پتروژنز گرانیتوئیدها، سن سنجی زیرکن به روش U-Pb، ژئوشیمی ایزوتوپ های Sr- Nd و رخ داد مهم کانی سازی ترشیاری در بلوک لوت، شرق ایران

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 2، دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 6، تیر 1391، صفحه 1-27   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v4i1.13391

نویسندگان

محمد حسن کریم پور^{* 1}؛ آزاده ملکزاده شفارودی¹؛ جی لنگ فارمر²؛ چارلز استرن²

¹فردوسی مشهد

²کلرادو

چکیده

توده های نفوذی ترشیری (گرانیتوئیدها) در مناطق مختلفی از بلوک لوت در استان‌های خراسان رضوی و جنوبی مورد مطالعه قرار گرفت. عمده توده ها از نوع نیمه‌عمیق با بافت پورفیری بوده و ترکیب آنها از دیوریت تا گرانیت متغیر است، ولی غالباً مونزونیتی هستند. این توده ها (به استثنای هیرد) متعلق به سری مگنتیت (نوع I) بوده و به‌طور عمده از نوع متاآلومینوس هستند. اغلب توده‌های نفوذی که کم و بیش نیز همراه با کانی سازی هستند از نوع غنی از پتاسیم هستند، در حالی که توده های نفوذی بدون کانی سازی نجم آباد از نوع سدیک است. ماگمای نجم آباد با توجه به مقدار Nb < 5 ppm، نسبت بالای Zr/Nb > 30، نسبت 87Sr/86Sr اولیه کمتر از 7053/0 و مقدار εNd در حدود 16/5+ در زون فرورانش و از اعماق بیشتر منشأ گرفته و کمترین آلودگی با پوسته قاره ای را داشته است، در حالی که توده های منطقه کیبرکوه با بالاترین مقدار 17 ppm Nb >، نسبت کم < 2 Zr/Nb، نسبت 87Sr/86Sr اولیه بیش از 707/0 و مقدار εNd کمتر از 3- بیشترین اختلاط با پوسته قاره ای را نشان می دهد. تهی‌شدگی شدید عناصر HREE در توده های نفوذی نجم آباد و نسبت (La/Yb)N بیش از 17 تا 23 نشان‌دهنده تشکیل ماگما در عمق پایداری گارنت است. برپایه الگوی REE و مقدار Eu/Eu* بین 8/0 تا 1، توده های مناطق ماهرآباد، خوپیک، چاه شلجمی، ده‌سلم و کوه شاه، کالک‌آلکالن هستند و ماگمای آنها در شرایط اکسیدان تشکیل شده است، ولی کیبرکوه با مقدار Eu/Eu* کمتر از 8/0 با پوسته قاره ای احیایی آلوده شده است. توده های نفوذی همه مناطق غیر از نجم آباد در محدوده مشترک ماگمای کالک‌آلکالن نرمال با آداکیتی قرار دارد، ولی توده های نجم آباد به ترکیب ماگمای آداکیتی شباهت دارند. سن گرانیتوئیدها بین ائوسن میانی تا الیگوسن تحتانی بوده و از 3/43 میلیون سال در کیبرکوه در شمال تا 3/33 میلیون سال در چاه‌شلجمی در جنوب کاهش می یابد. مقدار نسبت 87Sr/86Sr اولیه نیز از شمال به جنوب همراه با کاهش سن توده های نفوذی از کیبرکوه به‌طرف چاه‌شلجمی، از 7077/0 به 7047/0 کاسته می شود. توده های نفوذی ماهرآباد، خوپیک، ده سلم و چاه شلجمی مقدار εNd بین 5/0+ تا 49/2+ و مقدار نسبت 87Sr/86Sr اولیه کمتر از 7055/0 دارند که نشان‌دهنده ماگمای مشتق‌شده از ذوب بخشی پوسته اقیانوسی است. سن سنگ منشأ گرانیتوئیدها (TDM) که براساس ایزوتوپ های Sm-Nd محاسبه شده است، نشان می دهد که توده های نفوذی از پوسته های اقیانوسی با سن‌های متفاوتی منشأ گرفته اند، به‌طوری‌که ماگمای منطقه کیبرکوه از قدیمی‌ترین پوسته اقیانوسی در حال فرورانش (840 میلیون سال)، نشأت گرفته و بیشترین آلایش پوسته ای را در طی صعود متحمل شده است. ولی توده های نجم آباد از یک پوسته اقیانوسی جوان‌تر (سن 360 میلیون سال) منشأ گرفته و کمترین آلودگی را با پوسته دارند. ماگمای مناطق ده‌سلم و چاه‌شلجمی نیز که در برخی موارد ژئوشیمی متفاوتی با ماگمای مناطق ماهرآباد و خوپیک نشان می دهند، از پوسته‌های اقیانوسی جداگانه ای منشأ گرفته اند که حدود 200 میلیون سال با یکدیگر اختلاف سنی داشته اند. فاصله زمانی بین 42 تا 33 میلیون سال قبل (ائوسن میانی تا اوایل الیگوسن)، مهمترین پنجره زمانی کانی سازی در شرق ایران و محدوده استان خراسان جنوبی است. انواع کانی سازی مس- طلا پورفیری، طلای مرتبط با توده های نفوذی احیایی، طلای اپی ترمال سولفید بالا، اسکارن آهن، رگه های Pb-Zn-Sb و IOCG شناسایی شده اند. لذا گرانیتوئیدهای تشکیل شده در محدوده زمانی 42 تا 33 میلیون سال که در بلوک لوت و شمال آن قرار دارند، برای این مجموعه کانی سازی پتانسیل دارند.

