ماگمازایی گرانیتوییدی دوزمانة ائوسن-الیگوسن در بخش جنوبی کمان ماگمایی ارومیه-دختر در منطقة مردهک، جبال بارز، جیرفت

مقدمه

کوهزاد زاگرس پیامد چهار رویداد زمین‏‏‌ساختاری پی‏‏‌درپی اصلی چرخه زمین‏‏‌ساختی ویلسون برای پیدایش پهنة اقیانوسی نئوتتیس است که شامل (1) پیدایش کافت درون قاره‏‏‌ای در کربونیفر؛ (2) گسترش پهنة اقیانوسی در پرمین-تریاس؛ (3) آغاز رخدادهای فرورانش تختة اقیانوسی نئوتتیس به زیر خردقارة ایران مرکزی از تریاس پسین (سیمرین پیشین) تا کرتاسة پسین (لارامین) که با بالازدگی افیولیت‏‏‌های پهنة بیرونی زاگرس همراه بوده است و (4) برخورد ورقه‏‏‌های قاره‏‏‌ای آفریقایی- عربی با ایران (اوراسیا) در الیگوسن- میوسن (Jafari et al., 2023 و منابع آن). این کوهزاد با ویژگی‏‏‌های کامل پهنه‏‏‌های فرورانشی از سه پهنة موازی ساخته شده است که از جنوب‏‌‌باختری به شمال‌‏‌خاوری شامل:

1) پهنة چین‏‏‌خورده-راندة زاگرس؛

2) پهنة دگرگونی-ماگمایی مزوزوییک سنندج- سیرجان؛

3) پهنة ماگمایی سنوزوییک ارومیه- دختر (UDMB [1]) است.

پهنة ماگمایی سنوزوییک ارومیه- دختر، یک کمان ماگمایی خطی بزرگ مرتبط با فرورانش به درازای نزدیک به 2000 و پهنای 50 تا 100 کیلومتر است که از ماگماهای با سرشت غالب کالک‏‏‌آلکالن به‏‏‌همراه مقادیر کمتری از سری‏‏‌های توله‌ایتی و آلکالن غنی از پتاسیم و سنگ‏‏‌های آتشفشانی و آذرین درونی در راستای حاشیة فعال ورقة قاره‏‏‌ای ایران مرکزی ساخته شده است (Jafari et al., 2023; Babazadeh et al., 2023 و منابع آن).

رویدادهای ماگمایی در کمان ماگمایی ارومیه-دختر با فعالیت اندک از کرتاسة پسین آغاز شد؛ اما در ائوسن به اوج رسید و تا پلییستوسن ادامه یافت. سنگ‏‏‌های ماگمایی ائوسن بیشتر شامل انواع بازیک (بازالت، آندزیت‏‌بازالتی) – حد واسط (آندزیت، تراکی‏‌آندزیت)-اسیدی (داسیت، ریوداسیت، ریولیت) و آذرآواری‏‏‌های وابسته با سرشت غالب کالک‏‏‌آلکالن هستند که با توده‏‏‌های آذرین درونی هم‌ماگما و هم‌سرشت ائوسن بالایی (گابرو، دیوریت، گرانودیوریت، گرانیت) همراهی شده‏‏‌اند (Chiu et al., 2013; Jafari et al., 2023; Moghadam et al., 2022; Babazadeh et al., 2023). بیشتر واحدهای آذرین الیگوسن-میوسن از نوع آذرین درونی و البته با مقدار کمی سنگ‏‏‌های آذرین بیرونی همراهی شده‏‏‌اند. رخداد ماگمایی پایانی پلیوسن-پلییستوسن نیز بیشتر شامل بیرونی‏‏‌های بازالتی است. بخش جنوب‏‏‌خاوری UDMB، که به پهنة مس کرمان یا پهنة ماگمایی دهج- ساردویه شناخته می‌شود دارد، نیز با توالی‏‌های آذرین بیرونی و درونی ائوسن-الیگوسن تا میوسن شناخته می‏‌شوند که با ویژگی‏‌های کالک‏‏‌آلکالن، یادآور سنگ‏‌های درونی پدیدآمده در حاشیة همگرای فعال قاره‏‏‌ای هستند و از فرورانش سنگ‏‏‌کرة اقیانوسی نئوتتیس رو به شمال‏‏‌خاوری به زیر ورقة ایران مرکزی پدید آمده‏‏‌اند (Shafiei et al., 2009; Chiu et al., 2013; Moghadam et al., 2022; Babazadeh et al., 2023).

مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز واپسین رخداد آذرین درونی بزرگ الیگوسن-میوسن در بخش جنوب‏‏‌خاوری کمان ماگمایی ارومیه- دختر دانسته شده است (Moghadam et al., 2022; Babazadeh et al., 2023). بررسی‏‏‌های بیشمار روی ماگماتیسم گرانیتوییدی جبال بارز گویای ویژگی‏‌های کالک‏‏‌آلکالن، متاآلومین نوع I در یک سامانة کمان فرورانشی مرتبط با پهنة کوهزاد برخوردی آلپ-هیمالیاست (Shafiei et al., 2009; Rasouli et al, 2016; Hosseini et al., 2017; Behpour et al., 2019; Moghadam et al., 2022; Babazadeh et al., 2023 و منابع آن).

در این پژوهش توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در بخش جنوب‏‏‌خاوری مجموعة جبال بارز برای نخستین‏‌بار بررسی دقیق صحرایی، سنگ‏‌نگاری، زمین‏‏‌شیمیایی و سن‏‏‌سنجی به روش U-Pb شده است. در این بررسی، از بررسی‏‏‌های دقیق صحرایی برای شناخت نوع و گسترش توالی‏‏‌های سنگی و تعیین توالی تزریق فازهای ماگمایی و از داده‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی برای پی‏‏‌بردن به روابط زایشی مجموعه‏‏‌های سنگی و شناخت محیط زمین‏‏‌ساختی پیدایش آنها (سنگ‌زایی) و برای نخستین‌بار، از داده‏‏‌های سن‏‏‌سنجی دقیق به روش U-Pb روی ‏‌بلورهای زیرکن برای اثبات توالی تزریق فازهای آذرین درونی بهره گرفته شده است.

زمین‏‏‌شناسی منطقه

توده‏‏‌های آذرین درونی منطقة مردهک که بخشی از مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز (شکل 1) به‌شمار می‌روند، شامل دیوریت، کوارتزدیوریت، مونزونیت، کوارتزمونزونیت، گرانودیوریت، گرانیت و آلکالی‏‏‌گرانیت هستند که در سنگ‏‌های آتشفشانی و آتشفشانی- رسوبی ائوسن نفوذ کرده‏‏‌اند (Shafiei et al., 2009; Rasouli et al., 2016). این توده‏‏‌ها در بخش شمال خاوری جبال بارز در جنوب‌خاوری جیرفت (جنوب کرمان) جای گرفته‏‏‌اند و از دیدگاه ریخت‏‌شناسی روند شمال باختری-جنوب‏‏‌خاوری دارند.

شکل 1. نقشة زمین‏‏‌شناسی منطقة مردهک که با کمک تصویرهای ماهواره‏‏‌ای لندست 8 و برداشت‏‏‌های صحرایی این پژوهش و بهره‏‏‌گیری از اطلاعات نقشه‏‏‌های زمین‏‏‌شناسی 100000/1 جبال‏‏‌بارز (Valeh, 1972)، 100000/1 حنا (Valeh, 1972) و 100000/1 سبزواران (Grabeljsek et al., 1976) تهیه شده است.

Figure 1. Geological map of the Mardehak area, compiled using Landsat 8 satellite images, field observations of this study, and information extrapolated from the 1:100,000 geological maps of Jebal-e-Barz (Valeh, 1972), Hana (Valeh, 1972), and Sabzevaran (Grabeljsek et al., 1976).

رخنمون‏‌های اصلی سنگ‏‏‌ها در این منطقه شامل سنگ‏‏‌های رسوبی (کنگلومرا، شیل، ماسه‌سنگ، سنگ‌آهک)، آتشفشانی (بازالت، آندزیت، داسیت، ریولیت) و آذرآواری‏‏‌های مرتبط (آگلومرا، برش و انواع توف) به سن ائوسن هستند که توده‏‏‌های آذرین درونی (گرانیتوییدهای) به سن ائوسن پسین- الیگوسن درون آنها نفوذ کرده‏‏‌اند (شکل 2- A).

