نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران
2 استاد، گروه زمینشناسی دانشکده علوم دانشگاه لرستان، لرستان، ایران
3 دکتری، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 دانشیار، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران
5 استادیار، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction
Granitoids represent the primary components of orogenic belts with a wide range of compositional variations (Kaygusuz et al., 2008). Therefore, analyzing the composition of granitoids contributes significantly to the understanding of continental crust formation and evolution (Barbarin, 1999). Mineral compositions provide insights into the pressure-temperature conditions and the nature of the magma during granite emplacement, and estimating these parameters for a magmatic body is crucial for interpreting petrogenesis and regional tectonic settings (Abdel-Rahman, 1994; Moazzen and Droop, 2005; Gomes and Neiva, 2005; Zhang et al., 2006; Mazhari et al., 2008; Shabani et al., 2010; Sahin et al., 2010). Mineral composition reflects the pressure, temperature, and magmatic characteristics during granite emplacement, and determining these physical and chemical conditions is essential for accurately interpreting petrogenetic processes and understanding the broader tectonic framework of a region (Mazhari et al., 2008; Shabani et al., 2010; Sahin et al., 2010). The mineral assemblage and its chemical composition within igneous rocks are significantly influenced by the original magma composition and the prevailing physicochemical conditions during the crystallization process. The minerals analyzed in this study—namely plagioclase, biotite, and amphibole—exhibit geochemical signatures that offer valuable insights into magmatic crystallization dynamics and melt evolution.
The purpose of this study is to investigate the chemistry of plagioclase, biotite, and amphibole minerals and to determine the magmatic origin on the base of chemical composition of aforementioned minerals.
Geological Setting
The Bagh pain granitoids are located between the geographical longitudes of 46'35°6'E and 46'33°46'E and the geographical latitudes of 36'25°36'N and 36'26°36'N, 50 km south of Shahin dej County and 50 km north of Takab City in the Sanandaj-Sirjan Zone. Based on geological maps and uranium-lead dating studies, the granitoid rocks of the region belonging to Late Cretaceous, were probably generated under the influence of the Late Laramide and Cimmerian orogenic phases. The rocks under study are classified as volcanic arc type and I-type granite.
Materials and Methods
In this study, a total of 120 samples were collected from all intrusive units during a field visit to the area, and the most intact specimens were selected based on minimal weathering. Subsequently, 40 thin sections were prepared at Bu-Ali Sina University in Hamedan, where petrological investigations were carried out using a polarizing microscope. In addition, 9 representative samples, carefully selected from over one hundred analyzed points, were sent to the University of Vienna, Austria, for detailed microprobe analysis. These samples were subsequently examined using high-resolution electron microscopy and backscattered electron (BSE) imaging techniques. After carbon coating, they underwent rapid semi-quantitative elemental analysis using a CAMECA SX Five Electron Microprobe equipped with a field emission cathode and an energy-dispersive X-ray (EDX) system, operating at an accelerating voltage of 20 keV, a probe current of 25 nanoamperes, and a beam diameter of 60 μm, in the Lithosphere Research Group laboratory at the University of Vienna.
Discussion
Abdel-Rahman (1994) through the analysis of MgO, Al₂O₃, and FeO oxides in biotite minerals, proposed several geochemical classification diagrams to categorize granitoid rocks into three distinct magma series, which correspond to three tectonic zones. These classifications are derived from the type and relative concentrations of iron, magnesium, and aluminum present within the mineral structure. Zone A corresponds to alkaline, non-orogenic igneous rocks. The C range encompasses calc-alkaline magmas typically generated in subduction-related orogenic settings and is representative of I-type granites, whereas the P range includes peraluminous magmas formed in collisional orogenic environments, which are characteristic of S-type granites. Based on the geochemical discrimination diagrams utilized in this study, all analyzed samples plot within the C range, thereby indicating that the biotites in the investigated area are genetically linked to subduction-related calc-alkaline magmatic systems. Considering the relative concentrations of Na₂O and Al₂O₃ compared to TiO₂, it is inferred that the amphiboles exhibit alkaline and pseudo-alkaline characteristics. Pseudo-alkaline amphiboles typically contain lower levels of Ti, Na, and Al than alkaline types. Accordingly, the amphiboles present in the regional granitoid rocks exhibit a pseudo-alkaline character, which is consistent with the whole-rock geochemical data. Moreover, the TiO₂ versus Al₂O₃ discrimination diagram clearly demonstrates the involvement of both mantle-derived magmatic input and crustal contributions in the genesis and subsequent evolution of these granitoid formations.
Conclusion
The Bagh-Pain granitoid body comprises granite, granodiorite, diorite, and aplite units, containing quartz, plagioclase, alkali feldspar, amphibole, and biotite as major minerals, along with zircon and apatite as accessory mineral phases. Detailed chemical analyses of biotite and plagioclase indicate that the plagioclases are oligoclase and andesine, while the biotites are magnesium-rich and re-equilibrated. This mineralogical composition corresponds with the green coloration of biotites in the region, their weak pleochroism, and the association of their source rocks with subduction-related tectonic settings. Additionally, the amphiboles are identified as calcium-rich edenite and pargasite types. Based on mineral chemistry data, these rocks are closely linked to calc-alkaline magmatism and are interpreted to have originated from mantle-derived magma that was subsequently modified by crustal contamination.
مقدمه
گرانیتوییدها سازندة اصلی کمربندهای کوهزایی هستند و تنوع ترکیبی گستردهای دارند (Kaygusuz et al., 2008). بنابراین شناخت گرانیتوییدها از دیدگاه ترکیبی میتواند به توسعه و تکمیل اطلاعات لازم در ارتباط با پوستة قارهای کمک کند (Barbarin, 1999). ترکیب کانیها نشاندهندة شرایط فشار و دما و سرشت ماگما هنگام جایگیری گرانیتهاست و برآورد فشار و دمای توده نقش مهمی در شناخت سنگزایی و زمینساخت ناحیهای دارد (مانند: Abdel-Rahman, 1994).
مجموعة کانیها و ترکیب آنها در سنگهای آذرین با ترکیب و شرایط فیزیکوشیمیایی ماگمای در برگیرندة آنها هنگام فرایند تبلور، ارتباط نزدیکی دارد. کانیهای پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول از کانیهایی هستند که در این پژوهش بررسی میشوند. بررسی شیمی این کانیها نتایج ارزشمندی از روند تبلور ماگمایی را مشخص میکند. بیوتیت و آمفیبول از کانیهای مهم فرومنیزین در سنگهای فلسیک هستند. از ترکیب شیمیایی کانی بیوتیت میتوان به شرایط فیزیکوشیمیایی ماگمای سازندة آن پی برد (Wones and Eugster, 1965; Abdel-Rahman, 1994). همچنین، کانی آمفیبول بهعلت تنوع ساختاری و ترکیب شیمیایی در بازة گستردهای از سنگهای گوناگون با فشار و دمای متفاوت پدیدار میشود و از لحاظ ترکیب شیمیایی نشاندهندة سرگذشت تبلور ماگمایی است (Johnson and Rutherford, 1989; Hammarstrom and Zen, 1986; Hollister et al., 1987; Schmidt, 1992; Esawi, 2004)
تودة گرانیتوییدی باغپایین در پهنة سنندج-سیرجان جای دارد و از دیدگاه کانیشناسی از کانی های اصلیِ پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول ساخته شده است. هدف این مقاله تعیین خاستگاه ماگمایی بر پایة شیمی کانیهای پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول است. از آنجاییکه تودة گرانیتوییدی شاهیندژ که از تودههای مهم منطقه تکاب است تا کنون از دیدگاه جایگاه زمینساختی و سنگزایی بررسی نشده است، یافتههای این پژوهش کاملکنندة بررسیهای پیشین و نظریههای پیشنهادی برای تحول زمینساختی پهنة سنندج-سیرجان شمالی است.
