بررسی کانی شناسی، ژئوشیمی و ایزوتوپ‌های استرانسیوم-نئودیمیم سنگ‌های‌آتشفشانی و دایک‌های واقع در واحدهای رسوبی میوسن در ناحیه اسکر (شمال شرق بافت، استان کرمان) (زون ارومیه ـ دختر)

نویسندگان

1 دانشگاه لرستان

2 دانشگاه دامغان

چکیده

 منطقه­ی مورد بررسی در استان کرمان و در شمال شرق شهرستان بافت و نزدیک به رابر واقع شده است. این بخش که در تقسیمات ساختاری منطقه­های ایران در نوار ماگمایی ارومیه-دختر قرار دارد در استان کرمان وابسته به نوار دهج-ساردوئیه است که به موازات کمان ماگمایی ارومیه-دختر قرار گرفته است. بیشتر دنباله­های آتشفشانی این ناحیه شامل آندزیت­، آندزیت بازالت، داسیت و به مقدار کمتر بازالت و تراکی­آندزیت به سن ائوسن هستند که همراه با سنگ­های آذرآواری و پیروکلاستیک شامل گدازه­ها و روانه­های ایگنیمبریتی قرار گرفته­اند. از نظر کانی­شناسی، این واحدها شامل کانی­های پلاژیوکلاز و هورنبلند و کلینوپیروکسن به عنوان کانی­های اصلی و کانی­های بیوتیت، کوارتز و کانی­های کدر بعنوان کانی­های با فراوانی کمتر هستند. بر اساس داده­های ژئوشیمیایی، عناصر اصلی و کمیاب این سنگ­ها در گستره انواع آهکی-قلیایی پتاسیم متوسط قرار گرفته و دارای ماهیت شبه آلومین هستند. بنابر آنالیزهای ایزوتوپی انجام شده و رسم نمودار ایزوکرون­های مربوطه سن 5/2±7/45 میلیون سال (ائوسن زیرین) برای سنگ­های آتشفشانی به دست آمده است. بر اساس داده­های ایزوتوپی بدست آمده معلوم شد که نسبت 87Sr/86Sr برای واحدهای مورد بررسی بین 704759/0 تا 705933/0 متغیر است و میزان نسبت و تغییرات از 512711/0 تا 512823/0 و از 15/2 تا 82/3 متغیر است که از نظر ترکیبی نشانگر خاستگاه گوشته­ای است. بنابراین تغییرات مشاهده شده­ی نسبت­های ایزوتوپی در واحدهای مورد بررسی، اثر قابل توجه هضم مواد پوسته بالایی به همراه فرایند تبلور تفریقی در یک سیستم باز را ثابت می­کند. وجود بیهنجاری منفی از Eu و غنی شدگی از LREE نسبت به HREE و بالا بودن مقدار عناصر ناسازگار LIL نسبت به HFS به همراه بی­هنجاری منفی شاخص Nb، Ti و P < /span> در واحدهای مود بررسی دلیلی بر غلبه رژیم وابسته به فرورانش پوسته­ی اقیانوسی نئوتتیس صفحه­ی عربی به زیر صفحه­ی ایران مرکزی در حاشیه­ی فعال قاره­ای در منطقه است که نتایج حاصل با دیگر بررسی­های انجام گرفته در منطقه­ی ارومیه-دختر همخوانی و قابل قیاس است. ماگمای اولیه­ی سنگ­های آتشفشانی منطقه احتمالاً از ذوب بخشی گوشته که خود در اثر تماس با شاره­های مشتق شده از پوسته اقیانوسی در حال فرورانش است و از عناصر کمیاب غنی شده، ریشه گرفته است.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on mineralogy, geochemistry characteristics and Sr-Nd isotopic analysis for volcanic rocks and dikes covered by Miocene sedimentary sequences in the Sker area, NE Baft city in Kerman Province (Urumieh-Dokhtar zone)

