بخشی از مقاله
چکیده
در شرق و جنوب شرق بروجرد،مجموعه ای از سنگ های میگماتیتی - شیست میگماتیت،هورنفلس میگماتیت و میگماتیت - با سن ژوراسیک میانی رخنمون دارند.نفوذ کمپلکس گرانیتوئیدی در سنگ های رسی دگرگون شده میزبان - شیست ها - موجب تشکیل سنگ های میگماتیتی شش وجهی کردیریت با ماکل های خاکستری چرخشی شعاعی شش تایی شده است.
کردیریت های شش وجهی از شش بخش یا سه زوج بخش نوری تشکیل شده اند.در بررسی های سنگ نگاشتی با قطبش های عمود بر هم،تمام بخش ها ناهمسانگرد بوده و ویژگی های نوری آن ها از قبیل موقعیت خاموشی و سمت گیری های نوری نسبت به مرز بین ماکل ها تقریبا" متقارن است.
این ساختار می تواند بر اساس برش عمود بر محور درجه شش چرخشی روی محور Z بلورشناسی در یک شش گوش دو هرمی تفسیر شود که در آن سطوح با شاخص های میلری - 0110 - - - 0110 - ، - - - 1010 - 1010 - ، - - 1100 - - - 1100 دارای مشخصات نوری یکسانی هستند. عدم وجود ساختار ماکل نوری درون بخشی، و نیز مرز صاف بین بخش های ماکلی نشانگر این است که این ساختار در اثر رشد کردیریت راست گوشه در دمای پایین،روی سطوح منشوری ایندیالیت شش گوشه ی اولیه ایجاد شده است.
مقدمه
کانی کردیریت به فراوانی در سنگ های دگرگونی مجاورتی و ناحیه ای با درجه بالا تشکیل می شود.فرمول عمومی کردیریت - Mg,Fe,Mn - 2Al4Si5O18.n H2O بوده و دارای دو چندریختی شناخته شده است. شکل با دمای بالای آن دارای ساختاری شش گوش است و به نام ایندیالیت معروف است در حالی که شکل با دمای پایین آن دارای ساختار بلوری راست گوشه است که بسیار فراوان تر از ایندیالیت در طبیعت دیده می شود
هر دو ساختار دارای حلقه های شش تایی از چهاروجهی های - Si,Al - O4 هستند و از این رو در گروه سیلیکات های حلقوی رده بندی می شوند،اما در ساختار راست گوشه،این حلقه های شش تایی از طریق چهاروجهی های اضافی - Al,Si - به یکدیگر وصل می شوند و موجب تشکیل یک ساختار شبکه ای محکم می شود.
درون این ساختار شبکه ای،فضاهای خالی هشت وجهی ایجاد می شود که به وسیله ی کاتیون های Fe,Mg و مقادیر کمی Mn پر می شود.مولکول های آب و یون های قلیایی - معمولا"سدیم و پتاسیم - در کانال های ایجاد شده به وسیله ی حلقه های شش تایی به موازات محور C بلورشناسی در ساختار کردیریت وجود دارند
ایندیالیت به شکل گروه فضایی P6 mcc است که در آن توزیع منظم Si و Al در موقعیت چهاروجهی رخ نمی دهد در حالی که کردیریت راست گوشه دارای گروه فضایی Cccm بوده و در آن توزیع Si و Al کاملا" منظم است.در کردیریت های راست گوشه،پیوندهای تصادفی Al-O-Al شکسته شده و دوباره به صورت منظم با Si در موقعیت چهاروجهی توزیع می شود
در کردیریت انواع ماکل های ساده،تکراری و چرخشی مشاهده می شود.ماکل چرخشی خود دارای انواع متعددی نظیر شعاعی و هم مرکز است.ماکل های چرخشی شعاعی بر اساس تعداد زوج سطوح ماکلی به انواع سه تایی،شش تایی و دوازده تایی رده بندی می شوند
در ماکل چرخشی شعاعی سه تایی،بخش های ماکل شده ی بلوری در سه راستای متفاوت ایجاد می شود که با یک محور چرخشی درجه ی 3 که به موازات محور C ی بلورشناسی قرار گرفته اند و به یکدیگر وابسته اند .[4] .محور چرخشی درجه ی 3 در کردیریت به موازات محور C راست گوشه است.ساختار ماکل سه تایی می تواند به صورت رشد ماکلی بر روی سطوح بلور ایندیالیت اولیه یا بر اثر تبدیل در اثر دمای بالای شش گوشه ایندیالیت به شکل دمای پایین کردیریت راست گوشه تشکیل شود
از طرف دیگر کیتامورا و یامادا .[3] با بررسی ماکل چرخشی شعاعی سه تایی در کردیریت های موجود در هورنفلس ها نشان دادند که هر دو خاستگاه رشدی و تبدیلی می تواند باعث تشکیل ساختار سه تایی در کردیریت ها شود. کیتامورا و یامادا
بخش های با شاخص میلری - 100 - را به نام بخش های a ،بخش های با شاخص میلری - - 001 به نام بخش های c و بخش های با شاخص میلری سه تایی را به نام بخش های h نام گذاری کردند که بخش های a و b بر اثر رشد بلور راست گوشه ی کردیریت روی سطوح اولیه ی بلور ایندیالیت تشکیل شده اند در حالی که بخش های c بر اثر تبدیل بلور ایندیالیت به کردیریت راست گوشه ایجاد شده اند. کیتامورا و هیرویی .[7] با استفاده از میکروسکوپ الکترونی تجزیه ای، دمای تبدیل ایندیالیت با دمای بالا به کردیریت های با دمای پایین را برای محلول جامدی با ترکیب شیمیایی حدواسط Mg-Fe ، پایین تر از 700 درجه سانتی گراد تعیین کردند در حالی که پوتنیس .[8] دمای تبدیل را برای عضو نهایی Mg در حدود 1450 درجه سانتی گراد به دست آورد. در این مقاله سعی کرده ایم به بررسی دقیقی در مورد ویژگی های نوری،ترکیب کانی ها و چگونگی تشکیل کانی کردیریت بپردازیم.