زمینشناسی منطقه
گرانیتوییدهای باغپایین در محدودة میان طـولهـای جغرافیــایی ۶ ′۳۵°۴۶ و ۳۳ʹ۳۶°۴۶ خاوری و عــرضهــای جغرافیـــایی ″۵۵ ′۲۵°۳۶ و ″۴۲ ′۲۶ °۳۶ شـــمالی در ۵۰ کیلومتری جنوب شهرستان شاهیندژ و ۵۰ کیلومتری شمال شهر تکاب در پهنة زمینساختاری سنندج- سیرجان جای دارند (شکل ۱).
پهنة سنندج- سیرجان کمربند ماگمایی- دگرگونی شمال باختری- جنوب خاوری است که در پی فرورانش پوستة اقیانوسی تتیس جوان به زیر خردقاره ایران مرکزی و برخورد ابرقارههای گندوانا و اوراسیا پدید آمده است (Berberian and King, 1981; Alavi, 1994). در واقع پدیدة ماگماتیسم ژوراسیک، پهنة سنندج- سیرجان را از زاگرس چینخورده و گسل تراستی جنوب آن جدا میکند (Hassanzadeh and Wernicke, 2016). به باور گانسـر (Gansser, 1981)، ایـران بخشـی از کمربنـد کوهزایی آلپ-هیمالیاست که متشـکل از خردقـارههـایی اسـت که به وسیله گسلهای بزرگ اصلی و یا زمیندرزهـا از هـم جـدا میشوند. بیشتر این پهنه از سـنگهـای دگرگـونی و تـودههـای آذرین درونی ساخته شـده اسـت و از بـاختر دریاچـه ارومیـه تـا شـمال بنـدرعباس بـا درازای نزدیک به 1500 کیلـومتر و پهنـای150 تـا 250 کیلومتر با راستای شمالباختری-جنـوب خـاوری ادامـه مـییابـد (Masoudi et al., 2012). به باور قاسمی و تالبوت (Ghasemi and Talbot, 2006)، پهنة سنندج-سیرجان بـه دو بخش شمالی و جنوبی دستهبندی میشود که چگونگی پیدایش آنهـا از هــم متفــاوت اســت. پهنــة جنــوبی شــامل ســنگهــای دگرگونی و دگرریختی است که در تریاس میانی تا بالایی پدید آمدهاند؛ اما سنگهـای بخـش شـمالی آن در کرتاسة پایانی دگرریخت شدهاند. تودههای آذرین درونی فراوانی در بخش شمالی پهنة سنندج-سـیرجان رخنمون دارنـد کـه از میان آنها میتوان تـودههـای آذرین درونی ارومیـه (Ghalamghash et al., 2009)، اشنویه (Ghalamghash et al., 2003)، پیرانشهر (Mazhari et al., 2009)، سقز (Arian et al., 2011)، نقده (Mazhari et al., 2011)، صوفیآباد (Azizi et al., 2011)، ملایر (Ahadnejad et al., 2011) و کمـپلکس گرانیتوییـدی همدان (Baharifar et al., 2004) را نام برد. گرانیتوییـدهای سنندج-سـیرجان سرشت کالـکآلکـالن دارند کـه ایـن ویژگی با الگوی فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس و پیدایش کمـان ماگمـــایی در حاشـــیة پوسـتة ایـــران مرکـــزی همخوانی دارد (Berberian and King, 1981). بیشتر گرانیتوییدهایی که در پهنة سنندج-سیرجان رخنمون دارند به سـن تریـاس بـالایی تـا ژوراسـیک (Arvin et al., 2007; Zarasvandi et al., 2019) تا ائوسن زیرین (Mazhari et al., 2009) هستند.
شکل ۱. A) نقشة سادهشدة پهنههای ساختاری ایران که در آن منطقه با ستاره نشان شده است؛ B) نقشة زمینشناسی 1:100000 منطقة ایرانخواه (Kholghi Khasraghi, 2008).
Figure 1. A) The simplified map of structural Zones of Iran (Yellow star study area; B) The geological map of Irankhah (1:100000) (Kholghi Khasraghi, 2008).
بر پایة نقشة زمینشناسی و بررسیهای سنسنجی به روش اورانیم – سرب، سنگهای گرانیتوییدی منطقة باغپایین، به سن کرتاسه پسین هستند و احتمالاً تحتتأثیر فازهای کوهزایی سیمرین پسین و لارامید پدید آمدهاند (نقشة زمینشناسی منطقة بررسیشده). این سنگها از نوع کمان آتشفشانی و گرانیت نوع I هستند. در جنوبباختری این توده، سنگهای رسوبی شامل (شیل، کوارتزیت، کمی دولومیت) توف و دیاباز رخنمون دارند که همسن سازند کهر (کهنترین واحدهای سنگی منطقه) هستند. همچنین، سنگهای ریولیت، تراکیآندزیت و داسیت به سن پرکامبرین نیز در این منطقه دیده میشوند. این سنگهای آتشفشانی درون سنگهای رسوبی همارز خود نفوذ کردهاند. سنگهای رسوبی (ماسهسنگ، شیل، سیلتستون، مارن و ...) ژوراسیک روی سنگهای کهنتر قرار گرفتهاند که همارز سازند شمشک هستند. در شمال منطقه سنگهای رسوبی آهکی و مارن به سن ژوراسیک و همارز سازندهای دلیچای و لار وجود دارد. دوران سوم در ناحیه با پیشروی دریا همراه بوده است و نشانههای آن بهصورت نهشتههای آواری و دریایی دیده میشود که شامل کنگلومرا همراه با لایههنایی از ماسه و مارن، تراسهای آبرفتی، نهشتههای تودهای تحکیمنیافته که دشت شاهیندژ را می پوشانند و در نهایت سنگ آهکهای تازه و تراورتن به سن پالئوژن هستند (برگرفته از نقشة زمینشناسی 1:100000 منطقة ایرانخواه).
مواد و روش انجام پژوهش
در انجام این پژوهش، نخست در پی بازدید میدانی از منطقه شمار ۱۲۰ نمونه از همة سنگهای آذرین درونی برداشت شد و پس از آن سالمترین نمونهها از نظر هوازدگی گزینش شدند و سپس از میان آنها ۴۰ مقطع نازک در دانشگاه بوعلی سینا همدان ساخته شد و با میکروسکوپ پلاریزان بررسیهای سنگشناسی روی آنها انجام شد. همچنین، 9 مقطع نازک با بیش از صد نقطه مشخصشده برای تجزیه با ریزکاوالکترونی آماده شدند. بررسی نمونهها با میکروسکوپ الکترونی و تصویرهای BSE انجام شد و نمونهها پس از انجام پوشش کربن با روش تجزیة ریزکاو الکترونی (EPMA) مدل CAMECA SX Five Electron Microprobe مجهز به کاتد انتشار میدانی و سیستم تجزیه و تحلیل پراکنده انرژی (EDX) برای تجزیه و تحلیل عنصری نیمهکمی سریع با پتانسیل شتابدهندة 20 KeV، جریان پروب 25 نانوآمپر و قطر پرتوی 60 میکرومتر در آزمایشگاه گروه تحقیقات لیتوسفر دانشگاه وین تجزیه شدند. کاتیونها با نرم افزارهای Cameca Probe for Windows و MagMin_PT بهدست آورده شدند.
سنگنگاری
با توجه به بررسیهای سنگنگاری، تودة گرانیتوییدی باغپایین در برگیرندة چهار واحد سنگی گرانیت، گرانودیوریت تا تونالیت، دیوریت و آپلیت است.
