بخشی از مقاله
چکیده
مجموعه نفوذي طارم علیا در شمال زنجان و در پهنه ساختاري البرز – آذربایجان قرار گرفته است. این مجموعه نفوذي شامل توده هاي مونزودیورتی، مونزونیتی، کوارتزمونزونیت و مونزوگرانیت می باشد. بافت اصلی این سنگها گرانولار و کانیهاي اصلی تشکیل دهندة آنها پلاژیوکلاز، ارتوز، کوارتز، پیروکسن و در برخی نمونه ها بیوتیت هستند.از لحاظ ژئوشیمیایی توده هاي این مجموعه I-type و متا آلومین بوده و داراي ماهیت غالب شوشونیتی هستند.بررسی خصوصیات ژئوشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب در این سنگها حاکی از ارتباط ژنتیکی ماگماهاي تشکیل دهندة توده هاي نفوذي طارم علیا است.
بر اساس نتایج سن سنجی U-Pb زیرکن، سن تشکیل توده هاي مجموعه نفوذي طارم علیا نزدیک به هم و بطور میانگین در حدود 36 میلیون سال - ائوسن بالایی - می باشد. با توجه به میزان سیلیس موجود در این نمونه ها، کم بودن کانیهاي آبدار در آنها و ماهیت شوشونیتی نمونه هاي مورد مطالعه، می توان ذوب بخشی گوشته متاسوماتیزه بر اثر کاهش فشار را به عنوان منشأ اصلی مذابهاي بوجود آورندة این توده ها عنوان کرد. غنی شدگی گوشته را می توان در ارتباط با فرورانش صفحه اقیانوس نئوتتیس عنوان کرد که در مرحله پس از برخورد و در طی بالاآمدگی لیتوسفر، گوشته دچار ذوب بخشی شده و ماگماهاي کم آب با مقادیر بالاي عناصر آلکالن را ایجاد کرده است.
کلید واژه ها: زیرکن، گرانیتوئید، سري مونزونیتی، شوشونیتی، البرز - آذربایجان
مقدمه
مجموعه نفوذي طارم علیا در شمال شرق زنجان و به صورت نواري با راستاي شمال غرب - جنوب شرق در مختصات جغرافیایی 36°42´ الی 37°0´ عرض شمالی و 54°30´ الی 55°0´ طول شرقی قرار دارد. از دیدگاه زمین شناسی، مجموعه نفوذي مورد مطالعه در پهنه ساختاري البرز - آذربایجان و در زیر پهنه طارم قرار می گیرد.توده هاي نفوذي طارم شامل توده هاي سري مونزونیتی هستند که در داخل واحدهاي رسوبی – آذرآواري و گدازههاي آتشفشانی ائوسن نفوذ کرده اند - شکل . - 1 از جمله مطالعات جدید انجام شده برروي توده هاي نفوذي منطقه طارم می توان به Nabatian et al. - 2014 - که به مطالعه برروي توده هاي طارم سفلی پرداخته و نیز کارپژوهشی در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد - نظري نیا، - 1390 که به مطالعه ژئوشیمی بخشی از توده هاي طارم علیا پرداخته، اشاره کرد. از خصوصیات بارز توده هاي طارم که در دو پژوهش ذکر شده نیز به آن اشاره شده است ترکیب توده هاي مذکور، که متعلق به سري مونزونیتی بوده و همچنین بالا بودن میزان پتاسیم آنها می باشند.
