |
0.044 |
0.043 |
0.044 |
0.046 |
0.043 |
0.048 |
Mn2+ |
0.056 |
0.037 |
0.01 |
0.022 |
0.007 |
0.029 |
0.029 |
0.111 |
Fe2+ |
1.842 |
1.828 |
1.844 |
1.84 |
1.891 |
1.838 |
1.847 |
0.841 |
Ca |
0.057 |
0.091 |
0.062 |
0.095 |
0.058 |
0.086 |
0.082 |
|
Na |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
B Subtotal |
|
|
|
|
|
|
|
0.043 |
Ca |
0.401 |
0.334 |
0.392 |
0.328 |
0.351 |
0.304 |
0.398 |
0.479 |
Na |
0.063 |
0.08 |
0.08 |
0.081 |
0.089 |
0.087 |
0.08 |
0.124 |
K |
0.464 |
0.414 |
0.472 |
0.409 |
0.44 |
0.391 |
0.487 |
0.546 |
A Subtotal |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
O (non-w) |
b.d.l.: values below detection limits
جدول 3. گزیدهای از دادههای شیمیایی (بر پایة wt.%) و فرمول ساختاری بهدستآمده (بر پایة a.p.f.u. و 13 اتم اکسیژن) برای کانی اپیدوت در متابازیتهای منطقة بیجار.
Table 3. Representative chemical data (in wt%) and calculated mineral formulae (in a.p.f.u. and based on 13 oxygen atoms) of epidote in the metabasites of Bijar area.
28/1 |
27/1 |
26/1 |
25/1 |
23/1 |
21/1 |
Point No. |
38.78 |
38.88 |
38.69 |
37.89 |
38.35 |
38.53 |
SiO2 |
0.06 |
0.11 |
0.13 |
0.08 |
0.1 |
0.06 |
TiO2 |
23.71 |
23.5 |
23.97 |
23.51 |
24.31 |
23.14 |
Al2O3 |
10.79 |
10.93 |
10.51 |
11.64 |
10.57 |
11.83 |
FeO |
23.18 |
23.48 |
23.75 |
23.67 |
23.4 |
23.9 |
CaO |
b.d.l. |
0.03 |
0.04 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
Na2O |
جدول 3. ادامه.
Table 3. continued.
28/1 |
27/1 |
26/1 |
25/1 |
23/1 |
21/1 |
Point No. |
b.d.l. |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
b.d.l. |
0.03 |
K2O |
0.11 |
0.19 |
0.19 |
0.14 |
0.23 |
0.2 |
MnO |
0.22 |
0.04 |
0.02 |
0.09 |
0.04 |
0.02 |
MgO |
0.21 |
b.d.l. |
0.03 |
b.d.l. |
0.11 |
b.d.l. |
NiO |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.09 |
0.14 |
Cr2O3 |
0.05 |
0.04 |
0.1 |
b.d.l. |
0.12 |
0.09 |
V2O3 |
97.14 |
97.23 |
97.46 |
97.08 |
97.34 |
97.95 |
Total |
3.061 |
3.064 |
3.045 |
3.003 |
3.043 |
3.043 |
Si |
0.004 |
0.007 |
0.008 |
0.005 |
0.006 |
0.004 |
Ti |
2.206 |
2.183 |
2.223 |
2.196 |
2.261 |
2.148 |
Al |
0.712 |
0.730 |
0.692 |
0.772 |
0.697 |
0.779 |
Fe3+ |
0.007 |
0.013 |
0.013 |
0.009 |
0.015 |
0.013 |
Mn |
0.026 |
0.005 |
0.002 |
0.011 |
0.005 |
0.002 |
Mg |
1.960 |
1.983 |
2.003 |
2.010 |
1.987 |
2.017 |
Ca |
|
0.005 |
0.006 |
0.003 |
0.003 |
0.002 |
Na |
|
0.001 |
0.001 |
0.001 |
|
0.003 |
K |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
Sum |
0.24 |
0.25 |
0.24 |
0.26 |
0.24 |
0.27 |
Xps |
b.d.l.: values below detection limits
جدول 4. گزیدهای از دادههای شیمیایی (بر پایة wt.%) و فرمول ساختاری بهدستآمده (بر پایة a.p.f.u. و 32 اتم اکسیژن) برای فلدسپار در نمونههای گرانیتی و متابازیتی منطقة بیجار.
Table 4. Representative chemical data (in wt%) and calculated mineral formulae of feldspars (in a.p.f.u. and based on 32 oxygen atoms) in the granites and metabasites of Bijar area.
Rock Type |
Granite |
|||||||
Point No. |
4/1 |
5/1 |
6/1 |
7/1 |
11/1 |
12/1 |
13/1 |
8/1 |
SiO2 |
65.75 |
65.33 |
65.83 |
63.56 |
61.10 |
64.83 |
65.37 |
63.63 |
TiO2 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.01 |
b.d.l. |
Al2O3 |
19.53 |
19.63 |
19.88 |
21.2 |
20.91 |
20.9 |
21.19 |
17.16 |
FeO |
0.11 |
0.07 |
0.07 |
0.09 |
0.08 |
0.06 |
0.07 |
0.02 |
CaO |
1.36 |
1.5 |
1.61 |
3.51 |
2.86 |
2.76 |
2.75 |
b.d.l. |
Na2O |
11.83 |
11.76 |
11.86 |
9.88 |
10.28 |
10.47 |
10.89 |
1.25 |
K2O |
0.17 |
0.13 |
0.15 |
0.19 |
0.24 |
0.19 |
0.13 |
16.15 |
MgO |
0.01 |
b.d.l. |
0.01 |
0.01 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
NiO |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.07 |
0.03 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
Cr2O3 |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.02 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
V2O3 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.01 |
Total |
98.76 |
98.42 |
99.5 |
98.47 |
95.47 |
99.29 |
100.41 |
98.22 |
Si |
11.743 |
11.711 |
11.686 |
11.416 |
11.526 |
11.529 |
11.503 |
12.039 |
Ti |
|
|
|
|
|
|
0.001 |
|
Al |
4.111 |
4.147 |
4.159 |
4.487 |
4.391 |
4.380 |
4.394 |
3.892 |
Fe2+ |
0.016 |
0.010 |
0.010 |
0.014 |
0.012 |
0.009 |
0.010 |
0.003 |
Mg |
|
|
0.003 |
0.003 |
|
|
|
|
Ca |
0.260 |
0.288 |
0.306 |
0.675 |
0.526 |
0.526 |
0.518 |
|
Na |
4.096 |
4.087 |
4.082 |
3.440 |
3.610 |
3.610 |
3.715 |
0.459 |
جدول 4. ادامه.
