پژوهش های نوین فیزیک

---

گرانیت‌های ملایر به‌عنوان بخشی از رخ‌داد پلوتونیسم در محدودهٔ شمال غربی زون سنندج- سیرجان، در موقعیت عرض جغرافیایی'18°34- '00°34 و طول '52°48- '30°48 واقع شده است. در بررسی‌های تاریخچه تکتونوماگمایی زون سنندج- سیرجان، تشکیل توده‌های نفوذی به هم‌گرایی ورقهٔ عربی و ایران همراه با فرورانش نئوتتیس در غرب منطقهٔ سنندج- سیرجان نسبت داده شده است. بررسی ژئوشیمی عناصر اصلی و کمیاب سنگ‌های گرانیتی ملایر نشان می‌دهد که این توده‌های گرانیتی در محیطی فشارشی همچون حاشیهٔ فعال قاره‌ای و در یک سیستم هم‌گرایی ورقه اقیانوسی- قاره‌ای و در کمان ماگمایی حاشیهٔ قاره تشکیل شده‌اند. نسبت زیاد LILEs/HFSEs و آنومالی منفی Sr،Ba ،Ta و Nb تأیید کننده ارتباط آن‌ها با سیستم فرورانش و نشانهٔ نقش پوسته در تشکیل و تحول ماگمای گرانیتی است. طیف وسیع ترکیب کانی شناختی در برسی‌های پتروگرافی و تنوع مشاهده شده در پژوهش‌های صحرایی، ماهیت کالک- الکالن پتاسیم زیاد آن‌ها و مقایسه روند مشاهده شده از آن‌ها در نمودارهای AFM، FeO-MgOو K2O-SiO2با چند توده که وضعیت تکتونیکی مشخصی دارند، تأکیدی بر شباهت‌ گرانیت‌های ملایر با گرانیت‌های کمان حاشیهٔ قاره‌ای نوع آندی و در نتیجه نقش ماگمای مافیک گوشتهٔ فوقانی و حرکات تکتونیکی در تشکیل و تحول ترکیبی ماگمای منشأ آن‌ها است.

---

توده های نفوذی حد فاصل شهرستان اراک تا بروجرد در بخش شمالی زون سنندج سیرجان از نظر صحرایی و سنگ شناسی متنوع هستند. این توده ها به سه گروه 1) توده نفوذی آستانه، 2) کمپلکس بروجرد و 3) توده های تواندشت – گوشه قابل تقسیم هستند. اولین بار سنگهای این توده ها بر اساس تعیین سن های انجام شده به روش K-Ar در توده های مجاور مانند الوند همدان حدود Ma 60 در نظر گرفته شد. سن سنجی های بعدی بر اساس روش Rb-Sr سنهای قدمی تری را نیز معرفی و تشکیل توده های بروجرد را در دو فاز حدود Ma 60 و Ma120 و توده آستانه را در زمان Ma 100 نشان داد. در پی آن بر اساس مطالعات سن سنجی بر روی زیرکن فازهای مختلف موجود به حدود 170 میلیون سال پیش نسبت داده شد. در این تحقیق به منظور تکمیل داده های سن سنجی، کانی زیرکن توده های گرانیتوئیدی با استفاده از روش ID-Mass spectrometry تعیین سن شد. داده های بدست آمده، وجود توده های نفوذی گرانیتوئیدی با سن حدود Ma 170 را در توده آستانه و کمپلکس بروجرد تایید نمود. اما توده های نفوذی جوانی نیز برای اولین بار با سن Ma 8/34 در منطقه تواندشت شناخته شد. بدین ترتیب اولین فعالیت های پلوتونیسم در این بخش از زون سنندج – سیرجان در ژوراسیک میانی (اشکوب باتونین)، شروع شده و آخرین فاز آن در زمان اواخر ائوسن (پریابونین) بوده است. با وجود تفاوت های صحرایی و شیمیایی بین توده های نفوذی منطقه برای تعیین دقیق فازهای میانی این دو زمان نیاز به مطالعات بیشتری است. از آنجا که تشکیل این توده های کالک آلکالن با فرورانش ورقه عربی به زیر خرده قاره ایران مرکزی در ارتباط است، سن های بدست آمده می تواند زمان مناسب تری را برای وقوع فرورانش و الگوهای تکتونیکی ارائه شده، مشخص نماید.

