زمین دما-فشار سنجی و شیمی کانی‌ انباشته‌ای فروپارگازیت گابرویی در سنگ‌های آتشفشانی جنوب شاهرود

نویسنده

دانشگاه علوم پایه دامغان

چکیده

 منطقه مورد مطالعه در حدود 110 کیلومتری جنوب شاهرود و در شمال زون ساختاری ایران مرکزی واقع شده است. برونبومهای کومولیتی زیادی با ترکیب فروپارگازیت گابرویی در میان سنگ­های آتشفشانی بازیک ائوسن میانی منطقه مورد مطالعه وجود دارند. آمفیبول­ها یکی از کانی­های مهم این انباشته­های گابرویی و بازالت­های میزبانند. بر پایه نتایج حاصل از ریزپردازنده الکترونی، آمفیبول­های موجود در انباشته­های مورد مطالعه، بر پایه تقسیم­بندی لیک و همکاران، در گروه کلسیک قرار می­گیرند و از نوع فروپارگازیتند. پلاژیوکلازها به صورت چشمگیری ترکیب غنی از کلسیم نشان می­دهند، و منطقه­بندی عادی از آنورتیت در مرکز تا بایتونیت در حاشیه دارند. ترکیب کلینوپیروکسن­ها بین کلسیک اوژیت و دیوپسید تغییر می­کند. بنابر نتایج حاصل از زمین فشار سنج آمفیبول اشمیت، آمفیبول­ها در این انباشته­های گابرویی در فشار حدود 5/7 کیلو بار، در عمق حدود 26 کیلومتری متبلور شده­اند. زمین دماسنجی آمفیبول­های این سنگ­ها نیز با دماسنجهای مختلف، تغییرات دمایی بین 830 تا 860 درجه سانتی­گراد را نشان می­دهند. مقادیر پایین HREE و نسبت­های La/Yb و Dy/Yb انباشته­های گابرویی نشان می­دهد که ماگمای مادر آنها احتمالاً در درجه­های ذوب بخشی نسبتاً بالا ( 16 تا 18 درصد) از یک خاستگاه گوشته­ای ریشه گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geothermobarometry and mineral chemistry of ferroanpargasite gabbroic cumulates in volcanic rocks from South of Shahrood

چکیده [English]

The study area is located about 110 Km south of Shahrood in north of Central Iran structural zone. There are many cumulate enclaves with ferroanpargasite gabbroic composition within the Middle Eocene basic volcanic rocks in the study area. Amphiboles are one of the most important minerals in gabbroic cumulates and host basaltic rocks. Based on results of electron microprobe analyses, amphibole minerals present in these cumulates, according to leake et al. classification are calcic and show ferropargasite compositions. Plagioclase shows a notably CaO-rich composition and has normal zoning from anorthite in the core to bytownite at the rim. Clinopyroxene composition range between calcic augite and diopsite. According to the amphibole geobarometer of Schmidt, amphiboles in these gabbroic cumulates are crystallized at ~7.5 Kbar corresponding to a depth of ~26 Km. Geothermometry of amphiboles of these rocks also were calculated with different thermometer and range from 830 to 8600C. The low contents of HREE and La/Yb and Dy/Yb ratios of gabbroic  gabbrodiorite-154.c series.olcanic series. cumulstes suggest that their parental magma was probably formed by relatively high degree of partial melting (16 to 18%) of the mantle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mineral chemistry
  • geothermobarometry
  • Gabbroic cumulates
  • South of Shahrood
]1[ خادمی م.، "ویژگی های ساختاری و وضعیت زمین ساختی منطقه طرود"، رساله دکتری، دانشگاه‌ شهید بهشتی (1386)، ص230 .

]2[ قربانی ق.، "پترولوژی سنگ های ماگمایی جنوب دامغان "، رساله دکتری، دانشگاه شهید بهشتی، (1384) ص 355.

[3] Hammarstrom J.M., Zen E-An., “Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer”, Am.Mineral. 71(1989) 1297-1313.

[4] Johannes W., “Melting of plagioclase in the system Ab-An-H2O at P H2O = 5Kbar an equilibrium problem”, Contrib. Mineral. Petrol. 66(1978) 295-303.

[5] Arculus R. J., Wills K. J. A., “The petrology of plutonic blocks and inclutions from the lesser Antilles island arc”, J. Petrol. 21 (1980) 743-799.

[6] Morimoto N., “Nomenclature of pyroxenes, Bull . Mineral”, 111(1988) 535-550.

