بخشی از مقاله
چکیده
نفوذ توده گرانیتوئیدی قهرود به داخل کربناتهای ناخالص کرتاسه منطقه جوینان - جنوب کاشان - ، سبب وقوع دگرگونی مجاورتی از نوع اسکارن زایی شده است. اسکارن جوینان از نوع اگزواسکارن کلسیمی بوده و از کانیهای پیروکسن هدنبرژیتی، گارنت - گروسولار-آندرادیتی - ، ترمولیت-اکتینولیت، اپیدوت، کلسیت، کوارتز، مگنتیت و سولفیدهای فلزی - آهن- مس - تشکیل شده است.
در مرحله ابتدایی سرد شدن توده نفوذی - دگرگونی پیشرونده - ، کانیهای کالک سیلیکاته بدون آب دما بالا - پیروکسن- گارنت - تشکیل شده اند. دگرسانی کانیهای کالک سیلیکاته اولیه - دگرگونی پیشرونده - سبب تشکیل اکتینولیت، کلریت، کلسیت و کوارتز شده است. از زونهای اسکارنی جوینان، گارنت اسکارن و پیروکسن اسکارن میزبان کانه زایی آهن می باشند. با توجه به بررسی های صحرایی و آزمایشگاهی، کانه اصلی موجود در اسکارن از جنس مگنتیت بوده که با مقادیری هماتیت و آثاری از کانه زایی مس همراهی می شود.
آنگونه که از روابط پاراژنتیکی کانیها برمی آید مگنتیت با کانیهای پیروکسن و گارنت در تعادل نبوده و در دگرگونی پسرونده، بخشی از کانیهای پیروکسن و گارنت توسط مگنتیت جانشین شده اند. اسکارن جوینان، یک اسکارن آهن و مس کلسیک است که در عمق کم توسط سیالات گرمابی اکسایشی وابسته به توده نفوذی حاصل شده است. این اسکارن از نوع پلی ژنیک می باشد و واکنش تحلیل رفتن پیروکسن هدنبرژیتی توسط گارنت آندرادیتی در پایداری مگنتیت و تشکیل سولفیدهای فلزی نقش مهمی داشته است.
مقدمه
منطقه جوینان در فاصله تقریبی 115 کیلومتری شمال اصفهان و 40کیلومتری جنوب کاشان قرار داشته و بخشی از کمان ماگمایی ارومیه دختر محسوب می شود. توده گرانودیوریتی قهرود به مساحت تقریبی 65 کیلومتر مربع با نفوذ به داخل سنگهای رسوبی مزوزوئیک، تشکیل انواع سنگهای دگرگونه مجاورتی - هورنفلس و اسکارن - را سبب شده که تعدادی از آنها توسط محققان مختلف مورد بررسی میدانی قرار گرفته اند
در منطقه جوینان نیز نفوذ زبانه هایی از توده مزبور به درون سنگهای کربناته کرتاسه زیرین منجر به اسکارن زایی و تشکیل مرمر شده است. مرمرها و اسکارنهای منطقه جوینان در ارتباطی تنگاتنگ با توده نفوذی قرار دارند
اسکارن جوینان، اسکارنی پلی ژنیک بوده و شکل گیری آن طی گامه های متفاوت، تنوع کانی شناسی آن را سبب شده است. پیروکسن، گارنت، ترمولیت-اکتینولیت، اپیدوت، کلریت، کوارتز، کلسیت و کانه آهن از تشکیل دهنده های این اسکارن هستند . کانه آهن موجود در این اسکارنها عمدتا از نوع مگنتیت بوده و در نمونه دستی عمدتا با گارنت همراهی می شوند - شکل . - 2 در این مقاله مکانیسم کانه زایی آهن در اسکارن منطقه جوینان مورد بررسی قرار می گیرد.
بحث : 2- 1 زمین شناسی عمومی
منطقه مورد مطالعه در بخش میانی نوار ماگمایی ارومیه دختر واقع شده و قدیمی ترین سنگهای رخنمون یافته در آن، ماسه سنگها و شیلهای سازند شمشک هستند که در مجاورت توده نفوذی، دگرگون و به هورنفلس کوردیریت دار مبدل شده اند. سنگهای کربناته کرتاسه با دگرشیبی زاویه دار بر روی سنگهای قدیمی تر قرار گرفته اند. مجاورت این سنگها با توده نفوذی قهرود، اسکارن زایی گسترده ای را سبب شده که در مناطق مختلف منجمله منطقه مورد پژوهش قابل رویت است.
