مطالعه دماسنجی ایزوتوپی رگه‌های کوارتز-آلومینوسیلیکات منطقه همدان با استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار اکسیژن

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 دانشگاه ویسکانسین

چکیده

 رگه‌های کوارتز - آلومینوسیلیکات منطقه همدان از کوارتز همراه با یک، دو، و یا سه  سیلیکات آلومینیم (5SiO2Al) چندریخت شامل آندالوزیت، کیانیت و سیلیمانیت تشکیل یافته­اند. در برخی از این رگه‌ها، کانی­های فرعی دیگری مانند پلاژیوکلاز، گارنت، کلریت، بیوتیت، استارولیت و مسکویت دیده می‌شوند. سنگ­زایی این رگه‌ها و سنگ­های در برگیرنده آنها قبلاً مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین در این مطالعه نسبت­های ایزوتوپی اکسیژن در کوارتز و آلومینوسیلیکات هم­زیست را برای برآورد شرایط تشکیل و خاستگاه این رگه‌ها اندازه­گرفتیم. مقدار O16/O18δ در کوارتز حدود 8/16+ تا 1/17+‰، در آندالوزیت 2/14+ تا 5/14+‰ ، در کیانیت 1/14+‰ و در سیلیمانیت 6/14+‰ است. این داده‌ها نشان می‌دهند که آبگون­های مسئول ایجاد رگه‌ها دارای خاستگاه دگرگونی هستند و خاستگاه ماگمایی در مورد آنها بعید به نظر می­رسد. دمای تشکیل رگه‌ها بین 480 تا oC 550 تخمین زده شده است، که این گستره دمایی با مطالعات سنگ­شناسی رگه­ها، و نتایج دماسنجی پیشین روی سنگ­های میزبان رگه­ها هماهنگی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Constraints on isotope thermometry of quartz-aluminosilicate veins in the Hamadan region using Oxygen stable isotopes

چکیده [English]

The quartz-aluminosilicate veins in the Hamadan region consist of quartz with one, two or three polymorphs of aluminum silicate )andalusite, kyanite and sillimanite(. In some veins other accessory minerals (i.e. garnet, chlorite, muscovite, staurolite, biotite and plagioclase) are present. The petrogenesis of these veins and their country rocks have been previously described; this paper studies oxygen isotope ratios of co-existing quartz and Al2SiO5 to determine formation conditions and genesis of these veins. The δ 18O/ 16O values of quartz, andalusite, kyanite and sillimanite range from: +(16.8-17.1)‰, +(14.2-14.5)‰, +14.1‰ and +14.6‰, respectively. These results indicate a possible metamorphic origin for fluids responsible for the formation of these veins and magmatic origin of fluids is unlikely. The estimate temperature for the formation of veins is about ~ 480-550 oC, a range thet consistent with petrographic observations in the veins and previous thermometry results on host rocks of veins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isotope thermometry
  • quartz-aluminosilicate veins
  • oxygen stable isotopes
  • metamorphism
[1] Sharp Z. D., "Oxygen isotope geochemistry of the Al2SiO5 polymorphs", Am. J. Sci., 295 (1995) 1058-1076.

[2] Rollinson H. R., "Using geochemical data: Evaluation, presentation, interpretation", New York, John Wiley and Sons (1993).

[3] Taylor H. P., Shepard S. M. F., "Igneous rocks I. Processes of isotopic fractionation and isotope systematics", ed. by: Vally J. W., Taylor H. P. Jr., O’Neil Jr., "Stable isotopes in high temperature geological processes", Rev. Mineral., 16 (1986) 227-271.

[4] Valley J. W., Kitchen N., Kohn M., Niendorf C. R., Spicuzza M. J. UWG-2, "a garnet standard for oxygen isotope ratios: Strategies for high precision and accuracy with laser heating", Geochim. Cosmochim. Acta 59 (1995) 5223-5231.

[5] Spicuzza M. J., Valley J. W., Kohn M., Girard J. P., Fouillac A. M., " The rapid heating, defocused beam technique: a CO2-laser-based method for highly precise and accurate determination of δ18O values of quartz", Chem. Geol. 144 (1998)195-203.

