مطالعه پتروگرافی، شیمی کانی ها، تعیین روند دما- فشار دگرگونی و محاسبه اکتیویته سیالات اپیدوت -آمفیبول -گارنت شیست های کمپلکس بجگان، استان کرمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترا، بخش زمین‎شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استاد، بخش زمین‎شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استاد، انستیتو علوم زمین، دانشگاه پتسدام، پتسدام، آلمان

4 استادیار، گروه زمین‎شناسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

5 دانشیار، بخش زمین‎شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

کمپلکس بجگان بخشی از زمین­شناسی مکران در ایران را تشکیل می­دهد که شامل انواع سنگ­های متاپلیت، متابازیت، کالک سیلیکات، آمفیبولیت، مرمر، متاولکانوسدیمنت، نفوذی های اسیدی، بازیک و اولترابازیک است. کالک سیلیکات های موجود در کمپلکس بجگان به انواع اپیدوت شیست های آمفیبول دار، اپیدوت-آمفیبول شیست ها، اپیدوت-آمفیبول-گارنت شیست ها و میکاشیست های کربنات دار تقسیم بندی می­شوند. اپیدوت -آمفیبول -گارنت شیست ها بالاترین درجه دگرگونی را در بین تمامی نمونه­های کالک سیلیکاته نشان می دهندو دارای گردهمایی کانیاییگارنت، آمفیبول، اپیدوت، کلسیت، کوارتز، کلریت ثانویه و مقادیر فرعی و پراکنده تیتانیت، آپاتیت، میکای سفید ومگنتیت هستند. در این پژوهش ترکیب شیمی کانی ها در اپیدوت -آمفیبول -گارنت شیست ها بررسی و دما، فشار و اکتیویته فاز سیال ها در مراحل مختلف دگرگونی تعیین شده است. بر اساس داده های شیمی کانی های اپیدوت -آمفیبول -گارنت شیست ها، کانی­های گارنت دارای انحلال جامد آلماندین، گروسولار، اسپسارتین و پیروپ (Alm 35-50, Grs 23-31, Sps 14.6-36, Prp 2.6-9.8 ; mol%) و منطقه بندی رشدی هستند، به طوری­که آلماندین و اسپسارتین، به ترتیب، افزایش و کاهش چشمگیری از مرکز به سمت حاشیه کانی نشان می دهند. کانی­های آمفیبول در گروه آمفیبول های سدیک- کلسیک قرار می­گیرند و از نوع باروسیت هستند. کانی­های کلریت در زیرگروه ریپیدولیت قرار می­گیرند و کانی­های گروه اپیدوت ، در زیر گروه کلینوزوئیزیت تقسیم بندی می­شوند. دما و فشار اوج دگرگونی در اپیدوت -آمفیبول -گارنت شیست ها به ترتیب، 610 درجه سانتی­گراد و حدود 8 کیلو بار بوده و اکتیویته سیالات در این شرایط، به صورت کسر مولی  CO2 در حدود  32/0 و کسر مولی H2O در حدود 68/0 برآورد شده است. در شرایط دگرگونی برگشتی، دما، فشار و اکتیویته سیال ها، به ترتیب 525 درجه سانتی‎گراد، حدود 5/4 کیلو بار، کسر مولی CO2 در حدود  306/0 و کسر مولی H2O در حدود 69/0 محاسبه شده­اند. روند تغییرات دما و فشار در اپیدوت- آمفیبول-گارنت شیست ها، نشان دهنده یک مسیر ساعتگرد دما- فشار در طی ­دگرگونی پیشرونده و پسرونده این ­سنگ­­هاست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The study of mineral chemistry, detection of metamorphic P-T and fluid activity calculation of calcsilicate in the Bajgan Complex, Kerman province

نویسندگان [English]