واحد گرانیتی
این سنگها بافتهای گرانولار با دانههای متفاوت (درشت بلور و زمینه)، پرتیتی و پوییکیلیتیک دارند. کانیهای اصلی سازندة آنها کوارتز (۴۰ تا ۴۵درصدحجمی)، پلاژیوکلاز (۱۵تا۲۰ درصدحجمی)، ارتوکلاز (۲۰ تا ۲۵ درصدحجمی)، بیوتیت (۵ تا ۱۰درصدحجمی)، آمفیبول (۵ درصدحجمی) و مسکوویت (۵ درصدحجمی) هستند. زیرکن، تیتانیت و تورمالین از کانیهای فرعی این سنگها هستند. خاموشی موجی کوارتز در پی تنش زمینساختی و دگرریختیِ شبکة بلورین کانیها پدید آمده است. رخداد پلاژیوکلاز بهصورت نیمهشکلدار تا شکلدار با ماکل کارلسباد و آلبیتی است. نشانههایی از سوسوریتی و سریستیشدن در پلاژیوکلازها دیده میشود که چهبسا پیامد بیتحرکی Al و Si، میزان سیالات، میزان K و همچنین، ترکیب پهنههای دگرسانشده است (Shelley, 1993). ارتوکلاز با ماکل کارلسباد و میکروکلین با ماکل مشبک رخداد دارد (شکل 2-A).
واحد گرانودیوریتی
این سنگها بافتهای گرانولار و میرمکیتی دارند. کانیهای اصلی سازندة آنها پلاژیوکلاز (۴۵ تا ۵۰ درصدحجمی)، کوارتز (۲۰ تا ۲۵ درصدحجمی)، ارتوکلاز (۱۰ تا ۱۵ درصدحجمی)، بیوتیت (۵ تا ۱۰ درصدحجمی) و آمفیبول (۵ درصدحجمی) هستند. پلاژیوکلازها شکلدار و نیمهشکلدار هستند و ماکل پلیسینتتیک و منطقهبندی بهخوبی در آنها دیده میشود و بیشتر آنها منطقهبندی دارند (شکل 2-B).کوارتز خاموشی موجی دارد و بیشتر کوارتزها بیشکل هستند. تورمالین، تیتانیت، روتیل و زیرکن از کانیهای فرعی این سنگها هستند (شکل 2-B).
شکل ۲. تصویرهای میکروسکوپی (در نور XPL) سنگهای منطقة باغپایین A) گرانیت؛ B) گرانودیوریت تا تونالیت؛ C) دیوریت؛ D) آپلیت.
Figure 2. Photomicrographs (in XPL) of Bagh Pain granitoid samples A) Granite; B) Granodirite to tonalite; C) Diorite; D) Aplite.
واحد دیوریتی
بافت شاخص آنها بیشکل تا نیمهشکلدار و دانهای است و بافت پورفیروییدی نیز در بخشهایی از این گروه سنگی دیده میشود. کانیهای اصلی سازندة آن پلاژیوکلاز (۴۰ تا ۴۵ درصدحجمی)، کوارتز (۵ تا ۱۰ درصدحجمی)، بیوتیت (۱۰ درصدحجمی)، آمفیبول (۱۵ تا ۲۰درصدحجمی) و ارتوز (۵ درصدحجمی) هستند و بیشتر حجم سنگ را کانیهای پلاژیوکلاز دربر گرفته است. آمفیبول با برجستگی بالا و چندرنگی سبز تا قهوهای دیده میشود. کانیهای فرعی مانند روتیل، آپاتیت و تیتانیت به مقدار کم دیده میشود (شکل 2-C).
واحد آپلیتی
آپلیتها بسیار دانهریز هستند بافت غالب این گروه سنگ دانهشکری است و کانیهای اصلی سازندة آن کوارتز (۴۵ تا ۵۰ درصدحجمی)، ارتوز (۳۰ تا ۴۰ درصدحجمی)، مسکوویت و بیوتیت (۱۵ تا ۲۰ درصدحجمی) هستند بیشتر آپلیتها بهصورت رگهای یافت میشوند و دایکهایی با ضخامتهای متغیر را پدید آوردهاند (شکل 2-D).
شکل ۳. تصویرهای میکروسکوپی (در نور XPL) از کانیهای پلاژیوکلاز، بیوتیت و آمفیبول در سنگهای منطقة باغپایین A) گرانیت؛ B) گرانودیوریت؛ C) دیوریت؛ D) گرانیت.
Figure 3. Photomicrographs (in XPL) of plagioclase, biotite and amphibole in the Bagh Pain granitoid samples A) Granite; B) Granodirite to tonalite; C) Diorite; D) Granite.
شیمی کانیها
پلاژیوکلاز
پلاژیوکلاز از فراوانترین کانیهای فلسیک در سنگهای منطقه است که به دو صورت درشت بلور و میکرولیت در این سنگها یافت میشود. ترکیب شیمیایی پلاژیوکلازها در جدول 1 آورده شده است فرمول ساختاری پلاژیوکلازها بر پایه 8 اکسیژن به دست آورده شده است. شواهد سنگنگاری گویای عملکرد متوسط دگرسانی روی این پلاژیوکلازها است. در پی دگرسانی کانیهای ثانویة سریسیت، کلسیت، کلریت، کانیهای رسی و نیز پدیدة سوسوریتیشدن (که مجموعهای از کانیها با اپیدوت+کلریت و زوییزیت جایگزین شدهاند) روی آنها دیده میشود.
جدول 1. دادههای ریزکاو الکترونی (بر پایة a.p.f.u.) برای کانی پلاژیوکلاز در تودة گرانیتوییدی باغپایین و فرمول ساختاری بهدستآمده برای آن بر پایه 8 اتم اکسیژن.
Table 1. Microprobe data (in a.p.f.u.) of plagioclase in Bagh Pain granitoid body and the calculated structural formula based on 8 oxygen atoms.
|
Point No. |
G73-A3 |
G73-A3 |
G73-A3 |
G73-A3 |
|
SiO2 |
61.64 |
61.56 |
60.37 |
61.30 |
|
TiO2 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
|
Al2O3 |
23.33 |
23.63 |
24.39 |
23.83 |
|
FeO |
0.13 |
0.16 |
0.13 |
0.18 |
|
MgO |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
|
MnO |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
|
CaO |
4.90 |
5.06 |
6.01 |
5.41 |
|
Na2O |
8.49 |
8.54 |
8.09 |
8.42 |
|
K2O |
0.59 |
0.41 |
0.34 |
0.39 |
|
Total |
99.09 |
99.38 |
99.35 |
99.55 |
|
Si |
2.76 |
2.75 |
2.70 |
2.73 |
|
Ti |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al |
1.23 |
1.24 |
1.29 |
1.25 |
|
Cr |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe3+ |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe2+ |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
|
Mn |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Ca |
0.24 |
0.24 |
0.29 |
0.26 |
|
Ba |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.74 |
0.74 |
0.70 |
0.73 |
|
K |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
|
Total |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
|
Ab |
73.24 |
73.58 |
69.55 |
72.20 |
|
An |
23.38 |
24.09 |
28.53 |
25.63 |
|
Or |
3.38 |
2.33 |
1.91 |
2.17 |
نمودار سهتایی Or-Ab-An (شکل 4)، برای ردهبندی پلاژیوکلاز سنگهای آذرین منطقه بهکار برده شد که بر پایة این نمودار، پلاژیوکلازها در بازة آندزین تا الیگوکلاز (۳۳.۱۸-۱۱.۰۳%An: ) جای گرفتهاند.
شکل ۴. نمودار ردهبندی فلدسپارها (Deer et al., 1992) برای پلاژیوکلازهای درون گرانیتویید باغپایین.
Figure 4. Feldspar classification diagram (Deer et al., 1992) for the plagioclases in the Bagh Pain granitoid.