سری آتشفشانی- رسوبی ائوسن با لیتولوژی غالب توف آهکی، توف برشی و توف مارنی در منطقه رخنمون دارد. توده نفوذی قهرود منتسب به میوسن میانی - امامی، - 1979 گسترش قابل توجه داشته و از نظر ترکیب متمایل به گرانودیوریت-تونالیت و دارای طبیعت متالومینوس و کالکوآلکالن است - بدر و همکاران، . - 1392 آخرین فعالیتهای ماگمایی در منطقه بصورت توده های گنبدی داسیتی نمود دارد که دگرسانی وسیعی را در سنگهای پیرامون خود سبب شده است.
شکل :1 ارتباط تنگاتنگ اسکارنها و مرمرها با توده نفوذی
شکل :2 بازمانده ساختار رسوبی سنگ کربناته اولیه بعد از تشکیل مگنتیت و گارنت در اسکارنهای مورد پژوهش
:2-2 پتروگرافی و کانی شناسی اسکارن
بافت اسکارن مورد مطالعه گرانوبلاستیک بوده در آن کانیهای کلینوپیروکسن، گارنت، آمفیبول - ترمولیت- اکتینولیت - ، اپیدوت، کلریت، کلسیت، کوارتز و کانه قابل رویت هستند
بلورهای بی شکل تا نیمه شکلدار کلینوپیروکسن دارای ترکیب دیوپسید
–هدنبرژیت بوده و طی تاثیر سیالات نشات گرفته از انجماد توده نفوذی بر سنگ آهک میزبان بوجود آمده اند. مشاهدات میکروسکوپی نشان می دهند که کلینوپیروکسن دارای مرز تعادلی با آمفیبول نبوده و به آن واپاشی می کند. این واکنش با افزایش آب و CO2 محیط پیشرفت می کند و خود نوعی واکنش کربناته شدن است. آثاری از جانشینی کلینوپیروکسن توسط مجموعه کانیهای تالک، کلسیت و کوارتز در سنگ مشاهده می شود.
بلورهای شکلدار تا نیمه شکلدار گارنت بصورت همسانگرد و ناهمسانگرد با ماکل قطاعی و زونینگ نوسانی در سنگ دیده می شود. منطقه بندی نوسانی در گارنت می تواند بیانگر عدم تعادل و تغییرات ترکیب فاز سیال حین رشد کانی باشد . - Ciboanu and Cook, 2004 - گارنتهای موجود در اسکارن مورد پژوهش با ترکیب آندرادیت- گروسولار، در اثر نفوذ سیال ماگمایی سیلیس و آهن دار به داخل سنگ میزبان کربناته پدید آمده اند.
گاهی بقایایی از کلینوپیروکسن داخل گارنت دیده می شود که می تواند نمانگر تبلور همزمان گارنت و کلینوپیروکسن و یا شاهدی بر تشکیل گارنت به خرج کلینوپیروکسن در سنگ باشد. مطالعات میکروسکوپی موید تبدیل گارنت به کانیهای کلریت، اکتینولیت، کوارتز، مگنتیت و کلسیت است. کانیهای سوزنی شکل ترمولیت- اکتینولیت با بافت نماتوبلاستیک در اسکارنهای مورد مطالعه دیده می شوند. بخشی از این کانیها بطور مستقیم از واکنشهای متاسوماتیک و بخشی از تاثیر محلولهای گرمابی بر کلینوپیروکسن ها پدید آمده اند. اپیدوت از متداول ترین کانی ها در اسکارن جوینان است که در اثر افزایش محلی فوگاسیته اکسیژن و یا در حضور آب تشکیل می شود.
کانه آهن بیشتر در همراهی با پیروکسن اسکارن و گارنت اسکارن دیده می شود. کانه آهن بیشتر از جنس مگنتیت شکلدار تا نیمه شکلدار بوده و گاهی جانشین کلینوپیروکسن شده و یا بصورت رگچه ای در سنگ دیده می شود - شکل . - 3 مگنتیت در اسکارن مورد مطالعه با مقداری کمی هماتیت و کربناتهای آبدار مس همراهی می شود.
مطالعه مقاطع میکروسکوپی نشان می دهند که اسکارن جوینان از نوع اگزواسکارن کلسیک بوده و در چند گامه مستقل تکوین یافته است.
