شیمی کانی و دما- فشارسنجی آنکلاوهای مافیک آتشفشان قزلجهکند، شمالشرق قروه، کردستان
نویسندگان
1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 گروه زمین شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
3 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.48308/esrj.2024.236030.1226چکیده
مقدمه آتشفشان چینهای (استراتوولکان) قزلجهکند در شمال پهنه سنندج- سیرجان و در کمربند آتشفشانی تبریز- همدان قرار دارد. این آتشفشان شامل مخلوطی از گدازه، بمب، اسکوری و خاکستر میباشد که در داخل گدازه و پرتابههای آنها تعدادی آنکلاوهای فلسیک و مافیک دیده میشود. آنکلاوهای فلسیک در اندازههای مختلف از چند میلیمتر تا چند دسیمتر دیده میشوند و آنکلاوهای مافیک نیز از چند میلیمتر تا چند سانتیمتر دیده میشود که به دلیل شباهت کانیشناسی که با سنگهای میزبان (آلکالی بازالت) دارند بحث بر سر اتولیت و یا زینولیت بودن آنها است. در این تحقیق آنکلاوهای مافیک از جمله فلوگوپیت- پیروکسنیت و پیروکسنیت مطالعه شده است. با استفاده از پتروگرافی و شیمی کانیهایی مانند پیروکسن و فلوگوپیت و مقایسه آنها با سنگ آتشفشانی میزبان و همچنین مطالعات دما- فشار سنجی به بررسی شرایط فیزیکی و شیمیایی تبلور ماگما، خاستگاه ماگمایی پرداخته شده و از این اطلاعات جهت تشخیص اتولیت یا زینولیت بودن آنکلاوها استفاده شده است. مواد و روشها پس از انجام عملیات صحرایی و نمونهبرداری، مقاطع نازک جهت مطالعات پتروگرافی تهیه شدند. سپس دو نمونه آنکلاو (شامل یک نمونه فلوگوپیت- پیروکسنیت، یک نمونه پیروکسنیت) و یک نمونه سنگ آتشفشانی میزبان (آلکالی بازالت) جهت تجزیه شیمی نقطهای انتخاب شدند و کانیهای پیروکسن و فلوگوپیت آنها مورد تجزیه شیمی قرار گرفتند. دو نمونه آنکلاو در دانشگاه یاماتاگا کشور ژاپن با روش WSD توسط یک ریزپردازشگر الکترونی (EPMA) خودکار مدل JEOL.JXA-8600 با ولتاژ 20 کیلوولت و جریان 8-10×2 آمپر تجزیه شده است. قطر پرتوی الکترونی 5 میکرون و غلظت دادهها بر اساس برنامه کامپیوتری ZAF محاسبه شده است. نمونه آلکالی بازالت در آزمایشگاه انستیتوی زمین شناسی Ambientale e Geoingegneriaکشور ایتالیا با روش WDS با استفاده از دستگاه Cameca SX50 با ولتاژ 15 کیلوولت و قطر پرتو الکترونی یک میکرومتر برای پیروکسن و 10 میکرومتر برای بیوتیت انجام شد. نتایج و بحث کانیهای تشکیل دهنده فلوگوپیت- پیروکسنیتها شامل کلینوپیروکسن، فلوگوپیت و آپاتیت با بافت کومولایی میباشند. آنکلاوهای پیروکسنیتی شامل کلینوپیروکسن همراه با مقدار کمی فلوگوپیت با بافت گرانولار میباشد. آلکالی بازالتها از پیروکسن، پلاژیوکلاز، الیوین، بیوتیت، هورنبلند و کانیهای اپک با بافت پورفیریک تشکیل شدهاند. با توجه به نتایج تجزیه شیمی نمونهها ترکیب پیروکسنهای هر سه نمونه کلسیم- منیزیم-آهندار و از نوع دیوپسید میباشند. کلینوپیروکسنها در نمودار توزیع Al و Si در محدوده چهاروجهی قرار میگیرند. عدد منیزیم برای کلینوپیروکسنیتهای هر سه نمونه بالای 7/0 است که نشاندهنده تبلور آنها از یک ماگمای اولیه است. جهت تعیین سری ماگمایی از نمودارهای Al2O3 در مقابل SiO2 و Ti در مقابل Ca+Na استفاده شد، که طبق این دو نمودار پیروکسنها در محدوده آلکالن تا ساب آلکالن قرار میگیرند. طبق نمودار Na+AlIV در مقابل Cr+2Ti+AlVI نمونهها در حالت فوگاسیته اکسیژن بالا تشکیل شدهاند. با استفاده از مقدار AlIV در مقابل AlVI میزان فشار آب در زمان تبلور برای کلینوپیروکسن نمونه فلوگوپیت- پیروکسنیت و آلکالی بازالت 10 % و برای نمونه پیروکسنیتی کمتر از 10 % بدست آمده است. از نمودارهای TiO2 در مقابل Alz و همچنین TiO2 در مقابل AlIV*100 جهت تعیین محیط زمین ساختی ماگمای میزبان استفاده شد که نمونهها روند مشابه کمان ماگمایی را نشان میدهند. بیوتیتهای نمونه فلوگوپیت- پیروکسنیت و سنگ آتشفشانی میزبان از نوع فلوگوپیت و از نظر منشا جزو میکای دوباره متعادل شده میباشند. در نمودارهای مختلفی که بر اساس شیمی کانیها رسم شده است، موقعیت کلینوپیروکسنهای نمونه فلوگوپیت- پیروکسنیت با سنگ آتشفشانی میزبان یکسان است ولی با کلینوپیروکسنیتهای نمونه آنکلاو پیروکسنیتی یکسان نیستند. به علت نبود کانیهایی مانند الیوین، گارنت و ارتوپیروکسن در آنکلاوها، از کانی کلینوپیروکسن برای دما-فشار سنجی استفاده شد. برای دما- فشار سنجی از دو روش کلینوپیروکسن- مذاب و تک کانی کلینوپیروکسن استفاده شد. آنکلاو فلوگوپیت- پیروکسنیت و آلکالی بازالت با سنگ کل ماگمای میزبان در تعادل بودند. دمای محاسبه شده برای آنکلاو فلوگوپیت- پیروکسنیت 1245-1149 و برای آلکالی بازالت 1238-1190 درجه سانتیگراد و فشار محاسبه شده برای آنها به ترتیب 98/14-4/4 و 83/13-7 کیلوبار بدست آمد. نتیجهگیری بر اساس شیمی بلورهای کلینوپیروکسن در آنکلاوها و سنگ میزبان ترکیب ماگما آلکالن تا نیمه آلکالن میباشد، با شرایط فوگاسیته بالای اکسیژن مطابقت دارد و از یک خاستگاه زمین ساختی وابسته به فرورانش ناشی شدهاند. نتایج حاصل از دما- فشار سنجی نشان میدهد که مخزن ماگمایی آنها داخل پوسته تشکیل شده است. با توجه به شواهد پتروگرافی و ژئوشیمیایی میتوان نتیجه گرفت که نمونه فلوگوپیت- پیروکسنیت اتولیت بوده و از خود ماگمای میزبان تشکیل شده است و نمونه پیروکسنیتی احتمالا یک قطعه زینولیت گوشتهای است که همراه با فوران کنده شده و به سطح زمین رسیده است.