سنگ خارا یا گرانیت

بازدیدها: 52

سنگ خارا یا گرانیت گونه ای سنگ آذرین درونی است بخاطر همین علت بافت آن دارای دانه های متوسط تا درشت بوده و بجز پاره ای کانی ها، دارای دُرّ کوهی (کوارتز) و فلدسپات می باشد. رنگ آن از صورتی تا خاکستری پررنگ و حتی سیاه بسته به کانی و شیمی سنگ متغیر می باشد. نکته جالب اینکه این سنگ از سنگین ترین سنگ ها با چگالی ۲٫۷۵ گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد.
گرانیت یکی از محکم ترین و سخت ترین سنگ ها می باشد بهمین خاطر بعنوان مصالح ساختمانی بصورت گسترده ای استفاده می شود. مقاومت این سنگ در مقابل خوردگی باعث استفاده گسترده از آن در آزمایشگاه ها شده است. مقاومت و سختی بالای این سنگ این امکان را فراهم می کند که ورقه هایی به ضخامت تنها چند میلیمتر از این سنگ ساخت.
لازم به ذکر است که واژه گرانیت دارای ریشه لاتین می باشد.
توده الوند در بخش میانی پهنه سنندج-سیرجان واقع است. سنگهای مافیک با ترکیب گابرویی و سنگهای فلسیک با ترکیب گرانیتی حجم اصلی باتولیت را پدید آورده اند. سنگهای نفوذی یاد شده توسط رگه ها و دایک های آپلیتی-پگماتیتی قطع شده اند.
منشاء بخشهای گرانیتی و گابرویی توده توسط محققان مختلف مورد بحث قرار گرفته است. ولی زاده و صادقیان (۱۳۷۵) با توجه به ویژگیهای کانی شناسی، ژئوشیمیایی و زمین شناسی، سنگهای گرانیتی الوند را از نوعS دانسته اند. ایشان بخش گابرویی را قدیمی تر از بخش گرانیتی معرفی نموده و به دلیل حضور بیوتیتهای ثانویه در سنگهای گابرویی ، تاثیر شیمیایی گرانیت الوند بر سنگ های بازیک چشمه قصابان و شمال روستای سرکان را مطرح نموده اند. سپاهی گرو (۱۳۷۸) منشاء سنگهای گابرویی، دیوریتی و تونالیتی الوند را ماگمای توله ایتی با منشاء گوشته ای، و منشاء سنگهای گرانیتی سنگهایی با ترکیب کوارتزدیوریت در پوسته میانی – پایینی دانسته است. اشراقی و همکاران (۱۳۸۲) سنگ های حدواسط الوند را به فرآیند متاسوماتیسم مربوط به تاثیر سیالات گرانیتی بر روی گابروها مرتبط می د انند. قلمقاش و همکاران (۱۳۸۳) ضمن معرفی منطقه حدواسط بین ماگماهای گرانیتی و گابرویی، با ارائه شواهد صحرایی و سنگ نگاری وجود انکلاوهای مافیک را به فرآیندهای آمیزش(mingling) و اختلاط(mixing) ماگمایی نسبت داده اند. در این مقاله قصد داریم با استفاده از ویژگیهای ژئوشیمیایی و کانی شناسی، منشاء گابرو، گرانیت و انکلاوهای مافیک الوند را بررسی نمائیم.
بخشهای مختلف توده الوند
سنگهای نفوذی توده الوند در چهار گروه قابل طبقه بندی و مطالعه هستند: (۱)سنگهای گابرویی اولیه بدون آثار تغییرات ثانویه که بیشتر ترکیب الیوین گابرویی دارند (۲) سنگهای منطقه تداخلی با ترکیب مافیک که همراه گرانیت ها ویا بر فراز رخنمون های گرانیتی برونزد دارند. (۳)سنگهای گرانیتی, (۴) رگه ها و دایک های آپلیتی-پگماتیتی که در این مطالعه مورد توجه نیستند.
بیووگرافی
سنگهای گابرویی اولیه رنگ خاکستری تیره تا سیاه دارند. بافت این سنگ ها، تمام بلورین و پویی کلیتیک است. ترکیب کانی شناسی این سنگ ها پلاژیوکلاز+پیروکسن+هورنبلند+ الیوین+ بیوتیت می با شد. کانی های کدر±آپاتیت±اسفن به مقدار جزیی در این سنگ ها وجود دارند. بیشتر کانی های این سنگ ها سالم ویا کم دگرسانند. نام سنگ های مافیک اولیه الوند، در خارج از منطقه تداخلی، ملاگابرو، الیوین گابرو و گابرو است.