  • Maryam Dorani 1
  • Mohsen Arvin 2
  • Roland Oberhänsli 3
  • Hadi Omrani 4
  • Sara Dargahi 5
1 Ph.D., Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Professor, Institute für Geowissenschaften, Universität Potsdam, Potsdam, Germany
4 Assistance Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Golestan University, Gorgan, Iran
5 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Bajgan Complex is a part of Iranian Makran including many kinds of metapelites, metabasites, calcsilicates, amphibolites, marbles, meta volcanosediments, felsic, mafic and ultramafic intrusives. The calcsilicates are divided into amphibole bearing epidote schist, epidote - amphibole schist, epidote – amphibole - garnet schist and carbonate bearing mica schist. Among of all calc silicates the epidote – amphibole - garnet schist shows the highest metamorphic condition and consists of garnet, amphibole, epidote, calcite, quartz, secondary chlorite and minor amount of titanite, apatite, white mica and magnetite. In this study the mineral chemical compositions, temprature, pressure and fluid activity in different metamorphic stages of epidote – amphibole - garnet schist were detected. In according to chemical data, garnet has almandine, grossular, spessartine and pyrope solid solution (Alm 35-50, Grs 23-31, Sps 14.6-36, Prp 2.6-9.8 ; mol%) and shows chemical zoning as almandine and spessartine have an increasing and decreasing trend, respectively, from core to rim. Amphiboles are classified in sodic- calcic group and are Barroisite. Chlorites are kown as Ripidolite and epidotes are classified in Clinozoisite subgroup. Peak metamorphic condition of epidote – amphibole - garnet schist has been estimated about 610° C and 8 kbar and molar fraction of Co2 and H2O have been calculated about 0.32 and 0.68, respectively. The retrograde metamorphic condition are about 525° C, 4.5 kbar and molar fraction of Co2 and H2O have been calculated about 0.31 and 0.69, respectively. The epidote – amphibole - garnet schist followed a ‘clockwise’ P–T path during prograde and retrograde metamorphism.

کلیدواژه‌ها [English]

  • calcsilicate
  • Mineral chemistry
  • Thermo-barometry
  • fluid activity
  • Bajgan Complex
کتابنگاری

درانی، م.، 1396- بررسی کانی­شناسی، ژئوشیمی و جایگاه ژئودینامیکی کمپلکس بجگان، کهنوج، جنوب شرق ایران، رساله دکترا، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 303 ص.

 

References

Armbuster, T., Bonazzi, P., Akasaka, M., Bermanex, V., Chopin, C., Giere, R., Heuss-Assbichler, S., Liebscher, A., Menchettic, S., Pan, Y. and Pasero, M., 2006- Recommended nomenclature of epidote-group minerals.Eur. J. Mineral.  18: 551-567.

Berman, R. G., 1988-  Internally-consistent thermodynamic data for minerals in the system Na2O-K2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3- Al2O3-SiO2-TiO2-H2O-CO2.J. Petrol. 29: 445-522.

Bucher, K. and Grapes, R., 2011- Petrogenesis of metamorphic rocks. 8th edition. Springer Heidelberg Dordrecht London New York.

Hawthorne, F. C., Oberti, R., Harlow, G. E., Maresch, W. V., Martin, R. F., Schumacher J. and Welch, M., 2012- Nomenclature of the amphibole supergroup. Am. Mineral. 97: 2031-2048.

Kananian, A., Juteau, T., Bellon, H., Darvishzadeh, A., Sabzehi, M., Whitechurch, H. and Ricou, L., 2001-Theophiolite massif of Kahnuj (western Makran, southern Iran); new geological and geochronological data. Earth and Planetary Sciences,332: 543–552.

McCall, G. J. H. and Kidd, R. G. W., 1982- The Makran, southeastern Iran; the anatomy of a convergentplate margin active from the Cretaceous to Present. In: Leggett, J.K. (Ed.), Trench-Fore-arcGeology. Geological Society, London, 10: 387-397.

McCall, G. J. H., 1985a-Explanatory text of the Minab quadrangle map: 1 : 250,000, No. J13, Geological Survey of Iran, Tehran, 530 p.

McCall, G. J. H., 1985b- Area report, East Iran Project, Area No. 1, Geological Survey of Iran, Report No. 57, 634 p.

McCall, G. J. H., 2002- A summary of the geology of the Iranian Makran.Geological Society, London, Special Publications, 195: 237-258.

McCall, G. J. H., 2003- A critique of the analogy between Archaean and Phanerozoic tectonics based on regional mapping of the Mesozoic-Cenozoic plate convergent zone in the Makran,Iran. Precambrian Research. 127: 5-17.

Omrani, H., Moazzen, M., Oberhänsli, R., Altenberger, U. and Lange, M., 2013b- The Sabzevar blueschists of the North-Central Iranian micro-continent as remnants of the Neotethys-related oceanic crust subduction. International Journal of Earth Sciences 102: 1491-1512.

Omrani, H., Moazzen, M., Oberhänsli, R. and Moslempour, M. E., 2017- Iranshahr blueschist: subduction of the inner Makran oceanic crust. Journal of Metamorphic Geology 35: 373-392.

Omrani, H., Moazzen, M., Oberhänsli, R., Tsujimori, T., Bousquet, R. and Moayyed, M., 2013a- Metamorphic history of glaucophane-paragonite-zoisite eclogites from the Shanderman area, northern Iran. Journal of Metamorphic Geology 31: 791-812.

Spear, F. S., 1995- Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-Time Paths. Mineralogical Society of America, Washington, DC, 799 pp.

Yardley, B. W. D., 1982- The early metamorphic history of the Haast schists and related rocks of New Zealand. Contrib. Mineralog. Petrol. 81: 317-327.