کانی‌شناسی، زمین‌شیمی و دما- فشار سنجی گارنت آمفیبولیت‌های مجموعه دگرگونی دلبر، بیارجمند (جنوب شرق شاهرود)

نویسندگان

دانشگاه شاهرود

چکیده

مجموعه­ی آذرین- دگرگونی دلبر در 130 کیلومتری جنوب شرقی بیارجمند، در حاشیه­ی شمالی منطقه­ی ایران مرکزی قرار گرفته است. در این مجموعه سنگ­های دگرگون مختلف (متاپسامیت، متاگری­وک، متاپلیت، مرمر و آمفیبولیت) و توده­های کوچک و بزرگ گرانیتی- لوکوگرانیتی میلونیتی شده رخنمون دارند. شواهد صحرایی و سنگ­نگاشتی نشان دهنده­ی تغییر و شکل­گیری­های ناشی از افزایش دما و فشار دگرگونی از فیلیت­ها و میکاشیست­ها به­سمت گنیس­های گارنت­دار در توالی و نیز متاپلیتی و از آمفیبول شیست تا ارتو- آمفیبولیت و گارنت آمفیبولیت در متابازیت هاست. بررسی­های دما- فشارسنجی انجام شده بر اساس شیمی کانی­های گارنت، آمفیبول و پلاژیوکلاز در سنگ­های گارنت آمفیبولیتی، گستره­های دمایی ˚C693 -529 و گستره­ی فشار 9/12-6/9 کیلوبار را نشان می­دهند که بیانگر شرایط رخساره آمفیبولیت تا آمفیبولیت بالایی و رسیدن به آستانه­ی ذوب بخشی در گروه متابازیتی است. شواهد صحرایی و ژئوشیمیایی نشان می­دهند که سنگ­ مادر آمفیبولیت­ها، دایک­های دیابازی و گدازه­های بازی- حدواسط بوده­اند. ماگمای سازنده­ی این سنگ­ها از Nb, Ti و Zr تهی­شدگی و از Pb و عناصر LILE غنی­شدگی داشته و دارای ماهیت آهکی-قلیایی بوده است. این ماگما از گوشته­ی لیتوسفری زیر قاره­ای ریشه گرفته و در حوضه­ی کششی پشت کمانی اواخر نئوپروتروزوئیک – اوایل کامبرین ایران مرکزی جایگزین شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mineralogy, geochemistry and thermobarometry of garnet-amphibolites in Delbar metamorphic complex, Biarjmand (Southeast of Shahrood)

چکیده [English]

Delbar metamorphic complex is located in 130 Km south of Shahrood (Biarjmand area) in Northern margin of the central Iran zone. The varied metamorphic rocks including meta-psammite, meta-greywacke, meta-pelite, marble and amphibolite and mylonitized granites and leucogranites intrusions are exposed in this complex. The field and petrography evidences indicated the evolutions resulted of the increasing in temperature and pressure from phylites and mica-schists to garnet bearing gneisses in meta-pelitic sequence and from amphibole schist to ortho-amphibolite and garnet amphibolite in meta-basite sequence. The thermobarometry studies based on the garnet, amphibole and plagioclase minerals chemistry in the garnet bearing amphibolites demonstrate 529-693˚C temperature ranges and 9.6-12.9 Kbar pressure ranges indicating of amphibolite to upper amphibolite facies for meta-basites, which has reached to the partial melting initiation. The field and geochemical evidences indicate that the protolith of the studied amphibolites were diabase dykes and basic-moderate lavas. These rocks originated from the primary magmas which were depleted in Nb, Ti and Zr and enriched in Pb and LREE with the calc-alkaline nature. The primary magmas derived from sub-continental lithospheric mantle in the extensional back arc basin during late Neoperotrozoic- Early Cambrian in Central Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermobarometry
  • metabasite
  • garnet amphibolite
  • Delbar metamorphic complex
  • Shahrood
  • Central Iran
]1[ نوایی 1.، صالحی راد م.، مجیدی ب.، "نقشه زمین شناسی 1:250000 خارتوران"، سازمان زمین‌شناسی کشور، (1366).

]2[ افتخارنژاد ج.، آقانباتی ا.، خان ناظر ن.ه.، "نقشه زمین‌شناسی 1:250000 جاجرم"، سازمان زمین‌شناسی کشور (1371).

]3[ خلعتبری جعفری م.، "نقشه زمین‌شناسی 1:100000 عباس‌آباد"، سازمان زمین‌شناسی کشور، (1377).

]4[ نواب مطلق ا.، "نقشه زمین‌شناسی 1:100000 ابریشم رود"، سازمان زمین‌شناسی کشور، (1384).

]5[ قاسمی ا.، حاجی حسینی ا.، "نقشه زمین شناسی 1:100000 دره دایی"، سازمان زمین شناسی کشور، (1384).