عواملی مانند تغییرات فشارآب، آمیختگی ماگما، تغییر ترکیب شیمیایی ماگما، نبود تعادل شیمیایی بهعلت تغییر شرایط فیزیکی و ترمودینامیکی سیستم ماگمایی هنگام تبلور ماگما و تغییرات سرعت انتشار ترکیبات سازندة کانی نسبت به سطح بلور ناشی از منطقهبندی بهویژه منطقهبندی نوسانی در کانی پلاژیوکلاز است. جایگیری ماگما در پوسته فشار را کاهش میدهد که این امر به خروج سریع بخارها و منفیشدن شیب منحنیهای انجماد و در نهایت موجب تبلور قشرهای کلسیمی و انحلال قشرهای سدیمیتر میانجامد. جایگاه زمینساختی نمونههای بررسیشده در یک حاشیة فعال قارهای بوده است و این نمونهها از نوع گرانیتوییدهای وابسته به فرورانش هستند. ازاینرو، آزادشدن آب از تختة فرورونده هنگام افزایش فشار، ترکیبات پوستهای، پیشرفت واکنشهای دگرگونی و رسوبهای همراه تختة فرورونده بر شرایط فیزیکوشیمیایی محیط پیدایش بلورها موثر بوده است. با توجه به تغییرات شیمیایی ماگما و تغییرات گریزندگی اکسیژن رخ داده در این منطقه و همچنین، حضور کانیهای آبدار میتوان نقش آب در تغییرات ترکیب و منطقهبندی پلاژیوکلازها را مؤثر دانست.
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
|
Point No. |
G73-A3 |
G73 |
G73-A4 |
G73-A4 |
G73-A4 |
G56-A2 |
G73 |
G73 |
G56 |
|
SiO2 |
63.84 |
61.82 |
61.23 |
61.26 |
61.63 |
61.72 |
61.75 |
61.39 |
61.50 |
|
TiO2 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al2O3 |
22.01 |
23.32 |
23.84 |
23.57 |
23.53 |
22.31 |
23.63 |
23.89 |
23.50 |
|
FeO |
0.13 |
0.14 |
0.11 |
0.15 |
0.13 |
0.17 |
0.11 |
0.14 |
0.11 |
|
MgO |
0.00 |
0.00 |
0.04 |
0.02 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
|
MnO |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
CaO |
3.26 |
4.89 |
5.22 |
5.13 |
5.02 |
3.58 |
4.90 |
5.40 |
4.94 |
|
Na2O |
9.71 |
3.26 |
4.89 |
6.58 |
3.47 |
2.84 |
5.13 |
4.90 |
2.69 |
|
K2O |
0.23 |
9.71 |
8.69 |
7.86 |
9.71 |
9.84 |
8.62 |
8.69 |
10.32 |
|
Total |
99.18 |
99.22 |
99.17 |
99.39 |
99.49 |
99.51 |
99.59 |
98.57 |
99.24 |
|
Si |
2.84 |
2.76 |
2.74 |
2.74 |
2.74 |
2.77 |
2.75 |
2.74 |
2.72 |
|
Ti |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al |
1.15 |
1.23 |
1.26 |
1.24 |
1.23 |
1.21 |
1.24 |
1.25 |
1.26 |
|
Cr |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe3+ |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Fe2+ |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
|
Mn |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Ca |
0.16 |
0.23 |
0.25 |
0.25 |
0.24 |
0.21 |
0.23 |
0.26 |
0.26 |
|
Ba |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.84 |
0.75 |
0.74 |
0.75 |
0.76 |
0.78 |
0.75 |
0.73 |
0.74 |
|
K |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
|
Total |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
|
Ab |
83.27 |
74.84 |
73.43 |
73.46 |
74.95 |
77.42 |
74.87 |
72.54 |
72.85 |
|
An |
15.45 |
23.30 |
24.92 |
24.14 |
23.54 |
21.16 |
23.32 |
25.68 |
25.93 |
|
Or |
1.27 |
1.86 |
1.64 |
2.40 |
1.50 |
1.42 |
1.81 |
1.79 |
1.22 |
بیوتیت
ترکیب شیمیایی بیوتیت ها در جدول 2 آورده شده است. فرمول ساختاری بر پایة 22 اتم اکسیژن بهدست آورده شده است. یکی از ردهبندیهای متداول برای تعیین ترکیب میکاهای هشتوجهی سهگانه، چهار ضلعی ASPE (آنیت، سیدروفیلت، فلوگوپیت و ایستونیت) است (شکل 5-A). این چهارضلعی بر پایة دو متغیر Fe/Fe+Mg و AlIV پیشنهاد شده است (Deer et al., 1992).
ترکیب میکاهای بررسیشده در قلمروی بیوتیت و بین قطب آنیت و سیدروفیلیت جای گرفته است و هیچیک در قلمروی فلوگوپیت نیستند. فوستر (Foster, 1960) ردهبندی میکاها را بر پایة مقدار کاتیونی Mg، Mn، Fe+2، Ti، Fe+3 وAlVI پیشنهاد و ارتباط این کاتیونها با نوع میکا را تعیین کرد. بر پایة این ردهبندی، ترکیب بیوتیتهای تودة باغپایین در محدودة بیوتیتهای غنی از منیزیم است (شکل 5-B).
از آنجاییکه ترکیب شیمیایی بیوتیتها گویای شرایط سنگهای ماگمای میزبان آنهاست، بنابراین باید بررسی شود بیوتیتهای بررسیشده ماگمایی و اولیه باشند تنها در این صورت ترکیب شیمیایی آنها میتواند بازتابی از شرایط ماگما باشد. برای تفکیک بیوتیتهای اولیه از ثانویه از نمودار سهتایی FeO+MnO- MgO-10TiO2 بهکار برده شد. این نمودار بیوتیتهای اولیه ماگمایی را از بیوتیتهای که تا اندازهای دچار بازتعادل شدهاند و نیز بیوتیتهای نوظهور جدا میکند.
بررسی بیوتیتهای منطقه در نمودار یادشده نشان میدهد این نمونهها در محدودة بیوتیتهای بازمتعادلشده جای گرفتهاند؛ اما با توجه به دادههای جدول 2 برای بیوتیتها، مقدار 1>AlVI و همچنین، AlIV>1 (که از ویژگیهای بیوتیتهای ماگمایی است)، بیوتیتهای منطقة باغپایین بهطور ذاتی سرشت ماگمایی دارند؛ اما در هنگام سیر تکاملی سنگ میزبان خود دستخوش تغییر شدهاند. همچنین، مقدار AlIV>1 نشان میدهد بیوتیتهای منطقه از سیال گرمابی پدید آمدهاند که از یک ماگمای آبدار جدا شده است (شکل 5-C).
جدول 2. دادههای ریزکاو الکترونی (بر پایة a.p.f.u.) برای کانی بیوتیت در تودة گرانیتوییدی باغپایین و فرمول ساختاری بهدستآمده برای آن بر پایه 22 اتم اکسیژن.
