بخشی از مقاله
چکیده:
سازند نئوپروتروزوئیک پسین کاهار با غلبه ي سیلیسی آواري ها، معرف قدیمی ترین رخنمون هاي شناخته شده در شمال ایران است.این کار نتایج یک مطالعه ي جامع پتروگرافی، آنالیز مودال، ژئوشیمی عناصر اصلی و فرعی و سن سنجی U-Pb زیرکن ت خریبی بر روي سیلیسی آواري هاي سه برش - کوه کاهار، سربن دان و جاده چالوس - از این سازند در البرز مرکزي را ا رائه می دهد. داده هاي ما نشانمی دهد که رسوبات کاهار اغل ب از لحاظ ترکیبی نابالغ و نهشته هاي چرخه ي اول هستند. این سیلیسی آواري ها تحت تاثیر هوازدگی متوسط در ناحیه ي منشا خود قرار گرفته اند - بر اساس MIA، CIA و رابطه ي - A-CN- K؛ که نشان می دهد که رسوبات کاهار در شرایط غالب آب و هوایی گرم و مرطوب شکل نگرفته اند. کنگلومراهاي قاعده ي کاهار پلی میکتیک - اغ لب قطعات کربناته و ولکانیکی - و نشان دهن ه ي وجود چند منشا هستند.
پارامترها و نسبت هاي پتروگرافیکی در ماسه سنگ هاي غن ی از پلاژیوکلاز ولکانیک آرکوزيکاهار و شوا هد ژئوشیمیایی در گلسنگ ها نشان دهنده ي خاستگاه کمان ماگمایی فرسوده تا انتقالی و منشا غالب سن گ هاي آذرینحدواسط و فلسیک است. به علاوه، الگوي توزیع سن زیرکن ها در ماسه سنگ هاي کاهار نشان دهنده ي پیک غالب دانه هاي نئوپروتروزوئیک - ~80% - است که با ماگماتیسم کمانی در کمربندکوهزایی کادومین- آوالونیا منطبق است؛ آن چه که ما از آن به عنوانسنگ منشا اصلی نزدیک برايرسوبات کاهار یاد می کنیم. سایر تجمعات زیرکن ها منطبق است با سنگ هاي منشا در سپر عربی-نوبی؛ به عنوان منشاهاي دور و با اهمیت کم تر براي نهشته هاي کاهار. همچنین، شواهد پتروگرافی ژئوشیمیایی در ک نار داده هايژئوکرونولوژیکی نشان دهنده ي یک حاشیه ي قاره اي همگرا و ح وضه ي مرتبط با ک مان هاي قاره اي براي رسوبات کاهار است. از آنجایی که مرز زیرین رسوبات کاهار در هیچ کج ا رخنمون ندارد، نتایج ما نشان دهنده ي وجود یک پی سنگ مرتب ط با فرورانش - ریولیتی و آندزیتی - در ایران د ر زیر سازند کاهار است که احتمالاً پنهان مانده و یا هنوز گزارش نشده اس ت.
کلید واژه ها: کاهار، البرز، نئوپروتروزوئیک، کمان ماگمایی، کادومین
مقدمه:
قدیمی ترین سنگ هاي ر خنمون یافته در ایران حاوي سن گ هاي سیلیسی آواري با درجه ي دگرگونی اندك است که در مجموع به رخساره ي تاشک شهرت دارند and Tucker, 2003 - . - Ramezani رخساره ي تا شک با سن نئوپروتروزوئیک پسین از ی ک سري خیلی ضخیم از گلسنگ ها و ماسه سن گ هاي خاکستري-سبز تشکیل شده است ودر نواحی مختلف ایران به نام هاي متفاوت ی خوانده می شود؛ براي مثال س ازند کاهار در ش مال ایران، سازند تاشک در ایران مرکزي و سازند مرا د در جنوب ایران . - Ramezani and Tuc ker, 2003 - مرز زیرین این سازند ها در هیچ کجاي ایرا رخنمون ندارد . - Ramezani and Tucker, 2003;Ghorbani, 2013 - با این وجود علاقه ي اندکی براي مطالعه ي خاستگاه این سیلیسی آواري ها وجود داشته، حتی با این که ای ن گونه مطالعات خاستگاهی می تواند فراهم کننده ي اطلاعات ارزشمن دي در رابطه با ماهیت پی سنگ پنهان ایران با شد.