[6] ترکیان اشرف، "مطالعه پتروگرافی و پترولوژیکی پگماتیت الوند (همدان)"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران (1374).

[7] بهاری‌فر علی اکبر، "نگرشی نو بر پتروژنز سنگهای دگرگونی ناحیه ای منطقه همدان"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم تهران (1376).

[8] سپاهی علی اصغر، "پترولوژی مجموعه پلوتونیک الوند با نگرشی ویژه بر گرانیتوئیدها", رساله دکتری، دانشگاه تربیت معلم تهران (1378).

[9] Sepahi A. A., Whitney D. L., Baharifar A. A,"Petrogenesis of kyanite-andalusite-sillimanite veins and host rocks, Sanandaj-Sirjan belt, Hamadan, Iran”, J. Metamorphic Geol. 22 (2004) 119-134.

[10] بهاری فر علی اکبر، "پترولوژی سنگهای دگرگونی منطقه همدان"، رساله دکتری، دانشگاه ترببت معلم تهران (1383).

[11] Epstein S., Taylor H. P. JR., "Variation of 18O/16O in minerals and rocks", ed. by: Abelson P. H.,"Researches in geochemistry", John wiley & Sons, Inc.,New York, Vol. 2 (1967) pp. 29-62.

[12] Taylor H. P. JR, "Oxygen isotope studies of hydrothermal mineral deposits", ed. by: Barnes H. L.,"Geochemistry of hydrothermal ore deposits", Holt, Rinehart and Winston Inc., New York (1967) pp. 109-142.

[13] Clayton R. N., Epstein S., "The use of oxygen isotopes in high temperature geological thermometry", J. Geol., 68 (1961) 447-452.

[14] O’Neil J. R., Clayton R. N., "Oxygen isotope thermometry", ed. by: H. Craig, S. L. Miller and G. J. Wasserburg, "Isotopic and cosmic chemistry", North Holland Pub., Amesterdam (1964) pp. 157-168.

[15] Farquhar J., Chacko T., Frost B. R., "Strategies for high temperature oxygen isotope thermometry: a worked example from the Laramie Anorthosite complex", USA, EPSL 117 (1993) pp. 407-422.

[16] Oecher, P. M., Sharp, Z. D., "Comparison of conventional and garnet-aluminosilicate-quartz O isotope thermometry: Insights for mineral equilibration in metamorphic rocks", Am. Mineral. 84 (1999) pp. 1287-1303.

[17] Bronlow A. H.,"Geochemistry", Prentice-Hall (1985).

[18] شفایی مهدی،" مبانی ژئوشیمی (ترجمه کتاب آلگر میشارد)"، انتشارات دانشگاه تهران (1365).

[19] Mason B., Moore C. B., "Principles of Geochemistry", John Wily & Sons (1982).

[20] Valley J. W., "Stable isotope thermometry at high temperatures", ed. by: Valley J. W., Cole D. R., "Stable Isotope Geochemistry", review in Mineralogy and Geochemistry 43 (2001) pp. 365-414.

[21] Ghent E. D., Valley J. W., "Oxygen isotope study of quartz-Al2SiO5 pairs from the Mica Creek area, British Columbia: implications for the recovery of peak metamorphic temperatures", J. Metamorphic Geol. 16 (1998) 223-230.

[22] Cavosie A. J., Sharp Z. D., Selverstone J., "Co-existing aluminum silicates in quartz veins: A quantitative for determining andalusite-sillimanite equilibrium in natural samples using oxygen isotopes", Am. Mineral. 87,4 (2002) pp. 417-423.

[23] Larson T. E., Sharp Z. D., "Stable isotope constraints on the Al2SiO5 “triple point” rocks from the Proterozoic Priest pluton contact aureole, New Mexico, USA", J. Metamorphic Geol. 21 (2003) 785-798.

[24] Best M. G., Christiansen E. H., "Igneous Petrology ", Longman (2001) 428.

[25] Eiler J., "Oxygen Isotope variations of basaltic lavas and upper mantle rocks", ed. by: Valley J. W., Cole D. R., "Stable Isotope Geochemistry", Reviews in Mineralogy and Geochemistry 43 (2001) pp. 319-364.