شکل 2. تصاویر صحرایی از سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک، جنوب‌خاوری جیرفت در جبال بارز. A) نمایی از تزریق گرانیتوییدها در واحدهای آتشفشانی و آتشفشانی- رسوبی ائوسن؛ B) نمایی کلی از منطقه‏‏‌بندی عادی گرانیتوییدها شامل دیوریت، گرانودیوریت و گرانیت از حاشیه به مرکز؛ C) تزریق واحد گرانیتی فاز تأخیری درون میزبان دیوریتی؛ D) تزریق دایک آپلیتی در بخش گرانیتی؛ E) تزریق دایک‏‏‌های دیابازی که آخرین فاز تزریقی درون گرانیت‏‏‌ها هستند؛ F) نمایی نزدیک از انکلاوهای دیوریتی درون سنگ‏‏‌های گرانیتی با حاشیه‏‏‌های منحنی تا تیز و زاویه‏‏‌دار که نشانة اختلاط و آمیختگی ماگمایی هستند (نام‌های اختصاری: Ev: آتشفشانی‏‏‌های ائوسن؛ Gr: گرانیت؛ Gd: گرانودیوریت؛ D: دیوریت).

Figure 2. Field photographs of granitoid rocks from the Mardehak area, SE Jiroft, Jebal-e-Barez: A) Exposure of granitoid intrusions into the Eocene volcanic and volcano-sedimentary sequences; B) Far view of the normal zoning within the granitoid body, encompassing diorite, granodiorite, and granite from margin to core; C) Emplacement of a late-stage granitic phase within the dioritic host; D) Intrusion of aplite dike within the granitic part; E) Injection of diabasic dikes representing the final magmatic phase into the granites; F) Closed view of dioritic enclaves enclosed in granitic matrix, characterized by curve to angular contacts, diagnostic of magma mixing/mingling (Abbreviations: Ev: Eocene Volcanics; Gr: Granite; Gd: Granodiorite; Di: Diorite).

شواهد صحرایی شامل بررسی دقیق روابط نفوذ توده‏‏‌ها در سطوح همبری، حضور انکلاوها و رخداد دگرسانی‏‏‌ها و آثار گرمایی روی سنگ‏‏‌ها گویای آنست که این توده‏‏‌های گرانیتوییدی دست‏‌کم در سه فاز اصلی پی‏‌درپی جایگیری کرده‏‏‌اند که شامل:

1) تزریق توده‏‏‌های دیوریتی/کوارتزدیوریتی درون سنگ‏‏‌های آتشفشانی و آذرآواری ائوسن؛

2) تزریق توده‏‏‌های کوارتزمونزونیتی و گرانودیوریتی درون فاز پیشین و سنگ میزبان آتشفشانی و آذرآواری ائوسن؛

3) تزریق توده‏‏‌های گرانیتی/آلکالی‏‏‌گرانیتی درون فازهای پیشین.

این ترتیب توالی نفوذ گویای منطقه‏‌بندی ترکیبی عادی در توده‏‌های آذرین درونی منطقه است (شکل 2-B). این الگوی عادی شامل تزریق واحد حد واسط به‏‏‌همراه ترم‏‏‌های جدایش‌یافته‏‏‌تر در حاشیه‏‌ها (دیوریت، کوارتزدیوریت، کوارتز مونزونیت) (شکل 2-C)، تزریق واحد اسیدی گرانودیوریتی در میانه و سرانجام تزریق واحد روشن گرانیتی/آلکالی‏‏‌گرانیتی به‏‏‌همراه رگه‏‌های پگماتیتی/آپلیت جدایش‌یافته در مرکز است (شکل 2-D). آخرین فاز ماگمایی در منطقه نیز شامل تزریق دایک‏‌های مافیک دیابازی است که همة واحدهای قدیمی‏‌تر را قطع کرده‏‌اند (شکل 2-E).

انکلاوهای میکروگرانولار/میکروگرانیتوییدی مافیک (MMEs[2]) که از ویژگی‏‏‌های بارز گرانیتوییدهای کالک‏‏‌آلکالن نوع I مناطق فرورانشی هستند (Didier and Barbarin, 1991) در بیشتر بخش‏‏‌های گرانودیوریتی/گرانیتی گرانیتوییدهای جبال بارز به فراوانی دیده می‏‌شوند (شکل 2-F). این انکلاوها در اندازه‏‏‌های سانتیمتری تا دسیمتری و با ترکیب دیوریت/کوارتزدیوریت هستند. آنها به شکل‏‏‌های گرد، بیضوی، زاویه‏‏‌دار و با سطح همبری‏‏‌های تیز و ناگهانی با سنگ میزبان دیده می‏‏‌شوند.

روش انجام پژوهش

برای بررسی‏‏‌ دقیق سنگ‏‏‌نگاری، زمین‏‏‌شیمیایی و سن‌سنجی واحدهای سنگی منطقه، نزدیک به 100 نمونه دستی از سنگ‏‌های آذرین درونی و بیرونی برداشت شدند. پس از تهیة مقاطع نازک، صیقلی و نازک-صیقلی و انجام بررسی‏‏‌های سنگ‏‏‌نگاری، 16 نمونه با کمترین دگرسانی برای تجزیة زمین‏‏‌شیمیایی سنگ کل برگزیده شدند. غلظت عنصرهای اصلی به روش XRF و عنصرهای کمیاب به روش ICP-MS در آزمایشگاه زمین‏‏‌شیمی شرکت زرآزما در کرمان (جزییات بیشتر دربارة روش تجزیه در https://zarazma.com) به‌دست آورده شد (جدول 1) همچنین، شمار 6 نمونه به عنوان نماینده از بخش‏‏‌های گوناگون مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز (شامل دو نمونه کوارتزدیوریت، دو نمونه گرانودیوریت، یک نمونه گرانیت و یک نمونه آلکالی‏‏‌گرانیت) برای سن‏‏‌سنجی به روش U-Pb برگزیده شدند. این نمونه‏‏‌ها با روش‏‌های استاندارد خردکردن در دستگاه‏‏‌های مخصوص خردایش، آماده‏‌سازی شدند و فرایند جدایش دانه‏‏‌های زیرکن آنها در مرکز فرآوری مواد معدنی ایران به روش مغناطیسی و سپس با استفاده از مایعات سنگین تا حد ایجاد بخش غنی از زیرکن انجام شد. سرانجام زیرکن‏‏‌هایِ این بخش تغلیظ شده به روش دستی-چشمی در زیر میکروسکوپ بیناکولار در گروه علوم زمین دانشگاه پیزا در کشور ایتالیا برگزیده و روی لام‏‏‌های مخصوص بازنشانی شد. همة فرایندهای آماده‏‏‌سازی و تجزیه در آزمایشگاه زمین‌سن‌سنجی این دانشگاه با کمک دستگاه PerkinElmer NexION 2000 ICP-MS جفت‌شده با لیزر اگزایمر ESI NWR-193 Ar-F 193 نانومتری UP-193FX ArF 193 انجام شده است. تصویرهای کاتودولومینسانس (CL) از برخی زیرکن‏‌های جداشده از هر نمونه تهیه‏‌ شد. نقاط تجزیه و داده‌های سن‏‏‌سنجی U-Pb برای هر نقطه در جدول 2 آورده شده‏‌اند.

جدول 1. درصد اکسید عنصرهای اصلی به‌دست آمده از روش XRF (بر پایة درصدوزنی) برای نمونه‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک، جبال بارز.

Table 1. Major-elements’ oxide compositions (in wt.%) determined by XRF analysis from the Mardehak granitoid, Jebal-e-Barez.

جدول 1. ادامه.

Table 1. Continued.

جدول 2. گزیده‌ای از داده‏‏‌های سن‏‌سنجی U-Pb زیرکن‏‏‌های جداشده از نمونه‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک، جبال بارز.

Table 2. Representative U-Pb dating results of zircon grains separated from the Mardehak granitoid, Jabal-e Barez.

