افیولیت و انواع آن | Ophiolite
افیولیت‌ها پنجره‌های زمین‌شناسی رو به سوی تاریخ زمین و فرآیندهای آن بوده و کلید مهمی در مطالعه چگونگی تشکیل حوضه‌های اقیانوسی و ناپدید شدن آنها در گذشته و جغرافیای گذشته زمین (توزیع قاره‌ها و اقیانوس‌ها) در میلیون‌ها سال پیش هستند.
واژه افیولیت (Ophiolite) یک لغت یونانی قدیمی است که از دو بخش افی به معنای مار و لیت به معنای سنگ (مارسَنگ) تشکیل شده است. یکی دیگر از نکاتی که در مورد مجموعه سنگ‌های افیولیتی وجود دارد این است که تا سال ۱۹۷۲ میلادی تنها در پشته‌های میان اقیانوسی این سنگ‌ها تشکیل شده‌اند، به این طریق که از کف اقیانوس کنده شده و با بالا آمدن روی آب در حاشیه بین قاره‌ها قرار گرفتند. اما اگر به تاریخچه وجود این سنگ‌ها نگاه کنیم می‌بینیم که قدیمی‌ترین نوع این سنگ‌ها به دوران پروتروزئیک با قدمت ۸۰۰ میلیون سال باز می‌گردد.
مجموعه‌های افیولیتی یا کمپلکس‌های فوق‌بازی آلپی نخستین بار توسط برونیار در سال‌های ۱۸۲۷ – ۱۸۱۳ میلادی مورد بررسی قرار گرفتند، اما در واقع نخستین توصیف جامع از افیولیت‌ها توسط استینمن در سال ۱۹۲۷ صورت گرفت. همان طور که می‌دانید، افیولیت نام یک سنگ نیست، بلکه مجموعه‌ای از سنگ‌های آذرین فوق بازی – بازی درونی و بیرونی (گابرو- بازالت) و رسوبات دریایی را شامل می‌شود.
استینمن با بررسی افیولیت‌ها در مناطق مختلف دنیا از جمله ایتالیا چنین نتیجه گرفت که در افیولیت‌ها همواره سه گروه سنگ‌شناسی شامل سنگ‌های فوق‌بازی سرپانتینی شده، اسپیلیت‌ها (بازالت‌هایی زیردریایی که متحمل متاسوماتیزم سدیم شده‌اند) و چرت دیده می‌شوند. کشف این موضوع سبب گردید که قاعده مذکور تحت عنوان هم‌نشینی سه‌گانه یا تثلیث استینمن شهرت یابد.
اهمیت سنگ‌های افیولیتی به دلیل وجود مواد معدنی با ارزشی همچون کروم و منیزیت است و همین امر باعث شده تا در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گیرد. در ایران نیز ذخایر فراوانی از سنگ‌های افیولیتی وجود داشته که در بسیاری از نقاط ایران پراکنده است.
سنگ‌های افیولیتی سرشار از مواد معدنی
افیولیت ورقه‌های رانشی پوسته اقیانوسی باستانی و قسمت بالایی سنگ‌های گوشته است که از سطح دریا بالا رفته و در معرض دید قرار گرفته‌اند و اغلب در بالای لیتوسفر قاره‌ای قرار گرفته‌اند. افیولیت از اسپیلیت تغییر یافته سبز رنگ (بازالت اقیانوسی ریز دانه)، گدازه بالشی، سرپانتینیت‌ها، گابروها و چرت تشکیل شده است. این در نزدیکی پشته‌های اقیانوسی، کمربند کوهزایی، در کمربندهای کوهستانی آلپ و هیمالیا رخ می‌دهد، که وجود حوضه‌های اقیانوسی سابق را مستند می‌کند که اکنون توسط رانش‌ها، ناحیه فرورانش، و تکتونیک صفحه جذب شده‌اند. (S.K. Haldar, in Introduction to Mineralogy and Petrology (Second Edition), 2020)
افیولیت به مجموعه سنگ‌های قلیایی اطلاق می‌شود که به دلیل وجود مواد معدنی همچون کرومیت، نیکل و گروه پی‌جی‌ای یا همان پلاتینوییدها که شامل فلز پلاتین و دیگر عناصر است، از ارزش بالایی برخوردار است. برخی مواد معدنی همچون گل‌سفید، پنبه نسوز و تالک به وجود سنگ‌های افیولیتی وابسته هستند و به عنوان یک منبع برای این مواد به حساب می‌آیند.