Table 2. Microprobe data (in a.p.f.u.) of biotite in Bagh Pain granitoid body and the calculated structural formula based on 22 oxygen atoms.
|
Point No. |
G73-A1 |
G73-A1 |
G73 |
G73 |
|
SiO2 |
36.22 |
36.07 |
36.48 |
36.14 |
|
TiO2 |
3.47 |
3.37 |
3.24 |
2.81 |
|
Al2O3 |
13.75 |
14.14 |
13.66 |
13.95 |
|
FeO |
18.10 |
17.76 |
18.34 |
18.18 |
|
MnO |
0.28 |
0.32 |
0.27 |
0.30 |
|
MgO |
12.38 |
12.35 |
12.41 |
12.20 |
|
CaO |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.03 |
|
Na2O |
0.06 |
0.08 |
0.04 |
0.07 |
|
K2O |
9.39 |
9.41 |
9.33 |
9.11 |
|
BaO |
0.55 |
0.60 |
0.47 |
0.50 |
|
F |
0.38 |
0.34 |
0.39 |
0.39 |
|
Total |
94.58 |
94.44 |
94.62 |
93.67 |
|
Si |
5.59 |
5.56 |
5.62 |
5.62 |
|
AlIV |
2.41 |
2.44 |
2.38 |
2.38 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
AIVI |
0.08 |
0.14 |
0.10 |
0.17 |
|
Ti |
0.40 |
0.39 |
0.38 |
0.33 |
|
Fe2+ |
2.33 |
2.29 |
2.36 |
2.36 |
|
Mn |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
|
Mg |
2.85 |
2.84 |
2.85 |
2.83 |
|
Sum O |
5.70 |
5.70 |
5.72 |
5.73 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
|
K |
1.85 |
1.85 |
1.83 |
1.81 |
|
Ba |
0.03 |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
|
Sum A |
1.90 |
1.91 |
1.87 |
1.86 |
|
F |
0.18 |
0.17 |
0.19 |
0.19 |
|
Total |
15.60 |
15.61 |
15.59 |
15.59 |
به باور لالونده و برنارد (Lalonde and Bernard, 1993)، رنگ کانی بیوتیت با میزان Mg، Fe+3 و Ti و نیز محیط زمینساختی سنگ میزبان بیوتیتها در ارتباط است؛ بهگونهایکه بیوتیتهای سرخرنگ معمولاً در گرانیتهای برخوردی پرآلومینوس یافت میشوند و Fetotal و Fe+2 بالایی دارند؛ اما بیوتیتهای سبز و قهوهای در گرانیتهای با کمان ماگمایی (فرورانش نئوتتیس به زیر خردقارة ایران مرکزی) مرتبط هستند و از منیزیم غنی هستند (Lalonde and Bernard, 1993) که این ویژگی با بیوتیتهای سبزرنگ منطقة باغپایین و با سنگ میزبان مرتبط با محیط فرورانش آنها همخوانی دارد.
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G73 |
G73-A2 |
G55 |
G55 |
G55-A3 |
G55 |
G55 |
G55 |
|
SiO2 |
36.36 |
36.79 |
36.40 |
35.98 |
36.22 |
36.57 |
36.28 |
36.60 |
|
TiO2 |
2.72 |
2.61 |
3.27 |
2.43 |
3.12 |
3.34 |
2.76 |
2.77 |
|
Al2O3 |
13.89 |
13.99 |
13.57 |
14.23 |
13.82 |
14.34 |
13.81 |
14.21 |
|
FeO |
17.86 |
17.96 |
18.92 |
18.33 |
18.64 |
18.10 |
18.79 |
18.30 |
|
MnO |
0.28 |
0.24 |
0.30 |
0.33 |
0.34 |
0.28 |
0.32 |
0.29 |
|
MgO |
12.66 |
12.70 |
12.19 |
12.05 |
11.80 |
11.80 |
12.17 |
12.35 |
|
CaO |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.03 |
0.00 |
|
Na2O |
0.06 |
0.03 |
0.06 |
0.07 |
0.05 |
0.07 |
0.05 |
0.06 |
|
K2O |
9.50 |
9.47 |
9.40 |
9.07 |
9.49 |
9.49 |
9.03 |
9.47 |
|
BaO |
0.49 |
0.36 |
0.51 |
0.48 |
0.52 |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
|
F |
0.37 |
0.40 |
0.31 |
0.40 |
0.30 |
0.28 |
0.33 |
0.33 |
|
Total |
94.20 |
94.55 |
94.93 |
93.37 |
94.28 |
94.76 |
93.85 |
94.55 |
|
Si |
5.62 |
5.65 |
5.61 |
5.61 |
5.62 |
5.62 |
5.63 |
5.63 |
|
AlIV |
2.38 |
2.35 |
2.39 |
2.39 |
2.38 |
2.38 |
2.37 |
2.37 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
AIVI |
0.15 |
0.18 |
0.08 |
0.23 |
0.15 |
0.21 |
0.16 |
0.20 |
|
Ti |
0.32 |
0.30 |
0.38 |
0.29 |
0.36 |
0.39 |
0.32 |
0.32 |
|
Fe2+ |
2.31 |
2.31 |
2.44 |
2.39 |
2.42 |
2.32 |
2.44 |
2.35 |
|
Mn |
0.04 |
0.03 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
|
Mg |
2.92 |
2.91 |
2.80 |
2.80 |
2.73 |
2.70 |
2.82 |
2.83 |
|
Sum O |
5.73 |
5.73 |
5.74 |
5.75 |
5.70 |
5.66 |
5.78 |
5.74 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
|
Na |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
|
K |
1.87 |
1.86 |
1.85 |
1.81 |
1.88 |
1.86 |
1.79 |
1.86 |
|
Ba |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
|
Sum A |
1.92 |
1.89 |
1.90 |
1.86 |
1.92 |
1.91 |
1.83 |
1.88 |
|
F |
0.18 |
0.19 |
0.15 |
0.20 |
0.15 |
0.14 |
0.16 |
0.16 |
|
Total |
15.65 |
15.62 |
15.63 |
15.61 |
15.62 |
15.57 |
15.60 |
15.62 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G55 |
G56 |
G56 |
G56 |
G56-A1 |
G56-A1 |
G56 |
G56 |
|
SiO2 |
35.86 |
36.55 |
36.10 |
36.25 |
36.48 |
36.22 |
36.19 |
36.06 |
|
TiO2 |
3.15 |
3.00 |
3.21 |
3.09 |
2.70 |
2.67 |
2.68 |
2.81 |
|
Al2O3 |
13.59 |
14.15 |
13.96 |
13.94 |
14.55 |
14.50 |
14.18 |
13.84 |
|
FeO |
19.02 |
18.40 |
18.95 |
18.81 |
17.68 |
17.88 |
18.17 |
18.71 |
|
MnO |
0.32 |
0.29 |
0.33 |
0.31 |
0.34 |
0.38 |
0.30 |
0.29 |
|
MgO |
11.94 |
11.79 |
11.83 |
11.96 |
12.21 |
11.98 |
11.78 |
11.85 |
|
CaO |
0.02 |
0.04 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.06 |
0.08 |
|
Na2O |
0.06 |
0.06 |
0.07 |
0.08 |
0.06 |
0.09 |
0.06 |
0.05 |
|
K2O |
9.18 |
9.22 |
9.31 |
9.35 |
9.51 |
9.36 |
9.03 |
9.04 |
|
BaO |
0.49 |
0.36 |
0.49 |
0.46 |
0.48 |
0.47 |
0.35 |
0.40 |
|
F |
0.31 |
0.35 |
0.36 |
0.36 |
0.44 |
0.36 |
0.36 |
0.35 |
|
Total |
93.92 |
94.90 |
94.58 |
94.64 |
94.43 |
94.43 |
93.91 |
93.55 |
|
Si |
5.59 |
5.64 |
5.58 |
5.60 |
5.61 |
5.61 |
5.64 |
5.63 |
|
AlIV |
2.41 |
2.36 |
2.42 |
2.40 |
2.39 |
2.39 |
2.36 |
2.37 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
AIVI |
0.09 |
0.22 |
0.13 |
0.14 |
0.25 |
0.26 |
0.25 |
0.17 |
|
Ti |
0.37 |
