بخشی از مقاله
مقدمه
مجموعه پلوتونیک الوند در بخش شمالی نوار دگرگونی سنندج B سیرجان یکی از تودههای نفوذی مهم به شمار میآید ( Mohajjel etal, .(2003 این توده از گرانیتوئیدهای پورفیری، گرانیتوئیدهای لوکوکرات و سنگ-های مافیک تشکیل شده است (سپاهی گرو، .(1378 منشأ بخشهای گرانیتی
و گابرویی توده توسط محققان مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. (ولی زاده
و صادقیان (1375 با توجه به ویژگیهای کانیشناسی، ژئوشیمیایی و زمین شناسی، سنگهای گرانیتی الوند را از نوع S دانسته و بخش گابرویی را قدیمیتر از بخش گرانیتی معرفی نموده و به دلیل حضور بیوتیتهای ثانویه در سنگهای گابرویی، تاثیر شیمیایی گرانیت الوند بر سنگهای بازیک چشمه قصابان و شمال سرکان را مطرح نموده اند. (سپاهیگرو، (1378 منشأ سنگهای گابرویی، دیوریتی و تونالیتی الوند را ماگمای تولئیتی با منشاء گوشتهای و منشاء گرانیت های پورفیروئید را پوسته ای در نظر گرفته است. (اشراقی، (1382 سنگهای حدواسط الوند را به فرآیند متاسوماتیسم مربوط به تاثیر سیالات گرانیتی بر روی گابروها مرتبط میداند. علی رغم مطالعات فراوانی که
بر روی جنبههای مختلف زمینشناسی مجموعه پلوتونیک الوند و تنوع سنگی موجود در آن صورت گرفته، مطالعه دقیق سنگ شناسی منطقه مورد مطالعه واقع در جنوب شرقی این مجموعه در شمال تویسرکان (اطراف روستای آرتیمان) از دید محققین به دور مانده است، چنانکه در نقشههای زمین شناسی برون زد برخی از این سنگها از جمله سنگهای مافیک و حدواسط در این منطقه ذکر نشده است و در مطالعات انجام شده در ارتباط با مجموعه پلوتونیک الوند نیز به گابروها و سنگهای مافیک آن بیشتر در حوالی چایان و چشمه قصابان اشاره شده است. در این پژوهش تنوع سنگی موجود در منطقه مورد مطالعه و همچنین ژئوشیمی تودههای مذکور مورد بحث قرار میگیرد.
30
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
روش مطالعه
پس از پیمایشهای لازم در منطقه مورد مطالعه تعداد 150 نمونه سنگی جمع آوری شد که از این تعداد به منظور بررسی ویژگیهای میکروسکوپی نمونهها 40 مقطع نازک آماده گردید. برای بررسی ویژگیهای ژئوشیمیایی تودههای نفوذی منطقه نیز تعداد 11 نمونه سنگی با هوازدگی کمتر انتخاب شده و برای تجزیه عناصر اصلی و فرعی با روشهای ICP-AES و ICP-MS به آزمایشگاه SGS کشور کانادا ارسال شدند(جدول .(2 از این تعداد 5 نمونه از سنگهای گابرویی و نوریتی و 6 نمونه از سنگهای دیوریتی می-باشند. بررسی و پردازش دادهها با استفاده از نرم افزارهای مختلف مانند Gcdkit، Minpet و SPSS انجام شد.
موقعیت زمینشناسی
منطقه مورد مطالعه آرتیمان واقع در شمال شهر تویسرکان (جنوب مجموعه پلوتونیک الوند) میباشد (شکل1ب). از لحاظ مختصات جغرافیایی در عرضهای جغرافیایی"34œ 32' 30 تا 34œ 37' 30" شمالی و طولهای جغرافیایی"48œ 25 ' 30 تا"48œ 31 ' 00 شرقی قرار دارد (شکل1پ). این منطقه در زون ساختاری سنندج-سیرجان واقع میباشد( Mohajjel et al, (2003، که به صورت نواری به طول 1500 کیلومتر و پهنای 150 تا 250 کیلومتر به موازات روراندگی زاگرس از غرب دریاچه ارومیه آغاز میشود و در یک راستای شمال غربی- جنوب شرقی تا گسل میناب در شمال بندرعباس ادامه مییابد (شکل1الف). سنگهای منطقه مورد مطالعه شامل مجموعهای از سنگهای آذرین و دگرگونی میباشند. قسمتهای آذرین شامل انواع سنگهای مافیک تا اسیدی میباشند. سنگهای پلوتونیک مافیک، حدواسط و فلسیک با سن 162 میلیون سال ( ژوراسیک) به روش U-Pb توسط شهبازی، (1389 به درون سنگهای منطقه نفوذ نموده و باعث دگرگون شدن آنها شده است که اغلب سنگهای پلیتی با میان لایههایی از سنگهای بازیک، کربناته و مارن می باشند.