Table 4. Continued.
Rock Type |
Granite |
|||||||
Point No. |
4/1 |
5/1 |
6/1 |
7/1 |
11/1 |
12/1 |
13/1 |
8/1 |
K |
0.039 |
0.030 |
0.034 |
0.044 |
0.055 |
0.043 |
0.029 |
3.898 |
Sum |
20.269 |
20.274 |
20.291 |
20.083 |
20.081 |
20.108 |
20.175 |
20.225 |
An% |
5.92 |
6.54 |
6.92 |
16.24 |
13.15 |
12.58 |
12.16 |
|
Ab% |
93.20 |
92.79 |
92.31 |
82.71 |
85.54 |
86.38 |
87.15 |
10.53 |
Or% |
0.88 |
0.67 |
0.77 |
1.05 |
1.31 |
1.03 |
0.68 |
89.47 |
b.d.l.: values below detection limits
جدول 4. ادامه.
Table 4. Continued.
Rock Type |
Granite |
Epidote Hornblende Schist |
|||
Point No. |
9/1 |
10/1 |
34/1 |
33/1 |
32/1 |
SiO2 |
63.71 |
63.60 |
61.82 |
60.86 |
61.1 |
TiO2 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
Al2O3 |
17.54 |
17.57 |
22.68 |
22.63 |
22.71 |
FeO |
0.03 |
0.08 |
0.12 |
0.06 |
0.03 |
CaO |
b.d.l. |
b.d.l. |
4.94 |
5.52 |
5.29 |
Na2O |
0.95 |
1.07 |
9.56 |
9.46 |
8.89 |
K2O |
16.92 |
16.85 |
0.07 |
0.08 |
0.07 |
MgO |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
NiO |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.11 |
Cr2O3 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
V2O3 |
0.02 |
0.01 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
Total |
99.17 |
99.18 |
99.2 |
98.61 |
98.21 |
Si |
11.981 |
11.964 |
11.086 |
11.09 |
11.06 |
Ti |
|
|
|
||
Al |
3.887 |
3.895 |
4.793 |
4.824 |
4.844 |
Fe2+ |
0.005 |
0.013 |
0.018 |
0.009 |
0.005 |
Mg |
|
|
|
|
|
Ca |
0.949 |
1.070 |
1.026 |
||
Na |
0.346 |
0.390 |
3.324 |
3.317 |
3.120 |
K |
4.059 |
4.043 |
0.016 |
0.018 |
0.016 |
Sum |
20.278 |
20.305 |
20.187 |
20.247 |
20.086 |
An% |
22.13 |
24.28 |
24.65 |
||
Ab% |
7.86 |
8.80 |
77.50 |
75.30 |
74.96 |
Or% |
92.14 |
91.20 |
0.37 |
0.42 |
0.39 |
b.d.l.: values below detection limits
جدول 5. گزیدهای از دادههای شیمیایی (بر پایة wt.%) و فرمول ساختاری بهدستآمده (بر پایة a.p.f.u. و 12 اتم اکسیژن) برای گارنت در گرانیت منطقة بیجار.
Table 5. Representative chemical data (in wt%) and calculated mineral formulae of garnet (in a.p.f.u. and based on 12 oxygen atoms) in granites of Bijar area.
Point No. |
14/1-c |
15/1-m |
16/1-r |
17/1 |
18/1-c |
19/1-m |
20/1-r |
SiO2 |
35.95 |
35.05 |
35.72 |
35.74 |
34.61 |
34.94 |
35.62 |
TiO2 |
0.13 |
0.11 |
0.19 |
0.12 |
0.17 |
0.11 |
0.14 |
Al2O3 |
19.27 |
19.59 |
19.59 |
19.72 |
19.59 |
19.5 |
19.27 |
FeO |
11.58 |
11.93 |
13.08 |
13.94 |
9.84 |
10.74 |
12.9 |
جدول 5. ادامه.
Table 5. Continued.
