مطالعه پترولوژیکی سنگهای آتشفشانی شمالغرب مرند با نگرشی ویژه به سنگهای آلکالن منطقه.

چکیده: در این رساله به مطالعه ولکانیسم بعد از تصادم پلیو کواترنری در شمالغرب ایران و شمالغرب مرند که شامل مجموعه ای از سنگهای آلکالن سدیک، پتاسیک- اولتراپتاسیک و حدواسط-اسیدی بهمراه حجم وسیعی از سنگهای آذرآواری شامل آگلومرا، توف و برش میباشد، پرداخته شده است. تمامی سریهای سنگی دارای بافت پرفیری و میکرولیتی پرفیری میباشند. فنوکریستهای غالب در سنگهای آلکالن پتاسیک و اولتراپتاسیک کلینو پیروکسن، لویسیت، فلوگوپیت، اولیوین، و آپاتیت، در سری آلکالن سدیک پیروکسن، آمفیبول، بیوتیت و پلاژیوکلاز و آپاتیت و در سنگهای سری حدواسط-اسیدی شامل پلاژیوکلاز، آمفیبول و به مقدار کم بیوتیت و پیروکسن میباشد. سنگهای پتاسیک و اولتراپتاسیک از لحاظ ژئوشیمیایی دارای نسبت بالای k2o/na2o (69/1 تا 5/3)، sio2 (9/48 تا 4/52)، نفلین نورماتیو (0 تا 6/11) و mg# ( 4/71 تا 6/74) میباشند وبیشترین شباهت را به سنگهای نوع رومن دارند. سنگهای آلکالن سدیک با مقادیر sio2( 48 تا 4/54 )، mg#(35/52 تا 4/72 )، نسبت k2o/na2o (46/0 تا 82/0) و tio2 (8/0 تا 56/1 ) مشخص هستند. سری سنگهای حدواسط-اسیدی دارای مقادیر sio2 (57-65 درصد وزنی)،al2o3 (25/15 تا 3/16) وsr (1185 - 577) بالا، نسبتهای بالای sr/y (46/84-02/39) و la/yb (36/61-27/13) و مقادیر پایین y(2/20 -2/11) هستند که نشاندهنده ویزگی آداکیتی این ماگماها میباشد. نتایج داده های آنالیز میکروپروب از بلورهای کلینوپیروکسن سریهای مختلف سنگی منطقه نشان میدهد ترکیب شیمیائی کلینوپیروکسنهای این سنگها دیوپسید میباشد. کلینوپیروکسنها از لحاظ ترکیب شیمیائی دارای عدد منیزیم (mg/(mg+fe2+)) بالا (7/83 تا 8/96)، مقادیرal2o3 (54/0 تا 06/5)، مقادیر na2o کمتر از 23/1 و در محدوده 16/0 تا 23/1 ، مقادیر tio2 در محدوده 3/0 تا 19/2 و نیز مقادیر پایین al6/al4 (کمتر از 5/0 و اکثرا کمتر از 25/0) میباشند. استفاده از دیاگرامهای مختلف بر اساس عناصر تشکیل دهنده پیروکسنها نشان میدهد این کانیها در محیط قوسهای آتشفشانی تشکیل شده اند. محدوده کلی فشار و دمای شروع تبلور این کانیها برای سنگهای سری ألکالن پتاسیک و اولتراپتاسیک در حدود 2/3 الی 3/14 کیلوبار و1115 تا 1262 درجه سانتی گراد، برای کانیهای سری ألکالن سدیک 4/14 الی 8/16 کیلوبار و 1244 الی 1248 درجه سانتی گراد و برای سری حدواسط-اسیدی 9/6 الی 7/8 کیلوبار و 1033 تا 1042 درجه سانتی گراد تعیین شده است که نشان میدهد عمق تبلور کانیهای سری آلکالن سدیک بیشتر بوده است. وجود تغییرات نسبتا زیاد فشار، مربوط به شروع تبلور کلینوپیروکسنها در اعماق متفاوت قرارگیری اتاقک ماگمائی از گوشته فوقانی تا بخشهای بالائی پوسته در طول صعود ماگما میباشد. بلورهای کلینوپیروکسن منطقه انواع مختلفی از منطقه بندی شیمیائی شامل منطقه بندی نرمال، معکوس و نوسانی و بخشی را نشان میدهند. بررسیها نشان میدهد در ایجاد منطقه بندی کلینوپیروکسنهای مورد مطالعه عواملی مثل تغییرات فوگاسیته اکسیژن و ایجاد شرایط اکسیدان شدید و پدیده اختلاط ماگمائی که در اثر واکنش بین بلور در حال