روابط صحرایی
پس از انجام بازدیدهای صحرایی از منطقه مورد مطالعه مشخص شد که سنگهای موجود در منطقه به صورت سه دسته سنگهای مافیک، حدواسط و اسیدی برون زد دارند. سنگهای اسیدی شامل گرانودیوریت، مونزوگرانیت، سینوگرانیت، آلکالیفلدسپارگرانیت، آپلیتها و پگماتیتها بیشتر در نزدیکی روستای آرتیمان و حوالی سرکان برونزد دارند. در نزدیکی روستای آرتیمان متمایل به شرق و جنوب آن سنگهای حدواسط به صورت تودههای نابرجا مابین گرانیتوئیدها دیده میشوند و در برخی مناطق آپلیتها وپگماتیت-ها به صورت دایکهایی با ضخامتهای چند سانتی متر تا چندین متر کنتاکت مشخصی با سنگهای حدواسط دارند. سنگهای مافیک بیشتر در جنوب آرتیمان (شمال تویسرکان) به سمت اردوگاه باختریه برونزد دارند. در این منطقه گابروها و نوریتها را نیز میتوان مشاهده کرد. همچنین گابروها و نوریتها در مناطق نزدیکتر به روستای آرتیمان مجاور با دیوریتها نیز برونزد
×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
دارند. سنگهای مافیک این منطقه نسبت به سنگهای مافیک جنوبیتر دارای بیوتیت بیشتری بوده و ترکیب کانیشناسی و شیمیایی نزدیکتری با دیوریتها دارند. همچنین برخی از دیوریتهای منطقه نیز دارای بلورهای پیروکسن در حال تحول به هورنبلند میباشند. شکل 2 نمایی از منطقه مورد بازدید را نشان میدهد.
پتروگرافی
با توجه به مطالعات میکروسکوپی انجام شده، سنگهای منطقه آرتیمان دارای واحدهای مافیک، حدواسط و اسیدی میباشند که در این پژوهش به مطالعه سنگهای مافیک و حدواسط پرداخته میشود. نمونه سنگهای منطقه بر اساس مجموعه کانیهای آنها در جدول1 طبقه بندی شدهاند.
سنگهای مافیک
سنگهای مافیک منطقه از انواع الیوین گابرو، الیوین نوریت، الیوین گابرونوریت، گابروها و نوریتها تشکیل شدهاند.
الیوین گابروها: در نمونه دستی سیاه مایل به خاکستری میباشند. بیشتر در شمال تویسرکان (جنوب منطقه مورد مطالعه) به سمت اردوگاه باختریه برونزد دارند. کانیهای اصلی در این سنگها شامل پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن، الیوین و بیوتیت و کانیهای فرعی ارتوپیروکسن، بیوتیت، آپاتیت و کانیهای کدر میباشند (شکل3 الف)بیوتیت. منشأ متاسوماتیک داشته و معمولاً از تحول کلینوپیروکسنها حاصل شده است.عامل این متاسوماتیسم احتمالاً سیالات مشتق شده از ماگمای فلسیک جوانتر است که گرانیتوئیدها را ساخته است (سپاهیگرو، .(1378 آپاتیت به صورت بلورهای سوزنی در این سنگها وجود دارند. کانیهای ثانویه شامل کلینوزوئیزیت و اورالیت میباشند. بافت اصلی افیتیک، ساب افیتیک است. این بافتها نشان دهنده تبلور همزمان کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز میباشد(کریمپور، (1388 (شکل3پ). با توجه به اینکه تودهها چندبار(در چندین نوبت) تزریق شدهاند تودههای جوانتر بر روی تودههای قدیمیتر اثر دگرگونی مجاورتی ایجاد کردهاند. از آنجا که الیوین گابروهای مجاور با تودههای گرانیتی بافت کرونا نشان میدهند و این بافت در الیوین گابروهای دور از تودههای گرانیتی مشاهده نمیشود گرما و سیالات ناشی از توده گرانیتی میتواند در تشکیل بافت کرونا در این سنگها موثر باشد. الیوین گابرونوریتها: در نمونه دستی شبیه الیوین گابروها سیاه مایل به خاکستری میباشند و از لحاظ کانیشناسی علاوه بر کلینوپیروکسن، دارای اورتوپیروکسن هستند که مقدار آن بیشتر از %10 است. در الیوین نوریتها اورتوپیروکسن کانی مافیک غالب در سنگ میباشد.