انکلاوهای مافیک در منطقه تداخلی بافت گرانولار و میکروگرانولار دار ند. همچنین بافت های ساب افیتیک و همرشدی (میرمیکیتی) نیز در این سنگ ها وجود دارد. ترکیب کانی شناسی این سنگ ها شامل پلاژیوکلاز(آندزین- لابرادوریت)+ هورنبلند+ پیروکسن+ بیوتیت+ آلکالی فلدسپات±کوارتز+کانی های فرعی(آپاتیت+اوپک+اسفن) است. بر اساس ترکیب کانی شناسی سنگ های دورگه مونزوگابرودیوریت تا کوارتزمونزونیت نامگذاری می شود.
گرانیتها بافت پورفیریتیک و گرانولار دارند. فلدسپات آلکالن+پلاژیوکلاز+کوارتز+بیوتیت ± مسکویت ±گارنت+کانی های مافیک (آپاتیت، زیرکن، اوپک، تورمالین، اسپینل، آلانیت) از کانی های سازنده این سنگ ها هستند. ترکیب سنگ های فلسیک الوند در حد گرانیت می باشد. این سنگ ها سالم و غیر دگرسانند.
-ژئوشیمی عناصر اصلی، کمیاب و ایزوتوپهای رادیوژنیک
در سنگهای گابرویی اولیه الوند درصد وزنیSiO2 حدود ۴۵ است. میزان این اکسید در انکلاوهای مافیک منطقه تداخلی ۴۵ تا ۵۲ درصد وزنی است. در سنگهای گرانیتی هم درصد وزنیSiO2 62 تا ۷۵ می باشد (شکل ۱).
در نمودارهای هارکر با افزایشSiO2، مقادیرNa2O و K2O افزایش و میزان MgO، Fe2O3T و CaO کاهش می یابند(شکل ۱). در نمودارهای Fe2O3T ، Ni و Cr در برابر MgO ، یک روند افزایشی مثبت در نمونه ها دیده می شود(شکل ۲). در نمودارهای یادشده، رفتار ژئوشیمیایی انکلاوهای مافیک به طور مشخصی با گرانیتهای میزبان متفاوت است. در صورتیکه تمرکز برخی عناصر (مثل (Fe, Ca, Ba در گابروهای اولیه و انکلاوهای مافیک تقریباً مشابه است. به طورکلی، انکلاوهای مافیک از نظر SiO2 ، Na2O وK2O غنی تر و از نظرMgO ، Ni و Cr فقیرتر از گابروهای اولیه هستند. در تمام نمودارهای ژئوشیمیایی یک نبود ترکیبی مشخص بین گرانیت و سنگهای مافیک تر وجود دارد در صورتی که گابروهای اولیه و انکلاوهای مافیک همپوشانی ترکیبی نشان می دهند. نکته مهم دیگر محتوای بالایMg# (0.8) ، Ni (446-518 ppm) و Cr (997-1297 ppm) در سنگهای گابرویی الوند است که نشانگر ایجاد آن از یک ماگمای بازیک اولیه (ویلسون ۱۹۸۹) می باشد. ب-ر پ-ای-ه ش-اخ-ص های اشب-اع از آل-ومینیوم Al2O3/(CaO + Na2O + K2O)} و {Al2O3/(Na2O+K2O)گرانیت الوند پرآلومین، گابروها و انکلاوهای مافیک متاآلومین هستند (شکل ۳).
نسبت ۸۷Sr/86Sr برای گرانیت الوند از ۰٫۷۲۰۶۸۵ تا ۰٫۷۲۵۹۹۶ می باشد که بالاتر از مقادیر این نسبت در سنگهای گابرویی (۰٫۷۰۴۰۴۸ – ۰٫۷۰۴۱۱۹)است. با توجه به سن کرتاسه برای گرانیت و ژوراسیک بالایی برای گابرو (ولی زاده و کانترال، ۱۹۷۵)، نسبت اولیه ۸۷Sr/86Sr برای گرانیت ۰٫۷۰۳۶۳ – ۰٫۷۰۳۹۵ و گابروها بین ۰٫۷۰۸۱ – ۰٫۷۱۱۵ بوده است. نسبت اولیه ۱۴۳Nd/144Nd برای گرانیت (۰٫۵۱۲۲۹۱-۰٫۵۱۲۴۰۶, εNd -1.0 to -3.3) پایین تر از همین نسبت در گابرو می باشد (۰٫۵۱۲۵۸۵-۰٫۵۱۲۵۹۲, εNd +2.5 to +2.6) . در نمودار εNd در برابر ۸۷Sr/86Sr گابرو و گرانیت به ترتیب در بخشهای تهی شده و غنی شده قراردارند(شکل ۴).