سنگ‏‏‌نگاری

نمونه‏‌های برداشت‌شده از مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز طیف ترکیبی گسترده‌ای از دیوریت، کوارتز دیوریت/کوارتز مونزونیت، گرانودیوریت، گرانیت تا آلکالی‏‏‌گرانیت را دربر می‌گیرند. دیوریت‏‏‌ها که مافیک‏‏‌ترین عضو مجموعة گرانیتوییدی هستند بافت معمول دانه‏‏‌ای بی‌شکل تا نیمه‏‏‌شکل‌دار ریز تا متوسط بلور (شکل‌های 3-A تا 3-D) و گاهی بافت‏‏‌های پورفیری (شکل 3-D)، اینترگرانولار، گرانوفیری و تراکیتوییدی دارند. پلاژیوکلاز با فراوانی 70 تا 80 درصدحجمی و آلکالی‌فلدسپار با فراوانی کمتر از 10 درصدحجمی، رایج‏‏‌ترین کانی‏‏‌های روشن (فلسیک) این سنگ‏‏‌ها هستند. پلاژیوکلاز ماکل پلی‏‌سینتتیک و گاه منطقه‏‌بندی ترکیبی دارد. هورنبلند، بیوتیت و در موارد کمتر کلینوپیروکسن از دیگر درشت بلور‏‏‌های معمول کانی مافیک در سنگ‏‏‌های دیوریتی هستند. در بررسی‏‏‌های میکروسکپی نشانه‌هایی از رخداد دگرسانی شامل کلریتی‌‌شدن آمفیبول‏‏‌ها، پیروکسن‏‏‌ها، بیوتیت‏‏‌ها (شکل 3-E) و سوسوریتی‏‌شدن پلاژیوکلازها (پیدایش سریسیت، اپیدوت، کانی‏‏‌های رسی، کلسیت) و کائولینیتی‏‌شدن آلکالی‌فلدسپارها دیده می‌شود. بلور‏‏‌های آمفیبول بیشتر نیمه‏‏‌شکل‏‏‌دار هستند و چندرنگی سبز کمرنگ تا قهوه‏‏‌ای مایل به سبز نشان می‏‏‌دهند (شکل‏‌های 3-A تا 3-C). بخش‏‏‌های جدایش‌یافته‏‏‌تر دیوریت‏‏‌ها شامل کوارتزدیوریت، مونزودیوریت (شکل 3-B) و کوارتزمونزونیت هستند که با حضور بیشتر کانی‏‏‌های روشن (فلسیک) مانند کوارتز و ارتوکلاز شناخته می‏‏‌شوند. بافت این سنگ‏‏‌ها بیشتر از نوع دانه‏‏‌ای بی‌شکل ریزبلور و گرانوفیری است. آمفیبول (هورنبلند سبز) نزدیک به 10 درصدحجمی و بیوتیت با فراوانی کمتر از 5 درصدحجمی کانی‏‏‌های مافیک اصلی در این سنگ‏‏‌ها هستند. پلاژیوکلاز، فراوان‏‏‌ترین کانی روشن با فراوانی 50 تا 70 درصدحجمی در این سنگ‏‏‌ها است که به‏‏‌صورت موضعی به سریسیت و کانی‏‏‌های رسی دگرسان شده است.

گرانودیوریت‏‏‌ها بافت‏‏‌های دانه‏‏‌ای بی‌شکل تا نیمه‏‏‌شکل‌دار متوسط تا درشت بلور، پویی‏‏‌کیلیتیک و گاهی گرانوفیری دارند. این سنگ‏‏‌ها بیشتر از کانی‏‏‌های نیمه‏‏‌شکل‏‏‌دار و بی‌شکل کوارتز (20 تا 30 درصدحجمی)، پلاژیوکلاز (25 تا 30 درصدحجمی) و پتاسیم‏‏‌فلدسپار (20 تا 30 درصدحجمی) ساخته شده‏‏‌اند. پلاژیوکلاز نیز به‏‏‌صورت درشت‏‏‌بلورهای تا 5 میلیمتری و نیز بلورهای متوسط تا میکرولیتی در زمینه و با ابعاد 5/0 تا نزدیک به 2 میلیمتر یافت می‌شوند. در این سنگ‏‏‌ها دگرسانی‏‏‌های سریسیتی، آرژیلیکی، کلریتی، اپیدوتی و کربناتی با درجه ضعیف تا متوسط دیده می‏‌شوند. آمفیبول و بیوتیت فازهای مافیک اصلی این سنگ‏‏‌ها هستند. بیوتیت با فراوانی 5 تا 10 درصدحجمی و آمفیبول با فراوانی 3 تا 5 درصدحجمی در این سنگ‏‏‌ها دیده می‌شوند.

گرانیت‏‏‌ها/آلکالی‏‏‌گرانیت‏‏‌ها، فاز روشن (فلسیک) تأخیری در مجموعة جبال بارز هستند که بیشتر از کانی‏‏‌های کوارتز، پلاژیوکلاز، پتاسیم‏‏‌فلدسپار و بیوتیت ساخته شده‏‏‌اند. بافت‏‏‌های دانه‏‏‌ای بی‌شکل و گاهی گرافیکی از برجسته‏‏‌ترین بافت‏‏‌های این سنگ‏‏‌ها هستند. دیگر بافت‏‏‌ها شامل گرانوفیری، آپلیتی، پرتیتی و پویی‏‏‌کیلیتیک هستند. پلاژیوکلازها با فراوانی نزدیک به 25 درصدحجمی، و به شکل بلورهای نیمه‏‏‌شکل‌دار و تخته‏‏‌ای با ابعاد بیش از 1 میلیمتر، از کانی‏‏‌های اصلی سازنده این سنگ‏‏‌ها هستند. بلورهای نیمه‏‌شکل‏‏‌دار و ناخوشکل کوارتز با بیشترین فراوانی (نزدیک به 35 درصدحجمی) در این سنگ‏‏‌ها حضور دارند (شکل‏‌های 3-B، 3-D و 3-F). بیوتیت‏‏‌ با فراوانی کمتر از 10 درصدحجمی، کانی مافیک چیره در این سنگ‏‏‌هاست. پتاسیم‏‏‌فلدسپار به‏‏‌صورت درشت بلورهای بی‌شکل تا نیمه‏‌شکل‏‏‌دار یا به‏‏‌صورت دانه‏‏‌های کوچک با فراوانی 35 تا 30 درصدحجمی در این سنگ‏‏‌ها حضور دارد (شکل‏‌های 3-D و 3-F). گاهی اندازة بلورهای آن تا 5 سانتیمتر نیز می‏‏‌رسد و برخی بلورهای آن پرتیتی هستند. در سنگ‏‏‌های گرانیتی و آلکالی‏‏‌گرانیتی روابط میان رشد فلدسپار و کوارتز، بافت گرافیکی زیبایی را پدید آورده است (شکل 3-F). کانی‏‏‌های فرعی شامل زیرکن، آپاتیت و اکسیدهای آهن هستند. سریسیت، اپیدوت، کلسیت، کلریت و کانی‏‏‌های رسی محصولات دگرسانی کانی‏‏‌های اصلی هستند. زیرکن معمولاً در دانه‏‏‌های بیوتیت به‏‏‌صورت میانبار یافت می‏‏‌شود.

وجود بلورهای درشت پلاژیوکلاز (شکل 3-D) که با زمینه معمول سنگ بیگانه هستند به‏‏‌همراه میکروانکلاوهای تیره رنگ (شکل‏‌های 3-C و 3-E) در بخش‏‏‌های گرانودیوریتی و گرانیتی، نشان‏‏‌دهنده رخداد فرایند اختلاط/آمیختگی ماگمایی است و این بلورهای درشت از بخش‏‏‌های تیره‏‏‌تر و اولیه‏‏‌تر کنده شده و وارد ماگما شده‏‏‌اند. سریسیتی‏‌شدن در این پلاژیوکلازها کاملاً آشکار است و برخی دانه‏‏‌ها به‏‏‌طور کامل سریسیتی و با کانی‏‏‌های رسی جایگزین شده‏‏‌اند (چهرة غبارآلود). در حاشیة برخی بلورهای پلاژیوکلاز، بافت‏‌ میرمکیتی پدید آمده است که مربوط به تغییرات و واکنش‏‏‌های حالت جامد است. سریسیتی، کلریتی، سوسوریتی و کائولینیتی‏‌شدن از دگرسانی‌های معمول در این سنگ‏‏‌ها هستند (شکل‏‌های 3-D و 3-E).

شکل 3. تصویرهای میکروسکپی از روابط بافتی و کانی‏‏‌شناختی سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی جبال بارز (منطقة مردهک، جنوب‏‏‌خاوری جیرفت). A) دیوریت با بافت دانه‏‏‌ای به‏‏‌همراه کانی‏‏‌های آمفیبول، درشت بلور بیوتیت، پلاژیوکلاز، ارتوکلاز و کوارتز (تصویر XPL)؛ B) بافت دانه‏‏‌ای در کوارتز مونزونیت به‏‏‌همراه کانی‏‏‌های آمفیبول، پلاژیوکلازهای کمی دگرسان‌شده، ارتوکلاز، بیوتیت و کوارتز (تصویر XPL)؛ C) گرانودیوریت به‏‏‌همراه انکلاو دیوریتی (تصویر XPL)؛ D) گرانیت با بافت‏‏‌های پورفیروییدی و دانه‏‏‌ای و با حضور درشت بلورهای پلاژیوکلاز بیگانه با زمینة سنگ که نشان‏‏‌دهندة فرایند اختلاط/آمیختگی ماگمایی است (تصویر XPL)؛ E) دگرسانی‏‏‌های کلریتی و اپیدوتی در بخش انکلاو دیوریتی درون سنگ آلکالی‏‏‌گرانیتی (تصویر PPL)؛ F) آلکالی‏‏‌گرانیت با بافت گرافیکی به‏‏‌همراه بلورهای آلکالی فلدسپار و کوارتز (تصویر XPL) (نام اختصاری کانی‏‏‌ها برگرفته از وار (Warr, 2021)).

