سنگ‌زایی، ژئوشیمی و کانی‌شناسی ماگماتیسم ائوسن نوار افیولیتی شمال سبزوار

شیرزادی, علیرضا; نصرآبادی, محسن; آسیابانها, عباس; شیخ زکریایی, سید جمال

سنگ‌زایی، ژئوشیمی و کانی‌شناسی ماگماتیسم ائوسن نوار افیولیتی شمال سبزوار

نویسندگان

¹ واحد علوم و تحقیقات

² دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)

چکیده

نوار افیولیتی شمال سبزوار مورد هجوم ماگماتیسم بازیک، حد واسط و اسیدی پساافیولیتی بهشکل گنبد، و دایک و مخروط قرار گرفتهاند. از نظر میکروسکوپی بافت نمونههای مورد بررسی پورفیری و تراکیتی است. فنوکریستهای غالباً عبارتند از آمفیبول، فلدسپار و کلینوپیروکسن. همهی پژوهشگرانی که به بررسی ماگماتیسم بازی تا اسیدی پساافیولیتی شمال سبزوار پرداختهاند بر پیدایش مرتبط با فرورانش آنها اتفاق نظر دارند. رابطه زمانی و مکانی نزدیک ماگماتیسم بازیک، حدواسط و اسیدی بیانگر پیدایش یکسان آنهاست. مطابق نمودارهای دوتایی، ویژگی آداکیتی این نمونههای حاصل جدایش آمفیبول، تیتانیت و زیرکن است. وجود فنوکریستهای آمفیبول و کانیهای فرعی تیتانیت و زیرکن در نمونههای مورد بررسی نیز موید این امر است، با توجه به دادههای فشارسنجی، جدایش آمفیبول در عمق معادل پوستهی قارهای میانی تا زیرین از ماگمای غنی از آب جزایر قوسی، سبب ایجاد شاخصهای ژئوشیمیایی آداکیتی در ماگمای نهایی داسیتی و ریولیتی شده است.نوار افیولیتی شمال سبزوار مورد هجوم ماگماتیسم بازیک، حد واسط و اسیدی پساافیولیتی بهشکل گنبد، و دایک و مخروط قرار گرفتهاند. از نظر میکروسکوپی بافت نمونههای مورد بررسی پورفیری و تراکیتی است. فنوکریستهای غالباً عبارتند از آمفیبول، فلدسپار و کلینوپیروکسن. همهی پژوهشگرانی که به بررسی ماگماتیسم بازی تا اسیدی پساافیولیتی شمال سبزوار پرداختهاند بر پیدایش مرتبط با فرورانش آنها اتفاق نظر دارند. رابطه زمانی و مکانی نزدیک ماگماتیسم بازیک، حدواسط و اسیدی بیانگر پیدایش یکسان آنهاست. مطابق نمودارهای دوتایی، ویژگی آداکیتی این نمونههای حاصل جدایش آمفیبول، تیتانیت و زیرکن است. وجود فنوکریستهای آمفیبول و کانیهای فرعی تیتانیت و زیرکن در نمونههای مورد بررسی نیز موید این امر است، با توجه به دادههای فشارسنجی، جدایش آمفیبول در عمق معادل پوستهی قارهای میانی تا زیرین از ماگمای غنی از آب جزایر قوسی، سبب ایجاد شاخصهای ژئوشیمیایی آداکیتی در ماگمای نهایی داسیتی و ریولیتی شده است.نوار افیولیتی شمال سبزوار مورد هجوم ماگماتیسم بازیک، حد واسط و اسیدی پساافیولیتی بهشکل گنبد، و دایک و مخروط قرار گرفتهاند. از نظر میکروسکوپی بافت نمونههای مورد بررسی پورفیری و تراکیتی است. فنوکریستهای غالباً عبارتند از آمفیبول، فلدسپار و کلینوپیروکسن. همهی پژوهشگرانی که به بررسی ماگماتیسم بازی تا اسیدی پساافیولیتی شمال سبزوار پرداختهاند بر پیدایش مرتبط با فرورانش آنها اتفاق نظر دارند. رابطه زمانی و مکانی نزدیک ماگماتیسم بازیک، حدواسط و اسیدی بیانگر پیدایش یکسان آنهاست. مطابق نمودارهای دوتایی، ویژگی آداکیتی این نمونههای حاصل جدایش آمفیبول، تیتانیت و زیرکن است. وجود فنوکریستهای آمفیبول و کانیهای فرعی تیتانیت و زیرکن در نمونههای مورد بررسی نیز موید این امر است، با توجه به دادههای فشارسنجی، جدایش آمفیبول در عمق معادل پوستهی قارهای میانی تا زیرین از ماگمای غنی از آب جزایر قوسی، سبب ایجاد شاخصهای ژئوشیمیایی آداکیتی در ماگمای نهایی داسیتی و ریولیتی شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Petrogenesis, geochemistry and mineralogy of Eocene magmatism in the ophiolitic belt of Northern Sabzevar