سنگ‌های افیولیتی در اثر قطب‌های فرورانش بین قاره‌ها به وجود می‌آیند. به این ترتیب که با نزدیک یا دور شدن مرز قاره‌ها با یکدیگر و به وجود آمدن شکست در آنها سنگ‌های افیولیتی به وجود می‌آیند. موادی که از پایین‌ترین بخش زمین به صورت مواد مذاب بیرون می‌آیند با گذشت زمان به افیولیت تبدیل می‌شوند.
یک مجموعه کامل افیولیتی به ترتیب از پایین به بالا از واحدهای زیر تشکیل شده است (بودیه و نیکلاس، ۱۹۸۵):
- الف) پریدوتیت (شامل دونیت و هارزبورژیت) با فابریک تکتونیکی (تکتونیت) در بخش قاعده‌ای
- ب) انباشت‌ها یا کومولاهای پریدوتیتی، گابروهای لایه‌ای و پلاژیوگرانیت‌ها
- ج) دایک‌های صفحه‌ای با ترکیب بازالتی تا کراتوفیری
- د) گدازه‌های بالشی با ترکیب بازالتی
- ه) رسوبات پلاژیک و نهشته‌های فلزی نظیر اکسیدهای آهن و منگنز در بالاترین بخش مجموعه افیولیتی قرار داشته و گاهی نیز به صورت بین لایه‌ای با گدازه‌ها یافت می‌شوند.
Fig. Left | Columnar section showing the upper mantle and crustal components of a generalized suprasubduction zone ophiolite. (RIGHT) Field photographs; a photo illustrating a component of a given unit has the same letter as the unit in the section. Photos (a) and (b) banded and folded harzburgite (olivine + orthopyroxene); (c) layered cumulates of dunite (yellow) and wehrlite (olivine + clinopyroxene; dark); (d) layered and folded gabbro; (e) varitextured gabbro; (f) gabbro cut by basaltic and felsic intrusions; (g) sheeted dike complex; (h) volcanic breccia with a hyaloclastic matrix; (i) pillow lava; (j) massive andesitic lava fl ow; (k) folded chert layers. Locations of photos: (a–c, i): Leka ophiolite, Norway; (d): Karmøy ophiolite, Norway; (e–h): Solund-Stavfjord ophiolite, Norway; (j, k): Mirdita ophiolite, Albania. Chpyr = chalcopyrite, H/D = harzburgite/dunite, H = harzburgite, L = lherzolite, Lmst = limestone, Opx veins = orthopyroxenite
Fig. Right | a typical ophiolite sequence. Ophiolites are generally made up of a sequence of mafic and ultramafic rock units (with varying degrees of alteration), which can be primarily divided into crustal and upper mantle sections. The schematic columnar section shows the generalized upper mantle and crustal sections of an ophiolite1. The numbers on the columnar section correspond to field photographs of the different rock units commonly found in ophiolites: pillow basalts (1, 2); sheeted dyke complex (3); plagiogranite intrusion (4); gabbro cut by basaltic intrusions (5); layered gabbro (6); wehrlite (olivine + clinopyroxene) intrusion in gabbro (7); layered dunite cumulates intercalated with banded chromitite (8); disseminated (yellowish green) and massive (dark) chromitite (9); nodular chromitite with dunite envelope (10); foliated harzburgite (11); and harzburgite cut by mafic dykes (12). Locations of photos: Semail ophiolite, Oman (1–7); Pozanti– Karsanti ophiolite, Turkey (8); Mirdita ophiolite, Albania (9–12). Column adapted with permission from ref.1, Elsevier.
لازم به ذکر است در برخی از مجموعه‌های افیولیتی همه واحدهای فوق دیده نمی‌شود و احتمال دارد از پنج عضو مذکور یک یا دو عضو در منطقه دیده نشوند. در این حالت اصطلاحاً افیولیت مذکور را افیولیت گسیخته می‌نامند. همچنین در صورتی که در اثر عملکرد تکتونیک، نظم و توالی که در مجموعه افیولیتی ذکر شد، از بین رود از اصطلاح افیولیت ملانژ یا آمیزه افیولیتی استفاده می‌شود که معادل آمیزه رنگین نیز می‌باشد.