Point No. |
14/1-c |
15/1-m |
16/1-r |
17/1 |
18/1-c |
19/1-m |
20/1-r |
CaO |
0.96 |
0.92 |
1.04 |
0.89 |
0.56 |
0.53 |
0.86 |
Na2O |
0.03 |
b.d.l. |
0.06 |
0.02 |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.05 |
MnO |
30.54 |
30.71 |
28.33 |
29.11 |
33.41 |
32.14 |
29.1 |
MgO |
0.3 |
0.27 |
0.51 |
0.56 |
0.19 |
0.15 |
0.45 |
NiO |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
0.23 |
b.d.l. |
0.02 |
b.d.l. |
V2O3 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
b.d.l. |
b.d.l. |
b.d.l. |
Total |
98.79 |
98.6 |
98.53 |
100.34 |
98.37 |
98.13 |
98.39 |
Si |
0.003 |
2.933 |
2.984 |
2.942 |
2.907 |
2.949 |
2.985 |
Ti |
0.008 |
0.007 |
0.012 |
0.007 |
0.011 |
0.007 |
0.009 |
Al |
1.879 |
1.932 |
1.929 |
1.913 |
1.939 |
1.935 |
1.903 |
Fe2+ |
0.727 |
0.647 |
0.835 |
0.773 |
0.467 |
0.590 |
0.759 |
Fe3+ |
0.082 |
0.188 |
0.079 |
0.187 |
0.225 |
0.166 |
0.109 |
Mn |
2.160 |
2.177 |
2.005 |
2.030 |
2.377 |
2.292 |
2.066 |
Mg |
0.037 |
0.034 |
0.064 |
0.069 |
0.024 |
0.019 |
0.056 |
Ca |
0.086 |
0.082 |
0.093 |
0.079 |
0.050 |
0.48 |
0.077 |
Sum |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
Mg# |
4.84 |
4.99 |
7.12 |
8.19 |
4.89 |
3.12 |
6.87 |
Almandine |
24.1 |
22 |
27.9 |
26.2 |
16 |
20 |
26.6 |
Spessartine |
71.8 |
74 |
66.9 |
68.8 |
81.5 |
77.7 |
69 |
Pyrope |
1.2 |
1.1 |
2.1 |
2.3 |
0.8 |
0.6 |
1.9 |
Grossular |
2.7 |
2.6 |
3 |
2.4 |
1.5 |
1.5 |
2.4 |
Andradite |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
b.d.l.: values below detection limits; c: core; m: middle; r: rim
جدول 6. گزیدهای از دادههای شیمیایی (بر پایة wt.%) و فرمول ساختاری بهدستآمده (بر پایة a.p.f.u. و 22 اتم اکسیژن) برای مسکوویت در گرانیت منطقة بیجار.
Table 6. Representative chemical data (in wt%) and calculated mineral formulae of muscovite (in a.p.f.u. and based on 22 oxygen atoms) in granites of Bijar area.
Point No. |
1/1 |
2/1 |
3/1 |
SiO2 |
47.6 |
46.84 |
47.03 |
TiO2 |
0.22 |
0.26 |
0.21 |
Al2O3 |
31.18 |
30.99 |
31.86 |
FeO |
4.69 |
4.71 |
4.28 |
Na2O |
0.55 |
0.44 |
0.46 |
K2O |
10.6 |
11.45 |
10.79 |
MnO |
0.07 |
0.03 |
0.04 |
MgO |
0.84 |
0.79 |
0.82 |
V2O3 |
b.d.l. |
0.03 |
0.02 |
Total |
95.75 |
95.54 |
95.51 |
Si |
6.418 |
6.372 |
6.353 |
Ti |
0.022 |
0.027 |
0.021 |
AlIV |
1.582 |
1.628 |
1.647 |
AlVI |
3.372 |
3.340 |
3.425 |
Fe2+ |
0.529 |
0.536 |
0.483 |
Mn |
0.008 |
0.003 |
0.005 |
Mg |
0.169 |
0.160 |
0.165 |
Na |
0.144 |
0.116 |
0.120 |
K |
1.823 |
1.987 |
0.859 |
Sum |
14 |
14 |
14 |
XMg |
0.24 |
0.22 |
0.25 |
b.d.l.: values below detection limits
زمینشناسی
منطقة شمال بیجار، در شمال شهرستان بیجار (کردستان) و در نیمة شمالی پهنة سنندج-سیرجان جای دارد. گرچه در این چهارگوش، سنگهای آذرین (گرانیت، دیوریت و گرانودیوریت) و دگرگونی گوناگونی (مانند اسلیت، فیلیت، متاپلیت و متابازیتهای درجه متوسط و ضعیف) به سن پرکامبرین، مزوزوییک و سنوزوییک یافت میشوند، اما هدف این بررسی محدود به بررسی تودة لویکوگرانیتی یاسوکند (شمال بیجار) و سنگهای دگرگونی میزبان این توده است.
سنگهای دگرگونی شمال بیجار بیشتر از نوع اسلیت و فیلیت به رنگ خاکستری تا سبز تیره با میانلایههایی از هورنبلند شیست هستند (شکل 2-A). فنودی و سیاره (Fonoudi and Sayareh 2000) سن دگرگونی این سنگها را کرتاسه میدانند که در شمال بیجار مورد هجوم یک تودة لویکوگرانیتی با روند WNW-ESE قرار گرفتهاند. گرچه در محل همبری تودة آذرین درونی با سنگهای میزبان، هالة حرارتی مشخصی پدید نیامده است (شاید بهعلت توان کم حرارتی تودة آذرین درونی)، اما زبانههای تزریقی در میان شیستوزیتة سنگهای دربرگیرنده و نیز زنولیتهای پرشمار در بخشهای حاشیهای توده (شکل 2-B)، نشانة سن جوانتر تودة گرانیت است. ازاینرو، سن گرانیت یادشده، پس از کرتاسه دانسته شده است (Fonoudi and Sayareh 2000) تودة گرانیتی به رنگ یکنواخت سفید تا شیری، بافت گرانولر دانه متوسط دارد و کمابیش کانیهای تیره ندارد. همچنین، همانگونهکه گفته شد، در حاشیة این توده با سنگ میزبان، زنولیتهایی با اندازههای گوناگون از 60-50 سانتیمتر و گاه بزرگتر و حاشیة گردشده از جنس سنگ میزبان بهآسانی دیده میشوند (شکلهای 2-C و 2-D) همچنین، در فواصل دورتر از حاشیه، زبانههای آپلیتی درون سنگ میزبان دگرگونی بهچشم میخورند.
شکل 2. تصویرهای صحرایی از رخنمونهای شاخص منطقة شمال بیجار A) واحد اسلیت- فیلیت (دید رو به جنوبباختری)؛ B) تودة آذرین درونی گرانیتی تزریقشده درون سنگهای شیستی دربرگیرنده (دید رو به جنوبباختری)؛ C، D) انکلاو زنولیتی در گرانیتها (دید رو به شمال).
Figure 2. Field photographs from the main outcrops of the north of Bijar A) the slate-phyllite unit (view to the southwest); B) the granite intruded the schistose country rock (view to the southwest); C, D) the xenolitic enclaves in the granite (view to the north).
