ژئوشیمی و سازوکار تشکیل تورمالین گرهکی در گرانیت‌های (g2) مشهد

نویسندگان

دانشگاه لرستان

چکیده

تورمالین گرهکی در گرانیت­های g2 مشهد از دو بخش مرکز تیره و حاشیه سفید رنگ تشکیل شده است که خود به­صورت پراکنده روی گرانیت­های روشن قرار گرفته­اند. بررسی­های سنگ نگاری این بخش­ها (مرکز، هاله سفید اطراف و گرانیت میزبان) حاکی از انباشت تورمالین در مرکز، کوارتز، مسکوویت، میکروکلین و ارتوکلاز در هاله و کوارتز، پلاژیوکلاز، میکروکلین، موسکوویت و بیوتیت در گرانیت میزبان است. بر اساس آنالیزهای نقطه­ای و ژئوشیمیایی، ترکیب تورمالین­های گرهکی شورلیت و نزدیک به دراویت است. وجود ویژگی­هایی نظیر داشتن منطقه­بندی نوسانی، افزایش Ca, Mg در حاشیه، دارا بودن Fe/Fe+Mg با میانگین (63-56) و الگوی REE سازگار با ذوب متاپلیت­ها، همگی حاکی از خاستگاه دوگانه­ی این تورمالین­ها هستند یعنی سیستم ماگمایی در مراحل ابتدایی دارای تورمالین با ترکیب شورلیت بوده و سپس با حرکت رو به بالای ماگما و اختلاط آن با سیال ماگمای غنی از مواد فرار و بور حاصل از واکنش آن با متاپلیت­های میزبان، یک سیستم باز ایجاد شده است و ترکیب تورمالین به سمت دراویت گرایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemistry and formation mechanisms of the tourmaline nodules in the Mashhad granite (g2)

چکیده [English]

Tourmaline nodules in the Mashhad granites (g2) formed of two parts: dark core and white halo which are scattered in the leucocratic granites. Petrographic studies of these parts (core, white halo and host granite) show tourmaline accumulation in core, quartz, muscovite, microcline and orthoclase accumulation in white halo and quartz, plagioclase, microcline, muscovite and biotite accumulation in host granite. Based on the microprobe and geochemical analysis, the combination of tourmaline nodules is schorl and close to dravite. Features such as oscillatory zoning, Ca, Mg increase in rim, medium Fe/Fe+Mg (56-63) and the REE distribution pattern compatible to metapelite melting that show these tourmalines have double origin. In first stage, tourmaline have schorl composition, then with upward movement of magma and mixing to enriched liquid and boron originated of reaction to host metapelites, open system formed and tourmaline composition changed to dravite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • tourmaline
  • deravite
  • schorl
  • nodules
  • leucogranite
  • Mashhad
[1] Foit F.F., Rosenberg P.E., "Coupled substitutions in the tourmaline group", Contributions to Mineralogy and Petrology 62 (1977) 109-117.

[2] Henry D.J., Dutrow B.L.," Metamorphic tourmaline and its petrologic applications", In: Grew Es, Anovitz LM (eds) Boron. Mineralogy, Petrology and Geochemistry, The Mineralogical Society of America, Washington, DC, Review, Mineralogy 33(1996) 503-557.

[3] 4Beaty D.W., Hahn G.A., Threlkeld W.E., "Field, isotopic, and chemical studies of tourmaline-bearing rocks in the Belt-Purcell Supergroup: genetic constraints and exploration significance for Sullivan type ore deposits", The Canadian Mineralogist Earth Science 25(1988) 392-402.

[4] Pirajno F., Smithies R.H., "The FeO/(FeO+MgO) ratio of tourmaline: A useful indicator of spatial variations in granite-related hydrothermal mineral deposits", Journal of Geochemical Exploration 42 (1992) 371–381.

[5] Dini A., Corretti A., Innocenti F., Rocchi S., Westerman D. S., "Sooty sweat stains or tourmaline spots? The Argonauts at Elba Island (Tuscany) and the spread of Greek trading in the Mediterranean Sea", In Piccardi, L., Masse, W. B. (eds.) Myth and Geology, Geological Society, London, Special Publications 273(2007) 227–243.

[6] Balen D., Broska I.," Tourmaline nodules: products of devolatilization within, the final evolutionary stage of granitic melt?", Geological Society, London, Special Publications 350 (2011) 53-68.

]7[ منصوری اصفهانی م.، خلیلی م.، ″ کانی شناسی و شیمی-کانی تورمالین و گارنت در گرانیتویید روستای ملاطالب (شمال الیگودرز) شمال غربی اصفهان″، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 1 (1393)، ص148-139.

[8] طهماسبی ز.، احمدی خلجی ا.، رجاییه م.، ″تورمالین زائی در توده گرانیتوئیدی آستانه (جنوب غرب اراک)″، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 3 (1388) ، ص380-369.

