دانلود مقاله بررسی های جدید زمین شناسی، ژئوکرونولوژی و ژئوشیمیایی افیولت های خوی و سازند های مربوط به آن در شمال غرب ایران

خلاصه مطالب:
     در این مقاله یک بررسی دقیق در زمینه زمین شناسی منطقه خوی (شمال غرب ایران) و افیولت های موجود در ان ارائه شده است همچنین نقشه زمین شناسی جدیدی از این منطقه به چاپ رسیده است. مهمترین نتیجه گیری حاصله اینست که در منطقه خوی یک کمپلکس افیولیتی وجود نداشته و دو کمپلکس افیولیتی موجود می باشد که عبارتند از:
   1- افیولیت پلی متامورفیک قدیمی که از لحاظ تکتونیکی مربوط به یک کمپلکس فرورانشی دگرگونی است و قدیمی ترین آمفیبولهای دگرگونی آن با استفاده از روش 40kn-40Ar سن ظاهری ژوراسیک تحتانی را نشان داده و سن ماگمایی اولیه آن نیز قاعدتا بایستی قبل از ژوراسیک باشد.
   2- افیولیت غیر دگرگونی جوانتر با سن کرتاسه فوقانی که توسط سری های ولکانوژنیک شبه فلیش با سن کرتاسه فوقانی پالئوسن تحتانی می شود. در بخش نتیجه گیری نیز توضیح مختصری در زمینه تکامل حوضه اقیانوسی خوی ارائه شده است.

   متن اصلی:
     مقدمه:
تکامل Tethyan (تتاین) در ایران و نواحی اطراف آن در ترکیه، عمان و بلوچستان بسیار پیچیده بوده و نتیجه گیری در این زمینه کار مشکلی است. بالاخص مطالعاتی که توسط sengor و همکاران (سنگور و ییلماز 1981) انجام شده است با نتایج حاصل از مطالعات که به صورت محلی انجام شده است قابل تطابق نمی باشد. به منظور کمک در جهت حل این پیچیدگیها در این مبحث نتایج کارهای صحرایی آزمایشگاهی مختلفی را که در منطقه خوی انجام شده است ارائه خواهیم نمود. (شکلهای 1 الی 3)
افیولیت های خوی در منطقه ای واقع در شمال غرب شهر خوی و به عبارتی در بخش شمال غربی استان آذربایجان ایران قرار گرفته و تا مرز ترکیه نیز کشیده شده است. (شکل 1).
هنوز اطلاعات دقیقی از زمین شناسی منطقه در دست نمی باشد کامیننی و مورتیمر (1975) (kamineni and Mortimer (1975)) یک توصیف کلی را در ارتباط با زمین شناسی منطقه خوی ارائه نموده اند که عمدتا شامل سنگهای دگرگونی و حضور شیست های درجه بالای دارای گلوکوفان می باشد. اطلاعات کاملتری توسط نقشه های سازمان زمین شناسی ایران (GIS) از شیست های خوی با مقیاس 000/250/1 (قرشی و ارشدی 1978)، خوی با مقیاس 000/100/1 (رادفر و همکاران 1993) و دیزج با مقیاس 000/100/1 (امینی و همکاران 1993) ارائه شده است. مولفین این نقشه ها (از جمله مرتضی خلعتبری یکی از مولفین این مقاله) متوجه کمپلکس افیولیتی خوی شده و براساس اطلاعات میکروپالئونتولوژی (حضور گلوبوترونکانا در لایه های آهک که به همراه گدازه های بالشی افیولیتها هستند) سن این افیولیتها را به کرتاسه فوقانی نسبت دادند.
اخیرا نیز حسنی پاک و قاضی (Ghazi) اولین گزارش پترولوژی و ژئوشیمی افیولیتهای خوی را ارائه نمودند. مولفین این مقاله مشخص نمودند که در سکانس ولکانیک افیولیتی، واحدهای بازالت بالشی تحتانی الگوهایی از REE را نشان می دهد که حد واسط پروفیلهای N-MORB, E-MORB است و واحدهای بازالت توده ای فوقانی نیز الگوهای REE نوع E-MORB را نشان می دهند. الگوهای REE گابروها و دیوریتها نشان می دهد که سری سنگ پوسته ای (crustal rock suit) حاصل از تبلور بخشی یک مذاب بازالت معمولی است و با 20-25% ذوب بخشی یک منشا لرزولیتی ساده ایجاد شده است. این مولفین در نتیجه گیری خود چنین عنوان کردند که افیولیت خوی معادل افیولیت های موجود در نواحی مرکزی ایران است (بعنوان مثال می توان به نائین، شهر بابک، سبزوار، چهل کوره Tchehel kureh و بند زیارت اشاره کرد) و در نتیجه بسته شدن شاخه باریکی از دریای مزوزوئیک در شمال غرب ایران بوجود آمده است که در گذشته خرده قاره ایران مرکزی را احاطه نموده است. در نهایت می توان چنین عنوان کرد که توصیف زمین شناسی منطقه خوی توسط مولفین فوق بسیار شماتیک بوده و معمولا هم نادرست است همچنین موقعیت نمونه های آنالیز شده مشخص نمی باشد.
 

