فازهاى آتشفشانى سبلان

ديدون و ژمن (1976) دررساله دکتراى خود شرح مفصلى درباره سنگ شناسى، ژئوشيمى و مکانيسم فوران اين آتشفشان نوشته اند. خلاصه تقسيم بندى فازهاى مختلف آتشفشانى سبلان، برپايه آنچه دررساله بالا ذکر شده و توسط لسکويه- ريو- باباخانى (1978) تصحيح گرديده است به قرار زير مى باشد:

1)  جريانهاى گدازه اى سبلان قديم

2)  فرونشينى کالدار و فعاليت انفجارى

3)  گنبدها و جريانهاى گدازه سبلان جديد

4)  تحولات ماگمائى آتشفشان سبلان

الف- جريانهاى گدازه « سبلان قديم»

 اولين مرحله از فعاليت آتشفشانى سبلان، قبل از فرونشينى بخش مرکزى اتفاق افتاده و باعث جريان گدازه اى وسيعى گرديده که بيشترين قسمت کوه سبلان را تشکيل مى دهند. اين گدازه ها، بطور کلى برروى سنگهاى آتشفشانى ائوسن بالائى، يا توده هاى کوارتز مونزونيتى اوليگوسن(دربخش غربى) قرار مى گيرند. دربرخى مواردنيز، برروى سنگهاى آتشفشانى پليوسن وکواترنر پائين (بخش جنوبى) قرار گرفته اند.

اغلب اوقات جريان گدازه ها بافت پورفيرى داشته و درسرتاسر ترادف، ظاهر يکسانى دارند.(1976)، Didon & Gemain براساس مطالعات پتروگرافى و ژئوشيميايى، 5 مرحله فعاليت آتشفشانى را دراين گدازه ها تشخيص داده اند که دراينجا تحت عنوان سه واحد عمده خلاصه و معرفى مى شوند.

1- رديفهاى آندزيتى زيرين: که دردامنه هاى شمالى و شرقى آتشفشان برونزد دارند.

اين رديف بصورت گدازه هايى به طول 20 کيلومتر و عرض 30 متر، همراه با بين لايه هايى از پاميس و خاکستر ديده مى شوند.

2- تراکى آندزيتهاى ميانى: بخش اصلى آتشفشان سبلان را تشکيل مى دهند و در تمامى حواشى کوه سبلان گسترش دارند. گدازه هاى مربوطه بدون اينکه درفعاليت قبلى وقفه اى ايجاد شده باشد، جريان پيدا کرده اند.

براساس مطالعات انجام شده، مى توان گفت که غلظت اين گدازه ها از پائين به بالا افزايش مى يابد. بيش از 8 جريان گدازه روى هم انباشته شده است که محصولات انفجارى آنها، از اهميت کمترى برخوردار مى باشند. گدازه هاى مشروحه 50 متر ضخامت و بيش از 10 کيلومتر امتداد دارند. جريان آنها با فوران شديد همراه بوده است. درنزديکى موهيل، برشهاى آتشفشانى، نهشته هاى خاکستر و بهمن سوزان، افق قابل توجهى را دراين گدازه ها تشکيل مى دهند.

تمام گدازه هاى سبلان قديم،  درزه هاى ستونى و ساخت ورقه اى را نشان مى دهند. به مرورزمان گدازه هاى نوع آآ(aa) ، به جريان گدازه قطعه سنگى با سطح دندانه دار تغيير يافته، برخلاف آندزيت هاى زيرين، کل گدازه هايى که دربخش بالايى دره موهيل برونزد دارند، دگرسانى شديدى را تحمل کرده اند که ممکن است حاصل تصاعد گازهاى فومرولى از يک دود کش قديمى باشد.

3- گدازه هاى داسيتى انتهايى: تکامل ترادف آتشفشانى قبل از کالدار با فوران يک جريان گدازه قطعه سنگى ضخيم(حدود 100 متر) با ترکيب داسيتى و گسترش کمتر از 6 کيلومتر دردامنه شمالى سبلان(چاى داغ) به پايان     مى رسد.

