فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه توده گرانیتوئیدی سیدال در شرق ایران و در مرز غربی زون جوش خورده سیستان واقع شده است. این زون به‌عنوان بقایای سنگ‌کره یک حوضه اقیانوسی شناخته می‌شود که طی فرایندهای برخورد قاره‌ای و بسته شدن اقیانوس شکل گرفته است. توده‌های گرانیتوئیدی متعددی با سن‌های متفاوت از کرتاسه تا ائوسن در این زون شناسایی شده‌اند. توده گرانیتوئیدی سیدال که در مجاورت روستای سیدال و 150 کیلومتری جنوب شرق بیرجند قرار دارد، در مطالعات گذشته با عناوینی مانند پلاژیوگرانیت، گنایس و لوکوگرانیت با سن کرتاسه فوقانی معرفی شده است. با توجه به شواهد جدید مبنی بر جوان‌تر بودن این توده و لزوم بازنگری در سن آن، پژوهش حاضر با هدف بررسی پتروگرافی، آنالیز شیمیایی و سن‌سنجی توده گرانیتوئیدی سیدال انجام شده است. منطقه مورد مطالعه منطقه سیدال در شمال غربی زون جوش خورده سیستان قرار گرفته است. این زون معرف یک مجموعه به‌هم‌افزوده حاصل از فرورانش سنگ‌کره اقیانوسی سیستان است که قدیمی‌ترین واحدهای سنگی آن به سن کرتاسه تحتانی باز می‌گردد. مجموعه افیولیتی منطقه که شامل واحدهای پریدوتیت، گابرو و بازالت است، طی فعالیت‌های ماگمایی در اواخر کرتاسه و اوایل ائوسن مورد هجوم قرار گرفته است. جدیدترین فعالیت ماگمایی منطقه شامل ولکانیسم بازالتی آلکالن است که در اواسط میوسن تا کواترنری رخ داده است. بر اساس مطالعات، واحدهای سنگی منطقه سیدال شامل چهار گروه اصلی هستند: سنگ‌های دگرگونی ناحیه‌ای با سن کرتاسه، شامل اسلیت، فیلیت، شیست و آمفیبولیت که عمدتاً در جنوب منطقه رخنمون دارند. مجموعه افیولیتی ملانژ با سن کرتاسه، شامل واحدهای پریدوتیت، گابرو و بازالت. واحدهای رسوبی آواری و کربناته با سن کرتاسه (محیط دریایی عمیق) و ائوسن (محیط دریایی کم‌عمق) شامل شیل، ماسه‌سنگ و سنگ‌های کربناته که در شمال منطقه گسترش یافته‌اند. . توده گرانیتوئیدی سیدال به طول 19 کیلومتر و با روند NW-SE که به درون واحدهای افیولیتی و سنگ‌های دگرگونی کرتاسه نفوذ کرده است. توده گرانیتوئیدی سیدال خود به سه بخش اصلی تقسیم می‌شود: - بخش گرانودیوریتی که بزرگ‌ترین واحد توده را تشکیل داده و حدود 99 درصد از حجم آن را در بر می‌گیرد. - بخش مونزوگرانیتی که به‌صورت توده‌های کوچک در مرز واحد گرانودیوریتی و واحدهای اولترامافیک مشاهده می‌شود. - بخش سینوگرانیتی که به‌صورت توده‌ای کوچک در شمال منطقه و در مرز با واحدهای اولترامافیک و گرانودیوریتی برونزد دارد. مواد و روش‌­ها مطالعات این پژوهش با بررسی مطالعات قبلی و تحلیل تصاویر ماهواره‌ای از جمله ASTER،Sentinel-2  و Landsat-8 آغاز شد. سپس در مرحله میدانی، 230 نمونه سنگی از منطقه برداشت شد که از میان آن‌ها 123 نمونه برای تهیه