دراین پژوهش سعی شده تا با استفاده از داده هاي ژئوشیمیایی و همچنین سن سنجی U-Pb زیرکن در مجموعه نفوذي طارم علیا به بررسی ژئوشیمیایی و پتروژنز این مجموعه نفوذي پرداخته و سپس نتایج حاصل با مطالعات انجام شده در مجموعه نفوذي طارم سفلی مقایسه گردد.از دیدگاه سنگ شناسی مجموعه مورد مطالعه شامل توده هاي مونزودیوریی، مونزونیتی، کوارتزمونزونیتی و مونزوگرانیتی است. بافتهاي مشاهده شده در سنگهاي مورد مطالعه شامل بافتهاي گرانولار، گرانوفیر و پرتیتی هستند. پلاژیوکلاز، ارتوز، کوارتز و کلینوپیروکسن - شکل - 2 از جمله کانی هاي اصلی تشکیل دهندة سنگهاي مورد مطالعه بوده با این تفاوت که درصد کانیهاي مذکور در انواع توده هاي این مجموعه متفاوت است. بیوتیت نیز در مطالعات پتروگرافی در برخی از نمونه هاي کوارتزمونزونیتی و به مقدار کم در مونزوگرانیت ها مشاهده می شود.کانیهاي فرعی این سنگها شامل زیرکن، آپاتیت و کانیهاي اپک است. در مقاطع نازك – صیقلی کانیهاي اپک عمدتاً از نوع مگنتیت هستند.
روش ها و مواد
پس از انجام مطالعات صحرایی و پتروگرافی و به منظور بررسی دقیقتر توده هاي نفوذي طارم علیا، تعداد 21 نمونهاز لیتولوژي هاي مختلف مربوط به این مجموعه انتخاب و براي آنالیز عناصر کمیاب و نادر خاکی به آزمایشگاه ژئوشیمی در دانشگاه Nanjing در کشور چین فرستاده شد. آنالیز XRF به منظور اندازه گیري اکسید عناصراصلی نیز در شرکت زرآزما، تهران انجام گردید. به منظور تعیین سن توده هاي مورد مطالعه 6 نمونه از بخشهاي مختلف توده هاي نفوذي طارم علیا انتخاب و پس از جداسازي کانیهاي زیرکن به آزمایشگاه سن سنجی U-Pb زیرکن در دانشگاه Nanjing فرستاده شد.
نتایج و بحث
به منظور نامگذاري سنگهاي مورد مطالعه در کنار آنالیز مودال برروي مقاطع نازك توده هاي منطقه از نمودار طبقه بندي ژئوشیمیایی - شکل -3الف - نیز استفاده گردید. همانطور که در این نمودار نیز ملاحظه می شود نمونه هاي منطقه عمدتاً در محدوده هاي مونزوگرانیت، کوارتزمونزونیت و مونزونیت قرار می گیرند. نمونه هایی که در مطالعات مودال به عنوان مونزودیوریت شناخته شدند در نمودار مورد بررسی در محدودة دیوریت و مونزونیت قرار می گیرند.بر اساس نمودارهاي شکلهاي -3ب و ج نمونه هاي مورد مطالعه از لحاظ شاخص آلومین عمدتاً در محدودة متاآلومین و از لحاظ سري ماگمایی در محدودة کالک آلکالن پتاسیم بالا تا شوشونیتی قرار می گیرند.
به منظور بررسی تحولات ژئوشیمیایی توده هاي نفوذي مورد مطالعه نیز مقادیر اکسید عناصر اصلی و تعدادي از عناصر فرعی در مقابل تغییرات SiO2 ترسیم گردید - شکل . - 4 همانطور که در این نمودارها قابل ملاحظه است، نمونه هاي مورد مطالعه یک پیوستگی تقریبی خطی که در فرآیندهاي تبلور بخشی و یا ذوب بخشی انتظار می رود را در نمودارهاي تغییرات عناصر در مقابل سیلیس نشان می دهند. در رابطه با عناصر کمیاب نیز می توان روندهاي افزایشی در عناصر ناسازگار و روندهاي کاهشی را در عناصر سازگار مربوط به این نمونه ها مشاهده کرد. کلیه روندهاي افزایشی و کاهشی عناصر را می توان با فراوانی کانیهاي پلاژیوکلاز - براي عناصر CaO و - Sr، ارتوز - براي عناصر K2O، Baو - Rb، کلینوپیروکسن - براي عناصر Fe2O3، MgO، MnO، V و - Ni و بیوتیت - براي عناصر K2O و - Ba در سنگهاي مورد مطالعه توجیه کرد.
