Mineral chemistry and thermobarometry of Soltan Maidan basalts, north of Shahrood

Abstract

Soltan Maidan Basaltic Complex consists of a thick succession of basaltic lavas associated with some thin sedimentary interlayers that are exposed in the northwest to northeast of Shahrood. Soltan Maidan basaltic rocks has been generated from magma with transitional to mildly alkaline nature and derived by 14-20 percent partial melting of an enriched garnet peridotitic mantle source in an intra-continental rift setting during Late Ordovician to early Late Silurian. These basaltic rocks are relatively uniform in mineralogical composition and they have undergone moderate to high degrees of alteration. Labradorite plagioclase and augite clinopyroxene are major minerals, and Fe-Ti oxides as titanomagnetite and ilmenite form accessory minerals in these rocks. Thermobarometry results on the clinopyroxenes indicate that they have crystallized in temperatures between about 1100oC to 1200oC, with pressures less than 6 kbar and show that they have crystallized in magma chamber/chambers located at depths less than 23 kilometers.

Keywords


[1] Derakhshi M., Ghasemi H., “Soltan Maidan Complex (SMC) in the eastern Alborz structural zone, northern Iran: magmatic evidence for Paleotethys development”, Arabian Journal of Geosciences (2013) DOI 10.1007/s12517-013-1180-2.

[2] درخشی م.، قاسمی ح.، "ماگماتیسم اردوویسین- دونین در شمال شاهرود: شاهدی بر کافت‌زایی طولانی مدت پالئوتتیس در البرز شرقی"، مجله پترولوژی، دانشگاه اصفهان، زیر چاپ.

[3] Jenny J., “Géologie et stratigraphie de Elburz oriental entre Aliabad et Shahrud, Iran”, PhD thesis, Université de Genève (1977) 238p.

[4] Alavi M., “Tectonostratigraphic synthesis and structural style of the Alborz mountain system in Northern Iran”, Journal of Geodynamics 21(1996) 1-33.

[5] جعفریان م.ر.، "پترولوژی و ژئوشیمی ماگماتیسم مافیک پالئوزوئیک زیرین در البرز شرقی، ناحیه شاهرود- خوش ییلاق"، پایان نامه دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات (1388) 295 صفحه.

[6] سهامی ط.،"زمین‎شناسی و پتروژنز بازالت‌ سلطان میدان در مناطق نکارمن و ابرسج، شمال شاهرود"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، (1390) 151 صفحه.

[7] درخشی م.، قاسمی ح.، سهامی ط.، "مقایسه ماگماتیسم شدید سیلورین ایران مرکزی و البرز در نواحی شیرگشت و سلطان میدان"، پانزدهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران (1390).

[8] قاسمی ح.، کاظمی ز.، "محیط زمین‌ساختی و ویژگی‌های خاستگاه سنگ‌های آذرین سازند ابرسج (اردوویسین فوقانی)، البرز شرقی، شمال شاهرود"، مجله بلورشناسی و کانی‎شناسی ایران، شماره 2 (1392) ص 370-347.

[9] قاسمی ح.، دیهیمی م.، "ماگماتیسم بازیک قلیایی دونین در البرز شرقی، شمال شاهرود: شاهدی بر کافت‌زایی پالئوتتیس"، فصلنامه زمین شناسی ایران، زیر چاپ.

[10] Morimoto N., “Nomenclature of pyroxenes”, Fortschr mineral 66 (1988) 237-252.

[11] Deer W.A., Howie R.A., Zussman J., “An introduction to the rock-forming minerals”, Longman Scientific Technical, New York (1992) 528 p.

[12] Butler R.F., “Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes”, Blackwell Scientific Publications, Boston, (1992) 319 p.

[13] Putirka K., Johnson M., Kinzler R., Walker D., “Thermobarometry of mafic igneous rocks based on clinopyroxene-liquid equilibria, 0-30 kbar”, Contributions to Mineralogy and Petrology 123 (1996) 92-108.

[14] Putirka K., Ryerson F.J., Mikaelian H., “New igneous thermobarometers for mafic and evolved lava compositions, based on clinopyroxene + liquid equilibria”. American Mineralogist 88 (2003) 1542-1554.

[15] Putirka K., “Thermometers and Barometers for Volcanic Systems”, Reviews in Mineralogy and Geochemistry 69 (2008) 61-120.

[16] Nimis P., Taylor W.R., “Single clinopyroxene thermobarometry for garnet peridotites. Part 1 Calibration and testing of a Cr-in-cpx barometer and an enstatite-in-cpx thermometer”, Contributions to Mineralogy and Petrology 139 (2000) 541-554.

[17] Soesoo A., “A multivariate statistical analysis of clinopyroxene composition: empirical coordinates for the crystallisation PT-estimations”, Geological Society of Sweden (Geologiska Föreningen) 119 (1997) 55-60.

[18] Ghavidel-Syooki M., Hassanzadeh J.,Vecoli M.,“Palynology and isotope geochronology of the Upper Ordovician–Silurian successions (Ghelli and Soltan Maidan Formations) in the Khoshyeilagh area, eastern Alborz Range, northern Iran; stratigraphic and palaeogeographic implications”, Review of Palaeobotany and Palynology 164 (2011) 251-271.

[19] Cox K.G., “A model for flood basalt volcanism”, Journal of Petrology 21(1980) 629-650.

[20] Peate D., “The Paraná-Etendeka Province” in Mahoney, J., and Coffin, M.F, eds., “Large igneous provinces: Continental oceanic and planetary flood volcanism”, American Geophysical :union: Geophysical Monograph 100 (1997) 217-245.

[21] Menzies M., Klemperer S.L., Ebinger C.J., Baker j., “Characteristics of volcanic rifted margins”, Geological Society of America Special Paper 362 (2002) 1-14.

[22] بلاغی ز.، صادقیان م.، قاسمی ح.، "پتروژنز سنگ‌های آذرین پالئوزوئیک زیرین جنوب بهاباد (بافق، ایران مرکزی): شاهدی بر ریفت‌زایی"، مجله پترولوژی، دانشگاه اصفهان، شماره 4 (1389) ص 64-45.

[23] قاسمی ح.، خانعلی‌زاده ع.، "گرانیتوئید نوع A تویه‌دروار، جنوب‌غرب دامغان: نشانه‌ای از ماگماتیسم محیط کششی پالئوزوئیک زیرین (پالئوتتیس) البرز"، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره 1 (1391) ص 24-3.