سنگ شناسي و ژئوشيمي سنگ­های آمفیبول-گارنت-هرسی­نیت­دار  منطقه چالدران شمال غرب ايران

فهرست

فهرست مطالب                                                                                                       I

فهرست جداول                                                                                                    IV

فهرست شکل ها                                                                                                    V

مقدمه

فصل اول: پایه­های نظری و پیشینه پژوهش

• انواع سنگ­های اصلی دگرگونی ناحیه­ای 1

  • سنگ­های رسی و نیمه رسی ( رسوبات پلیتی) 1

1-1-2  سنگ­های آهکی و کالک سیلیکات                                                                 1

     1-1-3 سنگ­های بازیک                                                                                       2

     1-1-4 سنگ­های اولترامافیک                                                                                  2

    1-1-5 سرپانتینیت ها                                                                                           3

1-2 سنگ­های دگرگونی آلومینیوم­دار تحت اشباع از سیلیس                                                  4

1- 3 بافت کرونا                                                                                                      5

1-4 پیشینه پژوهش                                                                                                  6

 

فصل دوم: مواد و روشها

2-1 موقعیت جغرافیایی منطقه                                                                                      7

          2-1-1 راه­های دسترسی به منطقه                                                                        7

         2-1-2 موقعیت منطقه در تقسیم بندی ساختاری ایران                                                8

2-2 اهمیت مطالعه افیولیت                                                                                         9

        2-2-1 افیولیت­های خوی                                                                                 11

2-3 زمین شناسی                                                                                                   12

     2-3-1 زمین شناسی آذربایجان                                                                              12

     2-3-2 زمین شناسی عمومی منطقه ماکو                                                                   14

            2-3-2-1 زمین ساخت و زمین شناسی ساختمانی منطقه ماکو                                  14

            2-3-2-2 گسل­های منطقه مورد مطالعه                                                             15

     2-3-3 زمین شناسی عمومی منطقه                                                                         16

2-4 روش مطالعه                                                                                                    23

     2-4-1 کارهای صحرایی                                                                                      23

     2-4-2 آماده سازی نمونه ها                                                                                  23

     2-4-3 مطالعات آزمایشگاهی                                                                                 24

 

فصل سوم: بحث  و نتایج

  3-1 مطالعات پتروگرافی                                                                                         25

      3-1-1 پتروگرافی سنگ­های آمفیبول- گارنت و هرسی­نیت دار                                        26

      3-1-2 پتروگرافی متاپیروکسینیت                                                                           26

      3-1-3 پتروگرافی سرپانتنیت­                                                                                 27

      3-1-4 پتروگرافی آمفیبولیت                                                                                 27

       3-1-5 پتروگرافی ترمولیت-اکتینولیت شیست                                                           27

       3-1-6 پتروگرافی گرانیت                                                                                  28

   3-2 شیمی کل سنگ­ها                                                                                          34

        3-2-1 ژئوشیمی عناصر اصلی                                                                            35

       3-2-2 ژئوشیمی عناصر کمیاب                                                                           36

        3-2-3 بررسی نمودار تغییرات عناصر اصلی و فرعی در برابر MgO                              43

        3-2-4 مقایسه عناصر اصلی نمونه­های مورد مطالعه با سنگ­های دیگر                             44

             3-2-4-1 مقایسه با هماتیت-ایلمنیت گارنت پیروکسنیت                                       44

             3-2-4-2 مقایسه با گارنت پریدوتیت­ کوهزایی                                                   44

            3-2-4-3 مقایسه با بازالت­های آلتره شده پشته میان اقیانوسی                                  44

        3-2-5 الگوهای عناصر کمیاب خاکی (REE)                                                        45

        3-2-6 نمودار عنکبوتی یا چند عنصری نرمالیزه                                                       47

       3-2-7 مقایسه عناصر کمیاب نمونه­ها با سنگ­های دیگر                                              47

       3-2-7-1 مقایسه عناصر کمیاب نمونه­های مورد مطالعه با آمفیبولیت گارنت­دار از منطقه   48

3-3 مینرال شیمی سنگ­های آمفیبول-گارنت-هرسنیت­دار                                                    50

       3-3-1 مینرال شیمی الیوین­ها                                                                              50

       3-3-2 مینرال شیمی آمفیبول                                                                               51

       3-3-3 مینرال شیمی گارنت                                                                                53

       3-3-4 مینرال شیمی اسپینل                                                                                56

       3-3-5 مینرال شیمی ایلمنیت و مگنتیت                                                                  58

3-4 مینرال شیمی کرومیت                                                                                         59

      3-4-1 مینرال شیمی اسپینل                                                                                  59

3-5 حرارت سنجی                                                                                                  61

     3-5-1 PTMAFIC                                                                                            61

       3-5-1-1 ژئوترمومتر Olivine-Spinel                                                                   61

       3-5-1-2 ژتوترمومتر Garnet – Ilmenite                                                               62