مقاطع نازک میکروسکوپی به آزمایشگاه منتقل گردید. پس از بررسی پتروگرافی، 10 نمونه سالم (فاقد دگرسانی و هوازدگی) انتخاب و پس از خردایش و پودر کردن، برای آنالیز شیمیایی به روش ICP (برای عناصر اصلی) و ICP-MS (برای عناصر کمیاب) به شرکت SGS  کانادا ارسال شد. داده‌های به‌دست‌آمده با استفاده از نرم‌افزار GCDkit v5 تحلیل شده و برای ترسیم نقشه زمین‌شناسی منطقه، نرم‌افزار ArcGIS v10.5 به کار گرفته شد. برای تعیین سن دقیق توده گرانودیوریتی، یک نمونه برای جداسازی زیرکن به انستیتوی زمین‌شناسی و ژئوفیزیک پکن ارسال شد. زیرکن‌ها با استفاده از محلول‌های سنگین و روش‌های مغناطیسی جداسازی شده و به دانشگاه ملی تایوان انتقال یافتند. 57 دانه زیرکن درشت خود‌شکل با اپوکسی قالب‌گیری و تا ضخامت µm20 صیقل داده شدند. تصاویر کاتد لومینسانس (CL) تهیه و نقاط مناسب برای پرتو لیزر جهت انجام سن‌سنجی زیرکن -اورانیوم- سرب به روش LA-ICP-MS انتخاب شدند. سن‌سنجی با استفاده از دستگاه Agilent 7500 LA انجام شد و نتایج برای ترسیم نمودارهای کنکوردی مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج و بحث در مطالعه پتروگرافی توده‌های گرانیتوئیدی منطقه سیدال، سنگ‌های این توده بر اساس نتایج مودال در محدوده گرانودیوریت و گرانیت (مونزوگرانیت و سینوگرانیت) قرار می‌گیرند. بافت غالب این سنگ‌ها گرانولار است و بافت‌های دیگری نظیر میرمکیتی، گرافیکی و پرتیتی نیز مشاهده می‌شود. این بافت‌ها می‌توانند نشان‌دهنده رشد همزمان از یک مذاب، واکنش میان جامد و مذاب یا اختلاط ناپذیری دو جامد باشند. انواع توده‌های گرانیتوئیدی و ویژگی‌های سنگ‌نگاری گرانودیوریت گرانودیوریت بزرگ‌ترین واحد گرانیتوئیدی منطقه بوده و با بافت گرانولار، دانه متوسط و لوکوکرات مشخص می‌شود. بافت‌های پوئی‌کیلیتیک و میرمکیتی نیز در این واحد دیده می‌شود. کانی‌های اصلی شامل کوارتز، پلاژیوکلاز و پتاسیم فلدسپار هستند: - پلاژیوکلاز: به ‌صورت شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار، با ماکل آلبیتی، از نوع الیگوکلاز و آندزین، و در برخی موارد سرسیتی شده است. - پتاسیم فلدسپار: از نوع ارتوکلاز و میکروکلین، با ماکل کارلسباد، کمی سرسیتی شده. - کوارتز: به‌صورت بی‌شکل تا نیمه‌شکل‌دار با ابعاد 3-1 میلی‌متر. - کانی‌های فرومنیزین شامل بیوتیت و هورنبلند سبز بوده که حدود 10 درصد حجمی سنگ را تشکیل می‌دهند. کانی‌های فرعی شامل اسفن، زیرکن و آپاتیت است. اسفن به‌صورت بلورهای قهوه‌ای شکل‌دار، زیرکن و آپاتیت به‌عنوان ادخال در سایر کانی‌ها دیده می‌شوند. کانی‌های ثانویه شامل کلریت، اپیدوت و کانی‌های رسی هستند. مونزوگرانیت بافت غالب مونزوگرانیت‌ها گرانولار است و بافت‌های گرانوفیری و میرمکیتی نیز مشاهده می‌شود. کانی‌های