بررسی رشد گارنت در سنگهای دگرگونی با مثالهایی از ایران

با استفاده از شیمی کل سنگ و محاسبات ترمودینامیکی به روش شبه مقاطع یا سودوسکشن، دما و فشار دگرگونی سنگهای رسی دگرگون شده مناطق جندق، شاهیندژ و ماهنشان و زونینگ کانیها به ویژه بیوتیت و گارنت در این سنگها مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های مورد استفاده از تحقیقات قبلی انجام شده در منطقه توسط پژوهشگران دیگر اقتباس شده است، لیکن روش استفاده شده برای اولین بار ارائه می گردد. در مطالعه قبلی دمای دگرگونی در منطقه جندق400 تا 670 درجه سانتیگراد و فشار دگرگونی 2 تا 6 کیلوبار و در منطقه شاهیندژ دمای بیشتر از 550 درجه سانتیگراد و فشار دگرگونی 5 کیلوبار را تحمل نکرده¬اند و در منطقه ماهنشان حداکثر دمای600 درجه سانتیگراد و فشار دگرگونی6 کیلوبار تعیین شده است. مطالعات حاضر در این تحقیق ضمن تائید نتایج قبلی، دما و فشار را بطور دقیق تری مشخص می سازد. همچنین منطقه بندی شیمیایی گارنت و بیوتیت مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به اینکه گارنت و بیوتیت مهم ترین کانیهای فرومنیزین در این سنگها می باشند، تغییر منطقه بندی برای عناصر آهن و منیزیم برای این دو کانی مشخص شده و دما و فشار دگرگونی با توجه به کسر مولی آهن و منیزیم گزارش شده در آنها محاسبه گشته است. با استفاده از شیمی سنگ کل پایداری فازهای کانی شناسی با دما و فشار و تغییرات فازی با افزایش درجه دگرگونی برای این سنگها مدل سازی شده است. براساس این تحقیقات در منطقه شاهیندژ رشد گارنت با زونینگ معکوس با کاهش فشار و دما (به ویژه کاهش قابل ملاحظه فشار) صورت گرفته است. مقدار کسر مولی آلماندن از مقادیر حدود xalmgr=0.69 شروع شده و با رشد گارنت و تشکیل زونینگ تا مقادیر حدود 0.79 رسیده است. در منطقه ماهنشان گارنتها غنی از fe یا از نوع آلماندن (کسرمولی بین 8 تا 9) هستند و مقدار عضو نهایی پیروپ در گارنت از حدود 5/0 تا حدود 19/0 (کسر مولی) افزایش می یابد. سپس در لبه کاملا خارجی گارنت مقدار منیزیم (کسر مولی پیروپ) کاهش پیدا می کند. در منطقه جندق گارنت در سنگهای رسی دگرگون شده منطقه بندی شیمیایی نشان می دهد. در این منطقه بندی مقدار کلسیم از مرکز به سمت حاشیه بلور های گارنت کاهش پیدا کرده و مقدار منیزیم افزایش می یابد. کاهش کلسیم آهسته بوده و سپس تقریبا به صورت خطی در می آید. کاهش کلسیم در گارنتهای غنی از آلماندن در سنگهای رسی می تواند نشانگر کاهش فشار باشد. مقدار منیزیم بطور چشمگیری از مرکز به سمت حاشیه بلور افزایش می یابد. افزایش منیزم با افزایش دمای دگرگونی منطبق است. با این توصیف گارنت در سنگهای رسی منطقه جندق در طی دگرگونی پیش رونده حرارتی با کاهش جزئی فشار رشد کرده است.