کماته ایت (komatiite)

واژه کماته ایت اولین بار از سوی )سال 1965( برادران ویلژوئن برای گدازه های پریدوتیتی و مافیک همراه آنان در ردیف سوویزیلند  دره رودخانه ای کوماتی واقع در سرزمین باربرتون درجنوب آفریقا به کار رفت. این سنگ ها، ماگمایی و الترامافیکی بودند که در پوسته زمین در Ga 3.5 حفظ شده بودند. این دو پژوهشگر عنوان کردند این سنگ ها از دیگر سنگ های الترامافیک به واسطه داشتن خصوصیات بافتی که نمایانگر بیرونی بودن آنهاست و همچنین برخی خصوصیات شیمیایی ( Mgo) زیاد و نسبت Cao/Al2O3بالا و مقادیر K2O و TiO2 پایین متمایز می شوند.

Arndt & Nisbet (1982(، کماته ایت ها را به عنوان سنگ های آتشفشانی و الترامافیک معرفی کردند که حاوی مقادیر بالایی الیوین یا پیروکسن اسکلتی باشند.

از خصویات شیمیایی کماته ایت که برادران ویلژوئن، آن را معرفی کرده بودند ، می توان به مقادیر بالایی SiO2 و نسبت بالای Mg/Fe و مقادیر پایین آلکالن آنها اشاره کرد. مقادیر پایین عناصر آلکالن همچنین باعث تمایز آنان از کیمبرلیت های آلکالن و کیمبرلیت می شود. از بین تمامی این خصوصیات ، مقادیر بالای CaO/AL2O3 در میان پژوهشگران قابل قبول تر است. دگرسانی روی عناصر آلکالن تاثیر می گذارد و در نتیجه ، این فاکتور اهمیت کمتری پیدا می کند.  از طرفی مقدار Mg/Fe نیز کاربرد آنچنانی ندارد ، زیرا دیگر پریدوتیت ها نیز دارای مقداری مشابه اعضای انباشتی کماته ایت هستند.

Arndt & Nisbet (1982) کماته ایت ها  را گدازه یا سنگ های آتشفشانی – تخریبی ویژه ای معرفی کرده اند که دارای بیش از 18 درصد MgO  هستند و برای تشخیص آنها موارد زیر را پیشنهاد کرده اند:

1-      ترکیب شیمیایی و کانی شناسی آنها دلالت بر الترابازیک بودن آنها دارد.

2-      بافت و ساخت آنه مبین خروجی بودن آنها است.

3-      این 2 پژوهشگر گدازه های وابسته به سری کماته ایتی را که دارای کمتر ار 18 درصد MgO دارند ، بازالت کماته ایتی می نامند.

4-      برخی سنگ های ماگمایی کماته ایتی دارای بافت اسپینیفکس Spinifex Texture هستند.

5-      مطالعات آزمایشگاهی نشان داد؛ این بافت می تواند از سرد شدن یک گدازه سرشار از منیزیم به وجود آید.

6-      کماته ایت های پریدوتی عموماً ساختار شیمیایی پرودوتیت ها را در خود دارند و بنابر این باید از طریق بافتی شناخته شوند.

به نظر Arndt سری ماگمایی کماته ایت هم  دارای سنگ های انباشتی و هم دارای غیر انباشتی هستند. الیوین در کماته ایت ها به طور مشخص غنی از Cr2O3 وپیروکسن های اسکلتی آنان در حدوه اوژیت – سالیت(En 42 Fs Wo 44) قرار می گیرند .(BVSP 1981). مقدار Al2O3 در این پیروکسن ها زیاد و حدود 9-5  در صد است.

کانی های گروه اسپینل اصولا کرومیت بوده که Al2O3 نسبتاً پایین (15- 12 درصد) و MgO  تقریباً بالا و در حدود (14- 11 درصد وزنی ) را دارا هستند.

کمی بعد از شناحت این سنگ ها و نسبت دادن آنها به عنوان فعالیت های آتشفشانی زیردریایی ، سنگ های کماته ایتی دیگری متعلق به آرکئن در کمربند آبی تی بی (Abitibi) مونزوتاون شیپ(Monrotownship) اونتاریو(Colombia) , Ontario Gorgana Island واقع در کانادا یافت شدند. تحقیقات و مطالعات بعدی به شناخت کماته ایت های ویتنام  دوره  فانروزوئیک و همچنین کماته ایت های کمربند کاماندیل (Commondale) در آفریقا جنوبی منجر شد.