---

توده های گرانیتی منطقه زریگان و چاه چوله در شمال بافق، جنوب شرقی نقشه 1:250000 اردکان واقع شده (شکل 1)، جزیی از خرده قاره ایران مرکزی محسوب می شوند. ترکیب سنگ شناسی این توده ها، از آلکالی فلدسپار گرانیت تا سینو- مونزو گرانیت نوسان دارد. آنها از نوع گرانیت های لوکوکرات و ساب ولکانیک، با کانی شناسی عمدتاً کوارتز- فلدسپاتی، و فقیر از کانیهای مافیک هستند. انواع بافتهای ماگمایی، دگرشکلی، متاسوماتیک و دگرسانی، گرانوفیری، گرافیک، میلونیتی و کاتاکلاستی، میرمکیت، پرتیتی و جانشینی در آنها دیده می شود. از نظر ژئوشیمیایی، توده های مورد بحث، ویژگیهایی از سریهای کالکوآلکالن تا آلکالن، پرآلومینI-type و محیط تکتونیکی کمان ماگمایی را نشان می دهند. در نمودارهای تغییرات عناصر نیز، بستگی به تمایلات ذاتی، پویایی و مراتب سازگاری و ناسازگاری عناصر، رفتارهای متفاوتی دیده می شود که گویای تاثیر فرآیند تفریق و تبلور و متاسوماتیسم، هر دو، بر توده های مذکور است. شواهد صحرایی، سنگ شناختی و ژئوشیمیایی، در توده های گرانیتی زریگان و چاه چوله حاکی از آن است، که لااقل بخشی از این توده ها، بویژه گرانیت زریگان، از طریق متاسوماتیسم و فرآیندهای تفریق گرمابی از سنگهای مافیک قبلی (توده های دیوریتی و گابرویی) تشکیل شده است و حتی پس از آن نیز به نحوی گسترده تحت تاثیر این فرآیندها واقع شده اند. مقایسه این توده ها، با معیارهایی که برای تمایز گرانیت های ماگمایی و متاسوماتیک ارائه شده، نشان داده که این توده ها، ضمن شباهت هایی با برخی از توده های شاخص ماگمایی، بیشترین شباهت را به گرانیت نوع متاسوماتیک یا
E- type دارند.

---

مجموعۀ گرانیتوئید آلوت در بخش شمال غرب پهنه سنندج - سیرجان قرار گرفته است. این مجموعه از سه واحد سنگ‌شناختی اصلی تشکیل شده که عبارتند از توده‌های مونزوگرانیتی تا گرانودیوریتی (SiO₂ = 65–77 wt%) که بیش‌ترین رخ‌نمون را در این مجموعه دارند، واحد کوارتز دیوریت تا تونالیت(SiO₂ = 52–63 wt%)  که به صورت دو استوک نفوذی در این مجموعه دیده می‌شوند و توده‌های گرانیتوئید میلونیتی شده که به‌صورت چندین رخ‌نمون در ناحیۀ برونزد دارند. مجموعه نفوذی آلوت، از لحاظ ژئوشیمیایی، متاآلومین تا اندکی پرآلومین، متعلق به سری کالک آلکالن تا تحولی پتاسیم پایین و گرانیتوئیدهای نوع I است و خصوصیات ژئوشیمیایی توده‌های نفوذی در حواشی فعال قاره‌ایی را نشان می‌دهد (برای مثال تهی‌شدگی واضح از Nb، Ti، P و Sr). شواهد ژئوشیمیایی مربوط به واحد کوارتزدیوریت تا تونالیت نشان می‌دهد که ذوب پوستۀ تحتانی مافیک تحت تأثیر مذاب‌های گوشته‌ای مهم‌ترین عامل در به‌وجود آمدن ماگمای کوارتز دیوریتی بوده است. هم‌چنین ذوب سنگ‌های متاسدیمنتری (حاوی کانی‌های آب‌دار مانند بیوتیت) در فشارهای نسبتاً پایین را می‌توان به‌عنوان منشأ احتمالی ماگمای مولد واحد مونزوگرانیتی تا گرانودیوریتی در نظر گرفت. وجود آنکلاوهای دانه‌‌ریز مافیک دلالت بر اختلاط ناقص ماگمای مافیک و فلسیک برای تشکیل ماگمای مولد توده‌های گرانودیوریتی تا گرانیتی در منطقه بررسی شده دارد.
 