کلیدواژه‌ها

بلوک لوت؛ ترشیری؛ کانی سازی؛ سن سنجی؛ ایزوتوپ ناپایدار؛ پتروژنز

مراجع

[1] Stocklin J., "Structural history and tectonics of Iran", A review-Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull. 52 (7): (1968) 1229-1258.

[2] Stocklin J., Nabavi M. H., "Tectonic map of Iran", Geological Survey of Iran (1973).

[3] آقانباتی ع.، "زمین شناسی ایران"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1383) 606 صفحه.

[4] Lotfi M., "Geological and geochemical investigations on the volcanogenic Cu, Pb, Zn, Sb ore- mineralizations in the Shurab-GaleChah and northwest of Khur (Lut, east of Iran)", unpublished Ph.D thesis, der Naturwissenschaften der Universitat Hamburg (1982) 151 p.

[5] کریم پور م. ح.، سعادت س.، ملکزاده شفارودی آ.، "ژئوشیمی، پترولوژی و کانی سازی طلای - مس پورفیری تنورجه"، مجله علوم دانشگاه تهران، جلد 32 شماره 3 (1385) 175-189.

[6] مظلومی ع.، کریم پور م. ح.، رسا الف.، رحیمی ب.، وثوقی عابدینی م.، "کانسار طلای کوه زر تربت حیدریه مدل جدیدی از کانی سازی طلا"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 3 (1387) 364-376.

[7] ملکزاده شفارودی آ.، "زمین شناسی، کانی سازی، آلتراسیون، ژئوشیمی، میکروترمومتری، مطالعات ایزوتوپی و تعیین منشأ کانی سازی مناطق اکتشافی ماهرآباد و خوپیک، استان خراسان جنوبی"، رساله دکتری (Ph.D) زمین شناسی اقتصادی دانشگاه فردوسی مشهد (1388) 600 صفحه.

[8] عبدی م.، کریم پور م. ح.، زرین کوب م. ح.، "تفسیر نتایج آنالیز فاکتوری داده های ژئوشیمیایی رسوبات رودخانه ای با کمک داده های زمین شناسی، آلتراسیون و کانی زائی در منطقه کوه شاه، بیرجند، خراسان جنوبی"، فصلنامه علوم زمین (در حال چاپ).

[9] کریم پور م. ح.، سلاطی الف.، "تهیه نقشه زمین شناسی، اکتشافات ژئوشیمیایی و مگنتومتری در محدوده غربی کیبرکوه"، شرکت تهیه و تولید مواد اولیه فولاد خراسان (1389) 197 صفحه.

[10] کریم پور م. ح.، مرادی م.، "پروژه اکتشاف نیمه تفصیلی طلا و تنگستن کلاته آهنی، گناباد"، سازمان صنایع و معادن استان خراسان رضوی (1389) 271 صفحه.

[11] مرادی م.، کریم پور م. ح.، فارمر ل.، استرن چ.، "ژئوشیمی ایزوتوپ های Rb-Sr & Sm-Nd، سن سنجی زیرکون U-Pb و پتروژنز باتولیت گرانودیوریتی نجم آباد، گناباد"، مجله زمین شناسی اقتصادی (1) 4: 127-145.

[12] ارجمندزاده ر.، کریم‌پور م. ح.، مظاهری س. الف.، سانتوز ژ. ف.، مدینا ج.، همام س. م.، "ژئوشیمی ایزوتوپی و پتروژنز آداکیت های شوشونیتی در بلوک لوت، شرق ایران"، اولین همایش انجمن زمین شناسی اقتصادی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد (1389).

[13] ارجمندزاده ر.، "مطالعات کانی سازی، ژئوشیمی، سن سنجی و تعیین جایگاه تکتونوماگمایی توده های نفوذی در اندیس معدنی ده سلم و چاه شلجمی، بلوک لوت، شرق ایران"، رساله دکتری (Ph.D) زمین شناسی اقتصادی دانشگاه فردوسی مشهد (1390) 369 صفحه.

[14] Jung D., Keller J., Khorasani R., Marcks Chr., Baumann A., Horn P., "Petrology of the Tertiary magmatic activity the northern Lut area, East of Iran", Ministry of mines and metals, GSI, geodynamic project (geotraverse) in Iran, No 51 (1983) 285-336.