از دیگر کماته ایت های شناحته شده می توان به کماته ایت های :

زیمباوه استرالیای غربی هندرودزیا اشاره کرد.

سال 1979 سنگ هایی با مشخصات کماته ایتی با سن Ga 3.5  - 1.5 متعلق به آرکئن در جزایر گرگانا یافت شدند. این سنگ ها جوان ترین کماته ایت های یافت شده تا آن زمان بودند.

کماته ایت های جوان تر نیز که خصوصیات کماته ایتی آرکئن را دارند گزارش شده است که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  •          سنگ های پروتروزوئیک کمربند مانیتوبا Monitoba
  •          سنگ های پالئوزوئیک پایینی گروه رامبلر در نیوفلاند Newfondlan
  •         بازالت های غنی از منیزیم ترشیاری در جزایر بافین و گریلند غربی
  •         کماته ایت های کرتاسه میانی جزیره گرگانا کلمبیا
  •         کماته ایت های سازند آرژیلند (تریاس میانی) در کمپلکس افیولیتی اوتریس در یونان مرکزی

روانه های کماته ایتی در هر یک از نقاط دنیا ممکن است به روش ویژه ای تفریق و برون ریزی یافته باشند که تشخیص آنان تنها با مشاهدات صحرایی و سنگ نگاری آزمایشگاهی و ترکیب نمودن تجارب تبلور غیر تعادلی ، سنتز بافت ها و ترکیب مینرالی با مدل های رقومی و تفریق وابسته به ته نشست بلورین مسیر است. از دیگر خصوصیات کماته ایت ها می توان به دمای لیکیدوس بالا(1640 – 1360 درجه سانتی گراد) فاصله زیاد بین لیکیدوس و سالیدوس آنها (460 – 180 درجه سانتی گراد)، ویسکزیته پایین(Pa s 1/0 – 1) چگالی بالا (  g m32700 – 2800) و حرارت بالا (j kg -1.c   1800 – 1700 ) اشاره کرد.

به همین دلیل می توان نتیجه گرفت؛ گدازه های کماته ایتی بسیار داغ بوده وسریع فوران یافته و تشکیل جریانات متحرک و حجیمی را داده اند که مسافت های بسیاری را طی کرده و درنهایت در کف دریا به صورت تیوب و یا تونل هایی در آمده است. همچنین امکان دارد که به صورت ترمومکانیکی سنگ دیواره را فرسوده بسازند یا بپوشانند.

مقدار بالای MgO (3%<) در کماته ایت های کمتر دگرسان شده . حاوی بافت اسپینیفکس و همچنین مقدار بالای Fo (94% <) در الیوین های در امان مانده از دگرسانی نشان می دهد که آنها دارای منشاء گوشته ای بوده اند. بنابر این نمی توان اطلاعات با ارزشی از ترکیب و ساختار گوشته ای آرکئن ارائه کنند.مقدار کم HILE(High Ionic Lithophile Element) در مقایسه با MILE ( Moderate Ionic  Lithophile Element)   همچنین مقدار +Nd در بیشتر کماته ایت ها نشان می دهد که آنها از یک مخزن تهی شده به وجود آمده اند.

گدازه های والد این کماته ایت ها حاوی مقادیر بالایی از (MgO( 28 – 18% یا حتی بیشتر بوده که خود نشان می دهد که مقدار الیوین در آنها بسیار زیاد بوده است.

