نفوذ کمپلکس گرانیتوئیدی بروجرد و نفوذ باتولیت الوند در سنگ های رسی سبب ایجاد هورنفلس های رسی و میگماتیت های ذوب بخشی در هاله دگرگونی شده است. در منطقه تویسرکان و بروجرد پدیده ذوب بخشی و میگماتیتی شدن در سنگ های دگرگونی درجات بالا به دلیل نفوذ سنگ های مافیک رخ داده است. لوکوسوم ها عمدتا از کانی های کوارتز و فلدسپار پتاسیم تشکیل شده اند که در آن فلدسپار پتاسیم شکل دار تا نیمه شکل دار بوده و کوارتز با بافت بین بلوری فضای بین آنها را پر کرده است. مجموعه ی کانیایی این دو منطقه تا حدود زیادی مشابه است، حضور کانی های اسپینل و کروندم و فراوانی آندالوزیت در مزوسوم میگماتیت-های منطقه بروجرد مشهود می باشد در صورتی که در مزوسوم میگماتیت های تویسرکان کروندم وجود ندارد و کردیریت و گارنت فراوانتری وجود دارند. مقایسه واکنش های ذوب و روابط فازی مناطق مورد مطالعه نشان می دهد که تفاوت عمده در زون اسپینل-کردیریت (منطقه تویسرکان) و زون اسپینل-کروندم (منطقه بروجرد) می باشد به طوری که در منطقه تویسرکان سیمپلکتیت And+Spl+Crd در بخش مزوسوم میگماتیت ها تشکیل شده است در صورتی که در بخش مزوسوم میگماتیت های بروجرد سیمپلکتیت And+Spl+Crn+Crd تشکیل شده است. براساس مشاهدات صحرایی و پتروگرافی شکل گیری میگماتیت-های هر دو منطقه بر اثر فرآیند ذوب بخشی می باشد. واکنش های موثر در تشکیل مذاب و بخش لوکوسوم میگماتیت ها شامل واکنش های ذوب در حضور فاز سیال و واکنش های ذوب بدون حضور فاز سیال می باشد. واکنش Bt+And=Crd+Spl+Kfs+melt مهم ترین واکنش های توسعه مذاب در سنگ های رسی دگرگون شده هاله الوند است در صورتی که واکنش Bt+And=Crd+Kfs+Spl+Crn+L مهم ترین واکنش توسعه مذاب در سنگ های رسی دگرگون شده هاله بروجرد می باشند.

میگماتیت ها، بخش مهمی از دگرگونی درجه بالای هاله دگرگونی بروجرد (شمال پهنه سنندج – سیرجان) را تشکیل داده اند. مجموعه میگماتیتی، دربردارنده میگماتیت ها، میگماتیت های تحول یافته از شیست ها و میگماتیت های تحول یافته از هورنفلس ها با تنوع ساختاری و کانی شناسی است. این سنگ ها به صورت بخش های روشن (لوکوسوم)، تیره (ملانوسوم) و تیره و روشن (مزوسوم) دیده می شوند. بخش روشن عمدتا از کانی های کوارتز، پلاژیوکلاز، آلکالی فلدسپار، بیوتیت و مسکوویت تشکیل شده است و بافت پرتیت، پویی کیلوبلاستیک، گرانوبلاستیک، گرافیکی و میرمکیتی دارد. ملانوسوم ها، بیوتیت، گارنت، آندالوزیت، سیلیمانیت و تورمالین هستند و بافت لپیدوبلاستیک، پورفیرولپیدوبلاستیک و لپیدوپورفیروبلاستیک دارند. در مزوسوم ها علاوه بر کانی های تیره، بیش تر کانی های تشکیل دهنده بخش روشن نیز مشاهده می شود و معمولا بافت پورفیروبلاستیک، لپیدوبلاستیک و گرانوبلاستیک نشان می دهند. با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی های پتروگرافی و تجزیه شیمیایی سنگ کل، سنگ مادر غالب آنها سنگ های پلیتی بوده است. نتایج دما - فشارسنجی به دست آمده، محدوده دمایی 568 تا 662 درجه سانتیگراد و فشار 2.8 تا 3.3 کیلوبار را نشان می دهد. با توجه به دما و فشار محاسبه شده، گرادیان زمین گرمایی به ترتیب برای شیست های میگماتیتی و میگماتیت ها 48 و60 درجه سانتیگراد بر کیلومتر است. انتشار حرارت ناشی از توده بروجرد و ماگماتیسم مافیک (که انکلاوهایی از آنها در گرانیتوییدها دیده می شود) و سیالات فرورانشی، سبب ایجاد میگماتیت ها شده است. عامل اصلی افزایش گرادیان زمین گرمایی، وجود توده های آذرین داغ و ورود سیالات توده نفوذی در قوس های ماگمایی است.