0.35 |
0.37 |
0.36 |
0.31 |
0.31 |
0.31 |
0.33 |
|
Fe2+ |
2.48 |
2.38 |
2.45 |
2.43 |
2.27 |
2.32 |
2.37 |
2.44 |
|
Mn |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
|
Mg |
2.78 |
2.71 |
2.73 |
2.75 |
2.80 |
2.77 |
2.74 |
2.76 |
|
Sum O |
5.76 |
5.69 |
5.72 |
5.72 |
5.68 |
5.70 |
5.71 |
5.74 |
|
Ca |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
|
Na |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
|
K |
1.83 |
1.82 |
1.84 |
1.84 |
1.87 |
1.85 |
1.80 |
1.80 |
|
Ba |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
|
Sum A |
1.88 |
1.86 |
1.89 |
1.90 |
1.91 |
1.90 |
1.85 |
1.85 |
|
F |
0.15 |
0.17 |
0.18 |
0.18 |
0.21 |
0.18 |
0.18 |
0.17 |
|
Total |
15.64 |
15.56 |
15.61 |
15.62 |
15.59 |
15.60 |
15.56 |
15.59 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G59 |
G59-A1 |
|
SiO2 |
35.89 |
35.63 |
36.18 |
36.30 |
36.15 |
36.13 |
36.41 |
36.00 |
|
TiO2 |
3.01 |
3.07 |
2.55 |
3.13 |
2.80 |
2.71 |
3.26 |
3.00 |
|
Al2O3 |
13.98 |
13.74 |
14.24 |
14.12 |
14.16 |
14.15 |
13.43 |
13.72 |
|
FeO |
18.49 |
19.46 |
18.22 |
18.87 |
18.21 |
18.78 |
18.70 |
18.67 |
|
MnO |
0.32 |
0.31 |
0.38 |
0.30 |
0.32 |
0.34 |
0.27 |
0.25 |
|
MgO |
11.78 |
11.70 |
12.20 |
11.68 |
12.05 |
11.96 |
12.08 |
12.09 |
|
CaO |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.12 |
0.05 |
0.04 |
|
Na2O |
0.06 |
0.07 |
0.06 |
0.06 |
0.06 |
0.08 |
0.05 |
0.08 |
|
K2O |
9.17 |
9.29 |
9.34 |
9.28 |
9.36 |
8.78 |
9.21 |
9.16 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G56 |
G59 |
G59-A1 |
|
BaO |
0.54 |
0.55 |
0.53 |
0.61 |
0.38 |
0.37 |
0.34 |
0.52 |
|
F |
0.34 |
0.31 |
0.36 |
0.37 |
0.41 |
0.35 |
0.31 |
0.24 |
|
Total |
93.49 |
93.57 |
94.02 |
94.04 |
94.47 |
94.87 |
95.45 |
94.10 |
|
Si |
5.60 |
5.57 |
5.61 |
5.60 |
5.61 |
5.61 |
5.64 |
5.61 |
|
AlIV |
2.40 |
2.43 |
2.39 |
2.40 |
2.39 |
2.39 |
2.36 |
2.39 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
AIVI |
0.17 |
0.09 |
0.21 |
0.17 |
0.20 |
0.20 |
0.10 |
0.13 |
|
Ti |
0.35 |
0.36 |
0.30 |
0.36 |
0.33 |
0.32 |
0.38 |
0.35 |
|
Fe2+ |
2.41 |
2.54 |
2.36 |
2.44 |
2.36 |
2.44 |
2.42 |
2.43 |
|
Mn |
0.04 |
0.04 |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
|
Mg |
2.74 |
2.72 |
2.82 |
2.69 |
2.79 |
2.77 |
2.79 |
2.81 |
|
Sum O |
5.72 |
5.76 |
5.74 |
5.70 |
5.72 |
5.77 |
5.73 |
5.76 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
|
Na |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
|
K |
1.83 |
1.85 |
1.85 |
1.83 |
1.85 |
1.74 |
1.82 |
1.82 |
|
Ba |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
|
Sum A |
1.88 |
1.90 |
1.89 |
1.88 |
1.89 |
1.80 |
1.87 |
1.88 |
|
F |
0.17 |
0.15 |
0.18 |
0.18 |
0.20 |
0.17 |
0.15 |
0.12 |
|
Total |
15.60 |
15.67 |
15.64 |
15.58 |
15.61 |
15.57 |
15.59 |
15.64 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
|
SiO2 |
36.03 |
36.43 |
36.51 |
35.90 |
36.05 |
35.98 |
36.56 |
|
TiO2 |
3.14 |
3.34 |
3.38 |
3.14 |
2.85 |
3.21 |
3.09 |
|
Al2O3 |
13.55 |
13.50 |
13.72 |
13.67 |
13.75 |
13.86 |
13.93 |
|
FeO |
18.72 |
18.57 |
18.39 |
18.74 |
18.26 |
18.57 |
18.09 |
|
MnO |
0.27 |
0.23 |
0.19 |
0.22 |
0.21 |
0.24 |
0.21 |
|
MgO |
12.12 |
12.35 |
12.24 |
11.85 |
12.14 |
11.84 |
12.39 |
|
CaO |
0.02 |
0.00 |
0.00 |
0.03 |
0.06 |
0.00 |
0.01 |
|
Na2O |
0.05 |
0.06 |
0.09 |
0.05 |
0.05 |
0.09 |
0.08 |
|
K2O |
9.32 |
9.44 |
9.54 |
9.29 |
8.95 |
9.31 |
9.37 |
|
BaO |
0.50 |
0.49 |
0.47 |
0.68 |
0.38 |
0.43 |
0.24 |
|
F |
0.25 |
0.32 |
0.30 |
0.27 |
0.33 |
0.27 |
0.34 |
|
Total |
93.33 |
93.96 |
94.71 |
94.82 |
93.04 |
93.78 |
94.29 |
|
Si |
5.61 |
5.62 |
5.62 |
5.60 |
5.64 |
5.60 |
5.63 |
|
AlIV |
2.39 |
2.38 |
2.38 |
2.40 |
2.36 |
2.40 |
2.37 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
AIVI |
0.10 |
0.07 |
0.11 |
0.12 |
0.17 |
0.15 |
0.16 |
|
Ti |
0.37 |
0.39 |
0.39 |
0.37 |
0.34 |
0.38 |
0.36 |
|
Fe2+ |
2.44 |
2.40 |
2.37 |
2.45 |
2.39 |
2.42 |
2.33 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
|
Mn |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
|
Mg |
2.81 |
2.84 |
2.81 |
2.76 |
2.83 |
2.75 |
2.84 |
|
Sum O |
5.75 |
5.72 |
5.70 |
5.72 |
5.75 |
5.72 |
5.72 |
|
Ca |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
|
K |
1.85 |
1.86 |
1.87 |
1.85 |
1.78 |
1.85 |
1.84 |
|
Ba |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
0.02 |
0.03 |
0.01 |
|
Sum A |
1.90 |
1.90 |
1.93 |
1.91 |
1.83 |
1.90 |
1.88 |
|
F |
0.12 |
0.15 |
0.15 |
0.13 |
0.16 |
0.14 |
0.17 |
|
Total |
15.65 |
15.63 |
15.62 |
15.63 |
15.58 |
15.62 |
15.60 |
شکل 5. ردهبندی بیوتیتهای منطقة باغپایین در A) نمودار دوتایی Fe/(Fe+Mg)) در برابر AlIV (Deer et al., 1992)؛ B) نمودار سهتایی Mg-(Fe+2+Mn)-AlV4+Fe+3+Ti برای تفکیک بیوتیتهای آهندار و منیزیمدار (Foster, 1960)؛ C) نمودار سهتایی 10TiO2-FeO*+MnO- MgO (Nachit, 2005).
Figure 5. Classification of biotites from the Bagh Pain area in A) Fe/(Fe+Mg) versus AlIV binary diagram of (Deer et al., 1992); B) Mg-(Fe+2+Mn)-(AlV4+Fe+3+Ti) ternary diagram to distinguish iron- and magnesium-bearing biotites (Foster, 1960); C) 10TiO2 - FeO*+MnO- MgO ternary diagram (Nachit, 2005).