چکیده [English]

Ophiolitic belt of Northern Sabzevar is invaded by basic, intermediate and acidic post-ophiolitic magmtism as dome, dyke and cone. Microscopically, the texture of the studied samples is porphyric and trachytic. Phenocryst mostly consists of amphibole, feldspar and clinopyroxene. All researchers that have investigated basic to acidic post ophiolitic magmatism of northern Sabzevar have consensus about their subduction related genesis. According to geochemical characteristics, basic and intermediate samples are resemble to normal arc island magma whilst rhyolitic and dacitic samples display adakitic nature. According to the binary diagrams, adakitic characteristic of these samples are as a consequence of amphibole, titanite and zircon fractionation. The existence of amphibole phenocryst and titanite and zircon as accessory minerals confirming this process as well. According to the barometry results, amphibole fractionation from water-rich melt of subduction zone at depth of equivalent to the middle and lower continental crust led to creation of adakitic signatures in the ultimate dacitic and rhyolotic magma.

کلیدواژه‌ها [English]

acidic and intermediate dome
adakitic
amphibole fractionation
ophiolitic belt of Northern Sabzevar

مراجع

]1[ افتخارنژاد خ.، آقانباتی ع.، "نقشه زمین شناسی 250000/1 چهارگوش جاجرم"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1371).

]2[ سهندی م. ر.، "نقشه زمین شناسی 250000/1 چهارگوش سبزوار"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1371).

[3] McCall G. J. H., "The geotectonic history o the Makran and adjacent area of Southern Iran", Journal of Asian Earth Science 15 (1997) 517-531.

[4] Sengör A. M. C., Altmer D., Cin A., Ustaömer T., Hsü K. J., "Origin and assembly of the Tethys side orogenic collage at the expense of Gondwana Land", Geological Society of London Special Publication 37 (1988) 119- 181

[5] Stampfli G. M., Borel G. D., "A plate tectonic model for the Paleozoic and Mesozoic constrained by dynamic plate boundaries and restored synthetic oceanic isochrones", Earth and Planetary Science Letters 196 (2002) 17-33.

[6] Bagheri S., Stampfli G.M., "The Anarak, Jandaq and Posht-e-Badam metamorphic complex in central Iran: New geological data, relationships and tectonic implications", Tectonophysics 451 (2008) 123-155.

[7] Shafaii Moghadam H., Whitechurch H., Rahgoshay M., Monsef I., "Significance of Nain–Baft ophiolitic belt (Iran): short-lived, transitional Cretaceous back-arc oceanic basins over the Tethyan subduction zone", Comptes Rendus Geoscience 341 (2009) 1016–1028.

[8] Rossetti F., Nasrabady M., Vignaroli G., Theye T., Gerdes A., Razavi S. M. H., Moin Vaziri H., "Early Cretaceous migmatitic maﬁc granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri-Tethyan oceans in Central Iran", Terra Nova 22 (2010) 26–34.

[9] Nasrabady M., Rossetti F., Theye T., Vignaroli G., "Metamorphic history and geodynamic signiﬁcance of the Early Cretaceous Sabzevar granulites (Sabzevar structural zone, NE Iran)", Solid Earth 3 (2011) 477–526.

