روند تکتونومتامورفیسم مجموعه دگرگونی همدان با استفاده از الگوی زونینگ بلور‌های گارنت در متاسندستون‌های منطقه علی‌آباد دمق

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خوارزمی

2 دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

منطقه علی­آباد دمق­ در جنوب شرق همدان شامل مجموعه­ سنگ­های دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی است. بلور‌های گارنت در بیشتر سنگ‌های دگرگونی منطقه از جمله گارنت شیست، گارنت استرولیت شیست، آمفیبول شیست، آمفیبولیت و ماسه سنگ دگرگونی حضور دارند. در این پژوهش از منطقه بندی شیمیائی گارنت در ماسه سنگ‌های دگرگونی برای تفسیر منشا و بررسی تحولات تکتونیکی مجموعه دگرگونی همدان در منطقه علی‌آباد دمق استفاده شده است. ماسه سنگ­های دگرگونی جنوب علی­آباد دمق در رخنمون‌های محدود به‌ صورت میان لایه‌های نازک در درون سنگ‌های دگرگونی سری پلیتی و آمفیبولیت‌ها قرار دارند و رنگ آنها تقریبا تیره و فاقد تورق هستند. بافت این سنگ‌ها از نوع گرانوبلاستیک و گرانولیپدو بلاستیک است. کانی‌های اصلی تشکیل دهنده ماسه سنگ‌های دگرگونی کوارتز، فلدسپار، میکا و گارنت است. گارنت در این سنگ­ها مستقیما از زمینه رسی در دگرگونی ناحیه‌ای با درجه متوسط متبلور شده است. گارنت‌ها شکل‌دار بوده و مطالعات ریزساختاری نشان می‌دهند که همزمان با دگرگونی ناحیه‌ای تشکیل شده‌اند. تجزیه نقطه‌ای برای تعیین توزیع عناصر از حاشیه به مرکز در پورفیروبلاست‌های گارنت انجام شد. پورفیروبلاست‌های گارنت غنی از آلماندن بوده و کاهش در Mn و افزایش در Fe و Mg از مرکز به حاشیه نشانگر رشد متحدالمرکز و عادی بلورها طی دگرگونی ناحیه­ای پیش­رونده است. منطقه­بندی شیمیائی در پورفیروبلاست‌های گارنت به‌ خوبی حفظ شده است. این پدیده در پورفیروبلاست‌های گارنت موجود در ماسه سنگ‌های دگرگونی گویای آن است که دمای دگرگونی ناحیه‌ای بسیار بالا نبوده و این دگرگونی در شرایط حداکثر بالای رخساره شیست سبز شکل گرفته و به رخساره آمفیبولیت نرسیده است. توزیع عناصر در منطقه­بندی شیمیائی گارنت در مناطق کوه­زایی که به آهستگی بالا می‌آیند معکوس می‌شود. وجود منطقه­بندی شیمیائی عادی در گارنت‌های مورد مطالعه بالا آمدگی سریع پس از دگرگونی ناحیه‌ای در منطقه را نشان می‌دهد. حضور دگرگونی دینامیکی (P>>T) پس از اوج دگرگونی ناحیه‌ای در منطقه علی­آباد دمق این تحول و بر بالاآمدگی سریع را تائید می‌نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Tectono-metamorphic trend of the Hamadan Metamorphic Complex with garnet zoning pattern in Aliabad-Damage metasandstone

چکیده [English]

Aliabad-Damagh region in SE of Hamadan contains both regional and contact metamorphic rocks. Garnet crystals present in many metamorphic rocks such as garnet schist, garnet- staurolite schist, amphibolite and metasandstone. In this study, garnet zoning in metasandstone investigated in order to interpret the origin and tectonic evolution of Hamadan metamorphic complex in Aliabad-Damagh region. Mainly dark metasandstones outcrops in south of Aliabad- Damagh are in the form of thin layers without schstosity within amphibolites and metapelites. The textures of metasandstones are granoblastic and granolepidoblastic. Main minerals are quartz, feldspar, mica and garnet. Garnet crystallized directly from the clay parts of the matrix in the medium grade metamorphic condition. Garnets are euhedral and based on fabric studies, garnets are formed during regional metamorphism. Point analyses from core to rim of garnet porphyroblasts show the main composition of almandine for garnets which Mn decreases and Fe and Mg increase from core to rim. Based on distribution of Fe, Mg and Mn the zoning patterns of crystals were normal and well preserved. The preservation of normal zoning in metasandstone garnet crystals indicate that the temperature of the regional metamorphism was not very high and metamorphism occurred maximum in the upper Greenschist facies and below the Amphibolite facies. The distribution of the elements in garnet zoning is reverse when the exhumation rate is low in orogenic trains. The presence of normal zoning in studied garnet crystals, confirm fast exhumation occurred after regional metamorphism in the area. Occurrence of dynamic metamorphism (P>>T) after pick of regional metamorphism in the Aliabad-Damagh could be evidence for such a rapid uplift.