محیط تکتونیکی افیولیت‌ها
تنها محیط تکتونیکی مطرح برای افیولیت‌ها تا سال۱۹۷۲، پشته‌های میان اقیانوسی بود. در این حالت، افیولیت‌ها در پشته‌های میان اقیانوسی ایجاد شده و بعدها در اثر فرایندهای تکتونیکی بر روی حاشیه قاره فرارانده می‌شوند. در سال ۱۹۷۳ میاشیرو در بررسی افیولیت‌های ترودوس اعلام کرد که افیولیت مذکور، در یک محیط جزیره قوسی ایجاد شده است. امروزه علاوه بر محیط‌هایی نظیر پشته‌های میان اقیانوسی و جزایر قوسی، محیط‌های دیگری نظیر حوضه‌های حاشیه‌ای و گسل‌های ترادیسی (ترانسفرم) نیز برای تشکیل افیولیت‌ها در نظر گرفته می‌شود.
به طور مثال، افیولیت ملانژهای نایین و عشین که در نزدیکی و در امتداد هم، در اطراف خرده قاره شرق – ایران مرکزی قرار دارند، از واحدهای متنوع رسوبی، آذرین و دگرگونی تشکیل شده‌اند و گدازه‌های بالشی یکی از مهمترین سنگ‌های آذرین موجود در این دو افیولیت هستند. ماهیت تولئیت جزایر قوسی را به واحدهای این مجموعه افیولیتی نسبت داده است.
نکته مهم آن که کلیه کانسارهای کرومیت انبانی شکل در حوضه‌های حاشیه‌ای تشکیل شده‌اند و افیولیت‌های پشته میان اقیانوسی فاقد کانی‌سازی کرومیت هستند (ای وانز ۲۰۰۰)
پراکندگی زمانی افیولیت‌ها
قدیمی‌ترین افیولیت‌های شناخته شده، مربوط به پروتروزوئیک با سنی در حدود ۸۰۰ میلیون سال می‌باشند. افیولیت‌ها علاوه بر پرکامبرین (پروتروزوئیک) در فانروزوئیک نیز تشکیل شده‌اند. شایان ذکر است که تمرکز اصلی افیولیت‌ها در محدوده مزوزوئیک – سنوزوئیک است (مورز و همکاران ۲۰۰۰). سن اغلب ذخایر کرومیت انبانی شکل، پالئوزوئیک یا جوان‌تر بوده و سن بسیاری از آنها در محدوده مزوزوئیک- ترشیری است (گیل، ۲۰۱۰).
طبقه‌بندی افیولیت‌ها
نیکولاس (۱۹۸۹) افیولیت‌ها را بر اساس نرخ گسترش بستر اقیانوس (که بر روی درجات ذوب بخشی تأثیر می‌گذارد) به دو گروه زیر تقسیم نموده است:
- افیولیت‌های نوع هارزبورژیتی که به اختصار با HOT نمایش داده می‌شوند. در این نوع افیولیت، نرخ گسترش بستر اقیانوسی سریع (بیش از 2 سانتی‌متر در سال) و درجه ذوب بخشی، بالا است.
- افیولیت‌های نوع لرزولیتی که به اختصار با LOT نشان داده می‌شوند. این نوع افیولیت، با نرخ کمتر گسترش بستر اقیانوسی (کمتر از 1 سانتی‌متر در سال) و درجه ذوب بخشی پایین مشخص می‌شوند.
در افیولیت‌های نوع هارزبورژیتی، بخش فوق بازی عمدتاً از هارزبورژیت و دونیت تشکیل شده، حال آنکه در نوع لرزولیتی، این بخش اساساً از لرزولیت تشکیل شده است. وجه تمایز افیولیت‌های HOT و LOT در موارد متعددی نظیر رسوبات بخش فوقانی، لیتولوژی بخش بازی و غیره نیز می‌باشد که در اینجا از بحث درخصوص آن خودداری می‌شود. اصولاً افیولیت‌های هارزبورژیتی حاوی ذخایر کرومیتی انبانی شکل بوده و نوع لرزولیتی فاقد کانی‌سازی کرومیت است. نکته قابل ذکر آن که غالب افیولیت‌های ایران از نوع هارزبورژیتی هستند.