Figure 3. Photomicrographs elucidating textural and mineralogical relationships in granitoid rocks from the Jebal-e-Barez (Mardehak area, southeastern Jiroft). A) Dioritic rock exhibiting granular texture composed of amphibole, coarse-grained biotite, plagioclase, and quartz (XPL image); B) Granular texture in quartz monzonite, composed of amphibole, slightly altered plagioclase, biotite, and quartz (XPL image); C) Granodioritic rock with a dioritic enclave (XPL image); D) Granitic rock displaying porphyritic and granular textures, composed of plagioclase phenocrysts that are foreign with the matrix, indicative of magma mixing/mingling process (XPL image); E) Chloritic and epidotic alterations within the dioritic enclave hosted by alkali granite (PPL image); F) Alkali granite revealing graphic intergrowths of alkali feldspar and quartz (XPL image) (Abbreviations after Warr (2021)).

شکل 3. ادامه.

Figure 3. Continued.

زمین‏‏‌شیمی سنگ کل

سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در جبال بارز طیف گسترده‌ای از مقدارهای سیلیس (SiO₂) از 92/52 تا 31/76 را نشان می‏‏‌دهند. این سنگ‏‏‌ها در نمودار سیلیس (SiO₂) در برابر مجموع آلکالی (Na₂O+K₂O) در طیف گستردة سنگ‏‏‌های حد واسط-اسیدی دیوریت، کوارتزدیوریت تا مونزونیت، گرانودیوریت تا گرانیت و آلکالی‏‏‌گرانیت جای می‏‏‌گیرند و سرشت ساب‏‏‌آلکالن از خود نشان می‏‏‌دهند (شکل 4-A).

در نمودار فراست (Frost et al., 2001)، بیشتر نمونه‏‌ها در گسترة کالک‏‏‌آلکالن‌ها جای گرفته‏‏‌اند (شکل 4-B). در نمودار SiO₂ در برابر K₂O، نمونه‏‏‌ها سرشت کالک‏‏‌آلکالن تا کالک‏‌آلکالن پتاسیم بالا (شکل 4-C) دارند و بر پایة شاخص اشباع آلومین (ASI) شاند (Shand, 1947)، نمونه‏‏‌های دیوریتی و گرانودیوریتی هم سرشت متاآلومین نشان می‏‏‌هند ولی نمونه‏‏‌های گرانیتی-آلکالی‏‏‌گرانیتی به‌علت هم جدایش‌یافتگی بالا و هم تحمل دگرسانی آرژیلیک بالا که با خروج کاتیون‏‏‌های پتاسیم و سدیم و به‌جای‌ماندن آلومینیم همراه بوده است، در گسترة پرآلومین جای گرفته‏‏‌اند (شکل 4-D).

الگوهای نمودارهای تغییرات هارکر عنصرهای اصلی و کمیاب (شکل 5) نشان‏‏‌دهندة روند خطی منفی اکسیدهای عنصرهای اصلی FeO، MgO، CaO، MnO، TiO₂ و Al₂O₃ و مقادیر عنصرهای کمیاب سازگار Cr، Ni، V، Sr، Y و Yb و روند خطی مثبت اکسیدهای عنصرهای اصلی Na₂O و K₂O و عنصرهای کمیاب ناسازگار La، Ce، Rb و Ba است که گویای ارتباط زایشی نمونه‏‏‌ها از طریق فرایند تبلوربخشی است.

الگوی عنصرهای خاکی نادر (REEs) بهنجارشده به ترکیب کندریت نشان می‏‏‌دهند سنگ‏‏‌های منطقه از عنصرهای خاکی نادر سبک (LREEs) نسبت به انواع متوسط (MREEs) و سنگین (HREEs) غنی شده‏‏‌اند و ناهنجاری منفی ضعیف از Eu (مقدار Eu از 28/0 تا 8/0 متغیر است و تنها در یک نمونه برابر با 1/1 است)، و روندهای موازی با الگوی پرشیب از LREEs و بسیار کم‏‏‌شیب تا کمابیش مسطح از MREEs و HREs نشان می‌دهند (شکل‏‏‌های 6-A و 6-B). الگوی عنصرهای خاکی نادر به‏‏‌همراه عنصرهای کمیاب (نمودارهای عنکبوتی) بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه (شکل‏‏‌ 6-B) نشان‏‏‌دهندة غنی‏‏‌شدگی بالای نمونه‏‏‌ها از عنصرهای سنگ‏‏‌دوست بزرگ یون (LILEs؛ مانند Sr، K، Rb و Ba) و عنصرهای خاکی نادر سبک (LREEs؛ مانند La و Ce)، و تهی‏‏‌شدگی از عنصرهای با شدت میدان بالا (HFSEs؛ مانند: Ta، Nb، Ti، Zr، Hf و Y) و عنصرهای خاکی نادر سنگین (HREEs) هستند. این الگوها نشان‌دهندة خاستگاه‌ها و محیط‏‏‌های زمین‏‏‌ساختی وابسته به فرورانش هستند که در بخش‏‏‌های بعدی تفسیر خواهند شد.

شکل 4. ترکیب نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در: A) نمودار رده‏‏‌بندی بر پایة آلکالی کل در برابر سیلیس (TAS) (Cox et al., 1979) (خط منحنی تمایز آلکالن-ساب‏‌آلکالن برگرفته از مشد (Meschede, 1986))؛ B) نمودار SiO₂ در برابر (CaO+Na₂O+K₂O) (Frost et al., 2001)؛ C) نمودار SiO₂ در برابر K₂O (Peccerillo and Taylor, 1976)؛ D) نمودار A/CNK در برابر A/NK برای تمـایز ماگماهـای پرآلـومین، متـاآلومین و پرآلکـالن (Shand, 1947).

Figure 4. Composition of the Mardehak granitoid samples on: A) Silica versus total alkali (TAS) classification diagram (Cox et al., 1979) (alkaline-subalkaline discrimination curved line after Meschede, 1986); B) SiO₂ versus (CaO+Na₂O+K₂O) (Frost et al., 2001); C) SiO₂ versus K₂O diagram (Peccerillo and Taylor, 1976); D) A/CNK versus A/NK diagram for distinguishing peraluminous, metaluminous, and peralkaline magmas (Shand, 1947).

شکل 5. نمودارهای تغییرات هارکر اکسید عنصرهای اصلی و کمیاب برای نمونه‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در جبال بارز (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 5. Harker variation diagrams for major element oxides and trace elements from the Mardehak granitoid, Jebal-e-Barez (Symbols are the sam as in Figure 4A).

شکل 6. ترکیب نمونه‏‏‌های توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در: A) نمودار REE بهنجار شده به ترکیب کندریت؛ B) نمودار عنکبوتی چندعنصری بهنجارشده‏‌ به ترکیب گوشتة اولیه (ترکیب کندریت و گوشتة اولیه از سان و مک‌دوناف (Sun and McDonough, 1989)) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 6. Composition of Mardehak granitoid samples on: A) Chondrite-normalized rare earth element (REE) diagram; B) Primitive mantle-normalized multi-element (spider) diagram (Normalization values from Sun and McDonough (1989)) (Symbols are the sam as in Figure 4A).

