گروه زمین شناسی استان آذربایجان غربی

به نام خدا

 

فهرست

1-    مقدمه :                                                                                                                                    2

2-    ماگماي پتاسيک چيست؟                                                                                                         2

3-    تقسيم بندی سنگهای پتاسيک و اولتراپتاسيک                                                                       2

 1-3- لامپروئيت ها (I)                                                                                                                   3

2-3- كامفوژيتها (II)                                                                                                                 3 و 4

3-3- سنگهاي پتاسيك و اولتراپتاسيك گروه ( III )                                                                      4

4-3- شوشو نيت ها (IV)                                                                                                          4 و 5

4-    نحوه تشكيل                                                                                                                            5

5-    منابع                                                                                                                                   5 و 6                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

سنگهاي پتاسيك

1-    مقدمه :  

ماگماتيسم پتاسيک از انواع بسيار نادر و کمياب در دنيا است که به تناسب نادر بودن اين نوع ماگماتيسم مطالعات انجام شده روي آنها بسيار کم مي باشد. بيشتر اين مطالعات در مناطقي صورت گرفته است که در مرز فرورانش صفحات بزرگ (مثل اندونزي و ايتاليا) قرار دارند.

در هر دو اين مناطق يعني اندونزي و ايتاليا که بطور کامل مورد مطالعه قرار گرفته اند، از هر حيث بسيار شبيه به سنگ هاي پتاسيك موجود در برخي از مناطق ايران از جمله شمال غرب مرند و جزيره ساراي در آذربايجان  هستند .

2-    ماگماي پتاسيک چيست؟

به نظر فولی و همکاران (1987) سنگهايی را بايد حاصل ماگمای پتاسيک دانست که مقدار K2O در آنها بيشتر از 3% باشد که اين دسته را به طور کلی پتاسيک می نامند و هر گاه نسبتNa2O/K2O بيشتر از 1/3 بر حسب در صد وزنی باشد می توان آن سنگ را اولتراپتاسيک ناميد. طبق اين تعريف سنگهای ايران در  مناطق شمالغرب مرند و جزيره ساراي در گروه سنگهای پتاسيک و پتاسيك قرار می گيرد.

ليکن با اين تعريف بسياری از سنگهايی که ماهيت پتاسيک هم ندارند در گروه سنگهای پتاسيک دسته بندی می شوند، پس برای محدود کردن اين حيطه ، علاوه بر مقدار پتاسيم، از فاکتورهای ديگری هم کمک می گيريم، يکی از اين فاکتورها مقدار ضريب منيزيومي است. مقدار ضريب منيزيومي (Fe+Mg/100Mg) در آنها بالاست ولی بيشتر از 70 نمی باشد. (Foley , 1992)

علاوه بر بر اين مقدار کروم و نيکل نيز در آنها نسبت به سنگهای اسيدی بيشتر می باشد و در حد سنگهای مافيک است.

مشخصه ديگری که در مورد اين سنگها بسيار بحث انگيز نيز می باشد، بالا بودن مقدار عناصر ناسازگار در آنهاست. عناصر ناسازگار را می توان به دو دسته عناصر LIL و گروه عناصر HFS تقسيم بندی کرد و البته مقدار LILE (Large Ion Lithophile Elements) در اين سنگها بسيار بالا بوده و در مقابل مقدار HFSE(High Field Strength Elements ) پايين است. علت اين امر را در کليه سنگهايی که وابسته به فعاليت فرورانش می باشند می توان چنين توجيه کرد که عناصر HFS دارای بار الکتريکی بالا بوده و شعاع اتمی آنها نيز کوچک است لذاتمايل چندانی برای ورود به فاز مايع ندارند. حال آنکه عناصر LIL چون دارای شعاع يوني بزرگ هستند به سادگی در طی دي هيدراسيون  (dehydration)وارد فاز مايع می شوند. پس وقتی پوسته اقيانوسی فرو رونده دچار آبزدايی شود سيالی توليد می شود که غنی از عناصر LIL بوده و بنابراين اين مايع می تواند موجب متاسوماتيسم گوشته ای شود که در روی اين پوسته قرار گرفته است و عناصر HFS هم که وارد فاز مايع نشده اند در همان پوسته فرورو تجمع پيدا می کنند . اين مشخصه در تمام گروههای سنگهای پتاسيک مشاهده می شود.