منشاء گابرو و گرانیت
نبود پیوستگی ژئوشیمیایی بین گابرو و گرانیت (شکل ۱ و۲ ) و اختلاف اساسی در نسبتهای اولیه ایزوتوپیSr و Nd احتمالاً مربوط منشاء جداگانه این سنگهاست(شکل ۴). گابرو دارای مقادیر بالای MgO ، Ni، وCr می باشد که نشانه تبلور آنها از یک ماگمای بازیک اولیه است. هم چنین مقدار مثبتεNd برای گابرو (+۲٫۶) مشتق از گوشته زیرقاره ایی عصاره گیری شده هماهنگی دارد. تولید یا ایجاد گوشته عصاره گیری شده در زیر توده الوند می تواند به خارج شدن مواد مذاب قبلی از گوشته بالایی و شکل گیری پوسته قاره ایی مربوط شود. برروی دیاگرامAFM (شکل۵) گابروهای اولیه روند تولائیتی دارند که نشانگر تبلور آنها از یک ماگمای تولائیتی است. شواهد ژئوشیمیایی پیشنهاد می کنند که گرانیت به طور مستقل از ماگمای گابرویی شکل گرفته است: ۱) در نمودارهای هارکر هیچ وابستگی ژئوشیمیایی بین گابرو و گرانیت وجود ندارد؛ ۲) مقدارεNd گرانیت -۱٫۰) تا (-۳٫۳ با اشتقاق این ماگما از گوشته تهی شده مطابقت ندارد ؛ ۳) برروی نمودارAFM (شکل۵) گرانیت روند کالکوآلکالن دارد.
منشاء انکلاوهای مافیک از منطقه تداخلی
در نمودارهای هارکر جانمایی انکلاوهای مافیک با نمونه های گابرو اولیه در محتوای عناصر اصلی هم پوشانی دارد که نشانگر وابستگی زایشی آنها با ماگمای گابرویی است (شکل
با توجه به ویژگیهای منطقه تداخلی شامل انکلاوهای مافیک با اشکال مدور و حاشیه کنگره ایی و یا حاشیه انجماد سریع در داخل گرانیت پورفیری، وجود شبکه رگه های گرانیتی در بر گیرنده انکلاوها و دایک های قطعه قطعه شده همزمان با پلوتونیسم، دو ماگمای گرانیتی و گابرویی در مجاور یکدیگر حضور داشته اند (قلمقاش، ۱۳۸۱؛ قلمقاش و همکاران ۱۳۸۳) لذا تفاوتهای ژئوشیمیایی انکلاوهای مافیک با سنگهای گابرویی اولیه می تواند در نتیجه اختلاط و یا انتشار عناصر از ماگمای گرانیتی به سنگهای گابرویی( متاسوماتیسم) در منطقه تداخلی باشد.
تبادلات انتشاری بین گرانیت مایع میزبان و انکلاوهای مذاب برای توجیح غنی شدگی فلزات آلکالی و کاتیونهای با ظرفیت بالا(HFSE , REE) در انکلاوهای دنیا به کار می رود(Orsini et al. 1991; Blundy and Sparks 1992). به طور مشابه انتشار عناصر از ماگمای گرانیتی به مذابMME ممکن است غنی شدگی عناصر فوق الذکر دربرابرSi، عناصر آلکالی، Rb، و Th توجیح نماید. اما ازطرفی Mg، Fe ، Ni، Cr ماگمای بازیک را ترجیح داده و به کندی انتشار می یابند(Watson, 1982). بنابراین جابه جایی این عناصر بین گرانیت و انکلاوها رخ نداده و یا مقدار آن بسیار کم میباشد، لذا انتظار می رود که انکلاوها و گابرو همپوشانی قابل توجهی درMg، Fe، Cr، وNi نشان دهند. همانطوریکه در شکل ۱ و ۲ نمایان استMME و گابروها مقادیر متفاوتی از این عناصر رابه نمایش می گذارند. در نتیجه واکنش انتشار عناصر از میزبان گرانیتی (متاسوماتیسم) نمی تواند تمام ویژگیهای ژئوشیمیایی انکلاوهای مافیک منطقه تداخلی را توضیح دهد. در این صورت باید بپذیریم که عامل اصلی تفاوتهای ژئوشیمیایی انکلاوهای مافیک با سنگهای گابرویی اولیه الوند منشاء ماگمایی آنهاست و این انکلاوها در اثر اختلاط و آمیزش ماگماهای مافیک و فلسیک بوجود آمده اند. به علاوه، شواهد پتروگرافی مثل رگه ها یا پاکتهای مواد فلسیک در انکلاوهای مافیک، فرآیند اختلاط و آمیزش ماگمایی را حمایت می کند. شواهد صحرایی مثل مرزهای کنگره ایی و حاشیه ماسیده، اشکال تخم مرغی و بیضوی و حجم قابل توجه انکلاوها در زمینه گرانیتی نیز این پدیده را تایید می کند.