افیولیت‌های ایران
افیولیت‌های ایران را می‌توان به چهار گروه اصلی تقسیم‌بندی کرد:
- افیولیت‌های زاگرس
- افیولیت‌های شمال غرب ایران
- افیولیت‌ها و آمیزه‌های رنگی واقع در مرزهای خرده قاره ایران مرکزی و شرقی
- افیولیت‌های شمال رشته کوه‌های البرز
همچنین افیولیت‌های ایران را به دو گروه طبقه‌بندی کردند:
- افیولیت‌های با فراوانی کم پالئوزوئیک
- افیولیت‌های با فراوانی بیشتر مزوزوئیک
بر اساس مطالعات افیولیت‌های ایران مرکزی عبارتند از نایین (با سن 100 میلیون سال)، شهر بابک (120 میلیون سال)، بافت، سبزوار (شمال ایران مرکزی، 70-98 میلیون سال) و چهل کوره در مرز شرقی خرده قاره ایران مرکزی. داده‌های ژئوشیمیایی به دست آمده از افیولیت‌های ایران بسیار کم و پراکنده هستند اما اغلب آنها بیانگر ماهیت مورب و تولئیت جزایر قوسی است. زون افیولیتی عشین – نایین در زون سبزوار – نایین قرار گرفته که به طول 1400 کیلومتر از سبزوار (در شمال شرق ایران) تا نایین (در ایران مرکزی) و سپس حوضه جازموریان (در جنوب شرقی ایران) گسترش دارد و افیولیت نایین در غرب گسل نایین – بافت و افیولیت عشین در محل پیچش گسل درونه (گسل کویر بزرگ) و در شمال شرقی استان اصفهان قرار گرفته‌اند.
سبزوار تا فریمان؛ مرکز افیولیت ایران
محور سبزوار تا فریمان یکی از عمده‌ترین مناطق افیولیتی ایران است و حدود ۲۰۰ کیلومتر مربع وسعت داشته که بر اثر عوامل زمین ساختی به صورت قطعات بزرگ از گوشته زمین جدا شده‌اند. همچنین در محدوده شرق ایران در قطب مکران به سمت جنوب کرمان نیز این سنگ‌ها یافت می‌شود.
در بخش‌های ایران مرکزی نیز ذخایری از سنگ‌های افیولیت وجود دارد، در شمال شرق نائین رگه‌هایی از این سنگ‌ها وجود دارد. همچنین در مرز بین قطب زاگرس از استان فارس شروع شده و تا کرمانشاه و خوی ادامه پیدا می‌کند. همچنین در نقاط شمالی کشور نیز که در کنار دریا قرار دارند رگه‌هایی از افیولیت وجود دارد، در اسالم و شاندرمن استان گیلان نیز برون زده‌هایی از این سنگ‌ها دیده شده‌اند. همچنین بخش کوچکی از این سنگ‌ها در استان زنجان وجود دارد.
رخنمون‌های افیولیت‌ها و ملانژهای افیولیتی به طور گسترده در ایران پخش شده و در طول برخی از گسل‌های سراسری همچون: زاگرس، بشاگرد، درونه، پیرانشهر، نهبندان، میامی، نیریز، دهشیر- بافت، نائین- بافت، جنوب غرب بیستون، غرب فریمان و جندق یکی از افیولیت‌های قدیمی ایران به صورت زون‌های کم عرض قابل مشاهده‌اند عمده‌ترین واحدهای سنگی مجموعه‌های مزبور به شرح زیر می‌باشد:
الف) پریدوتیت‌های بافابریک تکتونیکی: این سنگ‌ها شامل مجموعه سنگ‌های چون هارزبورژیت ، دونیت ورلیت لرزولیت پیروکسینیت و سرپانتیت با منشاء گوشته تهی شده اقیانوسی اند. پدیده لیناسیون ناشی از حرکات کنوکسیونی گوشته در پریدوتیت ها قابل مشاهده بوده و از نظر ژئوشیمی اکثرا” در قلمر تولئی ایتی و بعضا” در قلمر کالکوالکالن قرار می‌گیرند.
ب) کومولاها: کانی‌های تشکیل دهنده این گونه سنگ‌ها از تجمع و ته‌نشینی در یک اطاق ماگمایی بوجود آمده و شامل سنگ‌هایی چون پیروکسینیت و گابرو با منشاء تفریق و تبلور از مایع مذاب بازالتی که در اثر ذوب بخشی پوسته اقیانوسی پدید آمده‌اند، می‌باشد. سنگ‌های مزبور اکثراً در قلمر تولئی ایتی و بعضاً در قلمر کالکوالکالن قرار می‌گیرند.