بافت وساخت  سنگ های کماته ایتی

     الف – سنگ های کماته ایتی دارای بافت اسپینیفکس:

شباهت ظاهری سنگ های کماته ایتی واجد بافت اسپینیفکس بویژه در سطوح هوازده به نوعی علف محلی در غرب استرالیا وجه تسمیه این بافت بوده است، این بافت یکی از مشخصه های اصلی سنگ های سری کماته ایتی به شمار می رود بافت اسپینیفکس معمولا در قسمت های بالاتر جریان کوماته ایتی لایه لایه در حواشی سیل ها و دایک ها و یا حتی در قشرهای بالاتر دریاچه گدازه ضخیم  ملاحظه شده است ، این بافت به شکل های مختلفی ملاحظه شده اما به طورکلی شامل دسته های تقریباً موازی از بلورهای کشیده و بلند الیوین یا کلینوپیروکسن (یا اشکال دروغین Pseudomlrph این کانی ها که به کانی های ثانویه مانندترمولیت ، سرپانتین ، تالک، کلریت وکربنات جانشین شده اند)اسکلتی ، ورقه ای یا تیغه ای است در زمینه ای دانه ریز از بلور های اسکلتی و شیشه ای تبلور یافته قرار می گیرند.به طور کلی بافت اسپینیفکس را حاصل تبلور نسبتاً سریع و درجا مایعات کماته ایتی می دانند و انواع متعددی از بافت های پورفیریتیک را در بر می گیرد که در تمام آنها مگاکریست یا فنوکریست های اسکلتی یا دندریتی الیوین یا در حالت غیر معمول ، پیروکسن را که در زمینه ای از اوژیت اسکلتی و بلورهای کرومیت و مواد شیشه ای تبلور یافته قرار دارند می توان ملاحظه کرد. این بافت دو نسل از تبلور سریع بلورها را نشان می دهد و برخلاف تصور عمومی که در خصوص بافت پورفیریتیک وجود دارد، یعنی دو مرحله متمایز ، تنها نشانگریک مرحله تبلور نسبتاً سریع مایعات ماگمایی اولترامافیک تا بسیار مافیک است.

نحوه تشکیل بافت اسپینیفکس:

جایگیری جریان کماته ایتی:

  •       جایگری در محیط های زیردریایی که در این حال تشکیل سیماهای بالشی می دهند.
  •       به صورت تیوب یا تونل های گدازه ای که دارای سقف و کف سرد شده بوده و از گدازه در داخل محافظت می کنند.
  •       سردشدگی سریع، باعث نرخ سریع سرد شدگی  و رشد و درنتیجه ایجاد ساختار و مورفولوژی آتشفشانی شده که باعث بافت اسپینیفکس یکی از آنهاست.

     ب – سنگ های کماته ایتی دارای بافت انباشتی:

بر خلاف بافت اسپینیفکس ، بافت انباشتی داردای تجمعاتی از بلور های هم بعد و پلی هدرال الیوین هستند که در زمینه ای با اینترکومولاها مختلف متبلور شده قرار دارند. مطالعات اولیه صورت گرفته روی انباشته ها ( Wager et al ,. 1960) نشان داده است که آنها در نتیجه انباشت بلورها به وجود آمده اند.مطالعات بعدی توسط  McBirney , Camphell Noyes ( 1979) , نشان دادند این بافت در نتیجه رشد درجا ، در کف ، دیواره یا سقف مخزن ماگمایی به وجود آمده است. بافت انباشتی بر اساس نسبت بین بلور های کومولا به مایع موجود در میان ، به انواع زیر تقسیم بندی شده اند.

ادوکومولا: بلورهای اینترکومولایی دز الیوین ادوکومولا یا وجود ندارد یا بسیار ناچیز است.

ارتوکومولا : در این حالت مایعات به دام افتاده بین کومولا از مقدار بلور ها بیشتر است.

مزو کومولا یک حالت حدواسط بین دو سری توصیف شده در بالاست که بلور ها دارای یک تماس دو طرفه با یکدیگر هستند اما فضای خالی نیز وجود دارد.

کانی شناسی این بافت شامل الیوین های فورستریتی غنی از منیزیم است. البته انواع انباشتی متشکل از پیروکسن نیز در موارد نادر مشاهده شده است.

      ج – سنگ های کماته ایتی به بافت هاریسیت Harrisite:

یکی دیگر از بافت های نادر مشاهده شده در کماته ایت ها بافت Harrisite است. که اولین با در اسکاتلند در منطقه ای به همین نام شناخته شد. این بافت از هسته گذاری بلورها در کف مخزن ماگمایی به وجود آمده است. اعتقاد بر این است که هاریسیت ،  مگاکریست های طویل پیروکسن و الیوین ( بیشتر از یک متر) را می سازد.