آمفیبول
آمفیبولها از گروه اینوسیلیکاتهای دو زنجیرهای هستند که ترکیب شیمیایی و ساختار کانیشناسی متنوعی دارند. برای بهدستآوردن فرمول ساختاری این کانیها روش 13 کاتیونی و 23 اتم اکسیژن (Leake et al., 1997) بهکار برده شد. آمفیبولها برای ارزیابی شرایط P-T تودههای آذرین درونی کالکآلکالن جایگیرشده در کمربندهای کوهزایی مناسب هستند. برای نامگذاری آمفیبولها از ردهبندی جدید بهره گرفت شد که بر پایة فرمول شیمیایی آمفیبول و با کمک ریزکاوالکترونی یا روشهای زمینشیمیایی حاوی مواد فرار اندازهگیری میشود و با افزودن دادههای تجزیة ساختاری و طیفسنجی تکمیل شده است. این ردهبندی برای نامگذاری آمفیبولها در نمونة دستی یا مقاطع میکروسکوپی بهکار برده نمیشود (Hawthorne et al., 2012). بر پایة این ردهبندی نمونههای آمفیبول در بازة ادنیت و به مقدار کمتر پارگازیت جای میگیرند (شکل 6).
جدول 3. دادههای ریزکاو الکترونی برای (بر پایة a.p.f.u.) کانی آمفیبول در تودة گرانیتوییدی باغپایین و فرمول ساختاری بهدستآمده برای آن بر پایه 23 اتم اکسیژن.
Table 3. Microprobe data (in a.p.f.u.) of amphibole in Bagh Pain granitoid body and the calculated structural formula based on 23 oxygen atoms.
|
Point No. |
G73-A1 |
G55-A4 |
G55-A4 |
G56-A3 |
G56-A3 |
G59-A1 |
G59-A1 |
G59 |
|
SiO2 |
47.78 |
45.49 |
45.62 |
45.03 |
48.01 |
45.45 |
45.76 |
45.93 |
|
TiO2 |
0.98 |
1.11 |
0.96 |
1.10 |
0.57 |
1.27 |
1.02 |
1.15 |
|
Al2O3 |
6.37 |
7.73 |
7.49 |
7.94 |
5.87 |
7.54 |
6.99 |
7.39 |
|
FeO |
14.29 |
16.58 |
16.54 |
15.91 |
15.22 |
16.13 |
15.79 |
15.63 |
|
MnO |
0.44 |
0.48 |
0.50 |
0.41 |
0.51 |
0.39 |
0.43 |
0.42 |
|
MgO |
13.44 |
11.48 |
11.76 |
11.92 |
13.02 |
11.76 |
12.20 |
12.28 |
|
CaO |
11.91 |
11.61 |
11.94 |
11.71 |
11.92 |
11.52 |
11.72 |
11.60 |
|
Na2O |
1.19 |
1.51 |
1.41 |
1.45 |
1.08 |
1.52 |
1.41 |
1.51 |
|
K2O |
0.56 |
0.77 |
0.74 |
0.82 |
0.54 |
0.67 |
0.66 |
0.64 |
|
Total |
96.95 |
96.78 |
96.99 |
96.31 |
96.75 |
96.28 |
96.02 |
96.58 |
|
Si |
7.10 |
6.88 |
6.89 |
6.83 |
7.17 |
6.89 |
6.95 |
6.92 |
|
Al |
0.91 |
1.12 |
1.11 |
1.17 |
0.83 |
1.11 |
1.05 |
1.08 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
Ti |
0.11 |
0.13 |
0.11 |
0.13 |
0.07 |
0.15 |
0.12 |
0.13 |
|
Al |
0.21 |
0.26 |
0.22 |
0.25 |
0.20 |
0.24 |
0.20 |
0.23 |
|
Fe2+ |
1.71 |
2.03 |
2.02 |
1.93 |
1.83 |
1.96 |
1.93 |
1.88 |
|
Mg |
2.97 |
2.59 |
2.65 |
2.69 |
2.90 |
2.66 |
2.76 |
2.76 |
|
Sum C |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
|
Mn2+ |
0.06 |
0.06 |
0.06 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
|
Fe2+ |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.09 |
0.07 |
0.08 |
0.08 |
0.09 |
|
Ca |
1.88 |
1.87 |
1.87 |
1.86 |
1.87 |
1.87 |
1.87 |
1.86 |
|
Sum B |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
|
Ca |
0.02 |
0.01 |
0.06 |
0.04 |
0.04 |
0.00 |
0.04 |
0.01 |
|
Li |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.34 |
0.44 |
0.41 |
0.43 |
0.31 |
0.45 |
0.42 |
0.44 |
|
K |
0.11 |
0.15 |
0.14 |
0.16 |
0.10 |
0.13 |
0.13 |
0.12 |
|
Sum A |
0.46 |
0.60 |
0.62 |
0.63 |
0.46 |
0.58 |
0.58 |
0.58 |
|
O (non-W) |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
|
Total |
15.46 |
15.60 |
15.62 |
15.63 |
15.46 |
15.58 |
15.58 |
15.58 |
جدول 3. ادامه.
Table 3. Continued.
|
Point No. |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59 |
G59-A2 |
G59 |
|
SiO2 |
45.22 |
46.24 |
45.56 |
46.10 |
46.24 |
46.14 |
46.07 |
|
TiO2 |
1.09 |
1.04 |
1.11 |
1.12 |
1.02 |
1.10 |
1.10 |
|
Al2O3 |
7.99 |
7.40 |
7.47 |
7.02 |
6.96 |
7.24 |
7.23 |
|
FeO |
16.44 |
15.85 |
15.97 |
15.97 |
15.86 |
15.54 |
15.50 |
|
MnO |
0.44 |
0.37 |
0.42 |
0.40 |
0.46 |
0.40 |
0.50 |
|
MgO |
11.67 |
12.23 |
11.95 |
12.03 |
12.20 |
12.34 |
12.41 |
|
CaO |
11.67 |
11.62 |
11.70 |
11.90 |
11.58 |
11.61 |
11.79 |
|
Na2O |
1.48 |
1.56 |
1.44 |
1.31 |
1.43 |
1.49 |
1.40 |
|
K2O |
0.78 |
0.67 |
0.73 |
0.66 |
0.58 |
0.61 |
0.64 |
|
Total |
96.79 |
96.99 |
96.38 |
95.51 |
96.36 |
96.51 |
96.65 |
|
Si |
6.84 |
6.94 |
6.90 |
6.96 |
6.98 |
6.95 |
6.93 |
|
Al |
1.17 |
1.06 |
1.10 |
1.04 |
1.02 |
1.05 |
1.07 |
|
Sum T |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
|
Ti |
0.12 |
0.12 |
0.13 |
0.13 |
0.12 |
0.13 |
0.13 |
|
Al |
0.26 |
0.24 |
0.23 |
0.21 |
0.22 |
0.23 |
0.21 |
|
Fe2+ |
1.99 |
1.90 |
1.95 |
1.96 |
1.92 |
1.87 |
1.88 |
|
Mg |
2.63 |
2.74 |
2.70 |
2.71 |
2.75 |
2.77 |
2.78 |
|
Sum C |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
5.00 |
|
Mn2+ |
0.06 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.06 |
|
Fe2+ |
0.09 |
0.09 |
0.08 |
0.06 |
0.09 |
0.09 |
0.07 |
|
Ca |
1.85 |
1.87 |
1.87 |
1.89 |
1.86 |
1.86 |
1.86 |
|
Sum B |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
|
Ca |
0.04 |
0.00 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
0.04 |
|
Li |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Na |
0.43 |
0.45 |
0.42 |
0.38 |
0.42 |
0.44 |
0.41 |
|
K |
0.15 |
0.13 |
0.14 |
0.13 |
0.11 |
0.12 |
0.12 |
|
Sum A |
0.62 |
0.58 |
0.59 |
0.54 |
0.55 |
0.56 |
0.57 |
|
O (non-W) |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
22.00 |
|
Total |
15.62 |
15.58 |
15.59 |
15.54 |
15.55 |
15.56 |
15.57 |
تعیین سری ماگمایی و محیط زمینساختی
بیوتیت کانی فرومنیزین مهمی در بیشتر سنگهای آذرین حد واسط و اسیدی بهشمار میرود که در تعیین ماهیت و شرایط فیزیکوشیمیایی ماگمای مادر و ردهبندی نوع ماگمای میزبان (برای نمونه: ترکیب قلیایی، آهکی قلیایی و پرآلومین) توانایی بالایی دارد (Bell et al., 2017). همچنین، بیوتیتهای آذرین کانیهای با اطلاعات ارزشمند دربارة سنگزایی سنگ میزبان خود هستند که برای شناسایی محیط زمینشناختی گرانیتوییدها بهکار برده میشوند (Abdel-Rahman, 1994).
