بررسي تغييرات عناصر خاكي نادر و كمياب براي تعيين خاستگاه ميگماتيت‌هاي بروجرد

The study of changing Rare Earth and Trace Elements to determine the origin of Borujerd migmatites

ميگماتيت ­ها بخشي از دگرگوني ­هاي درجه ­هاي بالا هاله دگرگوني بروجرد را تشكيل داده ­اند. بر اساس بررسي­ هاي سنگ نگاري، بخش روشن ميگماتيت­ ها بيشتر از كاني­ هاي كوارتز، پلاژيوكلاز، فلدسپار پتاسيم و بيوتيت و بخش نيمه روشن ميگماتيت­ ها بيشتر از كاني­ هاي پلاژيوكلاز، كوارتز، فلدسپار پتاسيم، بيوتيت، گارنت، آندالوزيت، سيليمانيت، كرديريت، اسپينل و كروندم تشكيل شده ­اند. بررسي­ هاي زمين شيميايي ميگماتيت­ ها نشان مي­دهد كه تركيب سنگ رسوبي اوليه ميگماتيت­ ها پيش از دگرگوني شيل و پليتي بوده است. محيط زمين ساختي تشكيل رسوب اوليه بر اساس نمودارهاي تفكيك كننده مربوط به كرانه فعال قاره است. سنگ خاستگاه ميگماتيت­ هاي بروجرد بر اساس شيمي عناصر غيرمتحرك، سنگ­ هاي آذرين حدواسط مانند آندزيت تا ريوداسيت تشخيص داده شد. مشاهده ­هاي صحرايي، بررسي ­هاي ميكروسكوپي و داده­ هاي زمين شيميايي نشان مي­ دهد كه در منطقه مورد بررسي ميگماتيت ­ها از ذوب بخشي هورنفلس ­ها شكل گرفته ­اند. پايداري و ناپايداري كاني­ ها طي فرآيند ميگماتيتي شدن متاپليت­ ها سبب كاهش يا افزايش عناصر خاكي نادر و كمياب در متاپليت ­ها و ميگماتيت­ها شده است. بر اساس ضريب توزيع عناصر نسبت به كاني­هاي مختلف، عناصر خاكي نادر سبك و سنگين به ترتيب (LREE و HREE) طي ذوب بخشي متاپليت­ها بيشتر به وسيله كاني گارنت كنترل شده ­اند. عناصر با قدرت يوني بالا (HFSE) مانند Th، Zr، Nb و Ta به وسيله بيوتيت و ايلمنيت كنترل و توزيع شده ­اند. بررسي عناصر سنگ دوست مانند Sr، Ba و Rb نشان داد كه پلاژيوكلازها و بيوتيت عامل اصلي كنترل و توزيع اين عناصر هستند. بر اساس نمودار شبه مقطع P-T و مجموعه كاني­ هاي كرديريت، فلدسپار پتاسيم، اسپينل و كروندم بيشينه دما 750 درجه سانتي گراد و فشار 2/7 كيلوبار برآورد شد. بنابراين نفوذ توده مافيك در سنگ ­هاي رسي دگرگون شده (متاپليت­ ها) سبب ايجاد هورنفلس ­هاي رسي و ميگماتيت ­هاي ذوب بخشي در هاله دگرگوني خود شده است.

Migmatites have formed an important part of high-grade metamorphism in the Boroujerd area aureole. Leucosome of migmatites are mainly composed of plagioclase, quartz, potassium feldspar and biotite. Migmatites mesosome are mainly composed of plagioclase, quartz, potassium feldspar, biotite, garnet, andalusite, sillimanite, spinel, corundum and cordierite. Geochemical studies of migmatites show that composition of old meta-sedimentary rocks (source of migmatites) are shale and pelitic. Discrimination diagrams indicate an active continental margin tectonic setting for the source of Boroujerd migmatites. Sources of Boroujerd migmatites are intermediate and felsic igneous rocks (andesite –dasite and ryodacite) based on geochemistry of immobile elements. Field observations, microscope and geochemical data show that the migmatites are composed of the metaplites partial melting. Decreasing and increasing trace and rare earth elements in the metaelites and migmatites were resulted of stability or instability in the metamorphic minerals during peak of the metamorphism, which caused migmatization. Based on the partition coefficients of elements in different minerals, light rare earth elements and high rare earth elements (LREE, HREE) were mostly controlled by garnet and apatite (but not a lot) during the partial melting of the metaelites. Related to the LREE, heavy rare earth elements (HREE) and Y were controlled by garnet. Elements with high field strength (HFSE), such as Zr, Nb, Ta and Th were controlled and distributed by biotite and ilmenite. Large ionic lithophile elements (LILE) such as Sr, Ba and Rb showed that plagioclase and biotite are the main minerals that control and distribution the elements. Based on the P–T pseudosection, Crd+Kfs+Spl+Crn minerals paragenesis, the maximum temperature and pressure for metamorphism estimated approximately 750 ° C and 2.7 kbar respectively. Therefore, the intrusion of mafic intrusions in the metapelite caused the formation of pelitic hornfels and partial melting derived migmatites.