سن‏‏‌سنجی

داده‌های سن‏‌سنجی ایزوتوپی U-Pb روی زیرکن‏‌های جداشده از نمونه‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در جبال نشان‏‏‌دهندة حضور زیرکن‏‏‌های ماگمایی ‏‏‌شکل‌دار به ابعاد 70μm تا 400μm است. مقادیر توریم و اورانیم به‌ترتیب از ۸۴ تا 7/3865 ppm و 120 تا 3003 ppm در نوسان است (شکل 7) و نسبت Th/U از ۰57/0 تا 66/1 تغییر می‏‌کند. این مقدارها به‏‏‌طور چشمگیری بیشتر از نسبت Th/U در زیرکن‏‌های دگرگونی (1/0> Th/U) هستند و با ویژگی‏‌های زیرکن‏‌های ماگمایی همخوانی دارند (Hoskin and Black, 2000). تجزیه‏‌های نقطه‏‌ای U-Pb این زیرکن‏‌ها دو خوشه سنی را نشان می‏‌دهد: خوشة‏‌ نخست (با ترکیب دیوریت تا گرانیت) با میانگین سنی ۲۹ تا ۳۵ میلیون سال پیش، گویای بازة زمانی ائوسن پسین تا الیگوسن پیشین است و خوشة‏‌ دوم (باز هم با ترکیب دیوریت تا گرانیت) با میانگین سنی ۲۴ تا ۲۵ میلیون سال پیش، زمان الیگوسن پسین را نشان می‌دهد (شکل 8). منحنی سازگاری و نمودار میانگین وزنی سن ²⁰⁶Pb/²³⁸U سن 15/0 ± 15/31 با MSWD برابر با 65/3 را برای خوشة نخست و سن 17/0 ± 51/24 میلیون سال پیش با MSWD برابر با 36/1 را برای خوشة دوم نشان می‏‌دهد.

بحث

در این بخش با تلفیق داده‏‏‌های صحرایی، سنگ‏‏‌نگاری، زمین‏‏‌شیمیایی و سن‏‏‌سنجی ایزوتوپی و بهره‏‏‌گیری از بررسی‏‏‌های ارزشمند پژوهشگران پیشین و الگوهای جهانی زایش و تحول ماگماهای گرانیتوییدی به‌ویژه در گسترة نئوتتیس و به‏‏‌طور ویژه در بخش جنوبی کمان ماگمایی ارومیه-دختر در منطقه جبال بارز، به موضوعات مرتبط با چگونگی پیدایش و تکامل گرانیتوییدهای بررسی خواهیم کرد.

شکل 7. تصویرهای کاتادولومینسانس (CL) از برخی زیرکن‏‏‌های جدا شده از انواع سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک به‏‏‌همراه محل نقاط تجزیه روی آنها.

Figure 7. Cathodoluminescence (CL) images of selected zircons extracted from the Mardehak granitoid, with analyzed spots.

 زایش و تحول ماگما

پیدایش مجموعه‏‌های گوناگون گرانیتوییدی بازتابی از تفاوت‏‌های بنیادین در ترکیب محل خاستگاه، ذوب‏‌بخشی و دخالت سیال‏‏‌ها/رسوب‏‏‌ها و فرایندهای آشیانه ماگمایی مانند تبلوربخشی، هضم و آلایش، و به‏‌ویژه اختلاط/آمیختگی ماگمایی است. شناخت خاستگاه ماگماها، به‌علت تأثیر مستقیم ترکیب محل منبع بر نوع ماگما، موضوع مهم و محوری است و در همین راستا رده‏‌بندی گرانیت‏‌ها بر پایة خاستگاه زایشی آنها، از مباحث پایه‏‌ای و کلیدی در سنگ‌شناسی سنگ‏‌های آذرین به‏‌شمار می‏‌رود. از تأثیرگذارترین و پرکاربردترین الگو‏‌های رده‏‌بندی، دسته‏‌بندی الفبایی گرانیت‏‌ها به انواع S، I، M, H و A است (Chappell and White, 1992; Loiselle and Wones, 1979; Didier and Barbarin, 1991; Rapp and Watson, 1995; Moyen et al., 2021; Jacob et al., 2021). این رده‏‌بندی بر پایة ترکیبی از ویژگی‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی، کانی‏‌شناسی و محیط زمین‏‏‌ساختی مرتبط با پیدایش گرانیت‏‌ها انجام می‌شود.

امروزه این رده‏‏‌بندی به‏‏‌صورت بهتر و بهبودیافته‏‏‌تری ارائه شده است. بر پایة محل خاستگاه، ماگماهای گرانیتی می‏‌توانند از طریق فرایندهای گوناگون پدید آیند؛ مانند:

1) ذوب‏‌بخشی مواد پوستة قاره‏‏‌ای بالایی (سنگ‏‏‌های دگرگونی) در ژرفا‏‌های گوناگون، با یا بدون دخالت سیال‏‏‌ها که گرانیت‏‏‌های مشهور به نوع S را پدید می‌آورند؛

2) ذوب‏‌بخشی مستقیم محل منبع گوشته‏‏‌ای که سرانجام به پیدایش گرانیت‏‏‌های نوع M می‌انجامد؛

3) تبلوربخشی (جدایشی) ماگماهای بازالتی گوشته‏‏‌ای که به پیدایش گرانیت‏‏‌های نوع I می‏‏‌انجامد؛

4) بروز اختلاط و دورگه‏‏‌ای‏‌شدن میان ماگماهای پوسته‏‏‌ای (S) و گوشته‏‏‌ای (M) که به پیدایش گرانیت‏‏‌های دورگه یا نوع H می‏‏‌انجامد (Didier and Barbarin, 1991; Rapp and Watson, 1995; Moyen et al., 2021; Jacob et al., 2021).

شکل 8. نمودارهای سازگاری برای داده‌های سن‏‌سنجی U-Pb روی زیرکن در شش نمونة سنگی از مجموعة گرانیتوییدی منطقة مردهک در جبال بارز.

Figure 8. Concordia diagrams for U-Pb dating results on zircons from six samples of the Mardehak granitoid, Jebal-e-Barez.

عرب‏‏‌زاده‌بنی‌اسدی و همکاران (Arabzadeh Baniasadi et al., 2026) در پیشنهادی دقیق‏‏‌تر، گرانیت‏‌ها را به دو نوع اصلی پوسته‏‌ای (C) و گوشته‏‏‌ای (M) دسته‌بندی کرد‏‏‌ه‏‏‌ا‏‏‌ند. گرانیت‌های نوع پوسته‏‏‌ای را به دو زیرگروه رده‌بندی کرده‌اند: آنهایی که در پی ذوب پوستة قاره‏‏‌ای بالایی (C_S) پدید آمده‌اند و گروهی که پیامد ذوب‏‌بخشی پوسته آذرین/دگرگونی (آمفیبولیتی-گرانولیتی) زیرین یا تختة اقیانوسی فرورونده آمفیبولیتی/اکلوژیتی (C_I) هستند. نوع S معمولاً رابطة صحرایی نزدیک با سرزمین‏‏‌های دگرگونی درجه بالا (شیست‏‌های درجه بالا، گنیس‏‌ها و میگماتیت‏‌ها) دارد و در بیشتر موارد، انکلاوهای شیستی بازماندی (رستیت)، کانی‏‌های دگرگونی (گارنت و سیلیکات‏‏‌های آلومین، بیوتیت و مسکوویت فراوان)، ایلمینیت (سری ایلمینیت، Ishihara (1977))، سرشت پِرآلومین و سرشار از عنصرهای سنگ‌دوستِ بزرگ یون (LILEs) همراه با کانی‏‏‌سازی Sn، W، U، Nb، Ta، Be و Li دارد و با سری‏‏‌های مافیک-حد واسط (گابرو-دیوریت) همراه نیست.

در برابر آن، نوع C_I به‏‏‌طور معمول با توده‏‏‌های آذرین درونی‏‌ مافیک (گابرو/دیوریت) و انکلاوهای میکرگرانولار مافیک (MMEs)، کانی‏‌های سیلیکاتی آذرین غنی از Fe–Mg مانند آمفیبول‏‌ها و پیروکسن‏‌ها و مگنتیت (سری مگنتیت: Ishihara (1977)) همراهی می‏‏‌شود و سرشت متاآلومین، کالک‏‌آلکالن، عنصرهای کالکوفیل مانند Cu، Mo، Ag و Au دارد و هیچ رابطة صحرایی با سنگ‏‌های دگرگونی درجه بالا ندارد (Arabzadeh Baniasadi et al., 2026).

گرانیت‏‏‌های نوع H پیامد اختلاط و آمیختگی گرانیت‏‏‌های پوسته‏‏‌ای و گوشته‏‏‌ای و گرانیت‏‏‌های نوع A نیز اساساً یک گروه مرتبط با محیط زمین‏‏‌ساختی کششی کافتی هستند و خاستگاه آنها می‏‏‌تواند از هر سه نوع خاستگاه گوشته‏‏‌ای (M)، ذوب پوستة گرانولیتی زیرین (C_I) و یا اختلاطی (H) باشد. بهره‏‏‌گیری از نمودارهای گوناگون پیشنهادی برای تفکیک انواع گرانیتوییدها در شکل 9 گویای جایگیری گرانیتوییدهای منطقة مردهک در گروه گرانیت‏‌های نوع I یا به‏‏‌طور دقیق‏‏‌تر C_I (ذوب‏‌بخشی پوسته آذرین/دگرگونی (آمفیبولیتی-گرانولیتی) زیرین یا تختة اقیانوسی فروروندة آمفیبولیتی/اکلوژیتی (C_I)) هستند.