3-6 منشاء احتمالی پروتولیت سنگ­ها                                                                           63

    3-6-1 آلتراسیون شدید سنگ­های پوسته اقیانوسی و خروج  SiO₂                                    63

    3-6-2  یک سنگ گارنت پیروکسنیت استثنائی با Fe زیاد که به گارنت، آمفیبول و                  64

    هرسنیت Retrograde شده است

    3-6-3 یک Residue از ذوب بخشی سنگ­های بازیک                                                  64

     3-6-4 منشاء متاسوماتیسم                                                                                   65

نتیجه گیری                                                                                                          66

 

فصل چهارم: منابع مورد استفاده

منابع                                                                                                                  68

فهرست جداول

جدول (3-1) علائم اختصاری کانی­ها (Whitney and Evans (2011                                        25

جدول (3-2) مجموعه کانی در سنگ­های آمفیبول- گارنت- هرسی­نیت­دار                              33                                      جدول (3-3) مجموعه کانی در متاپریدوتیت و سرپانتینیت                                                 33

جدول (3-4) مجموعه کانی در ترمولیت- اکتینولیت شیست و آمفیبولیت                                33

جدول (3-5) مجموعه کانی در گرانیت                                                                        33

جدول (3-6)  نتایج تجزیه شیمیایی 10 نمونه از سنگ­های مورد مطالعه به روش XRF              40

جدول (3-7)  نتایج تجزیه شیمیایی 5 نمونه از سنگ­های مورد مطالعه به روش ICP-MS           42

جدول (3-8)  مقایسه عناصر اصلی نمونه­های مورد مطالعه با سنگ­های دیگر                           45

جدول (3-9) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی الیوین در نمونه­های مورد مطالعه                  50

جدول(3-10) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی آمفیبول­ها در نمونه­های مورد مطالعه             52

جدول (3-11) جانشینی کاتیون­ها در سایت­های بلوری مختلف آمفیبول                                  53

after James, 1912

جدول (3-12) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی گارنت                                               55

جدول(3-13) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی اسپینل در نمونه­های مورد مطالعه                 57

جدول (3-14) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی ایلمنیت و مگنتیت در نمونه­های مورد مطالعه        58

جدول(3-15) ترکیب شیمیایی و فرمول ساختمانی اسپینل در نمونه کرومیتی                           60

جدول(3-16) تخمین درجه حرارت سنگ­های مورد مطالعه                                              62

فهرست شکل­ها

شکل (2-1) راه های دسترسی به منطقه مورد مطالعه          7

شکل (2-2)                                                                                                          8

1. a) واحدهای ساختاری – رسوبی از ایران (نقل از نبوی 1355) و موقعیت

 منطقه مورد مطالعه در آن.                                                                                                                   b) نقشه زون­های ساختمانی ­– رسوبی ایران Stocklin (1968) و موقعیت

 منطقه مورد مطالعه در آن.

شکل (2-3) پهنه های رسوبی – ساختاری عمده ایران آقانباتی (1383)                                    9            

شکل (2-4) توزيع نوارهاي افيوليتي در ايران اقتباس از (et al, 1993 Emami)                       10

و موقعيت افیولیت خوي

شکل (2-5)  دورنمایی از منطقه مورد مطالعه دید به سمت شمال غرب          18

شکل (2-6)  کنتاکت سنگ­های الترابازیک با سنگ آهک دید به سمت شمال غرب                     18

 شکل(2-7):                                                                                                                   19

1. a. مرز گسلی بین سنگ آهک و سرپانتنیت

2. b. شکستگی­های عمودی در سنگ­های الترابازیک

3. c. شکستگی­های افقی در سنگ­های الترابازیک

4. d. برون زد سرپانتنیت

e,f.  تناوب آهک و سنگ­های متابازیک

  شکل(2-8):                                                                                                   20

1. a. کانی­های مس در مرز بین سنگ آهک و بازالت.

2. b. قطعه بزرگ از سنگ آهک.

3. c. آثار فرسایشی بر روی سنگ آهک.

  .dرگه­هایی از سیلیس درداخل سرپانتینیت

  .e,fنمونه­های دستی از سنگ­های آمفیبول- گارنت- هرسی­نیت­دار

شکل(2-9) نقشه زمین شناسی منطقه اقتباس از  نقشه­های  1:250000 خوی                             21

Ghoraishi and Arshadi, 1987)) و ماکو(Alavi and Bolurchi 1973) با  کمی تغییرات

شکل (2-10) نقشه زمین شناسی منطقه اقتباس از نقشه­های 100000/1 خوی                            22

 (رادفر و امینی، 1372) و ماکو (امینی آذر و عباسی، 1382)

شکل (2-11) ایستگاه­های نمونه برداری در عکس ماهواره ای منطقه مورد مطالعه                        23

شکل (3-1) تصاویر میکروسکوپی از سنگ­های آمفیبول-گارنت-هرسنیت­دار                            29