از لحاظ سنگ شناسى تمام گدازه  هاى پورفيريتيک سبلان قديم مجموعه درشت بلورهاى يکسانى را نشان مى دهند فقط نسبت بين پلاژيوکلازهاى کلسيم دار و سديم دار مقدار پيروکسن هورنبلند و بيوتيت درآنها متغير است. درشت بلورهايى که عمدتاَ از پلاژيوکلاز تشکيل شده اند از 50 درصد در آندزيت هاى زيرين به 30 درصد درداسيت هاى انتهايى کاهش مى يابد.

اندازه بلورهاى پلاژيوکلاز بين 2  تا 5 ميليمتر در تغييراست ليکن در آندزيت هاو

تراکى آندزيت ها به يک تا دوسانتى مترنيز مى رسد. درمجموع،‌دونوع پلاژيوکلاز اصلى تشخيص داده شده، يکى کلسيم دار و ديگرى سديم دار. مقدار An درپلاژيوکلاز سديم دار، در سرتاسر ترداف ثابت است (An=25-50) درحاليکه مقدار An درپلاژيوکلاز منطقه اى کلسيم دار(لابرادوريت تا آندزين)، با افزايش اسيديته گدازه، کاهش مى يابد. نسبت پلاژيوکلاز سديم دار به پلاژيوکلاز کلسيم دار، با اسيديته سنگ افزايش مى يابد.

درشت بلورهاى ميليمترى اوژيت معمولاً‌ 3 تا5 درصد سنگ را تشکيل مى دهند، ولى درداسيت هاى انتهايى مقدارشان به 17 درصد سنگ نيز مى رسد. هورنبلند قهوه اى دوباره هضم شده و بيوتيت، هميشه درمتن شيشه اى ياميکروليتى حضور دارند.

نتايج تجزيه شيميائى، خصوصيت آلکالن سديک را براى کل ترادف نشان مى دهد (Na2O=2)  که فراوانى   K2O                                                     

اوليگوکلاز درسنگ، آن را تائيد مى کند. 

-  فروريختن دهانه و تشکيل کالدار: پس از خروج گدازه هاى سبلان قديم و ساير مواد آتشفشانى، حجره ماگمائى زير دهانه آتشفشانى خالى از گدازه شده و دراثر سنگينى سنگهاى سقف، دربخش مرکزى، فروريخته و يک گودال دايره اى شکل به قطر حدود 20 کيلومتر ايجاد کرده است. اختلاف ارتفاع بين لبه و کف گودال به 400 متر مى رسد. فروريزش دردومرحله صورت گرفته که مرحله دوم با فعاليت انفجارى شديد همراه بوده است.

ب- فرونشينى کالدار و فعاليت انفجارى

فروريزى آتشفشانى درمرحله دوم، همزمان با فعاليت اصلى انفجارى مى باشد. دررخلال اين فاز انفجارى، دودره بزرگ واقع دردامنه شمالى سبلان، توسط جريانهاى آذرآوارى پرشده اند. حجم کلى مواد بيرون ريخته شده، تقريباً‌ 10 کيلومتر مکعب است. ضخامت جريان آذرآوارى 100 متر مى باشد وسطح هموار آن بوسيله سيلاب ها عميقاً‌بريده شده است.

لايه هاى از خاکستر سفيدرنگ، با ضخامت متغير، برروى جريان آذرآوارى قرار گرفته اند، بعضى از بقاياى برشى درشيب دامنه دره ديده مى شوند که حدوداً‌ 100 متر بالاتر از سطح جريان آذر آوارى واقع شده اند. اين بهمن هاى سوزان (توده هاى ملتهب)، از تخريب گنبدهاى آتشفشانى آقام داغ وجانورداغ، دراثر فعاليت شديد انفجارى حاصل شده اند. برشى

از نوع پله، متشکل از قطعات درشت و لاهار وجود دارد که کنگلومراهاى جوان مشکين شهر ازاين سانزد منشأ گرفته است. اين سازند، درحقيقت حاصل فعاليتهاى انفجارى متعددى است که با ريزش فرعى خاکستر ازهم قابل تفکيک مى شوند. اجزاء برشها، از سنگهاى آتشفشانى سبلان و يا از سنگهاى آتشفشانى ائوسن بالايى حاصل شده اند، در حاليکه زمينه سفيدمايل به زردآنها، از مواد تجزيه نشده حاصل از ماگماى مادر، تشکيل شده است.

