The evolution mechanism’s of Zahedan granitoidic batholith, southeast Iran

Abstract

Ellipsoidal huge granitoidic batholiths of Zahedan, with NW-SE trending, located in south of this city which is intruded in low metamorphosed Eocene flysches (eastern Iran flysch zone). This batholith has two compositional terms: an extensive intermediate-acid term includes diorite - granodiorite with igneous source (I- type origin) and a low extent crustal and hybrid origin acidic term (H-type) mostly contains biotite-granite. The intermediate­­-acid I-type term has calc-alkaline and metaluminous nature, enrichment in LREE and LILE and depletion in HREE and HFSE. The negative anomalies in HFSE and positive anomalies in LREE, LILE and especially Pb revealed an igneous mantle origin, especially the role of Sistan subducted oceanic crust and its overlaying mantle wedge in the genesis of this batholith. Also, the role of the continental crust (flysch and greywack metasediments) in contamination of magma has been proved. In addition, the same evidences indicate a calc- alkaline, peraluminous nature, a crustal (resulted from partial melting of flysches and greywacks) and an hybrid origin (mixing of the differentiated part of I-type magma with the anatectic crustal acidic melt) for acidic biotite granite term. Present day 87Sr/86Sr ratios of three samples of this batholith vary from 0.7049 to 0.7065 and their initial 87Sr/86Sr ratios range from 0.7045 to 0.7047 with average 0.7046, verifies these different sources. These data confirm an I-type magmatic origin (melting of mantle or lower crust) for the diorites-granodiorites. Discriminative tectonic diagrams also indicate a volcanic arc granitoids setting (VAG) for this batholith. Andesitic-dacitic dikes with same composition to intermediate-acid I-type term occur in this batholith and its metamorphosed host rocks. These dikes are comagmatic with I-type part's of the pluton and show a syn-to late relations with formation and intrusion of the pluton.

Keywords


[1] Selman Aydogan M., Hakan Coban, Mustafa Bozcu, Omer Acinci, "Geochemical and mantle-like isotopic (Nd, Sr) composition of the Baklan Granite from the Muratdagi Region (Banaz, Usak), western Turky: Implications for input of juvenile magmas in the source domains of western Anatolia Eocene-Miocene granites", Journal of Asian earth Sciences 33 (2008) 155-176.

[2] Camp V.E., Griffis R.J., "Character, genesis and tectonic setting of igneous rocks in Sistan suture zone", Lithos, 15(3) (1982) 221 – 239.

[3] Tirrul R., Bell I.R., Griffis R.G., Camp V.E., "The Sistan suture zone of eastern Iran", Geological Society of American Bulletin 94 (1983) 134-150.

[4] حسینی م. ر.، "پترولوژی و ژئوشیمی گرانیت‌های جنوب‌غرب زاهدان"، پایان نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تهران، دانشکده علوم، گروه زمین‌شناسی (1381)290 صفحه.

[5] تیوای م. ج.، "پترولوژی و ژئوشیمی دایک‌های تیره فراوان در جنوب‌غرب زاهدان"، پایان نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تهران، دانشکده علوم، گروه زمین‌شناسی (1381).

[6] کشتگر ش.، "پترولوژی، ژئوشیمی و تحلیل ساختاری گرانیت زرگلی"، پایان نامه کارشناسی‌ارشد پترولوژی، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران(1383) 160 صفحه.

[7] صادقیان م.، ولی‌زاده م. و.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتوئیدی زاهدان"، مجموعه مقالات ششمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان (1381).

[8] صادقیان م.، "ماگماتیسم، متالوژنی و مکانیسم جایگزینی‌توده گرانیتوئیدی زاهدان"، رساله دکتری، دانشگاه تهران، دانشکده علوم، گروه زمین‌شناسی (1383).

[9] صادقیان م.، ولی‌زاده م. و.، "مکانیسم جایگزینی‌توده گرانیتوئیدی زاهدان" مجموعه مقالات هشتمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود (1383).

[10] صادقیان م. "پتروژنز توده گرانیتوئیدی زاهدان با نگرشی ویژه بر نقش اختلاط ماگمایی"، بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین ، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1384).

[11] صادقیان م.، ولی‌زاده م. و.، برقی م. ع.، "متالوژنی ‌توده گرانیتوئیدی زاهدان"، مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه دانشگاه تربیت معلم (1384).