منطقه مورد مطالعه، در استان همدان و در زون دگرگونی سنندج - سیرجان قرار گرفته است. سنگ های دگرگونی منطقه همدان را می توان به سه گروه سنگ های دگرگونی همبری، دگرگونی ناحیه ای و میگماتیت ها دسته بندی کرد. بلورهای گارنت تقریبا در تمامی سنگ های دگرگونی منطقه (بجز اسلیت ها و فیلیت ها) و در سنگ های آذرین (آپلیت ها، پگماتیت ها و مونزوگرانیت ها) حضور دارند. این گارنت ها جزو گروه پیرالسپیت و غنی از آلماندین هستند. همچنین در تعدادی از این گارنت ها، زون بندی دیده می شود. با انجام مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی نحوه تشکیل بلورهای گارنت در منطقه به دو صورت آذرین و دگرگونی تعیین شد. گارنت های موجود در سنگ های دگرگونی ناحیه ای، سنگ های دگرگونی همبری، مزوسوم و ملانوسوم میگماتیت ها و مونزوگرانیت های گارنت دار دارای منشأ دگرگونی بوده و بلورهای گارنت در آپلیت های گارنت دار و پگماتیت های گارنت دار آذرین می باشد.

منطقه مورد بررسی، بخشی از استان همدان است که در زون دگرگونی سنندج-سیرجان قرار گرفته است. سنگ های دگرگون منطقه را می توان به سه گروه سنگ های دگرگون مجاورتی، دگرگون ناحیه ای و میگماتیت ها رده بندی کرد. بلورهای گارنت تقریبا در تمامی سنگ های دگرگون منطقه (جز اسلیت ها و فیلیت ها) و در سنگ های آذرین (آپلیت ها، پگماتیت ها و مونزوگرانیت ها) حضور دارند. این گارنت ها از نظر ریخت شناسی به سه پیکربندی تقسیم می شوند، دوازده وجهی خاص {110}، ذوزنقه وجهی خاص {211} و پیکربندی های ترکیبی که خود شامل دوازده وجهی ویژه، ترکیبی کامل و ذوزنقه وجهی ویژه. پیکربندی بلوری دوازده وجهی خاص در گارنت آمفیبول شیست ها، گاهی در گارنت میکا شیست ها، به ندرت در مزوسوم میگماتیت ها و گاهی در گارنت میکا هورنفلس ها دیده می شوند. در آپلیت های گارنت دار و پگماتیت های گارنت دار نیز گارنت ها دارای پیکربندی بلوری ذوزنقه وجهی خاص هستند. بلورهای گارنت در سنگ های گارنت دار دیگر منطقه، پیکربندی بلوری ترکیبی را به وجود می آورند. مهم ترین عامل تاثیرگذار بر ریخت شناسی این بلورها ترکیب شیمیایی است. به این صورت که با افزایش نسبت Mn/Ca و (Mn+Mg)/Ca پیکربندی بلوری گارنت ها از دوازده وجهی به ذوزنقه وجهی تغییر می کند.

میگماتیت های قره ناز در نتیجه ذوب بخشی آمفیبولیت ها تحت شرایط رخساره گرانولیت تشکیل شده اند. شواهد ساختی، بافتی، کانی شناسی و ژیوشیمیایی در میگماتیت های منطقه بیانگر تشکیل میگماتیت ها در طی ذوب بخشی می باشد. میگماتیت های مورد مطالعه دارای انواع متنوعی از ساختارها شامل لکه ای، شولن، افتالمیتیک، استروماتیک، دیکتیونیتیک، پتیگماتیت، فلبیتیک، شلیرن، پگماتیتوییدی و نبولیتیک می باشند. وجود پلاژیوکلازهای شکل دار و کوارتزهای بی شکل به صورت بین دانه ای به همراه تشکیل بافت گرانولار، میرمکیت و پرتیت در بخش های لوکوسوم و همچنین وجود زونینگ، ماکل پلی سنتتیک در پلاژیوکلازها بیانگر نقش ذوب بخشی در تشکیل میگماتیت ها بوده است. بر اساس محاسبات تعادل جرمی در میگماتیت های قره ناز ترکیبات اجزای میگماتیتی لوکوسوم، ملانوسوم و مزوسوم در راستای خطی مستقیم قرار می گیرند که نشانه ای بر منشا ذوب بخشی میگماتیت های مورد مطالعه باشد. درصد ذوب بخشی برای میگماتیت های مطالعه شده به روش تعادل جرمی در حدود f≈ 36. 5% و f≈ 43. 6% محاسبه شده است. تفاوت در درصدهای ذوب بخشی ممکن است وابسته به روابط بین نرخ و خروج مذاب از ناحیه ذوب و به مقدار اندک وابسته به میزان واتنش در منطقه می باشد. دمای تشکیل این میگماتیت ها در حدود 870-850 درجه سانتی گراد و فشار در حدود 7-6 کیلوبار تعیین شده است.