اصلی این واحد شامل: پلاژیوکلاز: 35-30 درصد حجمی. - پتاسیم فلدسپار: از نوع ارتوکلاز و به‌ندرت میکروکلین، معمولاً بی‌شکل و 35-30 درصد حجمی. - کوارتز: 25-20 درصد حجمی. - بیوتیت: با فراوانی 1-3 درصد و مسکوویت با فراوانی حدود 8 درصد. در برخی نمونه‌ها پتاسیم فلدسپارها به کانی‌های رسی، پلاژیوکلازها به سرسیت و کانی‌های فرومنیزین به کلریت و اپیدوت تبدیل شده‌اند. کانی‌های فرعی شامل آپاتیت و زیرکن هستند. سینوگرانیت سینوگرانیت دارای بافت غالب گرانولار، دانه درشت و بافت‌های گرانوفیری و گرافیکی است. ترکیب کانی‌شناسی اصلی آن شامل: - پتاسیم فلدسپار: 60-50 درصد حجمی از نوع ارتوکلاز و به‌ندرت میکروکلین. - کوارتز: با خاموشی موجی و بی‌شکل، 20-30 درصد حجمی. - پلاژیوکلاز: 15-10 درصد حجمی از نوع الیگوکلاز. کانی‌های فرومنیزین شامل مسکوویت (3-8 درصد حجمی) و بیوتیت (حداکثر 1 درصد حجمی) هستند. بلورهای گارنت نیز در این واحد مشاهده شده که از ویژگی‌های گرانیتوئید نوع S است. انکلاوهای موجود در توده‌های گرانیتوئیدی انکلاوهای میکروگرانولار غنی از کانی‌های مافیک این انکلاوها فراوان‌ترین نوع در توده‌های گرانودیوریتی هستند و ترکیب اصلی آنها شامل پلاژیوکلاز، هورنبلند و کوارتز است. اندازه این انکلاوها از چند سانتی‌متر تا 1 متر متغیر بوده و عموماً نسبت به توده میزبان دانه‌ریزتر هستند. ترکیب کانی‌شناسی آنها مشابه توده گرانودیوریتی است اما به علت تفریق کمتر، دارای کانی‌های مافیک بیشتر و کوارتز کمتر هستند. این انکلاوها احتمالاً از بخش‌های زود تبلور یافته ماگمای گرانیتوئیدی به وجود آمده و در مراحل بعدی نفوذ، به قسمت‌های بالاتر منتقل شده‌اند. زینولیت‌های مافیک زینولیت‌های مافیک شامل قطعات جدا شده از توده‌های گابرویی در مسیر صعود ماگمای گرانیتوئیدی هستند. این زینولیت‌ها ابعادی بین 2 تا 10 سانتی‌متر داشته و مرز مشخصی با سنگ میزبان دارند. ترکیب اصلی آنها شامل پیروکسن و پلاژیوکلاز است که به دلیل دگرسانی شدید، سوسوریتی شدن در آنها پیشرفت کرده و بافت دانه‌ریز ایجاد کرده است. بر اساس داده‌های ژئوشیمیایی حاصل از روش‌هایICP  و ICP-MS، نمونه‌های گرانیتوئیدی منطقه سیدال در محدوده گرانودیوریت، مونزوگرانیت و سینوگرانیت قرار می‌گیرند. تحلیل‌های ژئوشیمیایی نشان داد که گرانودیوریت‌ها به سری کالک‌آلکالن و مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها به سری کالک‌آلکالن غنی از پتاسیم تعلق دارند. ترکیب ژئوشیمیایی بررسی داده‌های شیمیایی عناصر اصلی و کمیاب نشان داد که گرانودیوریت‌ها در محدوده متاآلومین و مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها در محدوده پرآلومین قرار دارند. تحلیل عناصر خاکی نادر (REE) بر اساس نمودار عنکبوتی بهنجار شده