[10] Alavi-Tehrani N., "Geology and petrography in the ophiolite range NE Sabzevar (Khorasan/Iran) with special regard to metamorphism and genetic relations in an ophiolite suite", Doctorate degree thesis, univ. Saarbrucken, (1976) 147 p.

[11] Lensch G., Mihm A., Alavi-Tehrani N., "Major element geochemistry of ophiolites north of Sabzevar (Iran) ", Neues Jahrbuch Fur Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen 7 (1979) 415 – 447.

[12] Spies O., Lensch G., Mihem A., "Chemistry of the post-ophiolithic tertiary volcanics between Sabzevar and Quchan/NE-Iran", Geodynamic project (geotraverse) in Iran, final report, Geological Survey of Iran. Report no. 51 (1983).

] 13 [جمشیدی خ.، حبیب اله قاسمی ح. ا.، صادقیان م.، "سنگ‌شناسی و زمین‌شیمی سنگ‌های آداکیتی پرسیلیس پسا افیولیتی سبزوار"، فصلنامه پترولوژی شماره 17(1392)، ص 68-51.

[14] Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresch W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D., "Nomenclature of the amphibole super group", American Mineralogist 97 (2012), 2031-2048.

[15] Mitropoulos P., Katerinopoulos A., Kokkinakis A., "Occurrence of primary almandine-spessartine-rich garnet and zinnwaldite phenocrysts in a Neogene rhyolite on the island of Chios, Aegean sea, Greece", Mineralogical Magazine 63 (1999) 503-510.

[16] Blundy J.D., Holland T.J.B., "Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer", Contributions to Mineralogy and Petrology 104 (1990) 208–224.

[17] Spear F.S., "An experimental study of hornblende stability and compositional variability in amphibolites", American Journal of Science 281 (1981) 697-734.

[18] Heltz R.T., "Phase relations and compositions of amphiboles produced in studied of the melting behavior of rocks", Mineralogical Society of American Reviews in Mineralogy 9B (1982) 279-346.

[19] Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M., "Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes", Contributions to Mineralogy and Petrology 160 (2010), 45-66.

[20] Hammarstrom J. M., Zen E., "Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer", American Mineralogist 71 (1986) 1297-1313.

[21] 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.

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

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

[24] Anderson J.L., Smith D.R., "The effects of temperature and fO2 on the Al-in-hornblende barometer", American Mineralogist 80 (1995) 549–559.

[25] Erdmann S., Martel C., Pichavant M., Kushnir A., "Amphibole as an archivist of magmatic crystallization conditions: problems, potential, and implications for inferring magma storage prior to the paroxysmal 2010 eruption of Mount Merapi, Indonesia", Contributions to Mineralogy and Petrology 167 (2014) 1016-1039.

[26] Holland T., Blundy J., "Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry", Contributions to Mineralogy and Petrology 116 (1994) 433-447.

[27] Le Bas M.J., Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B., "A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram", Journal of Petrology 27 (1986), 745-750.

[28] Peccerillo A., Taylor S.R., "Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey", Contributions to Mineralogy and Petrology 58 (1976) 63–81.

[29] Kuno H., "Differentiation of basaltic magma", In Hess, H. Het polervaart, A., edit, basalts, Inter Science pull 2 (1968) 623 - 688.

[30] Irvine T.N., Baragar W.R.A., "A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks", Canadian Journal of Earth Sciences 8 (1971) 523–548.

[31] 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.

[32] Maniar P.D., Piccoli P.M., "Tectonic discrimination of granitoids", Geological Society of America, Bulletin 101 (1989) 635-643.

[33] Sun S.S., McDonough W.F., "Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes", In: Saunders A. D., Norry M. J. (Eds.), Magmatism in Ocean Basins. Geol. Soc. Spec. Publ., 42 (1989) 312– 345.

[34] Castillo P.R., Adakite petrogenesis. Lithos 134–135 (2012) 304–316.