[12] Sadeghian M., Bouchez J.L., Ne de lec A., Siqueira R., Valizadeh M.V., "The granite pluton of Zahedan(SE Iran): a petrological and magnetic fabric study of a syntectonic sill emplaced in a transtensional setting", Journal of Asian earth Sciences 25 (2005) 301-327.

[13] کرد م.، قاسمی ح.، صادقیان م.، "پتروگرافی، ژئوشیمی و پترولوژی دایک‌های موجود در توده گرانیتوئیدی زاهدان"، مجموعه مقالات هشتمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود (1383) صفحه804.

[14] کرد م.، قاسمی ح.، صادقیان م. "ژئوشیمی و پترولوژی توده گرانیتوئیدی چشمه‌بید، جنوب‌شرق زاهدان"، چکیده مقالات بیست و سومین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، تهران(1383).

[15] کرد م.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتوئیدی چشمه بید، جنوب شرق زاهدان"، پایان نامه کارشناسی ارشد پترولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود (1384) 139 صفحه.

[16] کرد م.، قاسمی ح.، "پتروگرافی، ژئوشیمی و پتروژنز توده گرانیتوئیدی چشمه‌بید، جنوب‌شرق زاهدان"، مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران(1384) صفحات 596-604.

[17] رضایی کهخائی م.، کنعانیان ع.، "بررسی میلونیت گرانودیوریت‌های توده گرانیتوئیدی لخشک، شمال غرب زاهدان"، چکیده مقالات بیست و سومین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، تهران (1383).

[18] رضایی کهخائی م.، کنعانیان ع.، "میرمکیتی‌شدن حاشیه بلورهای فلدسپار پتاسیک در گرانیت‌های میلونیتی لخشک، شمال غرب زاهدان"، مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران (1384).

[19] کنعانیان ع.، رضایی کهخائی م.، "رفتار فلدسپارها در طی دگرشکلی حاشیه توده گرانیتوئیدی لخشک، شمال غرب زاهدان، ایران"، مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران(1384).

[20] رضایی کهخائی م.، کنعانیان ع.، الیاسی م. "نقش زون‌های برشی در جایگزینی دایک‌های منطقه لخشک، شمال غرب زاهدان"، مجموعه مقالات دهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت مدرس تهران (1385) صفحات 847 تا 855.

[21] کنعانیان ع.، رضایی کهخائی م.، "ژئوشیمی سنگ‌های توده لخشک و دایک‌های مرتبط با آن، شمال غرب زاهدان" مجموعه مقالات دهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت مدرس تهران (1385) صفحات 589 تا 597.

[22] کنعانیان ع.، رضایی کهخائی م.، اسماعیلی د.، "سنگ‌شناسی و جایگاه زمین‌ساختی توده گرانودیوریتی لخشک، شمال باختر زاهدان، ایران"، فصلنامه علمی – پژوهشی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، سال هفدهم، شماره 65 (1386) صفحات 143-126.

[23] Stoklin J., "Structural history and tectonics of Iran: a review", American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 52 (1968) 1229-1285.

[24] Berbrian M., King G.C.P., "Towards a paleogeography and tectonoic evolution of Iran", Conadian Journal of Earth Sciences 18 (1981) 210-265.

[25] Vigneresse J.L., "A new paradigm for granite generation", Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences 95 (2004) 11-22.

[26] Berberian M., "Geological map of Iran at 1/100,000. Sheet 8148, Zahedan", Geological Survey of Iran, Teheran, (1983).

[27] Glonka J., "Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic", Tectonophysics 381(2004) 235-273.

[28] Sengor A.M.C., Natalin B.A., " Paleotectonics of Asia: fragment of a synthesis. In: Yin, An, Harrison, T.M. (Eds), The Tectonic Evolution of Asia", Cambridge Univ. Press, Cambridge, (1996) pp. 486-640.

[29] Didier J., Barbarin B., "Enclaves and Granite Petrology", Developments in Petrology 13 Elsevier Science, Amsterdam, (1991) 626 pp.

[30] Pitcher W.S., "The Nature and Origin of Granite", Blackie Academic & Professional, (1993) pp. 321.

[31] Stewart M.L., Pearce T.H., "Sive-textured plagioclase in dacitic magma: Interference imaging results", American mineralogy, 89 (2004) 348-351.

[32] Cox K.G., Bell J.D., Pankhurst E.P.L., "The interpretation of igneous rocks", George Allen and Unwin, London, (1979), pp. 450.

[33] Streckeisen A., Le Maitre R.W., "A chemical approximation to the modal QAPF classification of igneous rocks", Neues Yahrb, Mineral, Abh, 136(1979) 169-206.