ج) مجموعه یا بازهای صفحه‌ای: این سنگ‌ها در اثر تزریق بعدی ماگما در امتداد زون اکستانسیون پدید آمده و اکثراً در قلمر کالکوالکالن قرار می‌گیرند.
د) سنگ‌های لوکوکراتیک: این سنگ‌ها با ترکیب متغیر ازتونالیت تا گرانیت مشاهده شده و نظر به داشتن k کمتر از سنگ‌های لوکوکراتیک قاره‌ای دارای اختصاصات بازالت اقیانوسی‌اند. این سنگ‌ها با منشاء تفریق و تبلور از مایع مذاب بازالتی پوسته اقیانوسی بوده و اکثراً در قلمر کالکوالکالن قرار می‌گیرند.
ه) سنگ‌های خروجی: این مجموعه سنگ‌ها به صورت گدازه‌های بالشی زیر دریایی، گدازه‌های بازالتی با ترکیب اسپیلیتی و سنگ‌های پیروکلاستیک گزارش شده و عمدتا آلتراسیون نسبتاً شدیدی را متحمل کردیده‌اند. آنهایی که کمتر تحت تاثیر آلتراسیون قرار گرفته‌اند در قلمر تولئی ایت و آنهایی که شدیداً التره شده‌اند در قلمرو کالکوالکالن قرار می‌گیرند.
و) سنگ‌های رسوبی: آهک‌های رادیولاریتی و پلاژیک‌های میان لایه‌ای عمده‌ترین واحد سنگ‌های رسوبی افیولیت‌ها و ملانژهای افیلولیتی ایران را تشکیل می‌دهند با توجه به اینکه در ملانژهای افیولیتی، سنگ‌های رسوبی آب‌های کم عمق و فلیش‌ها نیز دور از انتظار نیست.
ز) سنگ‌های دگرگونی: این سنگ‌ها شامل شیست آبی، شیست سبز و بعضاً آمفیبولیت‌ها می‌باشند. بر طبق ارتباطات ساختمانی و تحقیقات پتروگرافی سنگ‌های افیولیتی و ملانژافیولیتی ایران می‌توان پشته‌های میان اقیانوسی و هم چنین حوضه‌های کناری را در نظر گرفت. در اثر جایگزینی مکانیکی و تحت تاثیر حرکات تکونیکی دارای نشانه‌هایی از پلی متامورفیسم می‌باشند. زون‌های افیولیتی و ملانژهای افیلولیتی ایران از نظر پتانسیل معدنی نیز درخور توجه بوده و وجود معادن کرومیت، منزیت، تالک، گچ، سنگ‌های ساختمانی و بعضاً کانسارهای گروه پلاتین و عناصر کمیاب در خیلی از گزاش‌ها مشاهده می‌گردد.
وجود رگه‌های افیولیتی در نقاط مختلف ایران شرایط را برای تامین موادی همچون کرومیت و منیزیت فراهم کرده که بیشترین میزان این مواد در شرق کشور بوده و فاریاب و اسفندقه کرمان منبعی عظیم برای ماده معدنی کرومیت به حساب می‌آید. همچنین منطقه آب دشت، فرومد و سبزه‌وار، نصرت‌آباد سیستان و بلوچستان، فنوج و قطب مکران ذخایر فراوانی از این سنگ‌ها دیده می‌شود.
این مواد معدنی در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال از فرو کروم در ساخت آلیاژ استفاده می‌شود. چراکه این ماده به دلیل خاصیت ضد خورندگی و ضد زنگ بودن در ساخت استیل مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ماده معدنی منیزیت نیز به دلیل خاصیت نسوز بودن در ساخت آجرهای نسوز و فلز منیزیوم در ساخت هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با درود به شما جناب رستگار . مقاله نسبتا خوبی هست و ترجمه هم سلیس و خوب نسبتا مگر در جزئی جاها که طبیهی این امور هست. تصویرها خوب ولی متاسفانه رفرنس ندادید همه را . البته من از اصل مقاله ها به شما رسیدم و یک تصویر را اصلش نتونستم پیدا کنم توالی افیولیتی سمت چپ و در توضیح برخی از آن ها هنوز ابهام دارم . از اینکه راه را تا به اینجا رسانده اید از یک کانال تلگرامی آن هم در این شرایط سخت دست مریزاد. در راه دانش و پیشرفت علمی خود و میهن گرانمایه ایران پرتوان باشید .