از آنجاییکه بیوتیتهای بررسیشده بسیاری از ویژگیهای ماگمایی خود را حفظ کردهاند از نمودارهای پیشنهادیِ عبدالرحمن (Abdel-Rahman, 1994) (شکل 7)، برای ارزیابی جایگاه زمینساختی و شرایط ماگمای مادر آنها بهره گرفته شد. با کمک تجزیة اکسیدهای MgO, Al2O3 و FeO در کانی بیوتیت، چند نمودار برای تعیین سری ماگمای اکسید سازنده آنها پیشنهاد شده است که سنگهای گرانیتوییدی را در سه سری ماگمایی و در پی آن سه محدودة زمینساختی ردهبندی میکند که هر کدام حاصل نوع و کمیت سه عنصر آهن، منیزیم و آلومینیوم است. محدودة A شامل سنگهای آلکالن و غیرکوهزایی است. محدودة C شامل ماگمای کالکآلکالن است که در محیط کوهزایی مرتبط با فرورانش پدید آمده است و شاخص گرانیتهای نوع I است و محدوده P شامل سنگهای ماگمای پرآلومین است که در محیطهای کوهزایی برخوردی پدید آمده است و ویژگیُ گرانیتهای نوع S است. بر پایة این نمودارها همة نمونهها در محدوده C جای گرفتهاند که نشاندهندة تعلق بیوتیتهای منطقه به سنگهای کالکآلکالن فرورانشی است . همچنین، جایگاه بیوتیتهای تودة آذرین باغپایین در نمودارهای عبدالرحمن (Abdel-Rahman, 1994) در شکل 7 نشان داده شده است که بر پایه شیمی بیوتیتها، این توده از یک ماگمای کالکآلکالن پدید آمده است که این نتیجه با ترکیب کالکآلکالن سنگهای آذرین درونی که بر پایة ترکیب سنگ کل بهدست آمده است (Niazi et al., 2025) همخوانی دارد. در این ماگما، تجزیة آب و آزادشدن هیدروژن به غنیشدگی سیستم در اکسیژن در مرحلة اولیه میانجامد. فراهمبودن اکسیژن سبب تبلور زودهنگام اکسیدهای آهن (مگنتیت) میشود که به نوبة خود از تجمع آهن در مذاب کالکآلکالن جلوگیری میکند و بیوتیت کمابیش از منیزیم غنی متبلورمیشود (Abdel-Rahman, 1994)
شکل ۶. نمودار ردهبندی آمفیبولهای کلسیمدار (Hawthorne et al., 2012).
Figure 6. Classification diagram for the calcic amphiboles (Hawthorne et al., 2012).
تعیین محیط زمینساختی و خاستگاه ماگمایی گرانیتویید باغپایین با استفاده کانی آمفیبول
با بهکارگیری ترکیب شیمیایی آمفیبولها میتوان محیطهای زمینساختی مختلف بهویژه محیطهای درونصفحهای مرتبط با فرورانش را بررسی کرد که با توجه به این بررسیهای آمفیبولهای مربوط به پهنههای فرورانش میزان Na2O و TiO2 کمتری نسبت به نوع درونصفحهای دارند. با توجه به مقدار Na2O و Al2O3 نسبت به TiO2 میتوان به سرشت آمفیبول از لحاظ قلیایی و شبهقلیاییبودن پی برد. آمفیبولهای شبهقلیایی مقدار Ti، Na و Al کمتری نسبت به آمفیبولهای قلیایی دارند. با توجه به این ویژگی، آمفیبولهای سنگهای منطقه سرشت شبهقلیایی دارند که با بررسیهای شیمی سنگ کل این سنگها (Niazi et al., 2025) همخوانی دارند (شکل 8-B). همچنین، بررسی نمودار Al2O3 در برابر TiO2 نشاندهندة حضور ماگمای گوشتهای و ترکیبات پوستهای در پیدایش این سنگهاست (شکل 8-A).
شکل ۷. A، B، C، D) نمودارهای ردهبندی ماگما بر پایة ترکیب شیمیایی بیوتیت (Abdel-Rahman, 1994) (محدودهها: A: آلکالن؛ C: کالکآلکالن؛ P: پرآلومین).
Figure 7. A, B, C, D) Magma classification diagrams based on the biotite composition (Abdel-Rahman, 1994) (Fields: A: alkaline; C: calc-alkaline; P: peraluminous).
شکل ۸. A) ارتباط آمفیبولهای منطقة باغ پایین با محیط فرورانش در نمودار Al2O3 در برابر TiO2 (Goltori et al., 2007)؛ B) بررسی ترکیب ماگمای گوشتهای با مواد پوستهای در پیدایش آمفیبولهای منطقة باغ پایین در نمودار TiO2 در برابر Na2O (Jiang and An, 1984).
Figure 8. A) Relationship the amphiboles of Bagh Pain area with the subduction environment in Aal2O3 versus TiO2 plot (Goltori et al., 2007); B) Mixing of mantle magma with crustal materials in the formation of amphiboles based on TiO2 versus Na2O diagram (Jiang and An, 1984).
برداشت
با توجه به بررسی شیمی کانیهای بیوتیت، آمفیبول و پلاژیوکلاز، تودة گرانیتوییدی منطقة باغپایین میتوان گفت پلاژیوکلازهای سازندة این سنگها از نوع الیگوکلاز و آندزین و بیوتیتها غنی از منیزیم و بازتعادلیافته هستند؛ اما ذاتی ماهیت ماگمایی خود را حفظ کردهاند و این ویژگی با رنگ سبز بیوتیتهای بررسیشده و چندرنگی ضعیف آنها و همچنین، مرتبطبودن سنگ خاستگاه این بیوتیتها با پهنههای فرورانش که شاخص گرانیتهای نوع I هست، همخوانی دارد. همچنین، آمفیبولها از نوع کلسیمی ادنیت و پارگازیت هستند. بر پایة بررسیهای شیمی کانی، این سنگها در ارتباط با ماگمای کالکآلکالن هستند و از ماگمایی گوشتهای بههمراه ترکیبات پوستهای خاستگاه گرفتهاند.
سپاسگزاری
این پژوهش با حمایتهای دکتر اورس کلوتزلی پروفسور دانشگاه وین و همچنین، آقای دکتر محمد گودرزی دانشآموخته دکتری زمینشناسی دانشگاه لرستان انجام شده است که زحمت انجام آنالیزهای پژوهش را کشیدند. از اینرو از همکاری و زحمات بیدریغشان سپاسگزاری میشود.
)