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.2024.236030.1226
چکیده

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.