علاوه بر این، شرایط زمینساختی حاکم بر ایران در زمان نئوپروتروزوئیک پسین مورد بحثهاي فراوانی قرار گرفته است و در بین محققین اختلاف نظرهایی در رابطه با ماگماتیسمهاي مرتبط با ریفت و یا کمان و به تبع آن شرایط حاشیه غیرفعال و یا فعال قاره اي وجود دارد - بهعنوان مثال: لاسمی، 13 79؛ Ramezani and Tucker, 2003; Hassanzadeh et al. , 2008 ; Horto n et al., . - 2008 خاستگاه سیلیسی آواري هاي نئوپروتروزوئیک پ سین ایران که در طی این زمان نهشته شده اند، می تواند کمک زیادي به روشن شدن این مسئله کند. از طرف دیگر، علی رغم وجود سازندهاي نفت ی فراوان با این سن در نقاطمختلف جه ان از جمله چین،هند، پاکستان، عمان، پلاتفرم سیبري،شمال آفریقاو جنوب آمریکا، پتانسیل نفتی این سازندها نی ز تا به امروز مورد توجه نبوده است.
شواهد زیادي وجود دارد که بالا آمدن آب پس از آخرین ی خبندان هاي نئوپروتروزوئیک پسین، سبب نهشت واح دهاي غنی از مواد ارگانیکی شده است که سبب توسعه ي سیستم هیدروکربن ی پرکامبرین-کامبرین گردیده است et al., 2009; Frolov et al., 2015 - . - Crai دلایل ذکر شده دربالا، اهمیت شناخت بیشتر این سازند ها در نقاط مختلف ایران را آشکار می سازد. در این کار ما نتایج به دست آمده ازمطالعه ي خاستگاه سازند کاهار در شمال ایران با به کارگیري روش هاي پتروگرافیکی، ژئوشیمیایی و رادیومتریک، راارائه می دهیم. هدف اصلی در این مطالعه به دست آوردن اطلاعاتی در رابطه با سنگ ها ي مادر - که احتم الا در ایرانپنهان هستند - ، جایگاه زمین ساختی و همچنین هوازدگی ناحیه ي منشا، به منظور شناخت هرچه بیشتر سازند کاهار در شمال ایران بوده است.
به این منظور سه برش خوب ر خنمون یافته از این سازند با حفظ شدگی مناسب و حداقلدرجه ي دگرگونی، در کوه هاي البرز انتخاب شدند: برش هاي کوه کاهار - مقطع نمونه؛Dedual, 1967؛ 36° 052 N , 51° 04 5 E - ، جاده چالوس - در نزدیکی م کارود؛ - 36° 21′ 3 4″ N, 51° 1 5 ′ 54″ E و سربندان - درناحیه ي دماوند؛ ″ N, 52° 18 13″ E . - 35° 40′ 3 فاصله ي بین برش هاي سربندان و کوه کاهار، حدود 120کیلومتر و فاصله ي بین برش هاي کوه کاهار و جاده چالوس حدود 3 0 کیلومتر است. در مجموع 4 40 نمونه ي سیلیسی آ واري - کنگلومرا، ماسه سنگ و گلسنگ - و کربناته از این برش ها بر اساس دو روش نمونه برداري پیوسته - بافواصل منظ م - و در موارد ي نقطه اي - از لیتولوژي هاي مورد نظر - بر داشت شد. استراتژي نمونه برداري بر اساس ماهیت و فیزیوگرافی برش هاي مورد مطالعه، تغییرات لیتولوژیکی و نوع آنالیز هایی که نیاز به انجام آن ها بود، انتخاب گردید.
حدود 400 مقطع نازك تهیه و توس ط میکروسکوپ پلاریزان در دانشگاه شهید بهش تی تهران مورد مطالعه قرارگرفت. به علاوه، هفتاد ماسه سنگ متوس ط دانه - به ترتی ب 24، 21 و 2 5 نمونه از برش هاي کوه کاهار، سربندان وجاده چالو س - براي آنالیز مودال با استفاده از روش گزي -دیکینسون - Inger soll et al., 19 84 - انتخاب شد. حدود300 تا 4 00 نقطه در هر نمونه مورد شمارش قرار گرفت. ترکیب کانی ش ناسی و انواع کانی هاي رسی 20 نمونه ي گلسنگی کاهار - به ترتیب 8، 7 و 5 نمونه از برش هاي کوه کاهار، سربندا ن و جاده چالوس - پس از آماده سازي نمونهها با حذف کربنات، مواد آلی و آهن و 4 تیمار اشباع پتاسی م، اشباع منیزیم، تیمار حرارتی و تیمار اتیلن گلیکول، توسطدستگاه دیفراکتومتر اشعه ي ایکس - Siemens D5000 X-Ray Diffractometer - در آزمایشگاه کانی شناسی سازمان زمی ن شناسی مرکز تبریز براساس روش پیشنهادي تاکر - Tucker, 1988 - مورد بررسی قرار گرفت .
