مطالعه شرايط فيزيكوشيميايي تشكيل اسكارن ها در همبري باتوليت الوند با سنگ‌هاي آهكي دگرگون شده، همدان، غرب ايران

Physicochemical conditions of skarn formation in contact of the Alvand batholith with the meta-calcareous rocks, Hamedan, western Iran

سنگهاي آهكي (پرمو- ترياس) دگرگون شده منطقه چشين در جنوب شرق همدان در مجاورت تنوعي از سنگهاي رسي دگرگون شده مانند شيست ها و هورنفلس ها رخنمون دارند. نفوذ باتوليت الوند (سن ژوراسيك) به درون سنگهاي رسي و آهكي سبب ايجاد سنگهاي دگرگوني مجاورتي در مناطقي از همدان (روستاي چشين) شده است. سنگهاي آهكي دگرگون شده چشين براساس مدال كانيها (كلسيت، ‏دولوميت، سيليكاتي و تيره) شامل الف) مرمرها و كالك- سيليكات ها و ب) اسكارن ها مي باشند. كانيهاي فلزي در مرز بين كالك- سيليكات ها و هورنفلس هاي سيليمانيت دار شكل گرفته اند و سبب ايجاد سنگهاي اسكارني شده اند. براساس مطالعات كاني‌شناسي، اسكارن ها در منطقه مورد مطالعه داراي كانيهاي ديوپسيد، گارنت، ترموليت، وزوويانيت، اپيدوت و كانيهاي فلزي مانند هماتيت و مگنتيت هستند. فرآيندهاي اسكارن زايي در دو مرحله دگرگوني رخ داده اند: 1) دگرگوني پيش‌رونده 2) دگرگوني پس‌رونده. مرحله اول شامل دگرگوني پيش‌رونده و شكل گيري كانيهاي بي آب مانند گارنت و پيروكسن مي باشد. مرحله دوم دگرگوني پس‌رونده است كه عامل اصلي توسعه اسكارن ها به حساب مي آيد. علاوه بر Fe, Si و Mg مقدار قابل توجهي Fe به‌همراه سيالات به سيستم اسكارني اضافه مي شود. نهايتاَ مقدار قابل‌ ملاحظه اي از كانيهاي آب دار (مانند اپيدوت+ كلريت+ آمفيبول) و اكسيدها و كربنات ها جايگزين كانيهاي بدون آب در سنگ ميزبان آهكي مي شوند‏. با استفاده از منحنيهاي تعادل ترموديناميكي چندگانه (به كمك برنامه THERMOCALC®)، دما، فشار و تركيب سيالات سنگهاي كالك- سيليكاته و اسكارني به‌ترتيب در حدود 620 درجه سانتي گراد، 4 كيلوبار و XCO2 كمتر از 17/0 تخمين زده شده است. فوگاسيته اكسيژن در اين سنگها متوسط مي باشد. مطالعات كاني شناسي اسكارن هاي چشين، صحت محاسبات فوق را تاييد مي نمايد.

The Cheshin meta-calcareous rocks (Permo Triassic) in southeast Hamedan outcrop in association with a variety of pelitic schists and hornfels rocks. The intrusion of the Alvand Batholith (Jurassic age) into pelitic and calcareous host rocks has produced metamorphic rocks in the Hamedan area (Cheshin village). On the basis of the dominance of calcite/dolomite, silicate and ore minerals, the calcareous rocks can be divided into two groups: a) marbles and calc-silicates; b) skarn rocks. The ore bodies occur in a contact zone between sillimanite-hornfels and calc-silicate rocks and formed the skarn rocks. Based on mineralogy, skarn rocks in the studied area consist mainly of diopside, garnet, tremolite, vesuvianite, epidote and ore minerals (magnetite and hematite). The skarnification processes occurred at two stages: (1) prograde metamorphism; and (2) retrograde metamorphism. The first stage involved prograde metasomatism and anhydrous minerals such as garnet and pyroxene formed. Second stage of retrograde skarn development is also recognized. In addition to Fe, Si and Mg, substantial amounts of Fe, along with volatile components were added to the skarn system. Consequently, considerable amounts of hydrous minerals, oxides and carbonates replaced the anhydrous minerals in the host rocks and hydrous minerals such as epidote+chlorite+amphibole formed. Using multiple equilibria by THERMOCALC® program, temperature (~630 ?C), pressure (~4 kbar), and fluid composition (XCO2 as low as 0.17) have been calculated for the formation of the calc-silicate rocks. Skarn mineralogy shows good agreement with these calculations.