به کندریت و گوشته اولیه، غنی‌شدگی عناصر خاکی سبک (LREE) و غنی‌شدگی کمتر در عناصر خاکی سنگین (HREE) را در گرانودیوریت‌ها نشان می‌دهد. همچنین، آنومالی‌های مثبت در عناصر Rb،  Th و Ce و آنومالی‌های منفی در عناصر Nb، Ti  و Ba  شواهدی از فرایندهای تفریق بلورین و ذوب بخشی در محیط‌های مرتبط با فرورانش ارائه می‌کند. تحلیل نمودارهای ژئوشیمیایی مطالعات نشان داد که گرانودیوریت‌های منطقه از ویژگی‌های گرانیتوئیدهای قوس آتشفشانی وابسته به مناطق فرورانش برخوردارند. نابهنجاری منفی Nb در این توده‌ها به تفریق بلورین آمفیبول، تیتانیت و روتیل نسبت داده شده است. از سوی دیگر، مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها، با آنومالی‌های منفی Ba،Sr  و Ti و آنومالی‌های مثبت Rb،Th  و La، منشأ پوسته‌ای خود را تأیید می‌کنند. منشأ ماگمایی و محیط تکتونیکی بررسی داده‌ها حاکی از آن است که گرانودیوریت‌ها از ذوب بخشی سنگ‌های آمفیبولیتی منشأ گرفته‌اند، در حالی که مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها حاصل ذوب بخشی رسوبات پلیتی هستند. این تفاوت در منشأ ماگمایی، تفاوت در ترکیب ژئوشیمیایی این دو گروه سنگ را توضیح می‌دهد. گرانودیوریت‌ها از ویژگی‌های گرانیتوئیدهای نوع I و مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها از ویژگی‌های گرانیتوئیدهای نوع S برخوردارند. سن‌سنجی برای تعیین سن تبلور توده گرانودیوریتی، یک نمونه برای جداسازی زیرکن انتخاب شد و سن‌سنجی به روش زیرکن  - اورانیوم- سرب انجام گرفت. دانه‌های زیرکن با استفاده از مایعات سنگین جداسازی شده و تصاویر CL (کاتد لومینسانس) نشان‌دهنده زونینگ ماگمایی در زیرکن‌ها بودند. نتایج سن‌سنجی نشان داد که سن تبلور این توده 7/0 ± 3/54 میلیون سال (اوایل ائوسن) است که جوان‌تر از سن فرض شده قبلی (کرتاسه) است. نسبت U/Th کمتر از 1 در زیرکن‌ها نشان‌دهنده ماهیت ماگمایی این دانه‌ها است. نتیجه‌­گیری توده‌های گرانیتوئیدی سیدال، شامل گرانودیوریت، مونزوگرانیت و سینوگرانیت، ویژگی‌های ژئوشیمیایی و تکتونیکی مرتبط با محیط‌های قاره‌ای فعال پس از برخورد را نشان می‌دهند. این توده‌ها پس از بسته شدن باریکه اقیانوسی و جایگیری سنگ‌کره اقیانوسی بر حاشیه قاره، در اثر فرایندهای ذوب بخشی و آلایش پوسته‌ای تشکیل شده‌اند. گرانودیوریت‌ها از یک منشأ مافیک (متابازالت) و مونزوگرانیت‌ها و سینوگرانیت‌ها از رسوبات پلیتی مشتق شده‌اند. داده‌های ژئوشیمیایی، پتروگرافی و سن‌سنجی همگی نشان‌دهنده این است که توده گرانیتوئیدی سیدال نمونه‌ای از توده‌های گرانیتوئیدی در زون‌های تکتونیکی پس از برخورد است که به‌عنوان یک سیستم پوسته‌ای- ماگمایی پیچیده، اطلاعات ارزشمندی درباره تحولات زمین‌ساختی منطقه ارائه می‌کند.