شکل 9. رده‏‌بندی زایشی نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در A) نمودار تغییرات Zr+Y+Ce+Nb در برابر (Na₂O+K₂O)/CaO (Whalen et al., 1987)؛ B) نمودار تغییرات SiO₂ در برابر Zr (Chappell and White, 1983)؛ C، D) نمودارهای تغییرات SiO₂ در برابر P₂O₅ و SiO₂ در برابر Pb با بردارهای تکامل گرانیت‏‌های نوع I و S (Chappell and White, 1992) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 9. Genetic classification of the Mardehak granitoid on A) Zr+Y+Ce+Nb versus (Na₂O+K₂O)/CaO variation diagram (Whalen et al., 1987); B) SiO₂ versus Zr ₂ variation diagram (Chappell and White, 1983); C, D) SiO₂ versus P₂O₅ and SiO₂ versus Pb variation diagrams with evolutionary trends for I- and S-type granites (Chappell and White, 1992) (Symbols are the same as Figure 4A).

تعیین ترکیب سنگ محل منبع نیز از دیگر موضوعات مهم در بحث زایش ماگماهای گرانیتوییدی است. شکل‏‌های 10-A و 10-B نشان‏‏‌دهندة ذوب‏‌بخشی تختة اقیانوسی فرورونده در رخسارة آمفیبولیت برای پیدایش ماگمای توده‏‏‌های آذرین درونی منطقة مردهک است. جایگیری برخی نمونه‏‏‌های گرانیتی در گستره‌های متاگریوکی و پلیتی نشان‏‏‌دهندة دخالت رسوبات قاره‏‏‌ای (ذوب رس‏‏‌های پلاژیک) روی تختة فرورونده در زایش ماگماست. همچنین، به‌علت اهمیت سرشت آداکیتی و برخی نظریات دربارة سرشت آداکیتی برخی گرانیتوییدهای جبال بارز از نمودار Yb_N در برابر (La/Yb)_N و Y در برابر Sr/Y نیز بهره گرفته شد (شکل‏‌های 10-C تا 10-D).

شکل 10. ترکیب نمونه‏‏‌های توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در: A) نمودار Na₂O+K₂O+MgO+FeO+TiO₂ در برابر (Na₂O+K₂O)/(MgO+FeO+TiO₂)؛ B) نمودار CaO/(TiO₂+MgO+FeO) در برابر FeO+MgO+CaO+TiO₂ (Patiño Douce, 1999)؛ C) نمودار Y در برابر Sr/Y (Defant and Drummond, 1990)؛ D) تفکیک آداکیت‏‏‌ها بر پایة نمودار (Yb)_N در برابر (La/Yb)_N (Martin et al., 2005)؛ E) نمودار K₂O در برابر Ce/Yb (Guo et al., 2001)؛ F) نمودار SiO₂ در برابر Ni (Aldanmaz et al., 2000) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 10. Composition of the Mardehak granitoid samples on diagrams. A) (Na₂O+K₂O)/(MgO+FeO+TiO₂) versus Na₂O+K₂O+MgO+FeO+TiO₂; B) CaO/(TiO₂+MgO+FeO) versus CaO+FeO+MgO+TiO₂ (Patiño Douce, 1999); C) Y versus Sr/Y diagram (Defant and Drummond, 1991); D) Adakite discrimination diagram based on (Yb)_N versus (La/Yb)_N (Martin et al., 2005); E) K₂O versus Ce/Yb diagram (Guo et al., 2001); F) SiO₂ versus Ni diagram (Aldanmaz et al., 2000) (Symbols are the same as Figure 4A).

شکل 10. ادامه.

Figure 10. Continued.

ماگماهای آداکیتی با نسبت‏‏‌های (La/Yb)_N بالا و مقدارهای Yb_N کم شناخته می‏‏‌شوند (Martin et al., 2005)؛ زیرا عنصرهای سنگین مانند Y و Yb در فاز تفالة گارنت‏‏‌دار محل خاستگاه آداکیت‏‏‌ها (گارنت آمفیبولیت/اکلوژیت) به‌جای می‏‏‌مانند و به مذاب پدیدآمده راه نمی‌یابند. بر پایة این نمودار، سنگ‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک ویژگی ماگماهای غیرآداکیتی و یا گرانیت‏‏‌های معمول کمان‏‏‌ها را نشان می‏‌دهند؛ زیرا نسبت (La/Yb)_N آنها کم (در نزدیک به 90/2 تا14/47) و مقدار Yb_N آنها بالا (نزدیک به 06/2 تا 56/26) است.

نسبت عنصرهای ناسازگار ابزار کارآمدی برای شناخت فرایندهای ذوب‏‌بخشی و تبلوربخشی است. بر پایة نمودارهای شکل‏‌های 10-E تا 10-F، نمونه‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک روند مشخص تبلوربخشی را نشان می‏‌دهند. این یافته‌ها گویای آن هستند که تبلوربخشی نقش بنیادینی در پیدایش و تفاوت ترکیب شیمیایی گرانیتوییدهای منطقه داشته و نقش ذوب‏‌بخشی در مقایسه با آن کمتر بوده است.

تحولات ماگمایی، مانند تبلوربخشی، ذوب‏‌بخشی و فرایندهای پیچیده‏‌تر (مانند هضم و آلایش، اختلاط/آمیختگی ماگمایی و جدایش تفالة پسماندی)، بیشتر با نوسان غلظت عنصرهای ناسازگار Rb، Sr و Ba کنترل می‏‌شوند. در این راستا، جانوسک و همکاران (Janoušek et al., 2004) از نمودارهای دو متغیره (Sr، Y، Ba و Nb در برابر Rb، شکل 11)، الگوهای رفتاری این عنصرها را هنگام تبلوربخشی ماگما ترسیم کرده‏‏‌اند. در هنگام تبلوربخشی، Sr به‌علت شعاع یونی بزرگ‏‏‌تر و بار یونی بیشتر در فازهای کلسیم‏‌دار (کلینوپیروکسن، آمفیبول و پلاژیوکلاز) جای می‏‌گیرد؛ اما Rb بیشتر در فاز مذاب به‏‌جای می‏‌ماند. این رفتار، به افزایش تدریجی نسبت Rb/Sr در جدایش یافته‏‏‌های ماگمایی (بخش‏‏‌های روشن‏‏‌تر گرانودیوریتی-گرانیتی) می‏انجامد. افزون‏‌بر این، بردارهای تبلوربخشی نشان می‌دهند Sr در مراحل پیشرفتة جدایش ماگمایی، ورود ناچیزی به بیوتیت دارد و بیشتر در پلاژیوکلازها متمرکز می‏‏‌شود (Mao et al., 2011). نمودارهای شکل 11 نقش غالب جدایش پلاژیوکلاز و به میزان کمتر بیوتیت را در سنگ‌زایی گرانیتوییدهای منطقه آشکار می‏‌سازد.

شکل 11. ترکیب نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در نمودارهای تغییرات لگاریتمی تفکیک بلوری کانی‏‏‌ها (Janoušek et al., 2004) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 11. Composition of the Mardehak granitoid samples on the variation diagrams for mineral fractionation (Janoušek et al., 2004) (Symbols are the same as Figure 4A).

به‌علت جایگزینی گرانیتوییدها در سنگ میزبان پوسته‏‏‌ای، نقش فرایندهای هضم و آلایش پوسته‏‏‌ای نیز همواره در زایش گرانیتوییدها بررسی می‏‌شود. هافمن و همکاران (Hofmann et al., 1986)، نشان دادند میانگین نسبت‏‏‌های Nb/U و Ce/Pb برای مذاب‏‏‌های با خاستگاه MORB و OIB به‌ترتیب نزدیک به 7± 47 و 5 ±25 است. اگر این نسبت‏‏‌ها کمتر از این مقدارها باشند، مذاب‏‏‌ها در گسترة پوستة قاره‏‏‌ای جای می‏‏‌گیرند و پیامد احتمال آلایش در هنگام صعود مذاب به سطح زمین یا فرایندهای مربوط به فرورانش دانسته می‏‏‌شوند (شکل 12).