چکیده [English]

Study area is located in Kerman Province and NE Baft city near to Rabor town. This section is in the structural division of Iran classified as Urumieh-Dokhtar magmatic belt which in Kerman area is called- Dahaj-Sarduieh belt that extended parallel to Urumieh-Dokhtar magmatic belt. These rocks comprise of andesite, andesite-basalt, dacite and rarely basalt and trachy-andesite with Eocene age that are associated with ignimbrite and pyroclastic flows. Studied volcanic units and intermediate dikes are covered by sedimentary sequences with N-S and E-W trend .Major minerals in these dikes are plagioclase (as major phenocryst) hornblende and Cpx and common minor minerals are biotite, quartz and opaque. Dominant texture in these rocks is porphyry, however many evidence such as corrosion of plagioclase, serisitization and disequbirilium texture observed. Based on major and minor element geochemical data, these rocks belong to calc-alkaline series and have metalumine trend.  According to isotopic analysis and isochrones diagram, age of 45.7 Ma is obtained for study rocks. Based on these diagrams, 86Sr/86Sr ratio for these units is varied between 0.704759 to 0.705561 and value of 144 Nd/ 143 Nd is between 0.512711 – 0.512823 and εNd rangs from 1.68 to 3.82.  This data shows a depleted mantle origin for dikes parent magma. Also variation of isotopic ratio in study units in NE Baft revealed an obvious upper crust assimilation which is associated with fractionation crystallization in an open system. Negative Eu anomaly and LREE enrichment more than HREEs and high value of LIL element relate to HFSEs bearing with negative anomaly of Ti, Nb and P demonstrate a subduction of Arabian oceanic crust beneath the Central Iran plate in active continental margin as a major tectonic setting for genesis of study area rocks. According to geochemical and isotopic analysis, these volcanic rocks probably formed from partial melting of mantle wedge that was associated with fluid and sediment derived from oceanic subducting crust that enriched from REEs.

 

کلیدواژه‌ها [English]

  • volcanic arc
  • Baft city
  • calk alkaline trend
  • subduction zone
  • assimilation process
  • Sr-Nd isotopes
  • Urumieh-Dokhtar belt
] 1[ معین وزیری ح, احمدی, ع, "پتروگرافی و پترولوژی سنگ های آذرین", انتشارات دانشگاه تربیت معلم تهران, (1371)، 539 ص.

] 2 [نبوی م, "دیباچه ای بر زمین شناسی ایران، سازمان زمین شناسی کشور", (1355)، 440 ص.

[3] Dimitrijevic M. D., Srdic A., Dimitrijevic M. N., ”Geological map of Iran 1:100000 series Sheet 7348- Baft”. Geological survey of Iran. (1959).

[4] Dimitrijevic M. D., Cvetic S., Djokovic I., “Geology of Kerman region: institute for geological and mining exploration and institution of nuclear and other mineral raw materials, Scale: 1: 500000”, Geological survey of Iran, Report Yu/52, 334 pp. (1973).

[5] Maitre R. W. Le, "A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms', Backwell. Oxford, 193pp., (1989).

[6] Winchester J.A., Floyd P.A., "Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements", Chemical Geology, 20 (1977) 325-343

[7] Kuno H., "Differentiation of basalt magmas. In: Hess, H.H., Poldervaart, A. (Eds.), Basalts", Vol. 2. John Wiley and Sons, (1968) pp 623–668.

[8] Irvine T. W., Baragar W. R. A., "A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks", Canadian Journal of Earth Sciences, (1977), Vol. 8, pp.523 – 548.

[9] Hastie A.R., Kerr A.C., Pearce J.A., Mitchell S.F., "Classification of altered volcanic island arc rocks using immobile trace elements", development of the Th-Co discrimination diagram. Journal of Petrology 48(2007) 2341-2357.