شکل 1

توزیع نوارهای افیولیتی در ایران به اقتباس از امامی و همکاران (1993) و موقعیت منطقه خوی . اصلی ترین افیولیت های ایران عبارتند از: BZ= بندزیارت (یا کمپلکس کهنوج). KM: کرمانشاه: NA: نائین. NY: نیریز، SB: سبزوار، SHB: شهربابک، THL: تربت حیدریه، TK: چهل کوره

قاضی و همکاران (2001) وجود یک زون دگرگونی را دربخش تحتانی افیولیت، نشانه ای از یک گرادیان دمایی معکوس می دانند که از رخساره های آمفیبولیت تا شیت سبز در تغییر است. این مولفین با استفاده از روش 40Ar-39Ar سنین 6/158± 4/1 Maو Ma1/0± 154/9 را برای هورنبلند گابرو ها بدست آوردند و چنین نتیجه گرفتند که سنگهای پلوتونیک افیولیت خوی در طی ژوراسیک فوقانی تشکیل شده اند. آنها همچنین چهارسن 40Ar-39Ar را که در گستره Ma 110-104 می باشد برای هورنبلندهای موجود در زون دگرگونی تحتانی ارائه نمودند که نشاندهنده جایگزینی تکتونیکی کمپلکس افیولیتی آلبین میانی است. از آنجا که سنگ آهکهای پلاژیک به صورت بین لایه ای با گدازه های بالشی افیولیتی دیده شده و سن موجودات میکروسکوپی موجود در آن جوانتر هستند (آلبین فوقانی تا سنومانین تحتانی یعنی سنی حدود Ma 100) مولفین در توضیح اینکه چگونه گابروهای پلوتونیک و گدازه های بالشی ولکانیک در یک کمپلکس افیولیتی واحد، تفاوت سنی بیش از 50 میلیون سال را نشان می دهند و اینکه چگونه گدازه های بالشی می توانند جوانتر از بستر دگرگون شده باشند با مشکلاتی مواجه شده اند؟
ما در اینجا نتایج حاصل از مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی جدیدی را ارائه کرده ایم که منجر به تشخیص دو کمپلکس افیولیتی در منطقه خوی شده و بسیاری از این تناقضات را مرتفع می سازد: (اشکال 2 و 16)
1) یک کمپلکس متا افیولیتی که شامل قطعات تکتونیکی بزرگی است که در یک کمپلکس دگرگونی تحت عنوان کمپلکس دگرگونی شرقی قرار گرفته است. عقیده ما اینست که این کمپلکس دگرگونی از چندین صفحه با سنین متفاوت در طی مزوزوئیک و به صورت توده های انباشته روی هم تشکیل شده است و در کمپلکس فرورانش که در زیر حاشیه شمال غربی بلوک ایران مرکزی قرار دارد گسترده شده است. از دیدگاه ما این افیولیت ها بر جای مانده های لیتوسفر اقیانوسی نئوتیتس هستند که در طی زمان مزوزوئیک در حوضه اقیانوسی خوی بوجود آمده اند عمل فرورانش در طی تریاس میانی – فوقانی و پس از برخورد بلوک ایران مرکزی با اوراسیا اغاز گردیده و باعث انباشتگی لیتوسفر اقیانوسی تیتس شده است.
2) افیولیت غیر دگرگونی جوان با سن کرتاسه فوقانی که در بخش غربی منطقه مورد مطالعه قرار گرفته است و فاقد هیچگونه اثری از دگرگونی ناحیه ای است. گدازه ها هنوز پوسته شیشه ای خود را حفظ کرده اند و گابروهای لایه ای فاقد آمفیبول هستند و این مساله نشاندهنده بافتها و ساختهای ظریف و متعددی است که در انها وجود دارد.
 

شکل 2

نقشه ساده شده زمین شناسی منطقه خوی که واحدهای اصلی زمین شناسی توصیف شده در متن مقاله را نشان می دهد. خطوط زرد موقعیت مقاطع زمین شناسی را نشان می دهند (شکلهای 6-5 و 9-10-11) که در این مقاله ارائه شده اند.
 