همچنین،آنالیز عناصر اصلی و فرعی بر روي50 نم ونه ي گلسنگی - به ترتیب 11، 20 و 19 نمونه از برش هاي کوه کاهار،سربندان و جاده چالوس - توسط دستگاه فلورسانس اشعه ي ایکس - X- ay Fluoresc nce - و دستگاه اسپکترومترپلاسماي ج فت شده ي القایی - Inductively Coupled Plasma Varia 735-ES - در سازمان زمین ش ناسی ایران انجام گرفت . 4 نمونه ي ماسه سنگی ریز تا متوسط دانه ج هت آنالیز سن سنجی U-Pb زیرکن هاي تخریبی از قاعده ي برش هاي کوه کاهار و سربندان برداش ت گردید 2 - نمونه از هر برش - . از آنجا که پی از این هورتو ن و همکارن - Horton et a l., 2008 - یک نمونه ي ماسه سنگی در نزدیکی برش جاده چالوس را توسط این روش سن سنجی کرده بودند، در ا ن مطالعه نمونه اي از برش جاده چالوس انتخاب نگردید و از نتایج مطالعه ي هورتون و همکاران - Horton - et al ., 2008 استفاده شده است.
زیرکن هاي موجود در نمونه هاي مورد مطالعه توسط رو ش هاي استاندارد جدا شده - خرد کرد ن، آسیاب کردن، جداسازي مغناطیسی، جداسازي توسط سیالا ت سنگین و تفکیک زیرکن ها - و آنالیز هاي ایزوتوپی U-P توسط دستگاه Laser Ablation Induct ively Coupl ed Plasma M ass - LA-I P-MS - Spectrometry بر روي زیرکن هاي جدا شده در دانشگ اه تگزاس در آستین انجام گرفت. در مجموع 431 زیرکن تخریبی از نمونه هاي ماسه سنگی سازند کاهار جدا شد. این زیرکن ها بیشترین سن سازند کاهار در بر ش هاي کوه کاهار و سربندان را حدود 570-550 میلیون سال پیش نشان می دهند. لازم به ذکر است که هورتون و همکاران - Horton et a l., 2008 - نیز پیش از این س ن مشابهی را براي سازند کاهار در حوالی جاده چالوس پیشنهاد داده اند.
بحث:
هوازدگی ناحیه ي منشا:
در این مطالعه، جهت تعیی ن شدت هوازدگ ی ناحیه ي منشا سیلیسی آواري هاي کاهارکه خود تابعی از آب و هوا است، از مهم ترین اندیس هاي هوازدگی یعنی MIA - اندیس مینرالوژیکی آلتراسیون؛ - Johnsso n, 1993 و CI A - اندیس شیمیایی آلتراسیون؛ - Nesbitt and Young, 1982 استفاده شده است . اندیس MIA از طریق نسب ت کوارتز به مجموع کوارتز و فلدسپار پتاسیم و پلاژیو کلاز محاسبه می شود و محدوده اي بین 0 تا 100 دارد. مقادیر MIA درماسه سنگ هاي کوه کاهار، سربندان و جا ده چالوس، به ترتیب بین 33 تا 70 - میانگین - 4 9، 28 تا 60 - میانگین - 44، و 24 تا 50 - میانگین - 35 است. این مقادیر نشان دهنده ي هوازدگی متوسط - intermediate - در ناحیه ي منشا هستند. اندیس CIA با استفاده از نسبت مولکولی و از طریق معادله ي فوق محاسبه می شود:
CIA=100 - Al2O3/ - Al2O3+CaO*+Na2 O+K2O - و محدوده اي بین 50 تا 100 دار د. مقادیر CIA در گلسنگ هاي کوه کاهار، سربندان و جاده چالوس، به ترتیب بین 65 تا 74 - میانگین 71؛ پس از ت صحیح متاسوماتیسم پتاسیم در مثلث - 78 :A-CN- K، 60 تا 75 - میانگین 70؛ پس از تصحیح متاسوماتیسم پتاسیم در مثلث - 73/3 :A-CN-K و 69 تا 73 - میانگین 71؛ پ س از تصحیح متاسوماتیسم پتاسیم در مثلث - 74/5 :A-CN-K و نشان دهنده ي هوازدگی شیمیایی متوسط در ناحیه ي منشا است. در مجموع، هر دو اندیس MIA و CIA نشان می دهند که ر سوبات کاهار تحت شرای ط شدید گرم و م رطوب شکل نگرفته اند.