[10] Shand S.J., “Eruptive Rocks: Their Genesis, Composition, Classification and Their Relation to Ore Deposits”, Hafner, New York, (1969) 488p

[11] Zanetti A., Mazzucchelli M., Rivalenti G., Vannuci R., "The Finro phlogopite-peridotite massif: an example of subduction-related metasomatism", Contribution to Mineralogy and Petrology, 134 (1999) 107-122.

[12] Gill J. B., "Orogenic Andesites and plate tectonics”, Springer, (1981) Verlag, Berlin,

[13] Sun S.S., McDonough W.F., "Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts; implications for mantle composition and processes: in Saunders, A.D., and Norry, M.J.,eds., Magmatism in the ocean basins", Geological Society Special Publications no. 42 (1989) p313- 345.

[14] Srivastava R.K., Singh R.K., "Trace element geochemistry and genesis of Precambrian sub alkaline mafic dykes from the central Indian craton: evidence for mantle metasomatism", Jurnal of Asian Earth Sciences 23(2004) 373-389.

[15] Jung S., Hoffer E., Hoernes S., "Neo- Proterozoic rift-related syenites (North Damara Belt, Namibia) Geochemical and Nd-Sr-Pb-O isotope constraints for mantle sources and petrogenesis", Lithos, 96(2007) 415-435.

[16] Ying J., Zhang H., Sun M., Tang Y., Zhou X., Liu X., "Petrology and Geochemistry of Zijinshan alkaline intrusive complex in Shanxi Province western North China Craton : Implication for magma mixing of different sources in an extensional regime”. Lithos, 98(2007) 45-66.

[17] Nakamura N., "Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chonderite", Geochim. Cosmochim. Acta, 38 (1974) 757-775.

[18] Saunders A.D., Norry M.J., Tarney J., "Fluid influence on the trace element composition of subduction zone magmas", philosophical transactions of the Royal Society of London 335 (1991) 377–392.

[19] Abdel-Fattah M., Abdel-Rahman A.M., Nassar P.E., "Cenozoic Volcanism in the Middle East: Petrogenesis of alkali basalts from Northern Lebanon", Geology magazine. 141 (2004), 545- 563.

[20] Pearce J. A., Harris N. B. W., Tindle A. G., "Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks", Journal of Petrology 25 (1984) 956-983.

[21] Xia Q.-X., Zheng Y-F., Zhou L. G., "Dehydration and melting during continental collision: constraints from element and isotope geochemistry of low-T/UHP granitic gneiss in the Dabie orogen", Chemical Geology 247(2008) 36- 65.

[22] Ionov D.A., Hofmann A.W., "Nb-Ta rich mantle amphiboles and mica: implication for subduction-related metasomatic trace element fractionations", Earth and Planetary Science Letters, 131(1995) 341-356.

[23] Askren D. R., Roden M. F., Whitney J. A., "Petrogenesis of Tertiary Andesite Lava Flows Interlayered with Large-Volume Felsic Ash-Flow Tuffs of the Western USA", Journal of Petrology, 38(1999), 1021–1046.

[24] Rollinson H.R., "Using geochemical data: evaluation" presentation, interpretation”. Longman Group, UK lst edition (1993) 352p.

[25] Pearce J.A., "Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins", In: Hawkesworth C.J. & Norry M.J., (eds.), Continental basalts and mantle xenoliths.Shiva, Nantwich, (1983) 230-249.

[26] Harris N. B. W., Pearce J. A., Tindle A. G., “Geochemical characteristics of collision –zone Magmatism”. In: Coward, M. P. and Ries, A. C. (Eds.): Collision Tectonics. Geological Society of London, Special publication (1986) 19: 67-81.

[27] Muller D., Groves D.I., "Potassic igneous rocks and associated gold-copper mineralization", Springer Verlage, (1997), 241 p.

[28] Wood D. A., Joron J. L., Treuil M., Norry M., Tarney J., "Elemental and Sr isotope variations in basic lavas from Island and the surrounding ocean floor", Contrib. Mineral, Petrol.70 (1979a) 319- 339.