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

[35] Peccerillo R., Tylor S.R., "Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, north Turky", Contributions to Mineralogy and Petrology 58 (1976) 63-81.

[36] Shand S. J., "Eruptive rocks. Their genesis, composition, classification and their relation to ore deposits", Thomas Murby and Co, London (1949) 488 pp.

[37] Abdell Rahman A.M., "Petrogenesis of early-orogenic diorites, tonalities and post-orogenic trondhjemites in the Nubian shield", Journal of Petrology 31 (1990) 1285-1312.

[38] Nakamura N., "Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in Carbonaceous and ordinary chondrites", Geochim, Cosmochim, Acta, 38 (1974) 757-775.

[39] 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. Geological Society of London, Special Publication, 42 (1989) 313-345.

[40] Nagudi N.O., Koberl CH., Kurat G., "Petrography and geochmistry of the Singo granite, Uganda and implications for its origin", Journal of African earth sciences 35 (2003) 51-59.

[41] Abdollah J.A., Said A., Visona D., "New geochemical and petrographic data on the gabbro-syenite suite between Hargeysa and Berbera-Shiikh(Northern Somalia)", Journal of African earth sciences 23 (3) (1997) 363-373.

[42] Wilson M., "Igneous petrogenesis: a global tectonic approach", unwin hyman land. pub, (1989) 450 pp.

[43] Mohamed M., El-Sayed, "Petrogenesis and evolution of the Dineibit El-Qulieb hyperaluminous leucogranite, Southearn Desert, Egypt: petrological and geochemical constraints", Journal of African earth sciences 28 (2000) 703-720.

[44] 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.

[45] Chappell B.W., "Aluminium saturation in I and S type granites and the characterization of fractionated haplogranites", Lithos 46 (1999) 535-551.

[46] Rollinson H., "Using geochemical data: evalution, presentation, interpretation", Longman Scientific And Technical, (1993).

[47] Bogoch R., Avigad D., Weissbrod T., "Geochmistry of the Quartz diorite–granite association, Roded area, southern Israel", Journal of African earth sciences 35 (2002) 51-59.

[48] Glenn A.G., "The influence of melt structure on trace element partitioning near the peridotite solidus", Contributions to Mineralogy and Petrology 147 (2004) 511-527.

[49] Chappell B.W., White A.J.R., "Two contrasting granite types", 25 years later. Australian Journal of Earth Sciences 48 (2001) 489-499.

[50] Altherr R., Hall A., Henger E., langer Kreuzer H., "Highpotassium, calc-alkaline I-type plutonism the Euro peanvariscides Northern Vosges(Farance) and Northen Schwarzwald (Germany)", Lithos 50 (2002) 51-73.

[51] Harris N.B.W., Pearce J.A., Tindle A.G., "Geochemical characteristics of collision-zone magmatism. In Coward, M.P., Rise, A.C. (Eds) Collision Tectonics.", Geological Society London, Special Publication 19 (1986) 67-81.

[52] Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W., "A type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis", Contributions to Mineralogy and Petrology 95 (1987) 407- 419.

[53] Chappell B.W., White A.J.R., "I- and S type granites in the Lachlan fold belt", Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences 83 (1992) 1-26.

[54] Grove T.L., Donnelly- Nolan J.M., "The evolution of young silisic lavas at Medicine Lake Volcano, California: implications for the origin of compositional gaps in calc-alkaline series lavas", Contributions to Mineralogy and Petrology 29 (1986) 281-302.

[55] Hilderth E.W., Morbath S., "Crustal contributions to arc magmatism in the Andes of Central Chile", Contributions to Mineralogy and Petrology 76 (1988) 177-195.

[56] Rapp R.P., Watson E.B., "Dehydration melting of metabasalt at 8-32 kbar: implications for continental growth and crust-mantle recycling", Journal of Petrology 36 (1995) 891-931.

[57] Roberts M.P., Clemens J.D., "Origin of high-potassium, calc-alkaline, I-type granitoids", Geology 21 (1993) 825-828.

[58] Furnes H., El-Sayed M., Khalil S. O., "Pan- African magmatism in the wadi-El-imra district, central Desert, Egept: geochemistry & tectonic environment", Journal of Geosciences Society, (1996), Vol. 153.

[59] Villaseca C., Barbero L., Heneros V., “A re-examination of the typology of peraluminous granite types in intracontinental orogenic belts. Transactions of the Royal Society of Edinburge”, Earth Sciences, 89, (1998) 113- 119.