تشکیل با ماگمای باقیمانده بوده، بیشترین نقش را داشته اند. نتایج آنالیز میکروپروب از میکاهای منطقه نشان میدهد مقادیر رنج تغییرات اکسیدها در میکاهای سنگهای آلکالن پتاسیک برای sio2 (32.75-38.35), al2o3 (13.45-15.15), tio2 (4.64-8.7), feo (8.88-14.49), mgo (12.32-18.89), bao (0.111-5) و f (1.147-3.38) میباشد. استفاده از دیاگرامهای مختلف جهت رده بندی میکاها نشان میدهد اکثر میکاهای سنگهای پتاسیک و اولتراپتاسیک منطقه در محدوده فلوگوپیت واقع شده اند و تعدادی از آنها در محدوده بیوتیتهای منیزیم دار واقع شده اند و هر سه نمونه آنالیز شده از میکاهای سنگهای سری حدواسط-اسیدی در محدوده بیوتیتهای منیزیم دار واقع میشوند. مقایسه ترکیب فلوگوپیتهای مطالعه شده نشانگرشباهت آنها با فلوگوپیتهای سنگهای آتشفشانی پتاسیک و فوق پتاسیک نوع رومن ایتالیا میباشد. همچنین بر اساس مقادیر tio2, mgo, mno و vi alمیکاهای مطالعه شده دارای ترکیب میکاهای ماگمایی اولیه میباشند. بالا بودن نسبت ba/nb و ba/ta در نمونه های تمامی سریهای سنگی نشانگر اجزائ فرورانشی مشخص در ماگمای سنگهای منطقه است. غنی شدگی در عناصری چون rb, sr, ba، بالا بودن نسبت liles/hfses و تهی شدگی در عناصری چون ta, nb, ti از خواص ماگماتیسم مرتبط با فرورانش میباشد. کاهش مقادیر عناصر ناسازگار وk2o از سری آلکالن پتاسیک و اولتراپتاسیک به سمت سری آلکالن سدیک و حدواسط-اسیدی نشان میدهد که غنی شدن این عناصر اولیه بوده و مربوط به منشاء این ماگماها میباشد. بررسی مقادیر نسبتهایcs/rb و pb/nd و همجنین بالا بودن مقادیر سرب در نمونه های آلکالن سدیک و پتاسیک منطقه نشاندهنده تاثیر اجزای رسوبات فرورونده در اثر فرورانش، در تولید ماگمای این سنگها میباشد. با توجه به زمان خاتمه فرورانش (کرتاسه فوقانی) و نیز سن نسبی سنگهای منطقه (پلیو کواترنر) میتوان گفت که این سنگها در یک محیط بعد تصادم تشکیل شده اند و گوشته متاسوماتیسم شده در اثر اضافه شدن مواد فرار و عناصر ناسازگار عامل غنی شدگی ماگمای سنگهای آلکالن بوده است و ویژگیهای فرورانشی مشهود در این سنگها از یک فرورانش قدیمی به ارث مانده است. بررسی ویژگیهای برخی عناصر کمیاب و نیز استفاده از مدلسازی عناصر نادر خاکی نشان میدهد که سنگهای آلکالن پتاسیک و اولتراپتاسیک از ذوب بخشی پایین یک منبع گارنت- لرزولیتی فلوگوپیت دار و سنگهای آلکالن سدیک از ذوب بخشی پایین منبع گارنت اسبینل- لرزولیت آمفیبول دار بوجود آمده اند. در مورد سنگهای آداکیتی منطقه با توجه به انطباق ویژگیهای ژئوشیمیائی اینها با آداکیتهای (sr<1100 ppm, na2o+k2o<11 %wt, mgo = 0.98 – 3.5) پر سیلیس میتوان گفت آداکیتهای منطقه شمالغرب مرند همانند آداکیتهای پرسیلیس از ذوب صفحه بازالتی فرورونده بوجود آمده اند. شکسته شدن صفحه فرورونده و در پی آن افزایش رژیم حرارتی در اثر برخورد مواد داغ بالا آمده از گوشته استنوسفری، با گوشته لیتوسفری از طریق محل شکستگی صفحه باعث ذوب گوشته متاسوماتیسم شده و تولید ماگمای آلکالن منطقه گردیده است وذوب باقیمانده صفحه اقیانوسی فرورونده شکسته شده نئوتتیس موجب تولید ماگماتیسم آداکیتی منطقه شمالغرب مرند گردیده است.