شکل 3- نقشه عمومی منطقه خوی که توسط مرتضی خلعتبری، و جعفری و Thierry Juteau ارائه شده است. خط زرد AB نشان دهنده موقعیت عمومی مقطع زمین شناسی است.

ما فکر می کنیم که این افیولیت نشاندهنده آخرین فعالیت پشته اقیانوسی در حوضه خوی است. این پشته اقیانوسی فقط در محل شیار فرورانش فعال بوده و توسط سری های توربیدیتی و ولکانیک پر شده است و سپس در جهت شمال غرب و بر روی آنچه که ما به آن کمپلکس دگرگونی غربی می گوییم رانده شده است و این مساله نشاندهنده پلاتفرم قاره ای عربی و یا به احتمال قوی تر بخش جدا شده ای از آن می باشد. این افیولیت مانند سایر افیولیتهای شناخته شده غرب ایران ترکیه و عمان دارای سن کرتاسه فوقانی بوده و متعلق به حاشیه حلال افیولیتی عربی است(1971, Ricou).
2- توصیف زمین شناس منطقه خوی:
شکل 2 بطور شماتیک واحدهای زمین شناسی اصلی منطقه خوی را نشان می دهد. این واحدها بطور مشخص در امتداد NW-SE مرتب شده اند و در ادامه بحث از NE تا SW به ترتیب موارد زیر توضیح داده خواهد شد. 1) حاشیه جنوب غربی بلوک ایران مرکزی 2) کمپلکس دگرگونی شرقی که شامل قطعات در هم ریخته افیولیتهای دگرگونی است 3) واحد رسوبی توربیدیتی و ولکانیکی کرتاسه فوقانی 4) کمپلکس افیولیتی غیردگرگونی خوی با سن کرتاسه فوقانی 5) کمپلکس دگرگونی غربی.
2-1- حاشیه جنوب غربی بلوک ایران مرکزی
سازندهای این بلوک در سمت NNE شهر خوی و نزدیک روستاهای حیدرآباد و زاغه (zagheh) رخنمون دارند. این سازند ها طبق اظهارات استوکلین (1974 و 1968) متعلق به واحدهای مربوط به زون ایران مرکزی بوده و شامل سری های رسوبی دگرگون نشده پالئوزوئیک (کامبرین و پرمین) می باشند که توسط رسوبات الیگوسن – میوسن و نهشته های کواترنر پوشیده شده اند. شکل 4 یک مقطع شماتیک چینه شناسی را از این سازندها نشان می دهد.
واحد cbt: این واحد از التراسیون دولومیت های حاوی چرت و شیل و سنگ آهک های مجددا متبلور شده ایجاد شده و محتوی سیلتستون های صورتی رنگ می باشد. بندها و لایه های چرت در بخش تحتانی و فوقانی این واحد فراوان هستند و در نزدیکی روستای زاغه بسیار مشخص هستند (80-60 متر ضخامت) این واحد با سازند باروت در شمال غرب کوههای سلطانیه (شمال غرب زنجان) که توسط اشتوکلین و همکاران (1965) مشخص شده است قابل مقایسه است و تعیین سن انجام شده توسط این محققین و با استفاده از استروماتولیت ها، زمان اینفراکامبرین را نشان می دهد. اما در مطالعات انجام شده توسط ما هیچ اثری از موجودات مربوط به این زمان در منطقه خوی یافت نگردید.
واحد Cz: این واحد به خوبی در روستا و همچنین در دره زاغه و در هسته یک نیم تاقدیس رخنمون داشته و با ترکیب ماسه سنگهای آرکوزی و شیلهای ارغوانی – قهوه ای بر روی واحدهای قدیمی تر قرار گرفته است در بخش فوقانی این واحد ماسه سنگ فراوان است و تحقیقات ما نشان می دهد که با توجه به شباهتی که با سازند زاگون دارند احتمالا دارای سن کامبرین تحتانی می باشند.
واحد Cl: این واحد شامل ماسه سنگهای آرکوزی قرمز رنگی است که به مقدار بسیار کمی لایه هایی از سیلیستون و اسلیت های قرمز رنگ را در خود جای داده است. ماسه سنگها شامل لنزهای کنگلومرایی با ماتریکسی از رسهای قرمز رنگ هستند و دانه بندی خاص و ساختارهای لایه بندی متقاطعی را دارا می باشند. کوارتزیت های سفید و همچنین سنگهای با ترکیب کوارتزآرنایت هم در بخش فوقانی آن گسترش دارند. این واحد با سازند معروف لالون با سن کامبرین تحتانی قابل مقایسه است که در نزدیکی روستاهای فشم و زاگون در شمال تهران (AssereHo,1968) و همچنین در بسیاری از مناطق ایران مرکزی (Stocklin,1968) قرار دارند.
 