گابروها و نوریتها: این سنگها در نزدیکی الیوین گابروها و الیوین نوریتها برون زد دارند. در نمونه دستی بسیار شبیه به هم میباشند و از لحاظ کانی شناسی اختلاف آنها در غالب بودن کانی کلینوپیروکسن در گابروها و اورتوپیروکسن در نوریتها باشد (شکل 3پ وت). الیوین نیز در این سنگها یا وجود ندارد و یا به مقدار کمتر از %10 در برخی نمونهها مشاهده میشود.
31
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
شکل 1 الف. موقعیت منطقه مورد مطالعه در زون سنندج- سیرجان ب. توده نفوذی الوند و موقعیت منطقه مورد مطالعه در آن ( اقتباس از نقشه 000،1:250 همدان از مجیدی و همکاران، 1977، با تغییراز سپاهی گرو، .(2008 پ. نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه.
32
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
×شکل .2 نمایی از منطقه مورد مطالعه، دید به سمت جنوب
جدول .1 سنگشناسی نمونههای مورد مطالعه بر اساس کانیهای آنها (کانیهای اصلی(X، (کانیهای فرعی(O، (کانیهای ثانویه.(A
الیوین
دیوریت گابرونوریت نوریت گابرو گابرو الیوین نام
نوریت گابرو سنگ
Hk8 HGt6 HFt4 HGt1 HJt2 HJt1 HKt2 HNt5 HK5 HFt3 HNt6 HNt1 کانیها
O<10% X X Oli
O X X X X Opx
O O O X X O X X X Cpx
X X X X X X X X X X X X Pl
X X X X X X A A O O A A Hob
X X X X X X A A O A A A Bt
O O O O O O O O Or
O O O O O O O O<2% O<2% Qz
O O O O O O O Ap
A A A O Ms
A A A A A A Ser
A A A A A Epd
A A A A A A A Chl
A A A A O Sph
O O O O O O O O Ilm
A Trm
O Cal
33
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
شکل.3 تصاویر میکروسکوپی از سنگهای مافیک و حدواسط منطقه، نور .(XPL) (الف) الیوین گابرو، (ب) الیوین گابرو- حاشیه کرونا در اطراف الیوین، (پ)گابرو با بافت افیتیک، (ت) نوریت، (ث)دیوریت، تحول کلینوپیروکسن به هورنبلند، (ج) دیوریت، به وجود آمدن اسفن از واکنش ایلمینیت با بیوتیت و تبدیل بیوتیت به کلریت و مسکویت و سرسیتی شدن پلاژیوکلاز، الیوین (Ol)، کلینوپیروکسن (Cpx) ، اورتوپیروکسن (Opx) ،هورنبلند (Hbl)، پلاژیوکلاز (Pl) ، بیوتیت (Bt)، اسفن (Spn) ، ترمولیت((Tr، ایلمنیت (Ilm)، سرسیت((Ser، علائم اختصار کانیها از .(Kretz, 1983)
34
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
جدول.2 نتایج آنالیز شیمیایی انواع سنگهای مورد بررسی
35
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
سنگهای حدواسط