سنگنگاری
سنگهای دربرگیرندة تودة گرانیتی شمال بیجار، بر پایة ترکیب کانیشناسی و شیمیایی، از نوع متابازیتهای رخساره آمفیبولیت (بیشتر هورنبلند شیست و اپیدوت شیست و گاه آمفیبولیت) با بافت نماتوبلاستیک و گرانوبلاستیک هستند. مجموعه کانیهای همایند در این سنگها شامل هورنبلند، پلاژیوکلاز آلبیتی، اپیدوت، مسکوویت و کوارتز بههمراه کانیهای فرعی و ثانویه مانند بیوتیت، کلریت، اسفن، ایلمنیت و کلسیت هستند. شواهد بافتی در این سنگها بهصورت دو سری جهتیافتگی در هورنبلندها (شکل 3-A)، اورالیتیشدن پیروکسنها (شکل 3-B)، آمفیبولهای ماهیگون (شکل 3-C) و کوارتزهای با خاموشی موجی، مضرس و روبانیشکل (شکل 3-D)، نشان میدهند این منطقه پس از دست کم دو مرحلةدگرگونی ناحیهای، دچار دگرگونی پسرونده و دینامیکی شده است. افزونبر اورالیتیشدن پیروکسنها، شواهد دیگری مانند بیوتیتی و کلریتیشدن آمفیبولها، جایگزینی ایلمنیت با تیتانیت، سودومورفهای اپیدوت و کلریت در قالب گارنت و سوسوریتیشدن فلدسپارها آشکارا نشاندهندة دگرگونی پسروندة این متابازیتها پس از دگرگونی ناحیهای پیشرونده هستند.
شکل 3. تصویرهای میکروسکوپی کانیهای سازندة لویکوگرانیت و متابازیتهای منطقة بیجار A) دو نسل خطوارگی در هورنبلندهای شیست سبز؛ B) اورالیتیشدن پیروکسن ها در هورنبلند شیستها؛ C) آمفیبول ماهیگون در هورنبلند شیستها؛ D) لویکوگرانیت گارنتدار؛ E) روبان چندبلوری کوارتز با مرزهای مضرس و خاموشی موجی در باندهای سیلیسی متابازیتها؛ F) میرمکیت کرمیمانند در لویکوگرانیت؛ G) بافت آنتیراپاکیوی در لویکوگرانیت؛ H) بازتبلور و تشکیل ریزبلورهای کوارتز در لویکوگرانیت.
Figure 3. Photomicrographs of minerals in leucogranite and metabasites of the Bijar area A) two generation of lineation in amphiboles of green schist; B) uralitization in pyroxenes of hornblende schists; C) fish-shaped amphibole in hornblende schists; D) garnet-bearing leucogranite; E) polycrystalline ribbon of quartz with serrated boundaries and undulatory extinction in silicic bands of metabasites; F) wormy-like myrmekite in leucogranites; G) anti-rapakivi texture in leucogranites; H) recrystallization of fine-grained quartzes in leucogranites.
شکل 3. ادامه.
Figure 3. Continued.
از نظر سنگنگاری، تودة گرانیتی شمال بیجار یک تودة همگن (از دیدگاه سنگشناسی) است و با بیش از 95 درصدحجمی کانیهای فلسیک (کوارتز: 35-30 درصدحجمی؛ پلاژیوکلاز: 20-10 درصدحجمی؛ آلکالیفلدسپار: 40-35 درصدحجمی) یک لویکومونزوگرانیت گارنتدار بهشمار میرود (شکل 3-F). کانیهای گارنت، مسکوویت، بیوتیت، هورنبلند، کلریت، اپیدوت و کانیهای تیره از کانیهای فرعی و ثانویه هستند که کمتر از 5 درصدحجمی سنگ را در بر میگیرند. بافتهای سازندة نمونههای بررسیشده به دو نوع بافت نخستین یا ماگمایی و بافتهای پس از تبلور دستهبندی میشوند. در گروه بافتهای ماگمایی، میتوان بافت گرانولر (بهعنوان بافت اصلی)، منطقهبندی، میکروگرافیکی، میرمکیتی (شکل 3-G) و آنتیراپاکیوی (شکل 3-G) را نام برد که نشانة جایگزینی ماگما در ژرفای کم (یا نیمهژرف) هستند. از سوی دیگر، کوارتزهایی با شکل ماهیگون، خاموشی موجی، مرزهای مضرس و با بازتبلور (شکل 3-H)، گویای بازتبلور دینامیکی در یک رژیم دگرریختی هستند. مسکوویتها و بیوتیتهای پیچ و تابخورده چهبسا تأثیر شرایط دگرریختی بر تودة یادشده را به شدت تقویت میکنند.
شیمی سنگ کل
از دیدگاه ویژگیهای زمینشیمیایی عنصرهای اصلی، نمونههای گرانیتی و متابازیتی از یکدیگر بسیار متمایز هستند (جدول 1)؛ بهگونهایکه میزان SiO2 در گرانیتها و متابازیتها بهترتیب بیش از 74 و کمتر از 51 درصدوزنی، مقدار MgO و Fe2O3 در گرانیتها بهترتیب نزدیک به 1/0 و 8/0 و در متابازیتها بهترتیب از 37/8-98/2و 92/11-22/9 درصدوزنی و بالاخره مقدار CaO در گرانیتها 23/1-86/0 و در متابازیتها 85/18-57/9 درصدوزنی است. از اینرو، تودة گرانیتی یادشده یک گرانیت فقیر از آهن و منیزیم است. افزونبر این، با توجه به بالابودن شاخص آلومینا (A/CNK: 11/1-05/1)، تودة گرانیتی یادشده از گروه گرانیتهای پرآلومین است (Al2O3: 1/14-5/13 درصدوزنی).