کلیدواژه‌ها [English]

  • garnet zoning
  • metasandstone
  • Greenschist facies
  • Aliabad-Damagh
  • Hamadan
  • Sanandaj-Sirjan
-ایرانی، م.، ۱۳۷۲. بررسی پترولوژی توده گرانیتی الوند و هاله دگرگونی آن، پایان‌نامه کارشناسی-ارشد، دانشکده علوم دانشگاه شهید بهشتی.
-ایزدی کیان، ل.، ۱۳۸۳. تحلیل ساختاری و پتروفابریک منطقه آلموقولاغ (شمال باختر همدان)، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد (تکتونیک)، دانشگاه تربیت مدرس.
-بهاری فر، ع.، ۷۶۱۳. نگرشی نو پتروژنز سنگ‌های دگرگونی ناحیه‌ای منطقه همدان، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد (گرایش پترولوژی)، دانشگاه خوارزمی.
-بهاری فر، ع.، ۱۳۸۳. پترولوژی سنگ‏های دگرگونی منطقه همدان، رساله دکتری (گرایش پترولوژی)، دانشگاه خوارزمی.
-بهاری فر، ع. و معین وزیری، ح.، ۷۵۱۳. رخدادهای تکتونیکی و دگرگونی منطقه همدان، شواهد چینه‌شناسی و تفسیرهای جدید، نشریه دانشکده علوم دانشگاه تربیت معلم، جلد ۸، ص ۶۵-۷۶.
-سامانی زادگان، ر. و محجل، م.، ۱۳۹۰. الگوی کرنش نسبی در گرانیتوئید علی‌آباد دمق، مجله سازمان زمین‌شناسی، جلد۲۱، شماره ۸۱، ص ۶۹-۷۴.
-سپاهی گرو، ع.، ۱۳۷۸. پترولوژی مجموعه پلوتونیک الوند با نگرشی ویژه بر گرانیتوئیدها، پایان‌نامه دکتری زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت معلم.
-رضایی اقدم، م.،۱۳۸۳. ماهیت سیال‌های درگیر و نقش آنها در تشکیل پگماتیت‏های منطقه همدان، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد (گرایش پترولوژی)، دانشگاه خوارزمی.
-فرهپور، م.، ۷۶۱۳. تحلیل پتروگرافی سنگ‌های دگرگونی ناحیه‌ای شرق باتولیت همدان، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد (تکتونیک)، دانشگاه تربیت مدرس.
-مسعودی، ف.، مهرابی، ب. و فرازدل، ف.، ۱۳۸۴. نوع ساختمان منطقه‌ای گارنت در اسکارن‌های توده نفوذی قهررود، جنوب کاشان، مجله بلورشناسی جلد ۳ و کانی‌شناسی، ص ۴۳-۶۳.
-محجل، م.، ولی‌زاده، م. و مقدم، ف.، ۱۳۸۵. تحلیل دگرریختی در گرانیت میلونیتی علی‌آباد دمق و اهمیت پهنه برشی آن در تفسیر تکتونیک منطقه همدان، مجله علوم دانشگاه تهران، جلد ۳۲، شماره ۲، ص ۹۱-۱۰۴.
-نادری، ف.، ۱۳۹۱. پتروفابریک و پتروژنز سنگ‏های دگرگونی شرق تویسرکان، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد (گرایش پترولوژی)، دانشگاه شهید بهشتی.
-ولی زاده، م.، ۱۳۸۰. ماهیت سیال‏های درگیر CV و نقش آن‏ها درتشکیل پگماتیت‏های منطقه همدان، پایان‌نامه ارشد (گرایش پترولوژی)، دانشگاه خوارزمی.
-مقدم، ف.، ۸۰۱۳. پترولوژی و پتروفابریک توده نفوذی علی‌آباد دمق، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، ۱۵۵ ص.
-Atherton, M.P. and Edmunds, W. M., ۱۹۶۶. An electron microprobe study of some zoned garnets from metamorphic rocks, Earth Planet, Sciences Letters, v.۱, p. ۱۸۵-۱۹۳.
-Bonno, S., ۱۹۶۵. Notes on Rock Forming Minerals, Zonal structure of pyralspite in Sanbagawa schists in the Bessi area, Shikoku, Journal of Geological of Society Japan, v ۷۱, p.۱۸۵-۱۸۸.
-Carlson, W.D., ۲۰۰۲. Scales of disequilibrium and rates of equilibration during metamorphism, American Mineralogist, v. ۸۷, p. ۱۸۵-۲۰۴.
-Chen, N.S., Sun, M., You, Z.D. and Malpas, J., ۱۹۸۸. Well-preserved garnet growth zoning in granulite from the Dabie Mountains, central China, Journal of Metamorphic Geology, v. ۱۶, p. ۲۱۳-۲۲۲.
-Chinner, G.A., ۱۹۶۲. Almandin in thermal aureoles. Journal of Petrology, v. ۳, p. ۳۱۶-۳۴۰.
-Debethune, P., Goossens, P. and Berger, P., ۱۹۶۵. Emploi des grenats zonaires comme indicoteure du _ourse de metamorphisme, Comptes Rendus Academie Science Paris, v. ۲۶۰, p. ۶۹۴۰-۶۹۴۹.
-Ferry, J. M. and Spear, F. S., ۱۹۷۸. Experimental calibration of the partitioning of Fe and Mg between biotite and garnet, Contributions to Mineralogist and Petrology, v. ۶۶, p. ۱۱۳-۱۱۷.
