استفاده از مدل‌سازی عددی به منظور برآورد سرعت هسته‌بندی و زمان رشد میکرولیت‌های پلاژیوکلاز در روانه‌های بازالت کواترنری گندم بریان، شمال خاور کرمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده زمین شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استاد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

گندم بریان نوعی سرتخت (Messa) پوشیده از روانه‌های گدازه‌ای بسیار تیره رنگ است که به عنوان بخشی از فعالیت‌آتشفشانی زمان کواترنری ایران شناخته می‌شود. این روانه‌ها که از نوع آلکالی الیوین بازالت‌های سالم یا با دگرسانی کم هستند حدود 480 کیلومتر مربع از بخش جنوبی کویر لوت در شمال خاور کرمان را در برمی‌گیرند. بافت کلی جریان‌های بازالتی پورفیری تا گلومروپورفیری با زمینه اینترسرتال تا اینترگرانولار است. کانی‌های اصلی جریان شامل درشت‌بلورهای الیوین و کلینو پیروکسن همراه با میکرولیت‌های پلاژیوکلاز هستند. میکرولیت‌های پلاژیوکلاز به عنوان کانی اصلی این سنگ‌ها شناخته می‌شوند. با پردازش تصاویر مقاطع نازک و با استفاده از روش پراکندگی اندازه بلور (CSD)، شکل سه‌بعدی بلورهای پلاژیوکلاز و همچنین زمان رشد و سرعت هسته‌بندی این بلورها برآورد شد. بر این اساس شکل میکرولیت‌های پلاژیوکلاز، تخته‌ای و نسبت محورهای کوتاه: متوسط: بلند به ترتیب برابر با 10:10:1 مشخص شد. یکنواختی نمودار CSD و شیب ثابت آن تأثیر بسیار کم فرایند‌‌های فیزیکی همچون آمیختگی ماگمایی را در هنگام صعود ماگمای بازالتی و رسیدن آن به سطح زمین نشان می‌دهد. بر اساس این محاسبات، زمان رشد (t) و سرعت هسته‌بندی (J)از دو مدل متفاوت ارائه شده در روشCSDبه ترتیب برابر با 53/2 تا 21/3 سال و 1- /s 3-  mm9-10 × 17/10 تا 1- /s 3-mm  9-10 × 53/9 برآورد شد. نتایج حاصل با طبیعت ماگماهای آلکالی بازالتی همخوانی کامل دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Numerical Modeling for Estimation of Rate of Nucleation and Growth Time of Plagioclase Microlites from Quaternary Gandom Beriyan Basaltic Flows, NE of Kerman

نویسندگان [English]

  • D. Raeisi 1
  • S. Dargahi 2
  • H. Moeinzadeh 2
  • M. Arvin 3
1 PhD. Student, Department of Geology, School of Science, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kernam, Iran
چکیده [English]