3-    تقسيم بندی سنگهای پتاسيک و اولتراپتاسيک :

طبق تقسيم بندی که فولی در سال 1992 انجام داده است، سنگهای پتاسيک و اولتراپتاسيک براساس مشخصاتشان بويژه تفاوت در کانی شناسی، خصوصيات ژئوشيميايی و موقعيتهای مختلف تکتونيکی که ظاهر می گردند به چهار گروه اصلی تقسيم بندی می شوند. در زير مشخصات عمومی (کانی شناسی و ژئو شيميايی ) اين سنگها آورده شده است.

 

1-3- لامپروئيت ها (I) :

لامپروئيت ها معمولاً به صورت دايک ، پايپ (Pipe) و يا روانه های کوچکی ظاهر می گردند که گروهی را با خصوصيات پتروژنتيکی مشخص در مقاسيه با آلکالی بازالتها، کيمبرليتها و لامپروفيرها در داخل سنگهای آذرين تشکيل می دهند(Bergman , 1987).

حضور اين سنگها به مکانهای داخل صفحه ای محدود می گردد (Mitchell , 1981 , Mitchell and Bergman ,1991) در نمونه های دستی لامپروئيت ها شباهتها ی بسياری با سنگها ی کرسانتيت تا  مينت و بسياری لامپروفيرهای آلکالن ) نشان می دهند که اين به دليل وجود بافتهای پورفيری با مقاديری فنوکريستهای فرومنيزين مانند فلوگوپيت و عدم حضور فنوکريستالهای لوکوکرات می باشد (Muller etal . 1992 a , 1993 a ).

لامپروئيت ها دارای ترکيب کانی شناسی مودال متغيری می باشند. فلوگوپيت غنی از تيتان و فقير از Al ، تيتان تترافلوگوپيت، ريشتريت K-Ti دار ، اليوين فورستريتی (فورستريت 94-87) ، ديوپسيد، سانيدين و لوسيت به عنوان فازهای اصلی و پريدريت، منيزيوکروميت، ايلمنيت، پرو وسکيت، آرمالکوليت به عنوان کانيهای نادر و فرعی در اين سنگها يافت می گردند. الماس يکی از کانيهای فرعی مهم تشکيل دهنده برخی از لامپروئيت ها می باشد Jaques  etal, 1984 , Scott – Smith and Skinnea , 1984 a .)).از مشخصات لامپروئيتها نبود پلاژيوکلاز، نفلين يا مليليت می باشد (Bergman, 1987).

از نظر ژئو شيميايی لامپروئيت ها دارای نسبت بالای K₂O/Al₂O₃ (بيشتر از 6/0) (Foley etal , 1987) به طور متوسط ميزان بالای CaO (بيش از 4 در صد وزنی) و مقادير بسيار پايين Al₂O₃  (کمتر از 12 درصد ) (Mitchell and Bergman 1991) مشخص می گردند.

به علاوه آنها دارای مقادير بالای LILE (6000 ppm Ba . 2000 ppm Sr) و عناصر نادر خاکی سبک  (e.g 250 ppm La , 400ppm Ce) هستند (Mitchell and Bergman 1991) .

همچنين لامپروئيتها دارای مقادير خيلی پايين سيليس %SiO₂<45 و مقادير پايين Al₂O₃ می باشند (Rock, 1991). به نظر (1987)Bergman  لامپروئيتها شامل گروهی از سنگهای پتاسيک می باشند که ميزان Al₂O₃

(10تا 11درصد ) Na₂O (1/5تا2 درصد   وزني ) ، CaO ( 6تا 8 درصدوزني) مي باشد . مقدار  MgOدر اين سنگها بالا بوده و گاهي تا 25 درصد وزني نيز مي رسد . بيشتر لامپروئيتها پرآلكالن هستند يعني  Na₂O + K₂O / Al₂O₃ > 1 است  (1992،  Peccerillo).

به طور كلي لامپروئيت ها ، حاصل فرايند ماگماتيك بعد از كوهزائي در نواحي برخورد قاره ها هستند كه زونهاي قديمي بنيوف دهها يا صدها ميليون سال در زير آن قرار گرفته اند ( اميني به نقل از ويلسون ، 1382 ).

