كاني‌شناسي و سنگ‏شناسي اسكارن كمتال (شمال خاروانا، آذربايجان شرقي)‏

The Mineralogy and Petrology of Kamtal Skarn (North of Kharvana, ‎Eastern Azarbaijan)‎

اسكارن كمتال در 20 كيلومتري شمال خاروانا در آذربايجان شرقي قرار دارد. دگرساني متاسوماتيك نوع اسكارن در نتيجه نفوذ توده مونزونيتي كمتال به درون سنگ‌هاي كربناتي ‏ناخالص كرتاسه بالايي تشكيل شده است. اسكارن كمتال از دو بخش اسكارن بيروني(اگزواسكارن) و اسكارن دروني(اندواسكارن) تشكيل شده است. اسكارن بيروني، پهنه اصلي ‏اسكارن در منطقه مطالعاتي بوده و ستبراي آن بين 100 تا 600 متر متغير است. مطالعات صحرايي و كاني‌شناسي نشان مي‏دهد كه پهنه اسكارن بيروني شامل بخش غني از گارنت (زيرپهنه ‏گارنت اسكارن)، غني از اپيدوت (زيرپهنه اپيدوت اسكارن) و زيرپهنه مرمر است. گارنت مهم‌ترين و شاخص‌ترين كاني كالك‏سيليكاتي بدون آب در زيرپهنه گارنت اسكارن است. ‏تركيب كلي آنها از نوع گروسولاريتي است (‏Ad33-35‎‏)، اما در امتداد شكستگي‌ها، مولفه آندراديتي چيره مي‌شود (‏Ad66-73‎‏). كلينوپيروكسن ديگر كاني فراوان زيرپهنه گارنت اسكارن ‏است كه از نظر تركيب شيميايي از نوع ديوپسيدي است (‏Di82.8-85.7‎‏). در زيرپهنه اپيدوت اسكارن، كاني‏ مهم و اصلي اپيدوت است و گارنت و كلينوپيروكسن در مقادير محدودي در ‏برخي نقاط حضور دارند. مطالعات سنگ‌نگاري بيانگر اين است كه سنگ اوليه زيرپهنه گارنت اسكارن، آهك مارني و سنگ اوليه زيرپهنه اپيدوت اسكارن، از نوع مارن رسي بوده است. ‏فرايندهاي اسكارني‎شدن به دو مرحله مجزاي پيش‌رونده و پس‌رونده قابل تقسيم است. مرحله پيش‌رونده بي‌فاصله پس از جايگيري ماگماي مونزونيتي كمتال به درون سنگ‌هاي كربناتي ‏ناخالص آغاز شده است. شار حرارتي بالاي توده مونزونيتي كمتال موجب دگرگوني ايزوشيميايي و تبديل سنگ‌هاي آهكي خالص به مرمر و تحول سنگ‌هاي آهكي رس‌دار به ‏اسكارنوييد (دگرگوني- متاسوماتيك دو جانبه) شده است. ورود فاز سيال مستقل حاصل از تبلور ماگما به درون شكستگي‌هاي سنگ‌هاي درونگير، مقادير قابل ملاحظه‌اي از عناصري ‏همچون ‏Fe، ‏Si‏ و ‏Mg‏ را به درون هاله متاسوماتيك وارد كرده كه منجر به تشكيل مقادير قابل توجهي از كاني‌هاي كالك سيليكاتي بي‌آب شده است. در مرحله پس‌رونده،‌ در اثر ورود ‏سيال‌هاي گرمابي دماي پايين‌تر و فرايندهاي هيدروليز، كربن‌گيري و سولفيدي‌شدن، بخشي از كاني‌هاي كالك‌سيليكاتي بي‌آب توسط كاني‌هاي كالك‌سيليكاتي آب‌دار، سولفيدها، ‏اكسيدها و كربنات‌ها جانشين شده‌اند. گارنت و كلينوپيروكسن فراوان‌ترين مجموعه كاني‌شناسي اسكارن كمتال هستند كه در دماي كمتر از 550 درجه سانتي‌گراد تشكيل شده‌اند. نبود ‏ولاستونيت در اين مجموعه كاني‌شناسي، هم‌رشدي بلورهاي گارنت و كلينوپيروكسن و نبود هاله واكنشي بين اين دو كاني و نبود بافت‌هاي جانشيني نشانگر اين است كه اين دو كاني به ‏صورت همزمان در محدوده دمايي430 تا 550 درجه سانتي‎گراد و فوگاسيته اكسيژن ميان 26-10 تا 23-10 تشكيل شده‌اند. ‏

Kamtal skarn zone is located in the 20km north of Kharvana in the Eastern Azarbaijan. Skarn-type metasomatic alteration is the result of ‎Kamtal monzonitic intrusion into the Upper Cretaceous impure carbonates. Kamtal skarn include exoskarn and endoskarn zones. Exoskarn is ‎the major zone that its thickness varies between 100-600m. Field and mineralogical studies demonstrate that exoskarn zone composed of ‎garnet rich sub-zone (garnet skarn), epidote rich sub-zone (epidote skarn) and marble sub-zone. Garnet is the most important calc- silicate ‎mineral within the garnet skarn sub-zone. They are mainly grossularitic in composition (Ad33-35), but along the fractures, andraditic ‎composition (Ad66-73) is predominant. Clinopyroxene is the other dominant mineral within garnet skarn sub-zone that has diopsidic ‎composition (Di82.8-85.7). In the epidote skarn sub-zone, epidote is the predominant mineral while garnet and clinopyroxene present in some ‎places and have low concentration. Petrographic studies indicate that marly limestone was the primary rocks of the garnet skarn sub-zone ‎while clay-bearing marl was the primary rocks of the epidote skarn sub-zone. Skarnification process can be categorized into two discrete ‎stages: 1) prograde and 2) retrograde stages. Prograde stage began immediately after the initial emplacement of the Kamtal monzonitic ‎magma into the enclosing impure carbonate rocks. The effect of heat flow from the intrusion caused the enclosing rocks to become ‎isochemically marmorized in almost homogeneous limestone layers and bimetasomatized (skarnoid–hornfels) in thin interlayers of clay-rich ‎carbonates. Invasion of segregated fluid phase of Kamtal intrusion into the fractures and micro-fractures of the marmorized and skarnoid–‎hornfelsic rocks incorporate considerable amounts of Fe, Si and Mg into the metasomatic aureole. During retrograde stage, due to relatively ‎low temperature hydrothermal fluids and processes such as hydrolysis, carbonation and sulfidation, considerable amounts of hydrous calc-‎silicates, sulfides, oxides and carbonates replaced the anhydrous calc-silicates. Garnet and clinopyroxene are the most abundant mineral ‎assemblage in Kamtal skarn zone, which were formed in temperature lower than 550°C. Lack of wollastonite in this mineral assemblage, ‎intergrowth of garnet and clinopyroxene crystals and lack of any reaction rim between these crystals, and lack of emplacement texture ‎indicate that they formed contemporaneously within the temperature and ƒO2 ranges of 430–550?C and 10-26–10-23, respectively.‎