برشهاى زيرين توسط روانه هاى ايگنمبريتى پوشيده مى شوند. ايگنمبريت ها بصورت روانه واضح رخنمون دارند که روانه بالايى سخت تر بوده و داراى درزه هاى ستونى ونامنظم مى باشد. بخش اعظم سنگ، شامل تعداد زيادى قطعات پاميس و قطعات شيشه اى زاويه دار سياه رنگ درزمينه اى متشکل از تيغه هاى شيشه اى سفيد رنگ مى باشد. درروانه جوش خورده بالايى بيوتيت و پلاژيوکلاز هم در قطعات و هم در متن سنگ ديده مى شوند. بخشهاى بالايى توفهاى جوش خورده، داراى سخت شدگى کمترى هستند و حاوى مقادير زيادى از قطعات پاميس باد کرده داسيتى مى باشند. به دنبال فوران و خروج اين جريان پاميسى، انفجارهاى شديدى صورت گرفته است. تجمع بمب هاى کم و بيش جوش خورده ابسيدين، نشاندهنده مرکز فوران کوچکى مى باشد. توفهاى پاميسى منظم لايه، حاوى بمبهاى آتشفشانى قشرنانى با ضخامت زياد، عمدتاً‌ دربخش پائين دره مجتمع شده اند. پس بطور خلاصه، فعاليت انفجارى سبلان اينگونه مى باشد: بهمن هاى سوزان و مخرب که قطعات سرى هاى قديمى تر را حمل مى کرده دردره هاى يخچالى کاناليزه شده قرار گرفته اند، سپس فوران مواد انفجارى، همراه با خروج ماگماى کم حرارت بصورت جريانهاى ايگنمبريتى و پاميسى دردره قطور سويه، انتشار يافته، ودرانتها انفجارى شديد، نهشته هاى گسترده اى از خاکستر آتشفشانى را ايجاد نموده است.

- فعاليت انفجارى : به دنبال حجم وسيع موادبيرون ريخته شده (تقريباً10 کيلومتر مکعب) دو دره بزرگ شمالى سبلان به نامهاى قطورسويى، شيروان دره و دره موهيل در شمالغرب توسط جريانهاى آذرآوارى پرشده اند. بطورکلى فعاليت انفجارى، با خروج بهمن هاى سوزان و ويرانگر و برش هاى آتشفشانى نوع پله همراه بوده است. سپس ماگماى کم حرارت، بصورت جريانهاى ايگنمبريتى و پاميسى دردره هاى قطور سوئى و شيروان دره جريان يافته که درانتها

انفجارهاى شديد باعث تشکيل نهشته هاى خاکستر شده است. شمال دهکده آلگير نهشته هاى بمب، اسکورى، لاپيلى و شيشه هاى آتشفشانى را مى توان ديد.

ج) گنبدها و جريانهاى گدازه سبلان جوان

پس از فروريزش کالدار، همراه يا بلافاصله پس از فعاليت انفجارى، گنبدها و جريانهاى گدازه خارج شده و بلندترين بخشهاى مرکزى سبلان را تشکيل داده اند. ترکيب اين گنبدها و گدازه ها، تراکى آندزيت تا داسيتى است. پس از فروريزش کالدار، فعاليت انفجارى فوق الذکر و فوران همراه با خروج مواد آتشفشانى که بلندترين بخشهاى مرکزى آتشفشان ار ساخته اند، صورت گرفته است. اين گنبدها و جريانهاى گدازه اى، بعد از مرحله تشکيل کالدار، داخل فرورفتگى آتشفشانى- تکتونيکى محدود شده اند(Didon & Gemain 1976). ترتيب تشکيل اين گدازه ها و گنبدهاى آتشفشانى را به پنج مرحله فوران نسبت داده اند.