ترسیم نقاط دادههای این دو گروه سنگی در نمودار TAS (شکل 4-A) نشان میدهد نمونههای گرانیتی با مقدار آلکالی (Na2O+K2O) برابر با 29/9-97/7 درصدوزنی و نسبت Na2O/K2O کمتر از یک (73/0-46/0) از نوع گرانیت است. این در حالیست که مقدار کل آلکالیها در متابازیتها برابر با 44/4-10/1 درصدوزنی (بازالت) است. افزونبر این، در نمودار شکل 4-A، نمونههای متابازیتی در محدودة خط مرزی آلکالن/سابآلکالن (انتقالی یا کالکآلکالن) و نمونههای گرانیتی در محدودة سابآلکالن جای گرفتهاند. ترسیم نقاط دادههای متابازیتی در نمودار Co در برابر Th (شکل 4-B) نیز ترکیب بازالتی-آندزیتبازالتی با ویژگی کالکآلکالن را نشان میدهد. از سوی دیگر، همانگونهکه در شکل 4-C دیده میشود، گرانیتها در محدودة سری پرپتاسیم و متابازیتها در محدودة سری کم پتاسیم جای گرفتهاند. در نمودار شکل 4-D نیز نمونههای گرانیتی ویژگی کالکآلکالی تا آلکالیکلسیک نشان میدهند و آشکارا در محدودة لویکوگرانیتهای پرآلومین جای میگیرند.
شکل 4. A) نمودار SiO2 در برابر Na2O+K2O (Le Maitre et al., 2002)؛ B) نمودار Co در برابر Th (Hastie et al., 2007)؛ C) نمودار SiO2 در برابر K2O (Peccerillo and Taylor, 1976)؛ D) نمودار SiO2 در برابر Na2O+K2O-CaO (Frost and Frost, 2011).
Figure 4. A) The SiO2 versus total alkalis (Na2O+K2O) diagram (Le Maitre et al., 2002); B) the Th versus Co diagram (Hastie et al., 2007); C) The SiO2 versus K2O diagram (Peccerillo and Taylor, 1976); D) The SiO2 versus Na2O+K2O+CaO diagram (Frost and Frost, 2011).
شکل 5 نمودارهای عنکبوتیREE بهنجارشده به ترکیب کندریت (Sun and McDonough, 1989) برای هر دو گروه سنگی بررسیشده را نشان میدهد. همانگونهکه دیده میشود، گرانیتها الگوی مقعر قاشقیشکل نشان میدهند که پیامد تهیشدگی در MREE است (شکل 5-A). این ویژگی را میتوان به جدایش (تفریق یا جاماندن در تفالة ذوب) کانیهای فرومنیزین مانند کلینوپیروکسن، هورنبلند و یا تیتانیت نسبت داد که غنی از MREE هستند (Rollinson and Pease, 2021). در این نمودار، متابازیتها، الگوی غنیشدگی LREE/HREE با شیب ملایم (LaN/LuN » 01/3) نشان میدهند (شکل 5-B).
شکل 5. نمودارهای عنکبوتی عنصرهای کمیاب خاکی بهنجارشده به ترکیب کندریت (Sun and McDonough, 1989). A) گرانیتها؛ B) متابازیتها.
Figure 5. Chondrite-normalized REE spider diagrams (Sun and McDonough, 1989) A) granites; B) metabasites.
شیمی کانیها
برای تعیین دقیقتر تحولات پترولوژیک و سرشت شیمیایی کانیها در دو گروه سنگی، کانیهای سازندة شاخص آنها تجزیة شیمیایی به روش ریزکاو الکترونی الکترونی شد (جدولهای 2 تا 6). گفتنی است از گروه متابازیتها، کانیهای آمفیبول، اپیدوت و پلاژیوکلاز و از گروه گرانیتها، کانیهای فلدسپار (پلاژیوکلاز و آلکالیفلدسپار)، گارنت و مسکوویت تجزیه شدند.
آمفیبول
دادههای بهدستآمده از تجزیة شیمیایی، آمفیبولهای درون متابازیتها و محاسبة فرمول ساختاری آنها بر پایة 22 اکسیژن (جدول 2) نشان میدهد گسترة ترکیبی آنها از نوع آمفیبولهای کلسیک (75/0CaB/(Ca+Na)B>) است. بر پایة نامگذاری هاوسورن و همکاران (Hawthorne et al., 2012)، این آمفیبولها از نوع مگنزیوهورنبلند و برخی از نوع پارگازیت هستند (شکل 6-A).
اپیدوت
دادههای بهدستآمده از تجزیة ریزپردازش الکترونی روی کانی اپیدوت در متابازیتهای شمال بیجار (جدول 3) نشان میدهند میزان سازندة پیستاشیت (XPs= 100Fe+3/(Fe+3+Al))) در اپیدوتهای بررسیشده برابر با 24/0 تا 27/0 و مقدار TiO2 آنها برابر با 06/0 تا 13/0 درصدوزنی است. به باور آرمبرستر و همکاران (Armbruster et al., 2006)، کانی اپیدوت میتواند 15 تا 33 درصدمولی سازندة پیستاشیت (XPs) داشته باشد. پس فرمول کلی کانی بررسیشده در متابازیتها Ca2Al2Fe+3Si3O12(OH) است.
شکل 6. نمودارهای ترکیب شیمیایی کانیها A) نمودار نامگذاری آمفیبول های کلسیمدار (Hawthorne et al., 2012)؛ B) نمودار سهتایی Ab-An-Or فلدسپارها (Deer et al., 1996)؛ C) نمودار ترکیب شیمی کانی گارنت (Grew et al., 2013)؛ D) نمودار متمایزکنندة گارنتهای ماگمایی از دگرگونی (Miller et al., 1981)؛ E) نمودار ترکیب شیمی کانی مسکوویت (Tischendorf, 2004)؛ F) نمودار ردهبندی ترکیب شیمی کانی مسکوویت (Lambert, 1959).