2-3- كامفوژيتها (II) :

كامفوژيتها گدازه هاي كالسيليت دار مافيكي هستند و نمونه هاي بسيار نادري از سنگهاي ماگمايي هستند (1991، Mitchell and Berg man).

اين سنگها ممكن است بصورت دايك يا گدازه  ظاهر شوند . كامفوژيتها محدود به مناطق ريفت قاره اي هستند (Mitteemperger, 1965) .

اصطلاح كامفوژيت به سنگهاي پتاسيك داخل قاره گفته مي شود كه توسط  Sahama(1974)  معرفي شده اند و متواليأ درنوشته هاي جديد مورد قبول واقع شده و پايه گذاري گرديده است. (Foley et al , 1987)

از جنبه كاني شناسي كامفوژيت ها با حضور فنوكريست هاي اليوين در زمينه اي از فلوگوپيت ، كلينوپيروكسن ، لوسيت ، مليليت ، پرووسكيت، كالسيليت و با مقدار خيلي كم سيليس مشخص  مي گردند. ( Foley et al , 1987)

كامفوژيت ها نسبت به لا مپروئيت ها از لحاظ كاني شناسي با دارا بودن كالسيليت و مليليت و نبود سانيدين متمايز مي گردند (Mitchell and Bergman, 1991 ). آپاتيت و پرووسكيت فازهاي فرعي را تشكيل مي دهند ( Foley et al , 1987).

از مشخصات شيميايي اين سنگها داشتن مقادير خيلي كم SiO₂ (كمتر از 45در صد وزني) ، مقادير بسيار پايين Al ₂O₃   (كمتر از 12 درصد وزني ) ،  مقادير بسيار بالاي ‍CaO  (بيش از 8 درصد وزني ) و مقادير کم  Na₂Oاست (Foley et al , 1987) .      از ديگرخصوصيات ژئوشيميايي اين سنگها دارا بودن مقادير بالاي  LREE ( e.g. up to 470 ppmCe ) و   HFSE (Yتا 44 ppm و  Zrتا 680ppm ) مي باشد (Foley et al , 1987).

3-3- سنگهاي پتاسيك و اولتراپتاسيك گروه ( III ) :

گدازه هاي داراي لوسيت و با پتاسيم بالا مي باشند كه در ناحيه مديترانه از نئوژن تا كواترنر ايالتهاي ولكانيكي بسياري را تشكيل داده اند مثل ناحيه رومن كه درايتالياي مركزي قرار دارد.

  كمپلكس هاي ماگمائي مشابهي نيز در آناتولي ، تركيه و ايران مشاهده مي گردد (Keller,1983) اين نوع سنگها ارتباط زيادي با برخورد صفحه اروپا و افريقا دارند ( اميني به نقل از ويلسون ، 1382 ) .  نام اين گروه را به دليل اينكه در ناحيه رومن ايتاليا به خوبي ديده مي شوند سنگهاي تيپ رومن نامگذاري كرده اند . سنگهاي آذرين پتاسيك ناحيه رومن شامل لاتيت ، تفريت ها ، تراكيتها ، فنوليتها و لوسيتيتها مي باشند     (Holm et al . , 1982) . بسياري از گدازه ها داراي بافت پورفيري با فنوكريستهاي كلينو پيروكسن ، پلاژيوكلاز و لوسيت با مقادير فرعي سانيدين ، اليوين در زمينه اي ريز بلور كه شامل پلاژيوكلاز ، لوسيت و پيروكسن است ، مي باشند (Holm et al .,1982)  . براي اولين بار Foley (1987) به علت وجود لوسيت و پلاژيوکلاز فراوان در اين سنگها به آنها نام پلاژيولوسيتيت را داده است .