بلافاصله بعد از اولين فروريزش کالدار، مخروطى مرکب و بزرگ درمحل قله اصلى (سبلان سلطان)، ساخته شده است. سه گنبد مختلط آتشفشانى که نشاندهنده افزايش گرانروى گدازه مى باشد درسلطان و آقام داغ واقع شده اند. دومين فرروريزش کالدار، بلافاصله بعد از خروج گنبدها، همراه با حوادث انفجارى فوق الذکر اتفاق افتاده است. پس از فعاليت انفجارى، گنبدهاى داسيتى زيادى پيرامون کالدارى جديد، جايگزين شده اند. اغلب آنها گدازه هاى خود برشى (Auto breccia)  هستند. گدازه بسيار غليظ برروى سطح شيبدار جريان يافته اند که در ابتدا به شکل يک گنبد درآمده و سپس شکل بازوى برآمده زبانه اى رابه خود مى گيرد. جريان گدازه ها موجب بسته شدن دره هايى که قبلاً توسط مواد آذرآوارى پرشده، گرديده و در ادامه، درياچه هاى سد گدازه اى تشکيل شده است که هم اکنون خشک مى باشند. آخرين مراحل فعاليت آتشفشانى سبلان تشکيل دو مخروط مرکب و خروج سه جريان گدازه مى باشد.

برروى شيب دامنه هاى مخروط بالائى سبلان سلطان، زبانه هاى برجسته گدازه بيرون ريخته اند و سطح آنها از تيغه ها و قطعات بى ثبات پوشيده شده است. بخشى از مخروط دوم (دومين قله مرتفع سبلان کوچک)، توسط بمب و لاپيلى پرشده است. دو جريان يکنواخت و متلاطم گدازه که مخروط سبلان کوچک خارج شده، همراه با گدازه متلاطم ديگرى که از شکافى واقع درقاعده آقام داغ خارج گرديده با رسوبات يخچالى متشکل از اسکورى مشخص مى شوند که نشاندهنده آخرين فعاليت آتشفشانى سبلان هستند.

نزديک موئيل، شمال قزل گولار، دگرسانى شديدى، حاصل از فعاليت گازهاى فومرولى وجود دارد، آنگونه که گدازه ها و برشهاى سبلان قديم به مواد سفيد رنگ و پودرمانندى تبديل شده است.

ازنظر سنگ شناسى، تفاوت بين سنگهاى سبلان قديم و سبلان جديد جزئى مى باشد. هردوبافت پورفيريتيک داشته و مجموعه درشت بلورهاى مشابهى را نشان مى دهند. اما سنگهاى سبلان جديد دربعضى حالتها، داراى درشت بلورهاى سانيدين، وبه مقدارکمى بلورهاى بيگانه و کوارتز خورده شده مى باشند. ازنظر کانى شناسى، سنگ فوق شامل پلاژيوکلاز (An25-30)، بيوتيت هاى درشت، هورنبلند قهوه اى و بلورهاى کوچک و شکل دار اوژيت مى باشند. کانى هاى فرعى شامل آپاتيت و اسفن مى باشند که درمتن ميکروليتى و شيشه اى قرار گرفته اند. درگنبدهاى داسيتى، هورنبلند سبز و مقدارى بلورهاى شکسته شده کوارتز را مى توان ديد.

از نظر ترکيب شيميائى، ايگنمبريت هاى مرحله سوم فعاليت آتشفشانى سبلان، ترکيب ريوليتى تا داسيتى  دارند، در حاليکه گدازه هاى ساير مراحل، تراکى آندزيتى تا داسيتى بوده و ترکيبشان در سرتاسر ترادف يکنواخت است. تمام سنگهاى آتشفشانى سبلان، آلکالن سديک هستند.