---

خودپذیری مغناطیسی سنگ‌ها که حاصل مشارکت کانی‌های دیا، پارا و فرومگنتیک است، فهم بهتری از تاریخچه دگرشکلی سنگ‌ها را در اختیار ما قرار می‌دهد. در این مطالعه با استفاده از مغناطیس¬سنج گشتاور در میدان قوی مغناطیسی و با اشباع فازهای فرومگنتیک، جدایش ناهمسانگردی خودپذیری مغناطیسی پارامگنتیک و فرومگنتیک برای 37 نمونه مغزه سنگ طبیعی انجام شد. مواد مورد مطالعه سنگ‌های آذرین منطقه ملایر هستند که از نظر کانی¬شناسی حاوی کانی¬های پارامگنتیک (بیوتیت و آمفیبول) و به مقدار بسیار کمی کانی‌های فرومگنتیک (تیتانومگنتیت) هستند که در زمینه‌ای از کانی¬های دیامگنتیک (کوارتز-فلدسپاتی) قرار دارند. محاسبات ناهمسانگردی خودپذیری مغناطیسی در میدان با شدت پایین (ضعیف) نشان می‌دهد سنگ‌های مورد مطالعه دارای خودپذیری مغناطیسی پایینی هستند که نشانگر چیره بودن فازهای پارامگنتیک در آنهاست. نتایج به دست آمده از میدان‌های مغناطیسی قوی موید این مسئله است و به غیر از سه نمونه که از سنگهای مافیک کوارتز دیوریتی بوده اند، در بقیه موارد فازهای پارامگنتیک خواص مغناطیسی سنگ‌&zwj&zwj‌های مورد مطالعه را تحت کنترل دارند. حضور همزمان این سنگ های مافیک موید نقش هر چند اندک ماگمای گوشته ای یا پوسته زیرین در تشکیل سری سنگ های یاد شده است.

---

تودۀ گرانیتی مرزیان ازنا یکی از جمله توده‌های نفوذی متعدد پهنۀ ساختاری سنندج- سیرجان است که دارای ترکیب سنگ‌شناسی لوکوگرانیت، گرانیت و گرانودیوریت است. هم‌چنین در هالۀ همبری این توده (کردیریت و آندالوزیت شیست) لوکوگرانیت‌های تورمالین و گارنت‌دار، آپلیت، پگماتیت، سنگ‌های میلونیتی شده و میگماتیت‌های تزریقی رخنمون دارند. کانی‏های عمده آن‌ها شامل کوارتز، پلاژیوکلاز، فلدسپار پتاسیم‌دار، بیوتیت، موسکویت، تورمالین، گارنت است. بررسی‌های ساختاری بیان‌گر وجود پهنه‏های برشی به‌ویژه در قسمت‏های جنوب خاور‏ی و با روندهای شمال باختری- جنوب خاوری، شمال، شمال خاور‏ی- جنوب، جنوب باختر‏ی است و بررسی‌های ریز ساختاری نشان‌دهندۀ وجود چهار نوع ریز ساختار: 1) ریز ساختارهای ماگمایی، 2) ریزساختار حالت جامد دما بالا، 2) ریزساختار حالت جامد کم دما،  4) ریزساختار نیمه میلونیتی و میلونیتی در منطقه است.
پهنه‏های برشی اکثر سنگ‏های منطقه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. نشان‌گرهای سوی برش مانند‏ فابریک S-C، پورفیروکلاست و پورفیروبلاست‌های نامتقارن، کینک نوارهای شکن بیوتیت و فلدسپارها، میکاها و آندالوزیت‌های ماهی‌گون و ریزساختارهای دومینو و بودین شده فلدسپار و تورمالین بیان‌گر تغییرات شکل‌پذیر با حرکت فشارشی برشی راست‌بر حاکم بر منطقه هستند. مجموع شواهد، بیان کنندۀ این واقعیت است که پهنه‌های حالت ماگمایی و جامد دمای زیاد در شرایط رخساره شیست سبز تا آمفیبولیت پایینی (500-300 درجۀ سانتی‌گراد)، هم‌زمان با جای‌گیری توده‌های گرانیتی روی داده است و پهنه‌های حالت جامد کم دما، نیمه‏ میلونیتی و میلونیتی و ساختارهای شکننده حاصل فعالیت‌های پس از جای‌گیری توده گرانیتی هستند.