گدازه هاي ناحيه رومن پتاسيك هستند (‍Conticelli  and Peccerillo, 1992) و برخي با دارابودن MgO,K₂O بيش از 3 درصد وزني و نسبت  K₂O / Na₂O  بيش از2، اولتراپتاسيک محسوب مي گردند (Foly et at ,1987). تركيب اين سنگها معمولا از تحت اشباع تا ميزان متوسط  SiO₂تغيير مي كند (بين 47 تا 56 درصد وزني سيليس ) . ميزان TiO₂ پايين مي باشد (كمتر از 8/0)، مقدار Al₂O₃ از 12 تا17 درصد وزني متغير است . اين سنگها به طور مشخص ويژگيهاي مناطق مرتبط با فرو رانش  را نشان مي دهند ( 1980   Morrison , ) .به نظر Muller (b 1992 ) اين سنگها در مقايسه با آنهايي كه از داخل قاره مشتق شده اند داراي تمركز بالاي  LILE، مقادير متوسط  LREE و مقاديركمتر HFSE ميباشند .اين سنگها از نظر ژئوشيميايي در مقايسه با لامپروئيتها و كامفوژيتها كه در   K₂O غني شدگي شديدي نشان مي دهند و داراي  K₂O / Al₂O₃ بيش از 6/0 هستند، K₂O / Al₂O₃ کمتر از 5/0 دارند اين سنگها معمولأ به صورت دايك (Muller et al ., 1993a) يا گدازه (‍Cundari , 1993) ظاهر مي گردند.

4-3- شوشو نيت ها (IV) :

شوشو نيت ها سنگهاي آذرين پتاسيكي هستند كه در مناطق تكتونيكي مرتبط با فرورانش وجود دارند (Morrison , 1980) . اين سنگها معمولأ در مراحل پاياني فعاليت ماگمايي مرتبط با فرورانش و بعد از  توله ايتهاي كم پتاسيم و سري كالكو آلكالن در فاصله دورتري از گودال و بالاي عميق ترين قسمت زون بنيوف ظاهر مي شوند . ميزان Na₂O + K₂O در اين سنگها بالا و بيشتر از 5 است ونسبت K₂O / Na₂O  در حدود 1 مي باشد. مقدار TiO2  اين سنگها پائين و كمتر از 3/1 درصد وزني مي باشد. Al₂O₃ و مقدار آن مابين 14 تا 19 درصد وزني متغير است. اين سنگها بيشترين غني شدگي را در عناصر LILE و LREE نشان مي دهند(,1980  Morrison ).

به عقيده ( 1980 ) Morrison از لحاظ پتروگرافي شوشونيتها داراي بافت پورفيري با فنوكريستهاي پلاژيوكلاژ ، كلينوپيروكسن ، اوليوين ، فلوگوپيت با يا بدون آمفيبول در يك زمينه ريز دانه و معمولاً شيشه اي از فلدسپات آلكالن ، سانيدين ، پلاژيوكلاز و كلينوپيروكسن مي باشند . اوليوين معمولاً در شوشونيتهاي مافيك متداول بوده ولي بيوتيت و سانيدين در شوشونيتهاي حد واسط وجود دارند(1990  Peccerillo ,). به عقيده (1987) Mackenzi اين سنگها در زمينه خود حاوي فلدسپات پتاسيم ، اوژيت – اژيرين ، لابرادوريت و کانيهای اوپک می باشند . شوشونيتها را براساس ميزان SiO₂ به سه دسته آبساروکيت (SiO₂<50%) شوشونيت ( SiO₂بين57% , 50% ) و لاتيت (57% < SiO₂) تقسيم بندی می کنند (Mackenzi, 1987) .

از لحاظ ژئو شيميايی شوشونيتها به سنگهای نوع رومن بسيار شبيه می باشند بطوری که Al₂O₃ در هر دو گروه بالا بوده و مقادير TiO₂ و P₂O₅ در هر دو پايين می باشد اما شوشونيتها برخلاف سنگهای نوع رومن حاوی مقادير بالای Al₂O_{3 ,} Na₂O ,SiO₂ و مقادير پايين K₂O , MgO ,CaO می باشند .

 بيشترين شباهت سنگهاي پتاسيك و التراپتاسيك مناطق شمال غرب مرند و جزيره ساراي در آذربايجان به اين دسته از سنگها است چرا که مقادير Al2O3 , SiO2 , TiO2 و ديگر اکسيدها باشوشونيت ها تقريبا يکسان هستند . وجود فنوکريستالهاي پلاژيوکلاز و کلينوپيروکسن به همراه کاني هاي فرعي آپاتيت و سانيدين و اليوين و بافت پورفيري  در هر دو دسته سبب شباهت بين سنگهاي مورد مطالعه و شوشونيتها از لحاظ پتروگرافي شده است . 