سنگ های دگرگونی واحد یکه چاه در شمال شرق گلپایگان، بخشی از پهنه ساختاری سنندج-سیرجان هستند. این واحد شامل سنگ های دگرگونی درجه بالا و میلونیتی بوده که بیشتر از بیوتیت گنیس، بیوتیت گارنت گنیس، آمفیبولیت و ارتوگنیس تشکیل شده است. بیوتیت گنیس و بیوتیت گارنت گنیس ها میگماتیتی شده اند. ساختارهای لایه ای، پتیگمایی، چین خورده، چشمی، شبکه ای و لکه ای در این میگماتیت ها به چشم می خورند. لوکوسوم ها از نوع لوکوسوم های در خاستگاه و رگه ای هستند. با توجه به نوع ساختار لوکوسوم ها و برخی از ریزساختارهای آذرین حفظ شده در آنها، فرآیند غالب تولیدکننده این میگماتیت ها ذوب بخشی بوده است. ماکل دوقلوئی ساده در فلدسپار پتاسیم لوکوسوم، بیوتیت خورده شده، حضور مذاب، منطقه بندی در بعضی از پلاژیوکلازها، بافت سیمپلکتیت در لوکوسوم و مزوسوم، مسکویتی شدن برخی از کانی ها، تعدادی از شواهد مهم ذوب بخشی در این میگماتیت ها هستند. با توجه به حضور لوکوسوم ها و پدیده میگماتیتی-شدن، سنگ های منطقه مورد بررسی دچار یک مرحله افزایش دما تا رسیدن به ذوب بخشی شده اند و سپس دگرگونی پسرونده را طی سردشدگی پشت سر گذاشته اند. شواهد دگرگونی پسرونده در این نمونه ها شامل تبدیل روتیل به اسفن و ایلمنیت، بافت سیمپلکتیت (کوارتز + مسکویت)، بافت میرمکیت (کوارتز + پلاژیوکلاز)، گارنت آتولی، تجزیه گارنت به کوارتز و کلریت است.

در بخش شمالی پهنة سنندج-سیرجان (همدان، تویسرکان و بروجرد)، رخنمون‏ هایی از سنگ‏ های میگماتیتی حضور دارند که از متاتکسیت تا دیاتکسیت تغییر می‏ کنند. در مزوسوم این میگماتیت‏ ها، دو نوع زیرکن موروثی (2 میلیارد و 590 میلیون سال پیش تا 190 میلیون سال پیش) و دگرگونی (180 میلیون سال پیش تا 160 میلیون سال پیش) یافت می شوند. در تصویرهای کاتدولومینسانس، زیرکن‏ های موروثی به‏ صورت شکل‏ دار تا نیمه‏ شکل‏ دار هستند و منطقه بندی نوسانی و گاه حاشیه مضرس نشان می دهند. زیرکن‏ های دگرگونی به شکل دانه‏ های ستبر، فاقد منطقه بندی ماگمایی و با بافت شبحی هستند و به صورت غلاف نازکی در اطراف هسته‏ های موروثی رشد کرده‏ اند. گاهی نیز زیرکن‏ های دگرگونی شامل بلورهای منفردی هستند که هستة موروثی ندارند. شواهد ساختاری نشان می‏ دهد پیدایش زیرکن‏ های دگرگونی توسط فرایند بازتبلور و انتقال عنصرهای سازندة آنها در شرایط ساب‏ سالیدوس روی داده است. حضور فاز سیال ناشی از ذوب‏ بخشی در هنگام میگماتیت‏ زایی، از یک سو زیرکن‏ های دگرگونی شکل دار با منطقه بندی نوسانی را پدید آورده است و از سوی دیگر، از دگرریختی ناشی از برش در ساختار درونی این کانی جلوگیری کرده است. زیرکن‏ های دگرگونی با سن نزدیک به 180 میلیون سال پیش و کمتر، در پی دگرگونی حرارتی-دینامیکی دوره های ژوراسیک هسته‏ بندی کرده‏ اند.