د) تحولات ماگمايى آتشفشانن سبلان

تحولات ماگمايى آتشفشان سبلان براساس مطالعات ژئوشيمى به شرح زير است:

چون بازالتها  و آندزيت هاى کواترنر پيشين، با مراکز آتشفشانى متعدد، در خيلى از نقاط منطقه پراکنده هستند و به سرعت مراحل تکلمل خود را طى نموده اند، بنابراين تمام آتشفشانهاى پليوپلئيستوسن قبل از سبلان که در طول کواترنرى تکامل يافته اند، بايد در يک ساختمان بزرگ مرکزى آتشفشانى واقع شده باشند. بهرحال تحولات ماگمايى در آتشفشان سبلان را نبايد بصورت يک تفريق ساده درنظر گرفت، بلکه احتمالاً درروند عادى افزايش اسيديته درحين تفريق، بازگشت به خصوصيت بازيک نيز صورت گرفته است. دراين رابطه جدايش پيروکسن و پلاژيوکلاز در آشيانه ماگمايى، رل مهمى را دراين روند ايفا نموده است. چنين تحولى، منجربه خروج بيشتر داسيت ها و ايگنمبريت هايى شده سات که درخلال

يا بلافاصله بعد از دومين فروريزش کالدار جايگزين شده اند. بخاطر بالا بودن مقادير Na₂O+K₂O، Sr و Ba، خصوصيت آلکالن سديک سنگهاى سبلان بلاست، که اين خصوصيت را از ماگماى بازيک آلکالن اوليه به ارث   برده اند.

رسوبهاى آذرآوارى سبلان

درغرب و جنوب غربى اردبيل، رسوبهاى کواترنر پيشين رارسوبات آوارى، با خاستگاه آتشفشان سبلان پوشانده اند. اين رسوبها، بصورت جريانهاى گلى يا لاهار با قلوه هاى درشت (بيش از يک مترمکعب) و فراوان، حاصل از گدازه هاى سبلان، دريک زمينه آرژيلى که با لايه هاى خاکستر درتناوب اند ديده مى شوند. بنظر ديدون و ژومن (1976)  احتمالاً اين رسوبها همزمان با فعاليت انفجارى سبلان، درطى يک دوره بين يخچالى بدنبال باران هاى فصلى شديد تشکيل شده اند. ضخامت اين رسوبها از 10 متر تا300 متر متغير است که باحتمال قوى، هم ارز بخش بالايى رسوبهاى کواترنر هستند.

از نظر زمين شناسى، منطقه سبلان،‌ روى هورست بزرگ اوليگوسن بنا شده است. فعاليت قديمى سبلان از ائوسن شروع گرديد، ولى آنچه کوه سبلان را بوجود آورده در پليوسن شروع به فعاليت نموده و تا آخرين دوره بين يخچالى ادامه داشته است. مواد سازنده اين آتشفشان از يک ماگماى عميق حاصل گرديده است، ولى تحت تأثير فرآيندهاى کم وبيش پيچيده اى قرار داشته که تبلور بخشى، هضم و اختلاط دوماگما از اهم آنها است(ديدون و ژومن 1976). بعد از ائوسن، مرحله بعدى فعاليت اين کوه، متعلق به ميوسن است، بنابراين، تکامل درطى زمان طولانى انجام شده است. درکوه سبلان سه سرى آتشفشان قابل تشخيص هستند:

1) سرى پيش از پيدايش کوه سبلان که درواقع شامل گدازه هاى ميوسن مى باشد و از جنس لاتيت- بازالت است.

2)سرى قبل از پيدايش کالدار که درآن لاتيت- آندزيت فراوان مى باشد که به داسيت متحول شده اند.

3)سرى بعد از پيدايش کالدار يا سرى فوقانى که بخش اصلى آن، ترکيب نيمه اسيدى (داسيتى) دارد. دوسرى اخير درپليو- کواترنر بوجود آمده اند.