جایگاه زمین شناسی
منطقه مورد مطالعه در شرق و جنوب شرق شهرستان بروجرد بین طول های جغرافیایی 48 R 50 ´ تا 49 R 8 ´ شرقی و عرض های جغرافیایی33R 41 ´ تا 34 R 00 ´ شمالی قرار گرفته است - شکل1 ب - و از نظر زمین شناسی بعنوان بخشی از دگرگونی های مزوزوئیک در بخش شمالی زون سنندج-سیرجان در زیر پهنه با دگرشکلی پیچیده قرار دارد
سنگ های دگرگونی این منطقه شامل سنگ های دگرگونی ناحیه ای عمدتا"متشکل از اسلیت، فیلیت و انواع شیست و مجاورتی شامل شیست لکه دار و انواع هورنفلس به همراه میگماتیت می باشند. سنگ های آذرین اسیدی در منطقه شامل گرانودیوریت، مونزوگرانیت، آپلیت و پگماتیت می باشند - شکل ب[10] - 1 و سنگ های بازیک شامل دایک های دلریتی و گابرو - بصورت آنکلاوهای بزرگ درون کوارتزدیوریت ها - هستند.
شکل :1الف - موقعیت محدوده مورد مطالعه در پهنه سنندج-سیرجان،ب - نقشه ساده شدهای از زمینشناسی منطقه مورد مطالعه - [10] با اندکی تغییرات - . دایره سفید موقعیت نمونه ها را نشان می دهد.
روش بررسی
در این پژوهش، روش بررسی شامل نمونه برداری هدفمند از سنگ های میگماتیتی در فاصله های مشخص نسبت به توده نفوذی،تهیه مقاطع نازک از نمونه های حاوی پورفیروبلاست های قابل مشاهده در نمونه ی دستی، بررسی های دقیق سنگ نگاری و خصوصیات نوری و در نهایت تجزیه ی نقطه ای کردیریت و سایر کانی های دیگر به وسیله ی ریزپردازنده الکترونی در مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران بوده است. دستگاه ریزپردازنده الکترونی از نوع Cameca-Sx100 بوده و تجزیه ی کانی ها در شرایط ولتاژ شتاب دهنده 15 کیلو ولتاژ وشدت جریان 20 نانومتر صورت گرفته است.
سنگ نگاری،ویژگی های نوری و ترکیب شیمیایی کردیریت
مجموعه میگماتیتی بروجرد شامل میگماتیت ها، میگماتیت های تحول یافته از شیست ها و میگماتیت های تحول یافته از هورنفلس ها می باشد.پورفیروبلاست های کردیریت در هورنفلس میگماتیت به صورت پورفیروبلاست های شش وجهی کردیریت با ماکل چرخشی شعاعی شش تایی و بیضوی و کشیده دوقلویی قطاعی - دو قلوی چرخشی - با میانبارهای گرد شده فراوان کوارتز،بیوتیت و مسکویت که در منشاء رشد کرده وممکن است مربوط به تقارن شبه شش وجهی کردیریت باشد و در سنگ های میگماتیتی کردیریت به صورت بلورهای کشیده شده با میانبارهای گرد شده فراوان کوارتز،بیوتیت ،مسکویت و کلریت شکسته و در حال پنیتی شدن در حاشیه ها در زمینه سنگ پراکنده اند مشاهده می شود
پورفیروبلاست های کردیریت به صورت بلورهای پسا زمین ساختی و بر اثر دگرگونی مجاورتی تشکیل شده اند.عدم وجود حاشیه فشارشی ،عدم چرخش بافت خارجی در پیرامون آن ها و عبور شیستوزیته ی خارجی بدون تغییر از درون پورفیروبلاست های کردیریت از دلایل تشکیل پسازمین ساختی آن هاست
کردیریت های شش وجهی - برش های عمود بر محور Z بلورشناسی - ،ماکل شعاعی شش تایی را نشان می دهند در حالی که برخی از پورفیروبلاست های کشیده و بیضوی - برش های موازی با محور Z بلورشناسی - ،فاقد ساختار ماکل می باشند
این دو نوع از پورفیروبلاست ها ی کردیریت به صورت هم زیست دیده می شوند - شکل :2ب - کردیریت ها در بسیاری موارد به طور گسترده ای پنیتی شده اند و این فرآیند آثار ماکل اولیه را از بین برده است - شکل:2د - .مرز بین بخش های تشکیل دهنده ی ماکل ها صاف بوده و عموما" از کانی های زمینه،نظیر مسکویت،بیوتیت و کوارتز پر شده اند و آثار ماکل نوری در داخل بخش ها دیده نمی شود
در بررسی سنگ نگاشتی با قطبش های عمود بر هم، همه ی بخش ها ناهمسانگرد بوده و ویژگی های نوری آن ها از جمله موقعیت خاموشی و سمت گیری های نوری،تقریبا" نسبت به مرز بین ماکل ها متقارنند.در شکل 3 با چرخش 180 درجه ای و ساعتگرد در صفحه ی میکروسکوپ،موقعیت بخش های شش تایی کردیریت نشان داده شده است.