Figure 6. The mineral chemistry plots A) The classification plot of Ca-amphiboles (Hawthorne et al., 2012); B) The triangular plot of feldspars Ab-An-Or (Deer et al., 1996); C) The mineral chemistry plot of garnets (Grew et al., 2013); D) The discriminating diagram of magmatic/metamorphic garnets (Miller et al., 1981); E) The mineral chemistry plot of muscovites (Tischendorf, 2004); F) The classification plot of muscovites (Lambert, 1959).
فلدسپار
دادههای تجزیة شیمیایی و محاسبة فرمول ساختاری (جدول 4) نشان میدهد فلدسپارها ترکیبی همگن (از مرکز تا حاشیه) دارند و ترکیب آلکالیفلدسپارهای گرانیتها در بازة 20/91-47-89 درصد ارتوکلاز و 80/8-53/10 درصد آلبیت است (شکل 6-B). همچنین، گسترة ترکیبی این کانی در متابازیتها و گرانیتها بهترتیب در بازة ترکیبی الیگوکلاز و آلبیت-الیگوکلاز است.
گارنت
چنانکه در توصیف سنگنگاری تودة گرانیتی (شکل 3) گفته شد، این توده مقادیر کمی (<1 %vol) کانی گارنت با منطقهبندی واضح دارد. در جدول 5 و شکل 6-C تجزیة شیمیایی 7 نقطه از بخشهای گوناگون این کانی آورده شده است. همانگونهکه محاسبات شیمیایی فرمول این کانی (جدول 2) نشان میدهد، میانگین سازندگان اسپسارتین (Al-Mn) و آلماندین (Al-Fe) بهترتیب 64/72 درصد و 32/23 درصد هستند. افزونبر این، بر پایة نمودار پیشنهادیِ میلر و همکاران (Miller et al., 1981) همة گارنتهای بررسیشده از شمار گارنتهای ماگمایی هستند (شکل6-D). از دیگر سو، تصویرهای BSE از منطقهبندی گارنتها (شکل 7) نشان میدهند از مرکز به حاشیه، سازندة اسپسارتین کم میشود؛ اما سازندگان آلماندین و تا اندازهای گروسولار و پیروپ افزایش مییابند. به باور کلارک (Clarke , 1992) این منطقهبندی از نوع عادی است و معمولاً به محیطهای دگرگونی پیشرونده نسبت داده میشود. به باور وی پیدایش گارنت در سنگهای گرانیتی پرآلومین میتواند به دلایل زیر روی دهد:
فاز رستیتی دیرگداز، زینوکریست دیرگداز از سنگ دربرگیرنده، محصول واکنش میان ماگما و زنولیتهای پلیتی سرشار از Al و Mn، نطفهبندی مستقیم از مذاب سیلیکاته.
مسکوویت
دادههای بهدستآمده از تجزیة نقطهای مسکوویتها بههمراه فرمول ساختاری آنها بر پایة 22 اکسیژن (جدول 6) نشان میدهد در ترکیب این کانیها مقدار AlVI (43/3-37/3) چشمگیر و مقدار Fe+2 (53/0-48/0) و Mg (16/0) بسیار کم است و مسکوویت فنژیتی بهشمار میروند؛ یعنی سرشار از عضو خالص مسکوویت همراه با نزدیک به 27% سازندة فنژیتی (شکل-6-E) هستند. این ترکیب گویای خاستگاه ماگمایی (اولیه) این کانی است (شکل 6-F). اندازة به نسبت درشت این کانی در تصویرهای میکروسکوپی نیز این موضوع را تأیید میکند. با وجود این، به باور کلارک (Clarke, 1992)، مسکوویت در گرانیتهای پرآلکالن میتواند از یکی از دو روش زیر پدید آمده باشد:
الف) تبلور ماگمایی در فشار کمابیش بالا؛
ب) و روش محتملتر، شکستگی سابسالیدوس آلومینوسیلیکاتها در حضور بخار آب.
بحث
مجموعة آذرین-دگرگونی شمال بیجار شامل دو سنگشناسی کاملاً متمایز متابازیتها (کرتاسه؟) و تودة لویکوگرانیتی (پس از کرتاسه؟) در نیمة شمالی پهنة سنندج-سیرجان است. تودة لویکوگرانیتی با مجموعه کانیهای کوارتز+آلبیت (An6)+آلکالی فلدسپارها (ارتوز و میکروکیلین)+مسکوویت+Mnگارنت (اسپسارتین)± بیوتیت و نیز نسبت A/CNK>1، یک گرانیت پرآلومین بهشمار میرود که با توجه به بافتهایی مانند منطقهبندی، میرمکیتی و آنتیراپاکیوی در ژرفای کم و بدون هیچگونه نشانهای از دگرگونی همبری درون سنگ میزبان متابازیتی تزریق و متبلور شده است. با وجود این، جدای از شواهد بافتی یادشده، شاید بتوان اینگونه تصور کرد که نبود هالة دگرگونی پیامد جایگزینی اولیة تودة آذرین درونی در ژرفای بسیار باشد. ازاینرو، تفاوت دمایی میان تودة گرانیتی و سنگهای میزبان چندان نیست و هالة دگرگونی همبری پدید نمیآید. در این صورت، انتظار میرود ساختهای شکلپذیر در سنگهای محل همبری دیده شوند. به هر روی، زنولیتهای متابازیتها و نیز اثرات تزریقی تودة آذرین درونی در میان شیستوزیتة سنگ میزبان، جوانتربودن تودة گرانیتی کاملاً روشن است.
سنگهای میزبان تودة لویکوگرانیتی شمال بیجار از گروه سنگهای دگرگونی ناحیهای درجه پایین تا متوسط (اسلیت، فیلیت، هورنبلند شیست و اپیدوت شیست) هستند و شیستها مجموعه کانیهای همایندِ رخسارة آمفیبولیت را نشان میدهند: مگنزیوهورنبلند (پارگازیت) + اپیدوت (پیستاشیتی) + الیگوکلاز (An22-25) +کوارتز ± گارنت. بررسیهای بافتی گویای رخداد دستکم دو مرحله دگرگونی ناحیهای و سپس دگرگونیهای دینامیکی و برگشتی هستند.