1. a. الیوین، گارنت، اسپینل و آمفیبول XPL

2. b. الیوین، پیروکسن، آمفیبول و اسپینلXPL

3. c. گارنت شکل دار در مقطع نازک سنگ

4. d. بافت کلیفیت در اطراف کانی درشت گارنت متشکل از اسپینل PPL

5. e. نمونه­ای دیگر از این سنگ­ها با بافت کلیفیت در اطراف گارنت PPL

6. f. کانی­های اپک شکل­دار در داخل گارنت PPL­­­

شکل (3-2) تصاویر میکروسکوپی از سنگ­های آمفیبول-گارنت-هرسنیت­دار                             30

1. a. انکلوزیون­های داخل بلور درشت گارنت XPL

2. b. رشد کلریت در داخل شکستگی­های گارنت PPL

3. c. پر شدگی فضاهای خالی سنگ با هرسنیت PPL

4. d. رشد سوزنی شکل ترمولیت- اکتینولیت بصورت ثانویه PPL

5. e. ترمولیت­های درشت بلور در متاپریدوتیت XPL

6. f. بافت مش که در آن بقایای الیوین مشخص است PPL

شکل (3-3) تصاویر میکروسکوپی                                                                              31

a,b.  بقایای کلینوپیروکسن در متاپیروکسنیت XPL

1. c. بقایای اسپینل قهوه­ای (احتمالا پیکوتیت) در سرپانتنیت PPL

2. d. بافت مش در سرپانتنیت XPL

3. e. بافت بستایت در سرپانتنیت XPL

4. f. بافت نفوذی (interpenetrative) در سرپانتنیت XPL

شکل(3-4) تصاویر میکروسکوپی از آمفیبولیت و گرانیت                                                    32

1. a. لایه­های غنی از آمفیبول و فلدسپار در آمفیبولیت XPL

2. b. وجود اسفن و روتیل در آمفیبولیت PPL

3. c. رشد کوارتز در شکستگی­ها در ترمولیت-اکتینولیت شیست XPL

4. d. وجود گارنت در گرانیت .S-type PPL

5. e. بیوتیت با بافت خمشی در گرانیت PPL

6. f. موسکویت در گرانیت XPL

شکل 3-5 نمودار تغییرات برای عناصر فرعی                                                                   43

شکل (3-6):                                                                                                        46

1. a) نمودار عناصر کمیاب خاکی نمونه های مورد مطالعه که بر اساس داده های،

 Boynton (1984) نسبت به کندریت نرمالیزه شده اند

1. b) نمودار عنکبوتی نرمالیزه شده به گوشته اولیه (Sun & McDonough, 1989)

شکل (3-7):                                                                                                        48

  (a مقایسه نمودار عناصر کمیاب خاکی نمونه های مورد مطالعه با گارنت پریدوتیت

 کوهزایی، هماتیت-ایلمنیت گارنت پیروکسنیت، بازالت آلتره شده و گوشته اولیه

 که بر اساس داده های، Boynton (1984) نسبت به کندریت نرمالیزه شده اند.

b  ) مقایسه نمودار عنکبوتی نرمالیزه شده به گوشته اولیه (Sun & McDonough, 1989)

شکل (3-8) ترکیب الیوین­های نمونه در نمودار Fo-Fa ( deer et al, 1992)                         51

شکل (3-9) نامگذاری آمفیبول­های آهن-منیزیم­دار (Leake, 1978)                                    53

شکل (3-10) زونینگ ترکیبی در پورفیروبلاست گارنت در نمونه Gp7                                 54

شکل (3-11) نمایش ترکیب گارنت در نمودارهای مثلثی Ca-Fe-Mg و              Mn-Fe-Mg 54

شکل (3-12) نمایش ترکیب گارنت­های آنالیز شده بر روی دیاگرام پیروپ­-                            56

 (آلماندین- اسپسارتین)- (گروسولار- آندرادیت) 1 محدوده­ی مربوط به گارنت­های

 اکلوژیتی، 2 گرانولیت، 3 آمفیبولیت، 4 اپیدوت- آمفیبولیت ( after Dobretsov et al., 1972)

شکل (3-13) نمایش ترکیب اسپینل در نمودارهای مثلثی Zn+Mn+Ni-Mg- Fe⁺² و               57

  Cr-Al-Fe⁺³

شکل (3-14) اکسید کرم در مقابل اکسید آهن در اسپینل برای تشخیص منشاء اسپینل­ها              58

محدوده­ها از Haggerty (1988) and  Conrad and Kay(1984),

 Kepezhinskas et al. (1995)می­باشد

شکل (3-15) Cr# در مقابل Mg# در اسپینل. محدوده پریدوتیت­های نوع آلپی از                   59

 (Dick and Bullen, 1984)، پریدوتیت­های آبیسال و پریدوتیت­های پیش کمان از

 (Tamura and Arai, 2006) و پریدوتیت­های پشت کمان از (Monnier et