[9] اسماعیلی د.، محمدی ح.، حق نظر م.، "مقایسه ترکیب شیمیایی تورمالین در رگه های کوارتز- تورمالین قلع و تنگستن دار مناطق شاهکوه (شرق ایران) و نظام آباد (غرب ایران)"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 3 (1388) ،ص356-343.

[10] میرسپهوند ف.، طهماسبی ز.، شاهرخی س.، احمدی خلجی ا.، خلیلی م.، "ژئوشیمی و تعیین خاستگاه

تورمالین های منطقه بروجرد"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 2 (1391)، ص292-281.

[11] Karimpour M.H., Stern C.R., "Mineralogical and Chemical Composition of Tourmaline from Najmabad, Gheshlagh, Hired and Maherabad-Khopik, and their relationship with types of mineralization, Eastern Iran", Journal of Crystallography and Mineralogy 2 (2010) 43-54.

[12] احمدی بنکدار س.، احمدی ع.، ″ترکیب تورمالین در پگماتیت های چاه رویی، جنوب غربی نهبندان″،

مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 3 (1392) ، ص560-549.

[13] Shewfelt D., Ansdell K., Sheppard S., "The origin of tourmaline nodules in granites; preliminary findings from the Paleoproterozoic Scrubber Granite", Geological Survey of Western Australia Annual Review (2005) 59–63.

[14] Rozendaal A., Bruwer L., "Tourmaline nodules indicator of hydrothermal alteration and Sn–Zn–(W) mineralization in the Cape Granite Suite, South Africa", Journal of African Earth Sciences 21 (1995) 141-155.

[15] Grantham G.H., Moyes A.B., Hunter D.R., "The age, petrogenesis and emplacement of the Dalmatian Granite, H.U. Sverdrupfjella, Dronning Maud Land, Antarctica", Antarctic Science 3 (1991) 197–204.

[16] Jiang S.Y., Yang J.H., Nova´k M., Selway J.B., "Chemical and boron isotopic compositions of tourmaline from the Lavicˇky leucogranite, Czech Republic", Geochemical Journal 37 (2003) 545–556.

[17] Buria´nek D., Nova´k M., "Morphological and compositional evolution of tourmaline from nodular granite at Lavicˇky near Velke´ Mezirˇı´cˇı´, Moldanubicum, Czech Republic", Journal of the Czech Geological Society 49 (2004) 81–90.

[18] Buria´nek D., Nova´k M., "Compositional evolution and substitutions in disseminated and nodular tourmaline from leucocratic granites: examples from the Bohemian Massif, Czech Republic", Lithos 95 (2007) 148–164.

[19] Sinclair D.W., Richardson J.M., "Quartz-tourmaline orbicules in the Seagull Batholith, Yukon Territory", Canadian Mineralogist 30 (1992) 923-935.

[20] Samson I.M., Sinclair W.D., "Magmatic hydrothermal fluids and the origin of quartz-tourmaline orbicules in the Seagull Batholith, Yukon Territory", Canadian Mineralogist 30 (1992) 937–954.

[21] Balen D., "Tourmaline nodules occurrence in Moslavačka Gora (Croatia) granite: a snapshot of magmatic processes", In: 8th Workshop on Alpine Geological Studies Abstract volume (2007) 3–3.

[22] Nemec D., "Genesis of tourmaline spots in leucocratic granites", Neues Jahrbuch Mineralogic Monatshefte 7 (1975) 308-317.

[23] Dini A., Innocenti F., Rocchi S., Tonarini S., Westerman D.S., "The magmatic evolution of the late Miocene laccolith–pluton–dyke granitic complex of Elba Island, Italy", Geological Magazine 139 (2002) 257–279.

[24] Trumbull R.B., Krienitz M.S., Gottesmann B., Wiedenbeck M., "Chemical and boron-isotope variations in tourmalines from an S-type granite and its source rocks: the Erongo granite and tourmalinites in the Damara Belt, Namibia", Contributions to Mineralogy and Petrology 155 (2008) 1–18.

[25] Le Fort P.,"Enclaves of the Miocene Himalayan leucogranites", In: Enclaves and granite petrology. Didier and Barbain (eds.) (1991) 35-47.

[26] Perugini D., Poli G., "Tourmaline nodules from Capo Bianco aplite (Elba Island, Italy):an example of diffusion limited aggregation growth in a magmatic system", Contributions to Mineralogy and Petrology 153 (2007) 493–508.

27] Taheri J., Ghaemi F., "Geological sheet map of Mashhad, 1:100000 scale, Geological Survey of Iran, Tehran" (1994).

]28[ کریم پور م.ح.، فارمر ل.، استرن چ.، ″ژئوشیمی رادیو ایزوتوپ ها Rb–Sr و Sm–Nd، سن سنجی زیرکن

U-Pb و تعیین منشأ لوکوگرانیت های خواجه مراد، مشهد، ایران″، فصلنامه علوم زمین، شماره 80 (1390)،

ص 171-182.

[29] Alberti A., Moazez Z., "Plutoinc and metamorphic rocks of the mashhad area (northeastern Iran, Khorasan)", Bulletin Society Geological Italy 93 (1974) 1157-1196.