]6[ رحمتی ایلخچی م.، "شرح نقشه زمین شناسی 1:100000 رزوه"، سازمان زمین شناسی کشور، (1382).

]7[ هوشمندزاده ع.، علوی نائینی م.، حقی پور ع.، "تحول پدیده های زمین شناسی ناحیه ترود (از پرکامبرین تا عهد حضر)"، سازمان زمین شناسی کشور، ص 124، (1357).

]8[ حسینی ح.، "پترولوژی و ژئوشیمی گرانیت بند هزارچاه بیارجمند"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران، (1374).

]9[ رحمتی ایلخچی م.، "نگرشی دوباره بر مجموعه سنگهای دگرگونه شمال خاوری ترود"، بیست و یکمین گردهمایی علوم زمین، تهران، (1381)، صفحات 450 تا 452.

]10[ کرمی م.، "پتروژنز مجموعه دگرگونی دلبر (جنوب شرق بیارجمند)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه شاهرود، (1382).

]11[ قاسمی ح.، آسیابانها ع.، "معرفی و تفکیک رخدادهای دگرگونی منطقه دلبر، جنوب شرق بیارجمند، ایران مرکزی"، مجله پژوهشی دانشگاه اصفهان. (1385)، صفحات 231 تا 247.

]12[ ملک‌پورعلمداری ا.، "مطالعه پتروفابریک و سن سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای درکوههای علاءالدین و ملحدو، جنوب‌شرق شاهرود"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده زمین، دانشگاه تهران (1384).

[13] Hassanzadeh J., Stockli D., Horton B., Axen G., Stockli L., Grove M., Shmitt A., Walker D., "U-Pb zircon geochronology of late Neoprotrozoic –Early Cambrian granitoids in Iran: Implications for paleogeographym magmatism, and exhumation history of Iranian basement", Thectonophysics 451, (2008), p 71- 96.

]14[ کاظمی ک.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده نفوذی جنوب کی‌کی، جنوب‌غرب بیارجمند"، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشکده زمین، دانشگاه تهران (1390).

]15[ چکنی مقدم م.، "بررسی سازوکار توزیع مذاب در دایک‌های مافیک قطع کننده مجموعه دگرگونی آذرین دلبر (شرق بیارجمند) بوسیله روش AMS و تعیین موقعیت دیرینه مغناطیس آنها"، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود (1391).

]16[ عزیزی م.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتوئیدی سفیدسنگ و سنگ‌های دگرگونی میزبان آن (جنوب بیارجمند)"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود (1391).

]17[ همّتی ع.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتوئیدی میامی (غرب بیارجمند)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود (1392).

]18[ اصغرزاده ز.، "زمین‌شناسی، ژئوشیمی و پترولوژی دایک‌های دیابازی موجود در منطقه دلبر"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود ( 1392).

]19[ ابتهاج م.، "زمین‌شناسی، ژئوشیمی و پترولوژی دایک‌های دیابازی موجود در منطقه بند هزارچاه"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود ( 1393).

[20] Shafaii Moghadam H., Khademi M., Hu H., Stern R. J., Santos J.F., Wu Y., "Cadomian (Ediacaran Cambrian) arc magmatismin the ChahJam–Biarjmandmetamorphic complex (Iran): Magmatism along the northern active margin of Gondwana", Gondwana Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.gr.2013.10.014

[21] Rameshwar Rao D., Hakim Rai., "Signatures of rift environment in the production of garnet-amphibolites and eclogites from Tso-Morari region, Ladakh", India: A geochemical study. Gondwana Research 9 (2006) 512–523.



[22] Balaghi Einaloo M., Sadeghian M., Zhai Minggou, Ghasemi H., Mohajjel M., "Zircon U-Pb ages, Hf isotopes and geochemistry of the schists, gneisses and granites in Delbar Metamorphic-Igneous Complex, SE of Shahrood (Iran): Implications for Neoproterozoic geodynamic evolutions of Central Iran", Journal of Asian Earth Science, http://dx.doi.org/1016/jseaes.2014.06.011.

[23] Rahmati-Ilkhchi M., Faryad S.W., Holub F.V., Košler J., Frank W., "Magmatic and metamorphic evolution of the Shotur Kuh Metamorphic Complex (Central Iran)", International Journal of Earth Sciences. doi:10.1007/s00531-009-0499-0 (2011).

]24[ بلاغی اینالو ز.، صادقیان م.، قاسمی ح.، محجّل م.، عمرانی ه.، "پترولوژی، ترموبارومتری و سن‌سنجی U-Pb سنگ‌های متاپلیتی مجموعه دگرگونی دلبر"، منطقه بیارجمند (جنوب‌شرق شاهرود)، مجله پترولوژی، (1932)، در دست چاپ.