شکل 7. تصویرهای BSE و نمودارهای تغییرات ترکیب دو نمونه گارنت از مرکز به حاشیه A) نمودارهای تغییرات سازندة پایانیِ آلماندین؛ B) نمودارهای تغییرات سازندة پایانیِ گروسولار؛ C) نمودارهای تغییرات سازندة پایانیِ پیروپ؛ D) نمودارهای تغییرات سازندة پایانیِ اسپسارتین.
Figure 7. The BSE images and variations of end-members in two samples garnet from core to rim. A) the end-member variations of almandine; B) the end-member variations of grossular; C) the end-member variations of spessartine; D) the end-member variations of pyrope.
سنگمادر متابازیتها
توجه به کانیهای سازندة فراوانتر متابازیتها شامل مگنزیوهورنبلند (از گروه آمفیبولهای کلسیم-منیزیمدار) و اپیدوت پیستاشیتی نشان میدهد ترکیب سنگمادر (پروتولیت) این سنگها سرشار از کلسیم، آهن و منیزیم بوده است. ترسیم ترکیب شیمیایی این سنگها در نمودار شکل 8-A و نیز نمودار شکل 8-B این موضوع را نشان میدهد. همچنین، ترسیم دادههای این گروه سنگی در نمودار Co در برابر Th (شکل 4-B) و TAS (شکل 4-A) ثابت میکند سنگ مادر این سنگهای دگرگونی از گروه بازالتها و آندزیتهای بازالتی کالکآلکالن (یا معادل درونی آنها) بوده است.
محیط زمینساختی و سنگزایی
از آنجاییکه متابازیتها دچار دگرگونی ناحیهای در رخسارة آمفیبولیت شدهاند، برای تعیین محیط زمینساختی سنگمادر آنها از دو نمودار پیشنهادیِ پیرس (Pearce, 1982) و هولوچر و همکاران (Holocher et al., 2012) (شکلهای 9-A و 9-B) برای عنصرهای کمیاب بهره گرفته شد. همانگونهکه در این نمودارها دیده میشود، نمونههای این سنگها در محدودة MORB جای گرفتهاند. با وجود این در نمودار شکل 9-B، نشانههایی از گرایش آنها به کمانهای قارهای نیز دیده میشود. افزونبر نسبت Nb/Ta در این سنگها برابر با 22 و همانند سنگهای گوشتهای (بیشتر از 5/15) است (Wada and Wood, 2001).
همچنین، الگوی نمودارهای عنکبوتی چندعنصری متابازیتها که به ترکیب MORB بهنجار شده است (شکل 9-C) همخوانی نسبی آنها با الگوی MORB را نشان میدهد؛ هرچند عنصرها غنیشدگی نزدیک به 10 برابری نشان میدهند که احتمالاً ناشی از فرایند ذوببخشی از خاستگاه MORB است. با وجود این، آنومالی مثبت Pb را میتوان به دخالت سازندة فرورانش نسبت داد که با چگونگی جایگرفتن نمونهها در شکل 9-B نیز هماهنگی دارد.
با توجه به نمودار پیشنهادیِ چاپل و وایت (Chapell and White, 1974) (شکل 9-D)، تودة لویکوگرانیتی منطقه از نوع گرانیتهای مایل به گرانیتهای گروه S است که با مجموعه کانیهای پرآلومین و نسبت A/CNK بالاتر از یک (11/1-05/1) نیز تأیید میشود. افزونبر این، مقایسة نمودار عنکبوتی چندعنصری این توده با تودة نوع S ازنا در پهنة سنندج-سیرجان (Moazzen et al., 2004)، همخوانی بسیار خوب این دو توده را نیز نشان میدهد (شکل 9-E). از سوی دیگر، رسم دادههای این توده در نمودار Nb در برابر Y (شکل 9-F) نشان میدهد گرانیت یادشده از نوع گرانیتهای کمان آتشفشانی و برخورد قارهای است که در پی فرورانش سنگکرة اقیانوسی نئوتتیس به زیر پهنة سنندج-سیرجان پدید آمده است.
زمیندمافشارسنجی
دمافشارسنجی ترکیب آمفیبول در نمودار ایزوپلتهای TiO2 و Al2O3 در فضای P-T (شکل10-A) نشان میدهد آمفیبولهای متابازیتها در دمای 20±600 درجة سانتیگراد و فشار 15-13 کیلوبار پدید آمدهاند. از دیگر سو، دماسنجی بر پایة جفت کانی آمفیبول-پلاژیوکلاز به روش هولاند و بلاندی (Holland and Blundy, 1994) در رابطة آلبیت+ترمولیت=کوارتز+ادنیت، دمای 593-718 درجة سانتیگراد در فشار 2 کیلوبار و دمای 640-708 درجة سانتیگراد در فشار 8 کیلوبار را بهدست میدهد. دمافشارسنجی به روش پیشنهادیِ بهادرا و باتاچاریا (Bhadra and Bhattacharya, 2007) بر پایة واکنش 8 کوارتز + 2 پارگازیت = 2 آلبیت + چرماکیت + ترمولیت، شرایط پیدایش متابازیتهای منطقة بیجار را در دمای 730 درجة سانتیگراد و فشار 9-2/6 کیلوبار نشان میدهد. همچنین، پیدایش مرزهای مضرّس و آمیبیشکل بههمراه خاموشی موجی در بلورهای کوارتز این سنگها گویای دمای 700-500 درجة سانتیگراد (Boullier and Bouchez 1978; Stipp et al., 2002) و پیدایش بافت گرانوبلاستیک در بلورهای کوارتز و فلدسپار و نیز گسترش روبانهای چندبلوری کوارتز نشانة دمای 700-600 درجة سانتیگراد است (Bose and Sengopta, 2003).