]30[ میرنژاد ح.، "پترولوژی وژئوشیمی گرانیت ها وپگماتیت های منطقه مشهد"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، (1370)، 250 ص.

]31[ ولی زاده م.و.، میرنژاد ح. " بررسی ژئوشیمیایی پتاسیم و برخی از عناصر کمیاب در فلدسپات های پتاسیک و مسکوویت های پگماتیت های جنوب مشهد" مجله علوم زمین، جلد 1، شماره 3 (1371): 27-35.

]32[ ولی زاده م.و.، کریم پور م.ح.، " منشا و موقعیت تکتونیکی گرانیت های جنوب مشهد" مجله علوم دانشگاه تهران،جلد 21، شماره 1 (1374): 71-82.

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

[34] Jiang S.Y., Palmer M.R., Li Y.H., Xue C.J., "Chemical compositions of tourmaline in the Yindongzi-Tongmugou Pb-Zn deposits, Qinling, China: hnplieations for hydrothermal ore-forming processes", Mineralium Deposita 30 (1995) 225-234.

[35] Vincent J., "Preliminary experimental data on trace-element partitioning between tourmaline and silicate melt", The Canadian Mineralogist 49 (2011) 153-163.

[36] Flynn R.T., Burnhamn C.W., "An experimental determination of rare earth partition coefficients between chloride containing vapor phase and silicate melts", Geochimica et Cosmochimica Acta 42 (1978) 685-701.

[37] London D., Maning D.A.C., "Chemical variation and significance of tourmaline from SW England", Economic Geology 90 (1995) 495-519.

[38] Bernard F., Moutou P., Pichavant M., "Phase relations of tourmaline leucogranites and the significance of tourmaline in silicic magmas", The Journal of Geology 93(1985) 271-291.

[39] Pichavant M., Manning D.A.C., "Petrogenesis of tourmaline granites and topaz granites: the contribution of experimental data", Physics of the Earth and Planetary Interiors 35 (1984) 31–50.

[40] Abu El-Enen M.M., Okruch M., "The texture and composition of tourmaline in metasediments of the Egypt, Implication for the tectono-metamorphic evolution of the Pan-African basement", Mineralogical Magazine 71 (2007) 17-40.

[41] Wilke M., Nabelek P.I., Glascock M.D., " B and Li in Proterozoic metapelites from the Black Hills, U.S.A.: Implications for the origin of leucogranitic magmas", American Mineralogist 87(2002) 491–500.

[42] Veksler I.V., "Liquid immiscibility and its role at the magmatic hydrothermal transition: a summary of experimental studies", Chemical Geology 210 (2004) 7-31.

[43] Veksler I.V., Thomas R., "An experimental study of B-, P- and Frich synthetic granite pegmatite at 0.1 and 0.2 GPa", Contributions to Mineralogy and Petrology 143(2002) 673–683.

[44] Shinohara H., Hedenquist J.W., "Constraints on magma degassing beneath the Far Southeast porphyry Cu–Au deposit, Philippines", Journal of Petrology 38 (1997) 1741–1752.

[45] Dingwell D.B., "Granitic Melt Viscosities", Geological Society, London, Special Publications 168 (1999) 27-38.

[46] Thomas R., Forster H.J., Rickers K., Webster J.D., "Formation of extremely F-rich hydrous melt fractions and hydrothermal fluids during differentiation of highly evolve tin-granite magmas: a melt/fluid-inclusion study", Contributions to Mineralogy and Petrology 148 (2005) 582–601.

[47] Kubis M., Broska I., "The role of boron and flourine in evolved granitic rock systems (on the example of the Hnilec area, Western Carpathians)", Geologica Carpathica 56 (2005) 193–204.

[48] Burianek D., Novak M., "Morphology and compositional evolution of tourmaline from nodular granite at Lavicky near VelkMezirci, Moldanubicum, Czech Republic", Journal of Crezech Geological Society 49 (2004) 81-90.























































[49] London D., "Pegmatites" The Canadian Mineralogist, Special Publication 10 (2008).

[50] Casey W.H., Bunker B., "Leaching of mineral and glass surface geochemistry", Mineralogical Society of America, Washington 23 (1990) 397-426.

[51] Goerne G., Franz G., Heinrich W., "Synthesis of tourmaline solid solutions in the system Na2O–MgO–Al2O3–SiO2–B2O3–H2O–HCl and the distribution of Na between tourmaline and fluid at 300 to 700°C and 200 MPa", Contributions to Mineralogy and Petrology 141 (2001) 160-173.

[52] Faye G.H., Manning P.G., Gosselin J.R., Tremblay R.G., "The optical absorption spectra of tourmaline: importance of charge- transfer processes", The Canadian Mineralogist 12 (1974) 370-380.

[53] Ortoleva P., Merino E., Chadam J., Moore C., "Geochemical self-organization I: Reaction- transport Feed backs and modeling approach", American journal of science 287 (1987) 979-1007.