سنگهای حدواسط منطقه دارای طیفی از پیروکسن دیوریت، دیوریتها و کوارتزدیوریتها میباشند.کانیهای اصلی این سنگها شامل پلاژیوکلاز، آمفیبول و بیوتیت است. در پیروکسندیوریتها علاوه بر کانیهای مذکور کلینوپیروکسن نیز به صورت تحول یافته به هورنبلند مشاهده میشود (شکل 2ث). از جمله بافتهای اصلی در این سنگها بافت اینترگرانولار است. آمفیبولها از نوع هورنبلند سبز میباشند. برخی از بلورهای آمفیبول در اثر دگرسانی به اورالیت و کلریت و برخی از بلورهای بیوتیت به کلریت تبدیل شده-اند. در مرکز بسیاری از بلورهای بیوتیت و کلریت کانیهای کدر وجود دارند که با توجه به اینکه به کانی اسفن تبدیل شدهاند، احتمالاً ایلمنیت یا تیتانومگنتیت هستند (شکل 3ج). آلکالی فلدسپار، آپاتیت و کانیهای کدر نیز در این سنگها وجود دارند. همچنین سرسیت، کلینوزوئیزیت، اسفن و کلسیت کانیهای ثانویه در این سنگها میباشند. گاهی مقدار کوارتز در دیوریتها بیش از %5 است، در این صورت سنگ کوارتز دیوریت نامیده میشود.
بحث و بررسی زمین شیمی
برای نامگذاری شیمیایی سنگهای مورد بررسی از نمودارهایی که توسط پژوهشگران مختلف ارائه شده استفاده شده است. بر اساس نمودار ( De La (Roche et al., 1980 (شکل4 الف) و نمودار سیلیس نسبت به مجموع عناصر آلکالی (Cox et al., 1979) (شکل ب(4 سنگهای مورد مطالعه در گستره گابرو و گابرودیوریت قرار میگیرند.
بررسی همبستگی بین عناصر اصلی
همبستگی بین SiO2 و سایر اکسیدهای اصلی مربوط به سنگ های منطقه به صورت ضریب همبستگی در جدول (3) ارائه شده است. با توجه به جدول (3) عناصر Al2O3، CaO و MgO با SiO2 همبستگی منفی و عناصر TiO2، Fe2O3، Na2O، K2O، MnO و P2O5 با SiO2 همبستگی مثبت دارند (جدول.(3 همبستگی مثبت K2O و Na2O با SiO2 در اثر تفریق افزایش پیدا میکند. همچنین همبستگی منفی SiO2 با MgO و CaO نیز می تواند شاخصی از تفریق و تبلور عادی ماگما باشد. این امر میتواند نشانه تبلور بخشی کانی کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز در طی تبلور ماگما باشد. همبستگی مثبت SiO2 با TiO2 میتواند به علت تبلور ایلمنیت و تیتانومگنتیت در سنگهای حدواسط باشد. با توجه به نمودار (شکل 5 الف و ب) از (Wilson, 1989) سنگهای مافیک و حدواسط نوعی تفریق پلاژیوکلاز و الیوین را نشان میدهند، همچنین کاهش همزمان Al2O3 وCaO به همراه روند افزایشی SiO2 میتواند دلیلی دیگر برای تفریق زود هنگام پلاژیوکلاز باشد. در این صورت تفریق زود هنگام پلاژیوکلاز باعث همبستگی منفی Al2O3 در این سنگها شده است.
×تابستان 91، شماره 4، جلد 1
نسبت Fe3+/Fe2+ با افزایش فوگاسیته اکسیژن افزایش مییابد. به همین علت Fe3+ در اکسیدهای Fe-Ti تمرکز مییابد، سنگهای با نسبت بالای فوگاسیته اکسیژن Fe2+ کمتری برای تشکیل سیلیکاتها دارند(.(Winter, 2001 به نظر میرسد درمنطقه مورد مطالعه فوگاسیته اکسیژن از سنگهای مافیک به سمت سنگهای حدواسط در حال افزایش است که از نشانههای آن تبلور اکسیدهای آهن در دیوریتهاست، همین امر باعث همبستگی مثبت Fe2O3 با SiO2 شده است.