در هاله شرقی مجموعه پلوتونیک الوند نواری از سنگ های میگماتیتی وجود دارد که دارای ساخت های متنوعی از جمله استروماتیک، پتیگماتیک، دیکتیونیتیک، شولن، سورئیتیک و نبولیتیک می باشند. در این مجموعه میگماتیتی تفکیک ملانوسوم از مزوسوم در بسیاری از حالات مشکل است و باید گفت ملانوسوم در حاشیه همه لوکوسوم های منطقه وجود نداشته و یا اینکه ضخامت آن خیلی کم است. سه نوع لوکوسوم ترونجمیتی، گرانودیوریتی و آلکالی فلدسپار گرانیتی در این میگماتیت ها وجود دارد شواهد صحرایی و میکروفابریک نشان می دهند که فرایندهای تفریق دگرگونی، ذوب بخشی و تزریق ماگمایی در میگماتیت زایی نقش داشته اند. از این میان نقش ذوب بخشی با اهمیت بوده و نتیجه فرا دگرگونی ناحیه ای (الترامتامورفیسم) بین میگماتیت زایی با تشکیل گرانیت های نوع S ارتباط ژنتیک وجود دارد. میگماتیت زایی اصلی در اثر دگرگونی ناحیه ای و همزمان با قبل از تزریق گرانیت های نوع S اتفاق افتاده اما سنگ های میگماتیتی متعاقبا متحمل دگرگونی مجاورتی نیز شده اند. ذوب بخشی در منطقه زود هنگام بوده و قبل از تبدیل کامل آندالوزیت به سیلیمانیت صورت گرفته است. بهم ریختگی های ناشی از عملکرد تکتونیک و نیز حضور لایه های متوالی کم ضخامت از سنگ های با ترکیب مختلف سبب شده است تا ذوب بخشی به صورت انتخابی (و نه فراگیر) رخ دهد و این پدیده تفکیک زون های کانی شناسی را نیز دشوار نموده است.

نفوذ نفلین سینیت و نفلین گابروی کلیبر به سن ائوسن – الیگوسن در سنگهای رسی و آهکی کرتاسه باعث تشکیل هاله گرمایی به ستبرای بیش از 1 کیلومتر در اطراف آن شده است. دگرگون شدن سنگهای رسی و آهکی در حاشیه شمالی و خاوری هاله و سنگهای مافیک در حاشیه جنوبی هاله، باعث تشکیل انواع هورنفلسهای دگرگونی در منطقه شده است. پدیده میگماتیتی شدن و ذوب بخشی در درجه دگرگونیهای بالا و نزدیک همبری به علت گرمای حاصل از توده در سنگهای با ترکیب شیمیایی مناسب، دیده می شوند. مقیاس ذوب بخشی بسیار کوچک و حجم ماگمای آناتکسی تشکیل شده کم است. بخشهای روشن (لوکوسومها) به صورت رگه ای و قطره ای در مقیاس میلی متری مشاهده می شود. کانیهای اصلی در بخش روشن رنگ میگماتیتها شامل کوارتز و فلدسپار پتاسیم با بافت آذرین، بویژه فلدسپارهای پتاسیم شکل دار تا نیمه شکل دار، بافت گرانوفیری و بافت بین بلوری interstitial)) در کانیهای کوارتز است. تفاوتهای بافتی بین بخش روشن و تیره (لوکوسوم و مزوسوم)، ترکیب کانی شناسی لوکوسوم، ساخت آذرین در بخش لوکوسوم و محدود بودن تشکیل لوکوسوم به سنگهای رسی، همگی شواهدی از رخداد پدیده آناتکسی در هاله کلیبر است. واکنشهای موثر در تشکیل مذاب و بخش روشن میگماتیت شامل واکنشهای ذوب در حضور فاز سیال آزاد (fluid–present) و واکنشهای در نبود فاز سیال آزاد fluid–absent)) می باشد. مجموعه کانیهای دگرگونی درجه بالا (مانند مجموعه های دارای ارتوپیروکسن) احتمالا در اثر از بین رفتن کانیهای آبدار (مانند بیوتیت) توسط واکنشهای بدون حضور سیال آزاد تشکیل شده اند. ترکیب کانی شناسی لوکوسومها مشابه لوکوگرانیت تا گرانیت حاصل از ذوب بخشی است و با منشا تبلور از مذاب مطابقت دارد.