---

توده‌های گرانیتوئیدی شمال شرق گلپایگان در یک مجموعه دگرگونی تیپ بارووین نفوذ کرده و در برخی نقاط موجب دگرگونی همبری در سنگ‌های مجاور خود شده‌اند. برخی از این توده‌ها در نمودار مثلثیQAP در قلمرو تونالیت، گرانودیوریت، گرانیت، آلکالی فلدسپار گرانیت، مونزوگرانیت، کوارتز دیوریت، کوارتزمونزونیت و کوارتز مونزودیوریت قرار می‌گیرند. دایک‌های آپلیتی و پگماتیتی نیز در حاشیه توده‌ها مشاهده می‌شود. بافت‌های موجود در این گرانیتوئیدها در دو بخش شامل بافت‌های اولیه(1. بافت گرانیتی، 2. بافت پوئی کیلیتی، 3. بافت گرانوفیری) و بافت‌های ثانویه(1. هم‌رشدی‌های پرتیتی، 2. میرمکیت، 3. کلریتنیراسیون، 4. سریسیتیزاسیون، 5. کائولینیزاسیون) بررسی شده‌اند. بررسی بافت و کانی‌شناسی گرانیتوئیدها از جمله دارا بودن درشت بلورهای فلدسپات پتاسیم و نیز وجود زیرکن‌های گردشده در برخی از گرانیتوئیدهای بررسی شده احتمالاً می‌تواند بیان کننده یکی از مشخصات گرانیتوئیدهای نوع S یا گرانیتوئیدهای با منشأ پوسته‌ای باشد. اما وجود بافت گرانوفیری در برخی دیگر از گرانیتوئیدها ازجمله تونالیت‌های منطقه نشان می‌دهد که این توده‌ها، از نوع پلاژیوگرانیت بوده، جزء گرانیتوئیدهای نوع I یا گرانیتوئیدهای با منشأ گوشته ای محسوب می‌شوند. همچنین وجود بافت میلونیتی در برخی دیگر ازگرانیتوئیدهای شمال شرق گلپایگان که در شمال روستای ورزنه و شمال روستای اسفاجرد رخ‌نمون دارند، نشان می‌دهد این توده‌ها هم‌زمان با یک فاز کوه‌زایی(لارامید) تشکیل شده‌اند. با توجه به بررسی‌های انجام شده بر اساس فسیل کونودونت به دست آمده از کالک شیست‌های متبلور و همچنین آکریتارژ به دست آمده از اسلیت‌های منطقه- که برای اولین بار در زون سنندج- سیرجان معرفی می‌شوند، سن سنگ‌های متامورفیک که به پرکامبرین نسبت داده شده بود تجدید نظر شده است و متعلق به پالئوزوئیک دانسته شده است. همچنین سن گرانیتوئیدهای منطقه جوان‌تر از ژوراسیک پسین و قدیمی‌تر از الیگوسن تعیین شد. این نوشتار دلایل و شواهد تجدید نظر در سن جایگیری گرانیتوئیدهای شمال گلپایگان را بر اساس روابط صحرایی و فسیل شناسی برای اولین باردر قالب یک مقاله ارائه می‌کند. بنابر این با بررسی بافت و تعیین سن توده‌های گرانیتوئیدی شمال گلپایگان می‌توان نتیجه گرفت که این توده‌ها هم‌سن نبوده‌اند، بلکه برخی از این توده‌ها(گرانیتوئیدهای دارای بافت گرانوفیریا گرانیتوئیدهای نوع I) در زمان ژوراسیک و اوائل کرتاسه در طی فرورانش و قبل از برخورد قاره‌ها به وجود آمده‌اند، برخی دیگر (گرانیتوئیدهای دریافت 21/07/85 پذیرش11/9/86 دارای بافت میلونیتی) هم‌زمان با برخورد قاره‌ها در اواخر کرتاسه و هم‌زمان با پایان دگرشکلی‌ها، در پایان حوادث کوه‌زایی تشکیل شده‌اند و در نهایت برخی از گرانیتوئیدها(اغلب گرانیتوئیدهای نوعS) در اواخر کرتاسه- پالئوسن پس از برخورد صفحه عربی با صفحه ایران به‌وجود آمده‌اند.