شکل 4- نقشه شماتیک زمین شناسی در امتداد واحدهای زون ایران مرکزی که در منطقه مورد مطالعه، در شمال خوی رخنمون دارند.

واحد cm: این واحد نیز در زاغه رخنمون دارد و شامل لایه های چرتی ضخیم و دولومیت های محتوی شیل است که به خوبی در این منطقه چین خورده اند. این واحد با سازند میلا با سن کامبرین فوقانی – اردویسین تحتانی قابل تطبیق است که در کوه میلا نزدیک دامغان قرار دارد (stocklin etal, 1964) و به خوبی توسط تریلوبیت ها، براکیوپودها و مرجانها تعیین سن شده است البته ما موفق نشدیم که موجودات با این سنین را در این منطقه پیدا کنیم.
واحد pd: این واحد فرسایشی به صورت یک ناپیوستگی بر روی سازند قبلی قرار گرفته است و شامل ماسه سنگهای قرمز، کوارتزیت و سلیستون می باشد و در بخشهای فوقانی به لایه های کنگلومرایی ضخیم و لایه های شیلی می رسد. این واحد که فسیلی در آن یافت نمی شود با سازند درود با سن پرمین تحتانی در روستای درود در شمال تهران قابل مقایسه است (AssereHo,1963)
واحد pr: این واحد گسترش زیادی در شمال زاغه دارد و شامل سنگ آهک و سنگ آهکهای دولومیتی توده ای و ضخیم می باشد. این واحد بر روی واحد کنگلومرایی پلیوسن – کواترنری رانده شده و توسط واحد سنگ آهک حاوی اوربیتولین با سن کرتاسه نیز رورانده شده است. همچنین این واحد با سازند روته در پرمین فوقانی قابل مقایسه است که توسط (AssereHo,1963) در دره جیرود (البرز مرکزی) تشخیص داده شده است. بررسی های انجام شده نشان داد که در این واحد فسیلهای زیر وجود دارد (نقشه زمین شناسی چهارگوش خوی با مقیاس 000/100/1 توسط رادفر و همکاران 1993). Hemigordius sp., Agathamina sp., Glomospira sp., Staffella sp., Schubertella sp., Frondina sp., Vermiporella sp., Fusulinidae.

واحد Js : این واحد در نزدیکی زاغه رخنمون دارد و شامل شیلها و ماسه سنگهای محتوی زغال می باشد. که فاقد فسیل بوده و متحمل دگرگونی نیز نشده اند. این واحد با تمامی واحدهای مجاور خود دارای تماس تکتونیکی می باشد و در گذشته بر روی نقشه های GIS به پرکامبرین نسبت داده می شد و آنرا معادل سازند کهر در نظر می گرفتند. بنابراین (و به احتمال زیاد بدلیل حضور زغال) این واحد می تواند با ماسه سنگهای ژوراسیک تحتانی و شیلهای سازند شمشک قابل مقایسه باشد که توسط (AssereHo,1966) در البرز مرکزی توصیف شده اند.
واحد K1: این واحد یک توده ماسه سنگی ضخیم با سن کرتاسه تحتانی است که در بخش شمال شرق منطقه رخنمون دارد. این واحد بر روی بخش pr (سازند روته) رانده شده و به صورت غیردگرشیب توسط واحد om1 پوشیده شده است. فسیلهای زیر نیز در این واحد مشاهده شده اند:
Orbitolina lenticularis, Orbitolina sp. Lithocodium, Aggregatum Elliotte, Acicularia sp.,
این فسیل ها سن آپسین – آلبین را نشان می دهند (کرتاسه تحتانی) این سنگ آهکهای اوربیتولینادار (تحت عناوین مختلفی) در بسیاری از نواحی ایران مرکزی وجود دارند و احتمالا در یک حوضه کم عمق قاره ای وسیع رسوب کرده اند.
واحد om1: این واحد ها بطور گسترده در شمال خوی ظاهر می شوند و عمدتا شامل سنگهای آهکی و مارن هستند. بخش تحتانی این واحد شامل کنگلومراهای بد آرایش یافته ای هستند (واحد omc) که ضخامت متغیری دارند (از چند متر تا 30 متر) در ایران مرکزی نخستین لایه های آهکی این واحد (تحت عنوان سازند قم) دارای سن الیگوسن هستند اما در منطقه خوی دارای سن میوسن بوده و با وجود میکروفسیلهای زیر شناخته می شوند.