با کمک نسبت‏‌های عنصرهای کمیاب مانند Th/Y، Nb/Y و Rb/Y (شکل 13) می‏‏‌توان غنی‏‌شدگی ماگما و آلایش پوسته‏‏‌ای در پهنة فرورانش و یا در منطقة درون‏‌ ورقه‌ای را شناسایی کرد. ترکیب نمونه‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در نمودار Nb/Y در برابر Rb/Y (Edwards et al., 1991) گویای آلایش آنها در پهنة فرورانش و توسط سیال‏‏‌های برخاسته از دگرگونی و آبزدایی تختة اقیانوسی فرورونده است. عنصرهای Th و Yb در سیال‏‌ آبگون، عنصرهایی نامتحرک به‏‌شمار می‏‌روند؛ اما Nd و Sr عنصرهایی هستند که به‏‌آسانی در سیال‏‌های آبگون مهاجرت می‏‌کنند. نمودار Sr/Nd در برابر Th/Yb نقش سیال حاصل از دگرگونی تختة فرورونده در ترکیب ماگمای مادر را نشان می‏‌دهد. افزایش چشمگیر نسبت Sr/Nd در برابر مقدار کمابیش ثابت Th/Yb و نسبت‏‌های بالای Ba/Th در برابر کاهش نسبی Th (Zhu et al., 2005) در نمونه‏‌های منطقة مردهک گویای آن است که سیالات حاصل از دگرگونی و آبزدایی تختة اقیانوسی فرورنده، عامل اصلی دگرنهادشدن گوة گوشته‏‏‌ای به عنوان یکی از محل منبع‏‏‌های گرانیتوییدهای منطقه بوده است (شکل 13). افزون‏‌بر این، برخی نمونه‏‏‌های گرانیتی دخالت ذوب رسوبات را نیز نشان می‏‏‌دهند.

شکل 12. ترکیب نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در: A) نمودار Ce در برابر Ce/Pb (Zhang et al., 2008)؛ B) نمودار Nb در برابر Nb/U (Zhang et al., 2008) (محدودة OIB و MORB برگرفته از هافمن و همکاران (Hafmann et al., 1986) است) (نمادها در شکل 4-A نشان داده شده‏‏‌اند).

Figure 12. Composition of Mardehak granitoid samples on: A) Ce versus Ce/Pb diagram (Zhang et al., 2008); B) Nb versus Nb/U diagram (Zhang et al., 2008) (OIB and MORB fields are after Hofmann et al. (1986)) (Symbols are the same as Figure 4A).

بر پایۀ ویژگی‌های صحرایی و سنگ‏‏‌نگاری، نشانه‌های اختلاط/آمیختگی ماگمایی در توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقه آشکار است (شکل‏‏‌های 2-F، 3-D و 3-E). نخستین شاهد، فراوانی انکلاوهای میکروگرانولار مافیک در توده‏‏‌های گرانودیوریتی-گرانیتی است (شکل‏‏‌ 2-F). دومین شاهد، حضور درشت بلورهای پلاژیوکلاز دگرسان شده با حاشیه‏‌های انحلالی و ترکیب بیگانه (ترکیب لابرادوریتی-بیتونیتی) و متفاوت با ترکیب پلاژیوکلازهای زمینه دانه‏‌ریز سنگ‏‏‌های گرانودیوریتی-گرانیتی (ترکیب آندزینی- الیگوکلازی) است (شکل‏‌های ‏‏‌3-D و 3-E) که در بررسی‏‏‌های مایکروپروب ثابت شده ولی در این مقاله آورده نشده است. سومین شاهد، حضور بلورهای زیرکن موروثی فاز اول ماگمایی ائوسن پسین- الیگوسن پیشین در فاز ماگمایی دوم در الیگوسن پسین است (جدول 2). به عنوان چهارمین شاهد، از مقادیر نسبت‏‌های اکسیدهای عنصرهای اصلی و نسبت‏‏‌های عنصرهای کمیاب برای اثبات دخالت فرایند اختلاط/آمیختگی ماگمایی استفاده شده است (شکل 14). در همة این نمودارها، نمونه‏‏‌های توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در امتداد منحنی اختلاط ماگمایی جای گرفته‏‏‌اند.

شکل 13. ترکیب نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در: A) نمودار Nb/Y در برابر Rb/Y (Edwards et al., 1991) برای شناخت نوع غنی‏‏‌شدگی ماگما؛ B) نمودار Sr/Nd در برابر Th/Yb (Woodhead et al., 2001)؛ C) نمودار Th در برابر Ba/Th (Zhu et al., 2005)؛ D) نمودار Th/Yb در برابر Ba/La (Woodhead et al., 2001) برای تمایز میان نقش ذوب سازندگان رسوبی روی تختة فرورونده و فاز سیال حاصل از آبزدایی تختة فرورونده (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 13. Composition of the Mardehak granitoid samples on: A) Nb/Y versus Rb/Y diagram (Edwards et al., 1991) for identifying the magmatic enrichment; B) Sr/Nd versus Th/Yb diagram (Woodhead et al., 2001); C) Th versus Ba/Th diagram (Zhu et al., 2005); D) Th/Yb versus Ba/La diagram (Woodhead et al., 2001) to difscrimination the role of sedimentary protolith melts above the subducting slab and the slab-derived fluid phase from dehydration (Symbols are the same as Figure 4A).

جایگاه پیدایش و الگو زمین‏‏‌ساختی

برای بررسی جایگاه زمین‏‏‌ساختی پیدایش ماگمای سازندة سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک، از نمودارهای تمایز محیط‏‏‌های زمین‏‏‌ساختیِ پیشنهادیِ پیرس و همکاران (Pearce et al., 1984) بهره گرفته شد. در این نمودارها، گرانیتوییدها بر پایة ویژگی‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی در چهار محیط زمین‏‏‌ساختی دسته‏‌بندی می‏‌شوند: گرانیت‏‌های پشته‏‌های میان‌اقیانوسی (ORG)، گرانیت‏‌های درون‏‌صفحه‏‌ای (WPG)، گرانیت‏‌های کمان آتشفشانی مرتبط با فرورانش (VAG) و گرانیت‏‌های همزمان با برخورد قاره‏‏‌ای (syn-COLG). بر پایۀ تحلیل نمودار Rb در برابر Ta+Yb، همة نمونه‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در گسترة گرانیت‏‌های کمان آتشفشانی مرتبط با پهنة فرورانش جای می‏‌گیرند (شکل 15-A). در نمودار سه‌تایی Hf-Rb/30-Ta*3 (شکل 15-B) نیز نمونه‏‏‌ها بیشتر در گسترة همزمان با برخورد و دو نمونة دیوریتی در گسترة درون‌صفحه‌‏‏‌ای جای گرفته‏‏‌اند که می‌توان از آنها چشم‏‏‌پوشی کرد. همچنین، ترکیب نمونه‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک در نمودارهای زمین‏‌ساختی بر پایة نسبت‏‏‌های Ta/Yb در برابر Th/Yb، نشان‏‌دهندة جایگیری آنها در محدودة حاشیة فعال قاره‏‌ای است (شکل 15-C).

شکل 14. ترکیب نمونه‏‏‌های تودة گرانیتوییدی منطقة مردهک در نمودارهای متمایزکننـده زمین‏‏‌شیمیایی بر پایة اختلاط ماگمایی. A) نمودارAl₂O₃/CaO در برابر Na₂O/CaO (Langmuir et al., 1978)؛ B) نمودار SiO₂/CaO در برابر MgO/Al₂O₃ (Yang et al., 2015)؛ C) نمودار Rb/V در برابر Rb (Schiano et al., 2010)؛ D) نمودار Th/Sc در برابر Th (McLennan et al., 1993) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 14. Composition of the Mardehak granitoid samples on geochemical discrimination diagrams based on magma mixing pattern: A) Al₂O₃/CaO versus Na₂O/CaO diagram (Langmuir et al., 1978); B) SiO₂/CaO versus MgO/Al₂O₃ diagram (Yang et al., 2015); C) Rb/V versus Rb diagram (Schiano et al., 2010); D) Th/Sc versus Th diagram (McLennan et al., 1993) (Symbols are the same as Figure 4A).

شکل 15. ترکیب تودة گرانیتوئیدی منطقة مردهک در نمودارهای رده‌بندی زمین‌ساختی. A) نمودار Rb (بر پایة ppm) در برابر Yb+Ta (بر پایة ppm) (Pearce et al., 1984) (WPG: گرانیت‌های درون‌صفحه‌ای؛ VAG: گرانیت‌های کمان آتشفشانی؛ syn-COLG: گرانیت‌های همزمان با برخورد؛ ORG: گرانیت‌های پشتة اقیانوسی؛ post-COLG: گرانیت‌های پسابرخوردی)؛ B) نمودار Rb/30-Hf-3Ta (Harris et al., 1986)؛ C) نمودار Th/Yb در برابر Ta/Yb (Schandle and Gorton, 2002) (نماد نمونه‌ها همانند شکل 4-A است).