[29] Garsia T.S., Quesada C., Bellido F., Dunning G.R., Tanago J.G.D., "Two-step magma flooding of the upper crust during rifting: The early Paleozoic of the Ossa Morena zone (SW Iberia)", Tectonophysics, 461 (2008) 72-90.

[30] Peng T., Wang Y., Zhao G., Fan W., Peng B., "Arc-like volcanic rocks from the southern Lancangjiang zone, SW China: Geochronological and geochemical constraints on their petrogenesis and tectonic implication", Lithos, 102 (2007) 358-373.

[31] Machado A., Lima E.F., Mortad., Oteiza O., Almeida D.P.M., Figueiredo A.M.G., Alexandre F.M., Urrutia J.L., "Geochemistry constrains of Mesozoic-Cenozoic calc-alkaline magmatism in the South Shetland arc, Antarctica “. J. South American Earth Science. 18 (2005) 407-425.

[32] Pearce J.A., "Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins", In Hawkesworth C.J. and Norry, M.J., shiva, Nantwich, (1983) 230-249.

[33] Pearce J.A., Cann J.R., "Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses", Earth Planet. Sciences Letter, 19 (1973) 290-300.

[34] He Y., Zhao G., Sun M., Wilde S.A., "Geochemistry, isotope systematics and petrogenesis of the volcanic rocks in the Zongtiao mountain: An alternative interpretation for the evolution of the southern margin of the North China craton", Lithos, 102 (2007) 158-178.

[35] Liu S., Hu R., Gao S., Feng Coulson I., Feng G., Qi Y., Yang Y., Yang C., Tang L, “U-Pb zircon age, geochemical and Sr-Nd isotopic data as constrains on the petrogenesis and emplacement time of the Precambrian mafic dyke swarms in the north china craton (NCC)”, Lithos, Vol: 140-141 (2012) , p:35- 52.

[36] Chappell B.J., White A.J.R., “Two Contrasting Granite Types”, Pac. Geology., Vol:8 (1974), p:173-174.

]37[ کوهستانی ح.، قادری م.، امامی م.ه.، فرِه س.، کامنتسکی د.، مکفی ج.، زاو خ.،” ژئوشیمی سنگ کل و ایزوتوپی استرانسیم- نئودیمیم سنگ های آتشفشان میزبان کانسار نقره- طلای چاه زرد، کمربند ارومیه- دختر" ، فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، سال بیست و سوم، شماره 91 ، (1392) ص 9 تا 24.

[38] Li J., Zhao X., Zhou M., Ma C., Souza Z., Vasconcelos P., “Late Mesozoic magmatism from the Daye region, eastern China: U–Pb ages, petrogenesis, and geodynamic implications”, Contributions to Mineralogy and Petrology, Vol: 157 (2009), p: 383-409.

[39] Ma L., Jiang S., Hou M., Dai B., Jiang Y., Yang T., Zhao K., Wie P., Zhu Z., Xu B., “Geochemistry of early Cretaceous calc-alkalin lamprophyres in the Jiaodong Peninsula: Implication for lithospheric evolution of the eastern North China craton”, Gondwana research, Vol: 25 (2014), p: 859-872.

[40] Arjmandzadeh R., Santos J.F., “Sr–Nd isotope geochemistry and tectonomagmatic setting of the Dehsalm Cu–Mo porphyry mineralizing intrusives from Lut Block, eastern Iran”, Springer, International Journal of Earth Science (Geol Rundsch), Vol:103 (2014) , p: 123-140.

[41] Berberian M., King G.C.P., “Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran”. Canadian Journal of Earth Sciences (1981) 18,210-265.

[42] Shahabpour J., "Island - arc affinity of the Central Iranian Volcanic Belt”, Journal of Asian Earth Sciences. 30, (2007) 652-665.