شکل 8. تعیین سرشت سنگمادر سنگهای دگرگونی در A) نمودار C در برابر al-alk (Evans and Leake, 1960)؛ B) نمودار Ni در برابر Zr/Ti (Winchester et al., 1980).
Figure 8. Characterizing the protoliths of metabasites on A) c versus al-alk plot (Evans and Leake, 1960); B) Ni versus Zr/Ti plot (Winchester et al., 1980).
ترسیم دادههای پلاژیوکلازهای تودة لویکوگرانیتی در نمودار دماسنجی پیشنهادیِ نکواسیل (Nekvasil et al., 2000) در فشار 5/4 کیلوبار نشاندهندة دمای پیدایش آنها در 500 درجة سانتیگراد برای این کانی است (شکل 10-B). افزونبر این، به باور پاشیر و ترو (Passchier and Trow, 2010) پیدایش مرزهای برآمده (BLG) و مهاجرتی (GMB) در بلورهای کوارتز در شرایط دمایی نزدیک به 600 درجة سانتیگراد روی میدهد که البته میتواند دمای دگرریختی سنگ پس از تبلور نهایی نیز بهشمار آید. همچنین، به گفتة ورنون (Vernoon, 2004)، بافتهای میرمکیتی در گرانیتهای دگرریخت گویای دگرریختی در حالت جامد و گواهی بر بازیابی و بازتبلور در دمای 670-500 درجة سانتیگراد هستند. از سوی دیگر، منطقهبندی در گارنتهای تودة گرانیتی میتواند گویای نبود تحمل حرارتهای بالا بر این کانی ناهمگن باشد.
برداشت
در منطقة شمال بیجار در نیمة شمالی پهنة سنندج-سیرجان، تودة لویکوگرانیتی با بیش از 95درصد کانیهای روشن و بدون برجاگذاشتن هیچگونه نشانههایی از دگرگونی همبری در میان سنگ میزبان متابازیتی تزریق شده است. با وجود این، در منطقة مرزی بلافصل تودة آذرین درونی با سنگ میزبان، زنولیتهای متابازیتی به فراوانی دیده میشوند که گویای جوانتربودن تودة گرانیتی هستند.
سنگهای میزبان تودة گرانیتی شمال بیجار از اسلیت، فیلیت، هورنبلند شیست و اپیدوت شیست تشکیل شدهاند و شیستها مجموعه کانیهای همایندِ رخسارة آمفیبولیت را نشان میدهند. همچنین، ترکیب سنگمادر آنها سرشار از کلسیم، آهن و منیزیم (سنگهای آذرین بازیک کالکآلکالن) بوده است.
از دیدگاه محیط زمینساختی، نهاد متابازیتها، بازالتهای کالکآلکالن با اثراتی از کمانهای فرورانشی قارهای است.
تودة لویکوگرانیتی منطقه از نوع گرانیتهای پرآلومین مایل به نوع S است که همانند دیگر تودههای پهنة سنندج-سیرجان از نوع گرانیتهای کمان آتشفشانی و برخورد قارهای بوده است و بهدنبال فرورانش سنگکرة اقیانوسی نئوتتیس به زیر پهنة سنندج-سیرجان پدید آمده است.
نتایج دماسنجی سنگهای دگرگونی و گرانیتی منطقه نشاندهندة دمای تبلور کمترِ تودة آذرین گرانیتی (600-500 درجة سانتیگراد) نسبت به دمای پیدایش متابازیتها (نزدیک به 700-600 درجة سانتیگراد) هستند و همین توجیه خوبی برای نبود گسترش هالة دگرگونی همبری در محل همبری با متابازیتهاست.
شکل 9. نمودارهای محیط زمینساختی و سنگزایی A) نمودار دوتایی Ta/Yb در برابر Th/Yb (Pearce, 1982)؛ B) نمودار نسبت La/Yb در برابر Th/Nb (Holocher et al., 2012)؛ C) نمودار عنکبوتی عنصرهای کمیاب بهنجارشدة متابازیتها به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989)؛ D) نمودار SiO2 در برابر A/CNK (Chapell and White, 1974)؛E ) نمودار عنکبوتی عنصرهای کمیاب بهنجارشدة گرانیتها (خطوط سرخرنگ) با گرانیتهای پشتة اقیانوسی در مقایسه با گرانیتهای نوع S تودة ازنا (خطوط خاکستری (Moazzen et al., 2004)؛ F) نمودار Y در برابر Nb (Pearce et al., 1984).
Figure 9. The tectonic setting and petrogenetic diagrams. A) The Ta/Yb versus Th/Yb diagram (Pearce, 1982); B) The La/Yb versus Th/Nb diagram (Holocher et al., 2012); C) Primitive mantle-normalized multi-elements spider diagrams (Primitive mantle composition from Sun and McDonough (1989)); D) The A/CNK versus SiO2 diagram (Chapell and White, 1974); E) Trace element spider diagram for granites (red lines) normalized with ocean ridge granites compared with S-type granite of Azna body (grey lines; Moazzen et al., 2004); F) Y versus Nb diagram (Pearce et al., 1984)
شکل 10. A) نمودار دما- فشار ایزوپلتهای اکسیدهای اصلی TiO2 و Al2O3 در آمفیبولهای کلسیک (Ernst and Liu, 1998)؛ B) نمودار سهتایی Ab-An-Or برای برآورد دمای تعادلی کانی پلاژیوکلاز در فشار 5/4 کیلوبار (Nekvasil and et al., 2000).
Figure 10. A) P-T diagram by isopletes of TiO2 and Al2O3 in calcic amphiboles (Ernst and Liu, 1998); B) Ab-An-Or ternary plot for determining equilibrium temperature of plagioclase mineral in P= 4.5 kbar (Nekvasil and et al., 2000).