4-    نحوه تشكيل :

، فرض بر اين است که ذوب بخشي پريدوتيت گوشته همراه با ذوب بخشي پوسته فرورونده ماگمايي اوليه را ايجاد مي کند که خود قادر به توليد ماگمايي خواهد بود که سنگهاي پتاسيک و اولتراپتاسيک را توليد کند . حال براي آنکه در ماگماها و در ادامه در سنگهاي محصول تفاوت ايجاد شود يا بايد مقدار ذوب و تفريق تغيير کند و يا اينکه بايد به نحوي مينرالوژي گوشته تغيير نمايد ، و يا حتي آغشتگي و آلايش روي اين ماگما اثر کند.

منابع:

-          اميني ، صدرالدين . 1382 . پتروژنز آذرين ، رهيافتي به تکتونيک جهاني ( جلد 1 ) . انتشارات دانشگاه تربيت معلم تهران ، 294 ص .

- Keller, J. 1983 . Potassic lavas in the orogennic volcanism of the meditrranean area . J. Volcano L. Geotherm . Res 18, 371 – 8

- Foley , S. F. Venturelli G. Green , D. H. and Toscani , L. 1987 . The ultrapotassic rocks : characteristics , classification , and constraints for petrogenetic model. Earth Sci Rev 24 : 81 – 134 .

 

- Foley , S. , 1992 , Petrologic characterization of the source comments of potassic magmas , geochemical and experimental constrains , J. Lithos , 28 , P : 187 -204

- Bergman, S. C. 1987. Lamproits and other potassium – rich igneous rocks : a review of their occurrence, mineralogy and geochemistry . In Alkaline igneous, J. G. Fitton 8- B. G. J. Upton (eds) , 103 – 89 . Geol. Soc. Sp. Publ. 30 .

- Mitchell, R. H. Bergman, S. C. 1991 . Petrology of lamproites . Plenum press, New York, 447 pp .

- Mitchell, R. H. G. Garson, M. S. 1981 . Mineral deposits and global tectonic setting . Academic press, Longman, 421 pp .

- Muller, D. Stumph, E. F. Taylor, W. R. 1992 a . Shoshonitic and alkaline lamprophyrs with elevated Au and PGE concentration from the kreuzeck mountains, Estern Alps, Austria. Mineral petrol. 46, 23 – 42 .

 - Muller, D. Morris, B. J. Frand, M. G. 1993a . Potassic alkaline lamprophyrs with affinities to lamproites from the karinya, sincle, south Australia . Lithos . 30, 123 – 137

- Bergman, S. C. 1987. Lamproits and other potassium – rich igneous rocks : a review of their occurrence, mineralogy and geochemistry . In Alkaline igneous, J. G. Fitton 8- B. G. J. Upton (eds) , 103 – 89 . Geol. Soc. Sp. Publ. 30 .

- Keller, J. 1983 . Potassic lavas in the orogennic volcanism of the meditrranean area . J. Volcano L. Geotherm . Res 18, 371 – 8 .

- Holm, P. M. lus, S. Nielsen, A. 1982 . The geochemistry and petrogenesis of the lava of the volsinian district, Roman province, central Italy . Contrib mineral petrol . 80 : 367 – 378 .

- Coticelli S, peccerillo A .1992 . petrology and geochemistry of potassic and ultrapotassic volcanism in central Italy : petrogenesis and infereneces on the evolution of the mantle sources . lithos 28 : 221 Morrinson, G. W. 1980 . Characterristics and tectonic setting of the shoshonite rock association . Lithos . 13, 97 – 108 .– 240 .

- Cundari , A. 1993 .  petrology of the leucite – bearing lavas in new south wales . J geol Soc Austr 20 : 465 – 492 .

- Peccerillo, A. 1990 . on the origin of the Italian potassic magmas comments . Chemical geology . Elsevier sience publisher .

- Peccerillo, A. 1990 . on the origin of the Italian potassic magmas comments . Chemical geology . Elsevier sience publisher .

 

تهيه شده توسط خانم رويا حق طلب و آقاي علي اكبر خضرلو (گروه زمين شناسي استان آذربايجان غربي)