-Holland, T.J.B. and Powell, R., ۱۹۹۸. An internally-consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest, Journal of Metamorphic Geology, v. ۱۶, p. ۳۰۹-۳۴۴.
-Hollister, L.S., ۱۹۶۶. Garnet zoning, an interpretation based on the Rayleigh fractionation model, Science, v. ۱۵۴, p. ۱۶۴۷-۱۶۵۱.
-Hollister, L.S., ۱۹۶۹. Contact metamorphism in the Kwoiek area of British Columbia, An end-member of the metamorphic process, Geological Society of American, Bulletin, v. ۸۰, p. ۲۴۶۴-۲۴۹۴.
-Hsu, L.C., ۱۹۶۸. Selected phase relationships in the system (Al, Mn, Fe, Si and O) a model for garnet equilibria, Journal of Petrology, v. ۵, p. ۴۰-۸۳.
-Inui, M. and Torinmi, H., ۲۰۰۴. A theoretical study on the formation of growth zoning in garnet consuming chlorite, Journal of Petrology, v. ۴۵, p. ۱۳۶۹-۱۳۹۲.
-Kretz, R., ۱۹۹۴. Metamophic Crystallization, John Wiley and Sons, ۵۰۷ p.
-Loomis, T.P. and Nimic, F.B., ۱۹۸۲. Equilibrium in (Mn, Fe, Mg) aluminous peletic composition and the equilibrium growth of garnet, Canadian Mineralogist, v. ۲۰, p. ۳۹۳-۴۱۰.
-Majidi, B. and Amidi, M., ۱۹۷۷. The report of geological map of Hamedan, translation Manouchehr Soheily et al, S.Z.K (map report).
-Masoudi, F., Mehrabi, B. and Mahmoudi, Sh., ۲۰۰۶. Garnet (almandine-spessartine) growth zoning and its application to constrain metamorphic history in Dehsalm Complex, NE Iran, Journal of science, Islamic Republic of Iran, v. ۱۷(۳), p. ۲۳۵-۲۴۴.
-Miyashiro, A., ۱۹۹۴. Metamorphic and metamorphic belts, Publ, UnwinHyman, London, ۵ edition, ۳۷۵ p.
-Miyashro, A., ۱۹۷۳. Metamorphism and metamorphic belts, George Allen and Uniwin, London, ۴۹۲ p.
-Mohajjel, M., Valizadeh, M. and Moghadam, F., ۲۰۰۸. The analysis of deformation in mylonitic granite of Aliabad-Damaghe and significance of its tectonic shear zone in the interpretation of Hamadans region, Journal of Sciences, University Tehran, v. ۳۲(۲), p. ۹۱-۱۰۴.
-Spear, F.S., ۱۹۸۸. Metamorphic fractional crystallisation and internal metasomatism by diffusional homogenization of zoned garnets, Contributions to Mineralogy and Petrology, v. ۹۸, p. ۵۰۷-۵۱۷.
-Spear, F.S., ۱۹۹۱. On the interpretation of peak metamorphic temperatures in light of garnet diffusion during cooling, Journal of Metamorphic Geology, v. ۹, p. ۳۷۹-۳۸۸.
-Spear, F.S., Selverstone, J., Hickmott, D., Crowley, P. and Hodges, K.V., ۱۹۸۴. P-T paths from garnet zoning: a new technique for deciphering tectonic processes in crystalline terranes, Geology, v. ۱۲, p. ۸۷-۹۰.
-Tracy, R.J., ۱۹۸۲. Compositional zoning and inclusions in metamorphic minerals, In Characterization of Metamorphism through Mineral Equilibria, edited by J.M. Ferry, Reviews in Mineralogy, Washington, D.C: Mineralogical Society of America., v. ۱۰, p. ۳۵۵-۳۹۷.
-Tracy, R.J., ۱۹۸۶. Compositional zoning and inclusions in metamorphic minerals, Reviews in Mineralogy, v. ۱۰, Chapter ۹.
-Tuccillo, M.E.‌, Essene, E.J. and Van Der Pluijim, B.A., ۱۹۹۰. Growth and retrograde zoning in garnets from high grade metapelites: implication for pressure paths, Geology, v. ۱۸, p. ۸۳۹-۸۴۲.
-Williams, M.L. and Grambling, G.A., ۱۹۹۰. Manganese, ferric iron, and the eqilibrium between garnet and biotite, American Mineralogist, v. ۷۵, p. ۸۸۶-۹۰۸.
-Winkler, J.D.H., ۲۰۱۱. Petrogenesis of Metamorphic rocks, Springr-Verlag New York, ۲۶۳ p.
-Yardley, B.W.D., ۱۹۷۷. An empirical study of diffusion in garnet, American, Mineralogist, v. ۶۲, p. ۷۹۳-۸۰۰.