Gandom Beriyan, as a part of Quaternary volcanism of Iran, is a kind of messa which is covered by very dark lava flows. The flows are generally fresh to rarely altered alkali olivine basalts and cover an area around 480 km2 in southern part of the Lut desert in northeast of Kerman. The common textures of basaltic lava flows are porphyry to glomeroporphyry with an intersertal to intergranular groundmass. Their major minerals are olivine and clinopyroxene phenocrysts along with plagioclase microlites. Plagioclase microlites are recognized as the major silicate phase in these rocks. Three-dimensional shape of plagioclase crystals and also rate of nucleation and growth time was estimated by thin section image processing and using crystal size distribution (CSD) method. Based on this, it is revealed that the shape of plagioclase microlites is tablet with aspect ratio of 1:10:10 for short: intermediate: long axes, respectively. The uniformity of CSD graph and its constant slope show that the effect of physical processes such as magma mixing was limited during ascent of basaltic magma toward the surface. Based on these calculations, growth time (t) and rate of nucleation (J) were estimated 2.53 to 3.21 years and 10.17×10-9 to 9.53×10-9 mm-3/s-1, respectively. The results are completely matched with nature of alkali basalt magmas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gandom Beriyan Messa
  • Crystal size distribution
  • Three-Dimensional Shape
  • Magma mixing
Cashman, K. V. & Marsh, B. D., 1988- Crystal size distribution (CSD) in rocks and the kinetics and dynamics of crystallisation II. MakaopuhiLavaLake. Contributions to Mineralogy and Petrology, 92: 292-305.
Cashman, K. V., 1990- Textural constraints on the kinetics of crystallization of igneous rocks. In: Nicholls, J., Russell, J.K. (Eds.), Modern methods of igneous petrology: understanding magmatic processes. Mineralogical Society of America,.p: 259–314.
Cashman, K. V., 1993- Relationship between plagioclase crystallization and cooling rate. Contributions to Mineralogy and Petrology, 113: 126 -142.
Garrido, C. J. & Kelemen, P. B., Hirth, G., 2001- Varation of cooling rate with depth in lower crust formed at an aceanic spreading ridge; plagioclase crystal size distributions in gabbros from the Oman ophiolite. Geochemistry Geophysics Geosystems, 2: 10.1029/2000GC000136.
Higgins, M. D., 2002- Closure in crystal size distribution (CSD), verification of CSD calculations and the significance of CSD fans. American Mineralogist, 87, 160–164.
Higgins, M. D. & Roberge, J., 2003- Crystal size distribution (CSD) of plagioclase and amphibole from Soufriere Hills volcano, Monteserrat: evidence for dynamic crystallization textural coarsening cycles. Journal of Petrology, 44: 1401-1411. .
Higgins, M. D., 1994- Numerical modeling of crystal shapes in thin sections: estimation of crystal habit and true size. American Mineralogist, 79: 113–119.
Higgins, M. D., 1996- Magma dynamics beneath Kameni Volcano Thera Greece, as revealed by crystal size and shape measurements. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 70: 37-48.
Higgins, M. D., 1998- Origin of  anorthosite by  textural  coarsening: quantitative measurements of  ural sequence of textural development. Journal of Petrology 39: 1307–1325.
Higgins, M. D., 2000- Measurement of crystal size distributions. American Mineralogist, 85: 1105- 1116 .
Higgins, M. D., 2006- Quantitative textural measurement in igneous and metamorphic petrology. Cambridge university press, 265p.
Jerram, D. A. &Higgins, M. D., 2007- 3D analysis of rock textures: Quantifying igneous microstructures. ELEMENTS. 3: 239-245.
Marsh, B., 1988- Crystal size distribution (CSD) in rocks and the kinetics and dynamics of crystallization I. Theory Contributions to Mineralogy and Petrology, 99: 277–291.
Marsh, B. D, 1998-  On the interpretation of crystal size distribution in magmatic systems. Journal of Petrology, 39, 553-599.
Mock, A. & Jerram. D. A., 2005- Crystal Size Distributions (CSD) in Three Dimensions: Insights from the 3D Reconstruction of a Highly Porphyritic Rhyolite. Journal of Petrology, 46: 1-17.
Monfaredi, B., Masoudi, F. & Tabbakh, A. A., 2009- Magmatic Interaction as Recorded in Texture and Composition of Plagioclase Phenocrysts from the Sirjan Area, Urumieh-Dokhtar Magmatic Arc, Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 20: 243-251.
Morgan, D. J. & Jerram, D. A., 2006- On estimating crystal shape for crystal size distribution analysis. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 154: 1–7.
Peterson, T. D., 1996- A refined technique for measuring crystal size distribution in thin section. Contributions to  Mineralogy and Petrology, 7: 99-105.
Proussevitch, A. A. & Sahagian, D. L., 2001- Recognition and separation of discrete objects within complex 3D voxelized structures. Computers & Geosciences, 27: 441–454.
Randolph, A. D. & Larson, M. A., 1971- Theory of Particulate Processes, Academic Press, New York. 251 p.