چرخه ي مجدد رسوبات:
تاثیر چرخه ي مجدد رسوبی در سیلیسی آواري هاي کاهار با استفاده از شواهد پتروگرافیکی - در آواري هاي درشت - وژئوشیمیایی - در آواري هاي ریز - بررسی شده است. در کن گلومراهاي کاهار، اغلب قطعات سنگی با پایداري کم هستند - قطعات کربناته و ولکانیکی - ، اما به مقدار ک م تر قطعات سیلیسی آواري - همانند سیلتستون - ، چرت و رسوبی-دگرگونی هم حضور دارند. قطعات کربناته و ولکانیکی به احتمال زیاد نهشته هاي چرخه ي اول ه ستند زیرا چرخ ه ي مجدد رسوبی سبب حذف قطعات ناپایدار می شود. از طرف دیگر، در ماسه سن گ هاي کاهار نیز شواهد قوي پتروگرافیکی
نشان دهند ه ي چرخه ي مجدد - همانندکوارتز رسوبی حمل مجدد یافته یا برگشتگی بافتی - یافت نشد. وجود مقادیرزیاد فلدسپار - به ویژه پلاژیوکلاز - ، قطعات سنگی ولکانیکی ناپایدار و همین طور کانی هاي سنگینی همانند پیروکسن وآمفیبول در این ماسه سن گ ها نیز شاهد ي دیگر بر تاثیر اندك چرخه ي مجدد بر ترکی ب رسوبات هستند.
علاوه براین، نسبت et al., 2015 - SiO2/Al2O3 Roser et al., 1996; Arm strong-Altrin؛ به طور میانگین و به ترتیب3/82، 3/60 و 3/18 در کوه کاهار،سربندان و جاده چالوس - ، اندیس C x et al., 1995 - ICV؛ ICV= - Fe2 O3+K2O+Na2O+CaO+Mg O+MnO+TiO 2 - /Al2O3؛ به طور میانگین و به ترتیب 0/94، 0/94 و 0/83 در کوه کاهار، سربندان و جاده چالوس - و پلات کردن نمونه ها در نمودار Th/ Sc در برابر McLenna n et al., - Zr/S c 1993؛ قرار گیري نمونه ها موازي با روند - 1 نشان می دهند که گلسنگ هاي کاهار اغل ب حاوي مواد چرخه ي اول رسوبی هستند و جورشدگی کانی ها و چرخ ه ي مجدد رس وبی اثر اندکی بر ترکیب رسوبات گذاشته اند.
ماهیت و سن سنگ هاي مادر:
کنگلومراهاي کاهار اغلب ح اوي قطعات سنگی هستند که بافت و ساخت سنگ مادر را به خوبی حفظ نموده اند: براي مثال قطعات کربناته حاو ي اائیدهاي بزرگ مقیاس - کربنات هاي خاص پروتروزوئیک - و ساختمان هاي میکروب - استروماتولیت ها - ، و همی ن طور قطعات ولکانیکی آندزیت ی، ماسه سنگ ها و گلسنگ هاي ریز دانه و ا سلیت. از آنجایی که کنگلومراها در ب رش هاي کوه کاهار و سربندان بر روي سطوح ناپیوسته قرار گرفته اند، بخش ی از قطعاتممکن است از لایه هاي قدیمی تر زیرین فراهم شده باشند. با این وجود، بعضی از قطعات در این کنگلومراها منشاشناخته شده اي در ناحیه ندارند و به نظر می رسد که از مناطق دورتري حمل شده باشند. با در نظر گرفتن احتمال یخچالی بودن کنگلومراها - Etemad-Saeed et al., 2015 - ، منشا مخلوط قطعات دور از انتظار نیست. ماسه سنگ
