مطالعه تاریخچه آتشفشانی سبلان با استفاده از مطالعات صحرایی و سن سنجی ایزوتوپی

مجری طرح: دکتر جلیل قلمقاش 

سال: ۱۳۹۷ 
آتشفشان سبلان در شمال غربی ایران واقع است. این آتشفشان مطبق با ارتفاع ۴۸۲۱ متر و وسعت بیش از ۸۰۰ کیلومتر مربع در شمال زمین درز عربی-اورازی واقع شده است. مخروط آتشفشانی از سنگ های تراکی آندزیتی و داسیتی پدید آمده است. از نظر شیمیایی دارای ۵۶ تا ۶۷ درصد وزنی SiO2، کالک آلکالن پتاسیم بالا و آداکیتی (Sr/Y) هستند. سن سنجی قدیمی به روش پتاسیم-آرگن فعالیت آتشفشان را دو مرحل های شامل سبلان قدیمی و جوان دانسته و زمان فوران آنها را به ترتیب ۵/۶ و ۱/۴ میلیون سال تعیین نموده است. وجود یک فروافتادگی توپوگرافی بزرگ، سنگهای آتشفشانی سبلان جوان پیرامونی و دگرسانی گرمابی شدید نشانگر ریزش بخش مرکزی واحدهای آتشفشانی سبلان قدیمی و شکل گیری کالدر است. همچنین با توجه به موقعیت نهشته های جریانها و بهمن های واریزهای به نظر میرسد اولین مراحل ریزش مخروط آتشفشانی در پایان فوران های سبلان قدیمی رخ داده است. در مرحله سبلان جوان در اثر نفوذ سه توده داسیتی، قلل سبلان با نام های سلطان، هرم و کسری شکل گرفته اند. ایگنیمبریت همراه با مقادیر کمتری پومیس دره های اطراف سبلان را پر کرده اند. 
سنگهای تراکیآندزیتی سبلان قدیمی بافتهای متنوع پورفیریتیک و درشت بلورهای فراوان (پلاژیوکلاز+آمفیبول+ پیروکسن+ بیوتیت) دارند. سنگهای سبلان جوان با ترکیب کمی اسیدی تر به صورت تراکی آندزیت تا داسیت دارای درشت بلورهای پلاژیوکلاز+ آمفیبول ± آلکالی فلدسپار ± کوارتز هستند. کانیهای اکسیدی+آپاتیت + زیرکن به صورت کانیهای جزیی در تمام سنگهای سبلان حضور دارند. سن سنجی فوق العاده دقیق و حساس U-Pb با استفاده از طیف سنج یونیزاسیون ثانویه جرمی نشانگر وجود دو گروه سنی زیرکن شامل طیفی از ۴/۵ تا ۱/۳ میلیون سال و ۵۴۵ تا ۱۴۹ هزار سال است (تمام سنها میانگین تعداد زیادی اندازه گیری در هر نمونه است). سن سنجی U-Th برای نمونه های انتخابی سبلان جوان ضمن تایید سنهای U-Pb نشانگر جوانترین حاشیه زیرکن با سن ۱۱۰ هزار سال است. با توجه به اینکه تبلور کامل زیرکن در زمان قبل از فوران انجام می شود، سن یادشده زمان جوانترین فوران سبلان را نشان می دهد.سن های حاصل از ایگنیمبریتهایی موجود در دره های اطراف سبلان متنوع بوده است و با فرضیه فوران یک مرحلهای و همزمان با تشکیل کالدرا در تضاد می باشد. نتایج سن سنجی حاضر نشان می دهد که رخداد فوران های سبلان جوانتر از زمانی است که قبلاً توسط سن سنجی K-Ar تعیین شده بود. سنگ های آتشفشانی سبلان قدیمی و جوان دارای ویژگی های مشابه ژئوشیمیایی شامل ماهیت کالک آلکالن و آداکیتی، غنیی شدگی بارز از عناصر LIL و LREE نسبت به عناصر HFS و HREE، ناهنجاری های منفی Ta، Nb و Ti هستند. همچنین سنگهای تراکی آندزیتی- داسیتی سبلان دارای آنومالی منفی Eu هستند. این ویژگی ها به همراه روند کمی صعودی Y در برابر Rb نشانگر تفریق یا جدایش مجموعه پلاژیوکلاز-آمفیبول یا پلاژیوکلاز-پیروکسن با مقدار ناچیزی و قابل چشم پوشی هضم پوسته ای (بر اساس تغییرات کم و همسان Rb/Th) است. با توجه به مقادیر بالای نسبت La/Yb)N) (از ۲۸ تا ۴۸) برای تشکیل ماگمای اولیه سبلان درجه بالای از ذوب بخشی در گوشته رخ داده است. به طورکلی مولفه ژئوشیمیایی فرورانش در سنگهای آتشفشانی سبلان با مدل تولید مذاب در اثر شکست صفحه فرورانده همزمان با برخورد قارهای در کواترنری هماهنگی دارد.