[35] Rossetti F., Nasrabady M., Theye T., Gerdes A., Monié P., Lucci F., "Adakite differentiation and emplacement in a subduction channel: The late Paleocene Sabzevar magmatism (NE Iran)", Geological Society of America Bulletin (2013) doi:10.1130/B30913.1.

[36] Baroze J., Macaudiere J., Montigny R., Noghreyan M., Ohnenstetter M., Rocci G.A., "Ophiolites and related formations in the central part of the Sabzevar (Iran) and possible geotectonic reconstructions", Geodynamic Project (Geotraverse) in Iran: GSI, Rep. No.: 51 (1983).

]37[ قاسمی ح.ا.، صادقیان م.، خانعلی‌زاده ع.ر.، تنها ع.، "سنگ‌شناسی، ژئوشیمی و سن پرتوسنجی گنبدهای آداکیتی پرسیلیس کمان قاره‌ای نئوژن، جنوب قوچان"، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران شماره 18 (1389) ص370-347.

]38[ نصرآبادی م.، "پترولوژی سنگ‌های دگرگونی نوار افیولیتی شمال سبزوار"، رساله دکتری (1388)، دانشگاه تربیت معلم تهران (خوارزمی)، ایران.

[39] Thorkelson D.J., Breitsprecher K., "Partial melting of slab window margins: genesis of adakitic and non-adakitic magmas", Lithos 79 (2005) 25-41.

[40] Yogodzinski G.M., Kay R.W., Volynets O.N., Koloskov A.V., Kay S.M., "Magnesian andesite in the western Aleutian Komandorsky region: implications for slab melting and processes in the mantle wedge", Geological Society of America Bulletin 107 (1995) 505–519.

[41] Gutscher M., Maury R., Eissen J., Bourdon E., "Can slab melting be caused by flat subduction? ", Geology 28 (2000) 535-538.

[42] Drummond M.S., Defant M.J., "A model for trondhjemite-tonalite-dacite genesis and crustal growth via slab melting: Archaean to modern comparisons", Journal of Geophysical Research 95 (1990) 21503–21521.

[43] Wang Q., McDermott F., Xu J.F., Bellon H., Zhu Y.T., "Cenozoic K-rich adakitic volcanic rocks in the Hohxil area, northern Tibet: lower-crustal melting in an intracontinental setting", Geology 33 (2005) 465–468.

[44] Wang Q., Xu J.F., Jian P., Bao Z.W., Zhao Z.H., Li, C.F., Xiong X.L., Ma J.L., "Petrogenesis of adakitic porphyries in an extensional tectonic setting, Dexing, South China: implications for the genesis of porphyry copper mineralization", Journal of Petrology 47 (2006) 119–144.

[45] Castillo P.R., Janney P.E., Solidum R., "Petrology and geochemistry of Camiguin Island, southern Philippines: insights into the source of adakite and other lavas in a complex arc tectonic setting", Contributions to Mineralogy and Petrology 134 (1999) 33–51.

[46] Macpherson C.G., Dreher S.T., Thirwall M. F., "Adakites without slab melting: high pressure processing of basaltic island arc magma, Mindanao, the Philippines", Earth and Planetary Science Letters 243 (2006) 581–593.

[47] Richards J., Kerrich R., "Special paper: Adakite-like rocks: their diverse origins and questionable role in metallogenesis", Economic Geology 102 (2007) 1–40.

]48[ شیرزادی ع.ر.، "پترولوژی توده‌های نیمه نفوذی نوار افیولیتی شمال سبزوار"، رساله دکتری (1393)، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات (در حال نگارش).

[49] Bourdon E., Eissen J.P., Monzier M., Robin C., Martin H., Cotten J., Hall M., "Aadakite-like lavas from Antisana volcano (Ecuador): evidence for slab melt metasomatism beneath the Andean northern volcanic zone", Journal of Petrology 43 (2002) 199-217.

[50] Kesson S.E., Ringwood A.E., "Slab-mantle interactions 1. Sheared and refertilized garnet peridotite xenoliths-samples of Wadati-benioff zones? ", Chemical Geology 78(1989) 83-96.