مدلی که در اینجا ارائه می کنیم اختلاط بین ماگماهای گرانیتی و گابرویی و تولید ماگمای هیبرید و حدواسط است. البته، ماگمای دورگه و هیبرید از موقعیت مرزی جابه جا شده و در داخل گرانیت قطعه قطعه شده است. برخلاف محیطهای آتشفشانی، در جایگیری ماگمای پلوتونیک ماگماها میتوانند در محل مرزی برای مدت طولانی باقی مانده و به تعادل دمایی می رسند. به ویژه در عمق، تعادل حرارتی طولانی مدت و تغذیه سطوح پایینی مخزن ماگمایی با مذاب گابرویی موجب افزایش احتمال اختلاط ماگمایی می گردد. این تداخل ممکن است موجب رقیق شدن عناصری مثلNi ، Cr از مذاب هیبرید شده و برخی از عناصر موبایل مثلRb، Ba، K وNa به محصول اختلاط اضافه شوند. افزایش Rb، Ba، K وTh از گابرو به سمت انکلاوهای مافیک (شکل۱) با افزایش سهم ماگمای گرانیتی قابل توجیح است. روندهای خطی موجود در نمودارهای ژئوشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب انکلاوها (شکل ۱ و ۲ ) میتواند توسط فرآیند اختلاط تولید شده باشد. نبود تغییرات یکنواخت و مستقیم در نمودارهای ژئوشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب گرانیت- انکلاو-گابرو به دلیل تاثیر همزمان یا متقابل فرآیندهای تبلور تفریقی و واکنشهای اختلاطی می باشد.
گرانیتها به دلیل سختی زیاد, شفافیت, زیبایی خیره کننده, تنوع طرحها و رنگها و تباین زیبایی رنگها اخیرا” در بازار جهانی بعنوان یک سنگ تزئینی لوکس و گران قیمت بسیار مطرح گردیده اند.
در صنعت سنگهای نما و تزئینی, فقط آن دسته از گرانیتها که فاقد آثار آلتراسیون بوده و پدیده های تکتونیکی و بویژه میکروتکتونیک را تحمل نکرده باشند, بعلاوه از نظر رنگ باب بازار باشند, مطرح هستند. گرچه برش و سایش گرانیتها بسیار مشکل و پرهزینه تر از سنگهای آهکی است, و فقط دیسکها و سنگ سابهای ویژه ای قادر به برش و سایش اینگونه سنگها می باشند.
گرانیتهای روشن و قرمز و صورتی (گرانیتهای آلکالنQ + F.Alc.G) بدلیل رنگ صورتی یا قرمز خود بسیار ارزنده هستند و در بازار جهانی جایگاه ویژه ای دارند. گرانیتهای قرمز ناحیه خوی در آذربایجان غربی, از این نظر منحصر به فرد هستند.
گرانیتهای خاکستری رنگ (کرانیتهای کالکو آلکالن Q+F.Calc-Alc.G) بر حسب درجه تیرگی و روشنی و اندازه دانه ها ( کانی ها ) دارای مرغوبیت متغیری هستند.
گرانیتهای شیرکوه در یزد و الوند در همدان و … دارای طیف وسیعی از انواع گرانیتها با رنگ ها و بافتهای مختلف هستند.
فراوانترین و معمولی ترین سنگ پلوتونیک در نواحی قاره ای که سازنده ی بزرگترین باتولیت های جهان محسوب می شوند. با توجه به گرانیتی بودن پوسته ی قاره ها می توان نتیجه گرفت که اغلب این سنگ های اسیدی از ذوب پوسته تشکیل شده اند. گرانیت ها سنگ هایی به رنگ روشن با کوارتز فراوان ( حداقل ۲۵% ) و دانه درشتند. طول بلور کانی های سازنده ی این سنگ ها ممکن است به چندین سانتی متر نیز برسد وجود این بلورهای درشت تجزیه سنگ را تسهیل کرده و در اثر تجزیه فلدسپات، آنها به کائولن تبدیل می شود تبدیل می شود. کانی های اصلی سازنده ی آنها عبارتند از کواتز، فلدسپات، آمفیبول و بیوتیت. کانی های آپاتیت، زیرکن، تورمالین، توپازو ……. به صورت کانی های فرعی در گرانی
کلمات کلیدی
سنگ گرانیت, سنگ خارا, مصالح ساختمانی, گرانيتى, گابرويى