[7] Shi P., “Low-pressure phase relationships in the system Na2O-CaO-FeO-MgO-Al2O3-SiO2 at 11000C , with implication for Shirly DN (1986) compaction of igneous cumulates”, J. Geol. 94 (1993) 795-809.

[8] Sisson T. W., Grove T. L., “Experimental investigation of the role of H2O in calc-alkaline differentiationand subduction zone magmatism”, Contrib. Mineral. Petrol. 113(1993a) 143-166.

[9] Leake B. E., et al., “Nomenclature of amphiboles of the subcommittee on amphiboles of the international mineralogical association commission on new minerals and mineral names”, Eur. J. mineral. 9 (1997) 623 – 651.

[10] Ernst W. G., “Paragenesis and thermobarometry of Ca-amphiboles in the Barcroft granodioritic pluton, central White Mountains, eastern California”, Am.Mineral. 87(2002) 478-490.

[11] Otten M. T., “The origin of brown hornblende in the Artfjallet gabbro and dolerites”, Contrib. Mineral. Petrol. 86(1984) 189-199.

[12] Nakamura N., “Determination of REE , Ba , Fe , Mg , Na , and K in carbonaceous and ordinary chondrites”, Geochim. Cosmochim. Acta , 38(974) 757 – 775 .

[13] Kocak K., Isik F., Arslan M., Zedef V., “Petrological and source region characteristics of ophiolitic hornblende gabbros from the Aksaray and Kayseri regions, central Anatolian crystalline complex”, Turkey. J. of Asian Earth Sciences, 25 (2005) 883-891.

[14] Hole M. J., et al., “Subduction of pelagic sediments: implications for the Ce anomalous basalts from the Mariana Islands”, J. Geo. Soci. London, 141 (1984) 453-472.

[15] Leterrier J., Maury R. C., Thonon P., Girard D., Marchal M., “Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of paleo-volcanic series", Earth Planet. Sci. Lett.59 (1982) 139-154.

[16] Fallon T. J., et al., “Anhydrous partial melting of a fertile and depleted peridotite from 2 to 30 Kbar and applications to basalt petrogenesis”, J. Petrol. 29 (1988) 1257-1282.

[17] Wang Y., et al., “Early Cretaceous gabbroic rocks from the Taihang Mountains: Implications for a paleosubduction-related lithospheric mantle beneath the central North China Craton”, Lithos 86( 2006 ) 281-302.

[18] MCDonough W. F., “Constraints on the composition of the continental lithospheric mantle”, Earth Planet. Sci. Lett. 101 (1990) 1-18.

[19] Kuepouo G., et al., “Transitional tholeiitic basalts in the Tertiary Bana volcano-plutonic complex, Cameroon Line”, Journal of African earth sciences 45 ( 2006 ) 318-332.

[20] Hirschman M. M., et al. “Calculation of peridotite partial melting from thermodynamic models of minerals and melts”, J. Petrol.39 (1998) 1091-1115.

[21] Claeson D. T., Meurer W. O., “Fractional crystallization of hydrous basaltic arc-type magmas and the formation of amphibole-bearing gabbroic cumulates”, Contrib. Mineral. Petrol 147 (2004) 288-304.

[22] Holister L.S., Grisson G.C, Peters E.K., Stowell H.H. Sisson V.B., “Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons”. Am. Mineral., 72(1987) 231-239.

[23] Johnson M.C., Rutherford M.J., “Experimental colibration of the aluminum-in hornblende geobarometer with application to Long Valley (California)volcanic rocks”. Geology, 17(1989) 837-841.

[24] Blundy J.D., Holland T.J.B., “Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer”. Contrib. Mineral. Petrol. 104(1990) 208-224.

[25] Schmidt M.W., “Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al – in hornblende barometer”. Contrib. Mineral. Petrol. 110 (1992) 304 – 310.

[26] Holland T., Blundy J., “Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry”. Contrib. Mineral. Petrol. 116(1994) 433-447.

[27] Vyhnal C.R., MCSween H.Y., Jr., “Hornblende chemistry in southern Appalachian granitoids Implications for aluminum hornblende thermobarometry and magmatic epidote stability”, Am.Mineral. 76(1991) 176-188.

[28] Barclay J., Carmichel I. S. E., “A hornblende basalt from western Mexico: water saturated phase relations constrain a pressure-temperature window of eruptibility”. J. Pertol. 45 (2004) 485-506.

[29] Ernst W. G., Liu J., “Experimental phase-equilibrium study of Al- and Ti-contents of calcic amphibole in MORB- A semiquantitative thermobarometer”. Am. Mineral. 83 (1998) 952-969.