در شکل 5 الگوي عناصر کمیاب و نادر خاکی مربوط به توده هاي منطقه که به ترتیب نسبت به گوشته اولیه - Sun & Mc Donough, 1989 - و کندریت - Nakamura, 1979 - بهنجار شدهاند، نشان داده شده است. همانطور که در این نمودارها ملاحظه می شود کلیه نمونه هاي مورد مطالعه از LILE و LREE غنی شدگی و از HFSE و HREE تهی شدگی نشان می دهند. همانطور که در نمودارهاي شکل 5 قابل مشاهده است عناصر Rb، Nb، Ce، Ti و P آنومالی منفی و عناصر Cs، Ba، ،Th، U، K، Pb و Zr آنومالی مثبت نشان میدهند. آنومالی منفی Ce به همراه عناصر Ti و Nb از نشانههاي دخالت رسوبات لبه فرورونده در گوشته لیتوسفري هستند . - Shimizu et al., 1992 - در نمودارهاي الگوي عناصر نادر خاکی کلیه نمونه ها مقادیر متفاوتی از آنومالی منفی Eu را نشان می دهند. همانطور که در نمودارهاي شکل 5 ملاحظه میشود الگوي کلی عناصر کمیاب در کلیه نمونهها شباهت نسبی با هم دارند که می تواند حاکی از خویشاوندي توده هاي مورد مطالعه با یکدیگر باشد.
براي مطالعات سن سنجی در تودههاي نفوذي طارم علیا، از هر کدام از توده ها یک نمونه انتخاب و به روش LA-ICPMS مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج آنالیزهاي سنسنجی U-Pb زیرکن مربوط به تودههاي منطقه مورد مطالعه شامل نمونه مونزودیوریت36/17 ± 0/84، نمونه مونزونیت 36/0 ± 1/1، نمونه کوارتزمونزونیت 36/62 ± 0/46، و نمونه مونزوگرانیت 35/07 ± 0/80 می باشند. در شکل 6 نمودار Concordia مربوط به دو نمونه از توده هاي طارم علیا ارائه شده است. توده هاي نفوذي مورد مطالعه از لحاظ ترکیبی - سري مونزونیتی - ، سن جایگزینی و بالا بودن مقدار عناصر آلکالن، به ویژه پتاسیم، قابل مقایسه با توده هاي طارم سفلی می باشند. همانطور که در مطالعات مربوط به توده هاي طارم سفلی - Nabatian et al. 2014 - نیز اشاره شده است، به نظر می رسد که توده هاي نفوذي که در زیر پهنه طارم واقع شده اند عمدتاً حاصل ذوب بخشی گوشته متاسوماتیزه بوده و در یک رژیم کششی در زمان ائوسن بالایی جایگزین شده اند.
نتیجه گیري
توده هاي نفوذي طارم علیا داراي خصوصیات کانی شناسی و ژئوشیمیایی مربوط به توده هاي I-type، متاآلومین و کالک آلکالن پتاسیم بالا و شوشونیتی هستند. شواهد ژئوشیمیایی نشان دهندة ارتباط خویشاوندي و وجود منشأ یکسان بین توده هاي مورد مطالعه دارد. نتایج سن سنجی به دست آمده از توده هاي مورد مطالعه نیز حاکی از یکنواخت بودن سن این توده ها دارد. مقادیر سیلیس سنگهاي مورد مطالعه و غنیشدگی از LILE و LREE در این سنگها، ذوب بخشی از منشاء گوشته متاسوماتیزه را براي توده هاي مورد مطالعه پیشنهاد می دهد. با توجه به وجود برخی شواهد ژئوشیمیایی مربوط به مؤلفه فرورانش - از جمله آنومالی منفی Nb و - Ti، می توان فرورانش پوسته اقیانوسی نئوتتیس را به عنوان عامل اصلی متاسوماتیزم گوشته عنوان کرد. از سوي دیگر با توجه به کم بودن کانیهاي آبدار در این توده ها، کاهش فشار - در زمان پس برخورد - می تواند به عنوان عامل اصلی در ذوب بخشی گوشته عنوان شود.
تقدیر و تشکر