Figure 15. Composition of Mardehak granitoid samples on the geochemical discrimination diagrams. A) Rb (in ppm) versus Yb + Ta (in ppm) plot (Pearce et al., 1984) (WPG: within-plate granites; VAG: volcanic arc granites; syn-COLG: syn-collisional granites; ORG: ocean-ridge granites; post-COLG: post-collisional granites); B) Rb/30-Hf-3Ta ternary plot (Harris et al., 1986); C) Ta/Yb versus Th/Yb diagram (Schandle and Gorton, 2002) (Symbols are the same as Figure 4A).

روندهای خطی نمونه‏‏‌ها در نمودارهای تغییرات هارکر عنصرهای اصلی و کمیاب، غنی‏‌شدگی از LILEs (مانند K، Rb، Th و U) و LREEs (مانند La، Ce) و ناهنجاری‏‌های منفی از HFSEs (مانند Nb، Ta، Ba، P و Ti) و روندهای موازی نمونه‏‏‌ها در نمودارهای بهنجارشده و عنکبوتی نشان می‏‌دهند گرانیتوییدهای جبال بارز از ذوب‏‌بخشی تختة اقیانوسی فرورونده و گوة گوشته‏‏‌ای روی آن در پهنة فرورانش حاشیة فعال قاره در یک محیط زمین‏‏‌ساختی همزمان تا پسابرخوردی (شکل 16) پدید آمده‏‏‌اند و از راه فرایند‏‏‌های هضم، آلایش، اختلاط/آمیختگی و به ویژه جدایش بلوری تحول یافته‏‏‌اند.

شکل 16. الگوی زمین‏‌‎ساختی و پتروژنتیکی پیدایش گرانیتوییدهای جبال بارز (بخش جنوب‏‏‌خاوری پهنة ماگمایی ارومیه- دختر) در بازة زمانی ائوسن- الیگوسن (ZSZ: پهنه جوش خورده زاگرس؛ SSZ: پهنة سنندج-سیرجان؛ UDMA: کمربند ماگمایی ارومیه- دختر).

Figure 16. Tectonic and petrogenetic model for the formation of Jabal-e-Barez (Southeastern part of Urumieh-Dokhtar magmatic belt) granitoids during the Eocene-Oligocene time.

همانند دیگر بخش‏‏‌های کمان ماگمایی ارومیه-دختر (UDMA)، این توده‏‏‌ها نماد روشنی از الگو زایش ماگماهای گرانیتوییدی نوع I در محیط‏‌های فرورانشی حاشیة فعال قاره‏‌ای هستند که گذار از ماگماتیسم مرتبط با مراحل پایانی فرورانش به رژیم همزمان تا پس از برخورد را بازتاب می‏‌دهند. بر پایة سن‏‌سنجی U-Pb زیرکن‏‌ها، پیدایش و جایگزینی ماگمای سازنده این سنگ‏‏‌ها در دو فاز زمانی متمایز رخ داده است.

فاز نخست در ائوسن پسین-الیگوسن پیشین (۳۵–۲۹ میلیون سال پیش در رخداد پیش تا همزمان با برخورد)، بازتاب‏‌دهندة ادامة برافروختگی ماگمایی[3] گستردة ائوسن میانی-پسین پهنة فرورانش نئوتتیس است که پیامد ذوب‏‌بخشی تختة اقیانوسی فرورونده (خاستگاه آمفیبولیتی) و گوة گوشته‏‏‌ای دگرنهادشده روی آن در پی سیال‏‏‌های ناشی از دگرگونی و آب‏‏‌زدایی تختة اقیانوسی فرورنده است.

فاز ماگمایی دوم در ادامة فاز نخست و در زمان الیگوسن پسین (۲۵–۲۴ میلیون سال پیش- در یک رخداد پسابرخوردی)، که با ضخیم‏‌شدگی پوسته همراه بوده، رخ داده است. در هردو رخداد ماگمایی، طیف گسترده‏‏‌ای از سنگ‏‏‌های حد واسط (دیوریت- کوارتزدیوریت، مونزونیت/کوارتزمونزونیت، گرانودیوریت) تا فلسیک (گرانیت-آلکالی‏‏‌گرانیت) با منطقه‏‏‌بندی عادی توده‏‏‌های گرانیتوییدی ساخته شده است. بازة زمانی این دو رخداد ماگمایی با سن‏‏‌های گزارش‏‌شده (03/23 تا 9/33 میلیون سال پیش (Asadi, 2018)؛ 1/26 میلیون سال پیش (Hosseini et al., 2017)؛ 5/29 تا 5/31میلیون سال پیش (Chiu et al., 2013)؛ 31-28 و 24 میلیون سال پیش (Babazadeh et al., 2023)) روی سنگ‏‌های مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز، همخوانی نزدیکی دارد.

به باور بابازاده و همکاران (Babazadeh et al., 2023) و مقدم و همکاران (Moghadam et al., 2022)، فعالیت ماگمایی در بخش جنوب‏‏‌خاوری UDMB بیشتر پیامد برافروختگی ماگمایی در پی پَسرفت یا شکست تختة فرورونده نئوتتیس، بالاآمدگی گوشتة سست‌کره‌ای و ذوب ناشی از کاهش فشار در محیط فرورانش حاشیة فعال قاره‏‌ای بوده است.

برداشت

ویژگی‏‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی سنگ‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک از مجموعة گرانیتوییدی جبال بارز، شامل سرشت کالک‏‏‌آلکالن، متاآلومین، غنی‏‌ از عنصرهای سنگ‏‏‌دوستِ بزرگ یون (LILEs) و تهی‏‌ از عنصرهای با قدرت میدان بالا (HFSEs مانند Nb-Ta) گویای تعلق آنها به گرانیتوییدهای نوع I محیط فرورانش حاشیة فعال قاره‏‌ در یک رژیم زمین‏‏‌ساختی همزمان تا پسابرخوردی است. ماگمای سازنده این سنگ‏‏‌ها از ذوب‏‌بخشی یک محل منبع آمفیبولیتی/اکلوژیتی و گوة گوشته‏‏‌ای دگرنهادشده روی آن در پی دگرگونی و آب‏‏‌زدایی تختة اقیانوسی فرورنده در زمان ائوسن-الیگوسن در جایگاه فرورانش پهنة اقیانوسی نئوتتیس به زیر خردقارة ایران مرکزی پدید آمده است. تبلوربخشی مذاب‏‌ها در سطوح کم‏ژرفا‏‌تر پوسته به‏‏‌همراه فرایندهای اختلاط/آمیختگی و هضم و آلایش ماگماها با مواد پوستة قاره‏‏‌ای نقش بنیادین در تکامل ماگما و تنوع ترکیبی سنگ‏‏‌های منطقه داشته است. بررسی‏‏‌های دقیق صحرایی گویای توالی تزریق ماگمای مافیک، حد واسط و اسیدی و پیدایش یک منطقه‏‏‌بندی ترکیبی عادی در توده‏‏‌های گرانیتوییدی است که با داده‏‏‌های دقیق سن‏‏‌سنجی ایزوتوپی U-Pb بر بلورهای زیرکن جداشده از سنگ‏‏‌های بررسی‏‌شده سازگار است. پیدایش و جایگزینی ماگماهای سازنده این سنگ‏‏‌ها در دو بازة زمانی جدا در ائوسن پسین- الیگوسن پیشین (35 - 29 میلیون سال پیش) و الیگوسن پسین (24 - 25 میلیون سال پیش) رخ داده است که با الگوهای ماگمایی رخ داده در دیگر مناطق پهنة ماگمایی سنوزوییک ارومیه-دختر هم‏‌خوانی دارد و بازتاب‏‌دهندة تکامل رژیم فرورانشی نئوتتیس زاگرس به‌سوی پیدایش ماگماهای گرانیتوییدی همزمان تا پسابرخوردی است.

سپاس‏‌گزاری

این پژوهش در راستای انجام رسالة دکتری نگارندة نخست با عنوان «پتروژنز و پتانسیل کانه‏‏‌زایی توده‏‏‌های گرانیتوییدی منطقة مردهک، خاور جیرفت، کرمان» انجام شده است که در اینجا از پشتیبانی حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه صنعتی شاهرود و همچنین، همکاری شرکت کاواک آرای نوین معدن سپاس‌گزاری می‏‏‌شود.

[1] Urumieh-Dokhtar Magmatic Belt

[2] Mafic microgranular/microgranitoid enclaves

[3] Magmatic flare-up