گامه های تشکیل اسکارن را می توان به چند قسمت تقسیم کرد. در ابتدای نفوذ توده گرانیتوئیدی به داخل سنگ میزبان کربناته در دمای 500- 700 درجه سانتیگراد، واکنشهای آب زدایی و کربن زدایی و کاهش حجم اتفاق می افتد. همزمان با آزاد شدن سیالات غنی از سیلیس و آهن از توده نفوذی در حال سرد شدن، اولین زون بی آب اسکارنی در دمای -600 400 درجه سانتیگراد تشکیل می شود.
در اسکارنهای کربناته، این کانیها معمولا از جنس گارنت و/ یا کلینوپیروکسن هستند. معمولا نهشته های فلزی حین تشکیل اسکارن و در دمای 300- 500 درجه تشکیل می شوند. دگرسانی گرمابی بعدی در دمای 200- 400 درجه سانتیگراد یا پائین تر و با تخریب کانیهای بی آب اولیه و ادامه نهشت کانه دنبال می شود. در این مرحله، کانیهای کلسیت، مگنتیت، کوارتز، کلریت و ... جانشین کانیهای بی آب گارنت و کلینوپیروکسن می شوند
هدنبرژیت و گارنت هر دو در دمای بالا و فوگاسیته پائین CO2 پایدار هستند. هدنبرژیت در شرایط نسبتا احیایی و آندرادیت در شرایط نسبتا اکسیدان پایدار می مانند. در شرایط حدواسط، هر دو کانی در یک سنگ با هم پایدار هستند. در شرایط دماپائین و یا فوگاسیته بالای CO2، هر دو کانی به مجموعه کلسیت، کوارتز- مگنتیت تبدیل می شوند - . - Burt, 1977 مولفه هدنبرژیتی کلینوپیروکسن بواسطه واکنش های زیر پتانسیل O2 و S2 سیال را پایین نگه میدارد:
9CaFeSi 2O6 + 2O2 Mag + 9Qtz + 3And×
Py + 3Qtz + And 3CaFeSi2O6 + S2
مولفه آندرادیتی گارنت، در گستره وسیعی از شرایط ثابت می ماند.
در منطقه مورد پژوهش، بالا رفتن فوگاسیته اکسیژن در سیالات گرمابی همزمان با سرد شدن نسبی آن، در ابتدا باعث ناپایداری هدنبرژیت شده و متعاقب آن کانه آهن را جایگزین کلینوپیروکسن می کند. سردشدن نسبی سیالات سبب دگرسانی گرمابی همایندهای اسکارنی ابتدایی شده و ته نشست مگنتیت رگچه ای را تسهیل می کند.
شکل :3 همیافتی کلینوپیروکسن، گارنت و مگنتیت، XPL ×25
شکل :4 جانشینی پراکنده کانه آهن در پیروکسن اسکارن، XPL ×25
شکل :5 جانشینی رگچه های مگنتیت در اسکارن، XPL ×25
نتیجه گیری
اسکارن جوینان به سبب نفوذ توده گرانیتوئیدی قهرود به داخل کربناتهای ناخالص کرتاسه منطقه بوجود آمده است. این اسکارن از کانیهای پیروکسن - دیوپسید-هدنبرژیتی - ، گارنت - گروسولار-آندرادیتی - ، ترمولیت -اکتینولیت، اپیدوت، کلسیت، کوارتز و مگنتیت تشکیل شده است. اسکارن جوینان پلی ژنیک بوده و در گامه های متفاوتی تکوین یافته است
پیروکسن و گارنت، در مرحله ابتدایی سرد شدن توده نفوذی، شکل گرفته و در مرحله بعدی - دگرگونی پیشرونده - با کانیهای اکتینولیت، کلریت، کلسیت، کوارتز و مگنتیت جانشین شده اند. از زونهای اسکارنی جوینان، گارنت اسکارن و پیروکسن اسکارن میزبان کانه زایی آهن می باشند. با توجه به بررسی های صحرایی و آزمایشگاهی، کانه اصلی موجود در اسکارن از جنس مگنتیت بوده که با مقادیری هماتیت و آثاری از کانه زایی مس همراهی می شود. آنگونه که از روابط پاراژنتیکی کانیها برمی آید مگنتیت با کانیهای پیروکسن و گارنت در تعادل نبوده و در مراحل میانی اسکارن زایی و در پی بالارفتن فوگاسیته اکسیژن محیط، جانشین بخشی از کانیهای پیروکسن و گارنت شده است.