در این چرخش در موقعیت 120 درجه،بخش های - 1100 - - - 1100 - خاموش اند در حالی که بخش های - 1010 - - - 1010 - خاکستری و بخش های - 0110 - - - 0110 - به رنگ روشن دیده می شوند.با یک چرخش تقریبا" 60 درجه ای و در موقعیت 180 درجه،بخش های - 1010 - - - 1010 - در موقعیت خاموشی قرار گرفته و بخش های - 0110 - - - 0110 - به رنگ خاکستری و بخش های - 1100 - - - 1100 - به رنگ روشن دیده می شوند .
هر چند که پورفیروبلاست های شش وجهی کردیریت از شش بخش یا سه جفت بخش نوری تشکیل شده اند، اما تجزیه های شیمیایی با استفاده از ریزپردازنده ی الکترونی،تفاوت شیمیایی روشنی را بین بخش ها نشان نمی دهند
مقدار میانگین نسبت - Fe/Mg+Fe+Mn - تمام بخش ها در حدود 0/47 است و تفاوت معنی دار آماری بین آن ها وجود ندارد.هم چنین تفاوت قابل ملاحظه ای بین ترکیب شیمیایی کردیریت های بیضوی فاقد ماکل و کردیریت های شش وجهی دارای ماکل وجود ندارد
شکل :2تصاویر میکروسکوپی سنگ های میگماتیتی در لایه مزوسوم الف - پورفیروبلاست های شش وجهی کردیریت با ماکل چرخشی شعاعی شش تایی،ب - پورفیروبلاست های شش وجهی و بیضوی کردیریت با ماکل دو قلویی قطاعی شبه شش وجهی ،ج - کردیریت کشیده متمایل به بیضوی شکل ،د - کردیریت کشیده با تبدیل شدگی گسترده پنیت و بیضوی کوچک
شکل:3الف و ب - پورفیروبلاست های شش وجهی کردیریت با ماکل
چرخشی شعاعی شش تایی که عمود بر محور درجه شش چرخشی منطبق بر محور z بلورشناسی برش خورده است و ترسیم کردیریت مشاهده شده همراه سمت گیری های بلورشناسی و شاخص های میلری سطوح
جدول1 :نتایج تجزیه ریز پردازشی کردیریت.فرمول شیمیایی کردیریت بر اساس 18 اکسیژن محاسبه شده است.جدایش آهن دو و سه ظرفیتی به روش تعادل بار صورت گرفته و آهن کل به صورت FeO محاسبه شده است.
ساختار ماکل شعاعی شش تایی در کردیریت های شش وجهی می تواند بر اساس برش عمود بر محور درجه ی 6 در یک بلور شش گوشه ی دوهرمی تفسیر شود - شکل . - 4 در بلورهای شش گوشه،محور چرخشی درجه 6 بر محور Z بلورشناسی قرار می گیرد و از آن جا که در اطراف این محور سه راستای مشابه وجود دارد که با زوایای 120 درجه از هم قرار گرفته اند و با علامت های X1,X2,X3 نشان داده می شوند، شاخص های میلری بلورهای سیستم شش گوشه به صورت چهارتایی و کلی - h k i l - نشان داده می شوند.
بر این اساس در یک بلور شش گوشه ی دوهرمی،برش عمود بر محور Z بلورشناسی که کاملا" از مرکز عبور می کند،موجب تشکیل یک شش وجهی می شود که شامل 6 سطح با شاخص های میلری - 1010 - ، - - 1100، - 1100 - ، - - 0110 ، - - 0101، - - 1010 هستند - شکل - 4،در حالی که کردیریت های فاقد ماکل می تواند بر اساس برش موازی z بلورشناسی در یک بلور شش گوشه ی دوهرمی تشکیل شوند
