Mineral chemistry of pyroxenes and geothermobarometry of the basic rocks, NE-Qorveh (Kurdistan)

Abstract

The Plio- Quaternary volcanoes are located in the NE-Qorveh (Kurdistan) in the Qorveh-Takab volcanic belt, in the Hamedan-Tabriz Zone (HTZ). The volcanic rocks consist of basalt to olivine-basalt. The electron microprobe (EMP) analyses of pyroxenes show occurrence of one type of clinopyroxene, as diopside (Fs 2.65-6.42 En 40.44-50.47 Wo45.97-53.14) with Mg # = 84-98. The compositions of the pyroxenes suggest that rocks belong to alkaline-subalkaline magmatic series.  Considering different methods of geothermometry of clinopyroxene, the temperature of  crystallization stage for pyroxene was 800-1300°C. Distribution of Al in octahedral and tetrahedral sites of pyroxenes displays that this mineral is crystallized from a magma with ˂ 10% water contents, in low-medium pressure which is in accordance with their formation the depth of 18-30 km. Fe+3 content of clinopyroxenes  implies crystallization in high oxygen fugacity condition.

Keywords


]1[ معین‌وزیری ح.، امین‌سبحانی ا.، "مطالعه آتشفشان‌های جوان منطقه تکاب- قروه"، انتشارات دانشگاه تربیت معلم، (1367).

[2] Boccaletti M., Innocenti F., Manetti P., Mazzuoli R., Matamed A., Pasquare G., Radicati Di Brozolo F., Amin Sobhani E., “Neogene and quaternary volcanism of Bijar (Western Iran)”, Bulletin of Volcanology,(1976) 40-2.

]3[ ملکوتیان س.، حق نظر ش.، قربانی م.، امامی م.، "بررسی تحولات ماگمایی در سنگ‌های آتشفشانی بازی کواترنری محور قروه – تکاب"، مجله علوم زمین، 64 (1385) ص 166- 178.

]4[ عبدی ق.، "بررسی پترولوژیکی سنگ‌های آتشفشانی شمال شرق قروه (کردستان)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، (1375).

]5[ حق‌نظر ش.، ملکوتیان س.، "خصوصیات منشا گوشته ای آلکالی الیوین بازالت‌های منطقه قروه – تکاب"، مجله پترولوژی، شماره 6 (1390) ص 17 – 30.

]6[ صالحی ن.، "مطالعه پترولوژی گدازه‌های بازالتی و بازانیتی پلیو-کواترنر شمال قروه (کردستان)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی‌سینا همدان، (1391).

]7[ کرد م.، "مطالعه پترولوژیکی انکلاوهای گنیسی و الترامافیکی شمال شرق قروه کردستان"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی‌سینا، (1391).

]8[ ترکیان ا.، صالحی، ن.، کرد، م.، "استفاده از داده‌های آماری پراکندگی اندازه بلورهای پیروکسن در مطالعه فرآیندهای پترولوژیکی مراکز آتشفشانی شمال شرق قروه – کردستان"، مجله پترولوژی، شماره 13، (1392)، 46-33.

[9] Lindsley D.H., “Pyroxene thermometry”, American mineralogist 68 (1983) 477-493.

[10] Leterrier J., Maury R. C., Thonon P., Girard D., Marchal M., “Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of Paleo-volcanic series’, Earth and Planetary Science Letters 59 (1982), 139-154.

[10] Berberian M., King G.C.P., “Toward a paleogeography and tectonic evolution of Iran”, Canadian Journal of Science 18 (1981), 10-265.

]12[ حسینی م.، "نقشه 1:100000 ورقه قروه"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی ایران، (1378).

[13] Azizi H., Moinevaziri H., “Review of the tectonic setting of Cretaceous to Quaternary volcanism in northwestern Iran”, Journal of Geodynamics 47(2009) 167 – 179.

[14] Beccaluva L., Macciotta G., Piccardo G. B., Zeda O., “Clinopyroxene composition of ophiolite basalts as petrogenetic indicator”, Chemical Geology 77 (1989), 165-182.

[15] Morimoto N., Fabrise J., Ferguson A., Ginzburg I. V., Ross M., Seifert F.A., Zussman J., Akoi K., Gottardi G., "Nomenclature of pyroxenes", American Mineralogist 173 (1988) 1123-1133.

[16] Le Bas M.J., “The role of aluminum in igneous clinopyroxenes with relation to their parentage”, American journal of science 260,(1962) 267-288.

[17] Sappin A.A., Constanin M., Clark T., “Petrology of mafic and ultramafic intrusions from the Portneuf-Mauricie Domain, Grenville Province, Canada: Implications for plutonic complexes in a Proterozoic island arc”, Lithos 154 (2012) 277-295.

]18[ شاهزیدی م.، موید م.، موذن س.، احمدیان ج.، "کانی‌شناسی، دما- فشارسنجی و تعیین زنجیره ماگمایی سنگ‌های آتشفشانی کوه دم، اردستان"، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره 3 (1387) ص 485 - 504.

]19[ قربانی ق.، "زمین دما-فشارسنجی و شیمی کانی انباشته‌های فروپارگازیت گابرویی در سنگ‌های آتشفشانی جنوب شاهرود"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 2 (1387) ص 294-265.

[20] 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.

[21] Bertrand P., Mercier J. C., “The mutual solubility of coexisting ortho- and clinopyroxene: toward an absolute geothermometer for natural system”, Earth and Planetary Science Letters 76 (1985) 109-122.

[22] Nimis P., Taylore W. R., "Single clinopyroxene thermobaromrtry for garnet peridotites; Part I: Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an Enstatite-in-Cpx thermometer", Contributions to Mineralogy and Petrology 139 (2000) 544-554.

[23] Wass S. Y., "Multiple origins of clinopyrocxenes in alkali basaltic rock", Lithos 12 (1979) 115-132.

[24] Helze R. T., "Phase reactions of basalts in their melting range at PH2O=5kb as a function of oxygen fugacity", Journal of petrology 17 (1973) 139-193.

[25] Marcelot G., Maury R. C., Lefevre C., "Mineralogy of Erromango lava New Hebrides: Evidence of an early stage of fractionation in island arc basalts", Lithos 16, (1983) 135-151.

[26] France L., Ildefonse B., Koepke J., Bech F., “A new method to estimate the oxidation state of basaltic series from microprobe analyses”, Journal of Volcanology and Geothermal Research 189 (2010) 340-346.

[27] Ottonello G. Moretti R., Marini L., Zuccolini M. V., “Oxidation state of iron in silicate glasses and melts: a thermochemical model”, Chemical Geology 174 (2001) 157-179.

[28] Bence A. E., Papike J. J., Ayuso R. A., "Petrology of Atlantic island arcs", Bulletin of Volcanology 32 (1975) 189-206.

[29] Schweitzer E. L., Papike J. J., Bence A. E., "Statistical analysis of clinopyroxenes from deep-sea basalts", American Mineralogist 64 (1974) 501-13.