[25] Bucher K., Grapes R., "Petrogenesis of Metamorphic Rocks", Springer Heidelberg Dordrecht London New York.

[26] Frost C. D., Frost B. R., "Essentials of igneous and metamorphic petrology", Cambridge University Press, University of Cambridge (2014).

[27] Leake B., Wooley A., Arps C., Birch W., Gilbert M., Grice J., Hawthorne F., Kato A., Kisch H., Krivovichev V., et al., "Nomenclature of amphiboles: Report of Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on New Minerals and Mineral Names", Canadian Mineralogist 35 (1997) 219 – 237.

[28] Fleet M.E., Barnett R.L., "A1IV/A1VI partitioning in calciferous amphiboles from the Frood mine", Sudbury, Ontario. Can. Mineral, 16(1978)527-532.

[29] Droop G. T. R., "A general equation for estimating Fe3+ Concentration in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analysis", using stoichiometric criteria. Mineralogical Magazine 51 (1987) 431-435.

[30] Perchuk L.L., Aranovich L.Ya., Podlesskii K.K., Lavrent’eva I.V., Gerasimov V.Y., Fed’kin V.V., Kitsul V.I., Karsakov L.P., Berdnikov N.V., "Precambrian granulites of the Aldan shield, eastern Siberia", USSR. J. Metamorph. Geol. 3 (1985) 265–310.

[31] Graham C.M., Powell R., "A garnet–hornblende geothermometer: calibration, testing, and application to the Pelona Schist, Southern California", Journal of Metamorphic Geology 3 (1985) 13–21.

[32] Leake R. E., "Nomenclature of amphiboles", Canadian Mineralogist 16 (1978) 501-520.

[33] Hollister L.S., Grissom G.e., Peters E.K., Stowell H.H., Sisson V.R., "Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons", American Mineralogist 72 (1987) 231-239.

[34] Hammarastrom J. M., Zen E. A., "Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer", American mineralogist 71 (1986) 1297-1313.

[35] Johnson M.e., Rutherford M.J., "Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California)", Geology 17 (1989) 837-841.

[36] Schmidt M.W., "Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: An experimental calibration of the AI-in-hornblende barometer", Contributions to Mineralogy and Petrology 110 (1992) 304-310.

[37] Kohn M.J., Spear F.S., "Two new geobarometers for garnet amphibolites, with applications to southeastern Vermont", American Mineralogist 75 (1990) 89-96.

]38[ بلاغی اینالو ز.، صادقیان م.، ژای م.، قاسمی ح.، علیمحمدیان ح.، "کاربرد شیمی کانیها در دما- فشارسنجی سنگهای متاپلیتی مجموعه دگرگونی دلبر، بیارجمند (جنوب شرق شاهرود)"، اولین همایش زمین‌شیمی کاربردی، دانشگاه دامغان، 1392.

[39] Kröner A., Wilde S.A., Zhao G.C., O'Brien P.J., Sun M., Liu D.Y., Wan Y.S., Liu S.W., Guo J.H., "Zircon geochronology and metamorphic evolution of mafic dykes in the Hengshan Complex of northern China", evidence for late Palaeoproterozoic extension and subsequent high-pressure metamorphism in the North China Craton Precambrian Research, 146 pp. 45–67.

[40] Misra S.N., "Chemical distinction of high-grade ortho- and para-metabasites", Norsk Geologisk Tidsskrift 51, 311–316.

[41] Middlemost E.A.K., "Magma and magmatic rocks, an introduction to igneous petrology", Longman Group U.K., (1985) pp: 73-86.

[42] 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) pp 2341-2357.

[43] Sun S.S., McDonough W.F., "Chemical and isotopic systematics of oceanic basalt: implications for mantle composition and processes. In: Sanders, A.D., Norry, M.J. (Eds.)", Magmatism in the Ocean Basins: Geological Society Special Publication, 42, (1989) pp. 528–548.

[44] Boynton W.V., "Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: Henderson, P. (ed), Rare Earth Element Geochemistry", Elsevier, (1984) 63-114.

[45] Wood D. A., "The application of the Th- Hf- Ta diagram the magmatic classification and the establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the british tertiary volcanic province", Lournal of Earth Planet. Sce.Lett., 50 (1980) 11-30.

[46] Bagas L., Bierlein F. P., English L., Anderson J. A. C., Maidment D., Huston D. L., "An example of a Palaeoproterozoic back-arc basin: Petrology and geochemistry of the ca. 1864 Ma Stubbins Formation as an aid towards an improved understanding of the Granites-Tanami rogen", Western Australia. Precambrian Research 166 (2008) 168-184.

[47] Ramezani J., Tucker R.D., "The Saghand region, central Iran: U-Pb geochronology, petrogenesis and implications for Gondwana tectonics", American Journal of Science 303 (2003) 622 665.