---

کاتیون‌‌هایFe, Mg و Al در کانی بیوتیت به فرایند‌های ماگمایی حساس هستند. از این‌رو از کانی بیوتیت در بررسی پتروژنز توده‌‌های گرانیتوئیدی استفاده می‌شود. در این تحقیق از ترکیب شیمیایی کانی بیوتیت برای بررسی ویژگی‌‌های ژئوشیمایی و پتروژنز سنگ‌‌های نفوذی کمپلکس بروجرد در بخش شمالی زون سنندج- سیرجان استفاده شده است. نمونه‌‌های بیوتیت در مقاطع صیقلی گرانیتوئید‌های قدیمی با سن حدود 120 میلیون سال و گرانیتوئید‌های جوان با سن بین 60-70 میلیون سال به روش تجزیه نقطه‌ای (EPMA) و بیوتیت‌های خالص جدا شده از سنگ به روش XRF بررسی شد. نتایج تجزیه بیوتیت به هر دو روش نتایج مشابهی را نشان دادند. کانی بیوتیت در نمونه‌‌های با سن مختلف خصوصیات متفاوتی نشان داده و به خوبی دو گروه سنی از یک‌دیگر متمایز می‌شوند. بر اساس مقادیر کاتیونی Mg, Mn, Fe3+, Fe2+, Ti و Al بیوتیت‌‌های گرانیتوئید‌های جوان بروجرد در ترکیب خود دارای منیزیم بیش‌تری نسبت به بیوتیت‌‌های سنگ‌های قدیمی هستند. مهم‌ترین تفاوت بیوتیت در این واحد‌های سنگی در مقدار Al کل و نسبت Fe/Fe+Mg است. بیوتیت‌‌های متعلق به گرانودیوریت و کوارتزدیوریت‌های جوان بین دو قطب آنیت و فلوگوپیت قرار گرفته‌اند و دارای مقدار Al 48/2 تا 74/2 اتم در هر واحد فرمول و نسبت Fe/Fe+Mg بین 375/0 تا 600/0 هستند. بیوتیت در گرانیتوئید‌های قدیمی بین دو قطب آنیت و سیدروفیلیت قرار می‌گیرد و مقدار Al از 76/2 تا 69/3 اتم در هر واحد فرمول و Fe/Fe+Mg بین 597 /0 تا 720/0 است. بر اساس ترکیب بیوتیت‌ها، گرانیتوئید‌های جوان و قدیمی کمپلکس بروجرد عمدتاً در محدوده مربوط به گرانیتوئید‌های کالک آلکالن قرار می‌گیرند و این گرانیتوئید‌ها به ترتیب نوع I و نوع S هستند و در فوگاسیته اکسیژن متفاوتی تشکیل شده‌اند.