[15] Tarkian M., Lotfi M., Baumann A., "Tectonic, magmatism and the formation of mineral deposits in the central Lut, east Iran", Ministry of mines and metals, GSI, geodynamic project (geotraverse) in Iran, No 51 (1983) 357-383.

[16] Ishihara S., "The magnetite- series and ilmenite- series granitic rocks", Mining geology, Japan 27 (1977) 43- 300.

[17] بلوریان غ.، صفری م.، "نقشه زمین شناسی 1:100000 زوزن"، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1384).

[18] قائمی ف.، شهریور ه.، "نقشه زمین‌شناسی 1:100000 گناباد"، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1385).

[19] اوهانیان ت.، طاوسیان ش.، " نقشه زمین شناسی 1:100000 بیرجند"، سازمان زمین شناسی کشور (1366).

[20] Stocklin J., Nabavi M. H., "Geological map of Boshrouyeh", Geological Survey of Iran ‘(1969).

[21] لطفی م.، "نقشه زمین شناسی 1:100000 سارغنج (برگه 7756)"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1374).

[22] وثیق ح.، سهیلی م.، "نقشه زمین شناسی 1:100000 سرچاه شور (برگه 7754)"، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1354).

[23] موحد اول ح.، امامی م. ح.، "نقشه زمین شناسی 1:100000 مختاران (برگه 7854)" ، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1357).

[24] اکرمی الف.، نادری میقان ن.، "نقشه 1:100000 ده سلم"، سازمان زمین شناسی کشور (1384).

[25] Middlemost Eric A. K., "Magmas and magmatic rocks", Longman Pub. Company (1985) 221-226.

[26] Shand S. J., "Eruptive rocks, Their genesis, composition, classification and their relation to ore-deposits", 1969 (facs. of 3rd ed. 1947). Hafner, New York (1947) 488 pp.

[27] Pearce J. A., Harris N. W., Tindle A. G., "Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks", Journal of Petrology 25 (1984) 956-983.

[28] Bonin B., Grelou-Orsini C., Vialette Y., "Age, origin and evolution of the anorogenic complex of Evisa (Corsica): A K-Li-Rb-Sr study", Contributions to Mineralogy and Petrology 65 (1978) 425-435.

[29] Wilson M., "Igneous petrogenesis", Uniwin Hyman, London (1989).

[30] Martin H., "Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids", Lithos 46 (1999) 411- 429. PII:S0024-4937(98)00076-0.

[31] Gust D. A., Arculus R. A., Kersting A. B., "Aspects of magma sources and processes in the Honshu arc", The Canadian Mineralogist 35 (1977) 347-365.

[32] Woodhead J., Eggins S., Gamble J., "High field strength and transition element systematic in island arc and back-arc basin basalts: evidence for multi-phase melt extraction and a deoleted mantle wedge", Earth and Planetary Science Letters 114 (1993) 491-504.

[33] Wass S. Y., Rogers N. W., "Mantle metasomatism- precursor to alkaline continental volcanism", Geochimica et Cosmochimica Acta 44 (1980) 1811- 1823.

[34] Taylor S. R., McLennan S. M., "The continental crust, its composition and evolution, an examination of the geochemical record preserved in sedimentary rocks", Blackwell, Oxford (1985) 312 p.

[35] Hou Z. Q., Gao Y. F., Qu X. M., Rui Z. Y., Mo X. X., "Origin of adakitic intrusives generated during mid-Miocene east-west extension in southern Tibet", Earth and Planetary Science Letters 220 (2004) 139-155.

[36] Boynton W. V., "Cosmochemistry of the rare earth elements", Meteorite studies, In Rare Earth Element Geochemistry (P. Henderson, ed.), (Developments in Geochemistry 2) (1985) 115-1522, Elsevier, Amsterdam.

[37] Pearce J. A., Parkinson I. J., "Trace element models for mantle melting: application to volcanic arc petrogenesis", In: Prichard, H. M., Albaster, T., Harris,N. B. W., Neary, C. R. (Eds.), Magmatic Processes in Plate Tectonics, vol. 76, Geological Society of London Special Publication (1993) 373-403.

[38] Reagan M. K., Gill J. B., "Coexisting calc-alkaline and high niobium basalts from Turrialba volcano, Costa Rica: implication for residual titanates in arc magma source", Journal of Geophysical Research 94 (1989) 4619-4633.

[39] Martin H., Smithies R. H., Rapp R., Moyen J. F., Champion D., "An overview of adakite, tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTTG), and sanukitoid: relationships and some implications for crustal evolution", Lithos 79 (2005) 1-24.

[40] Defant M. J., Drummond M. S., "Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere", Nature 347 (1990) 662–665.

[41] Martin H., "The Archaean grey gneisses and the genesis of the continental crust", In: Condie, K.C. Ed., The Archaean Crustal Evolution. Elsevier (1995) 205–259.

[42] Depaolo D. J., "Neodymium isotopes in the Colorado front range and crust-mantle evolution in the Proterozoic", Nature 291 (1981) 193-196.

[43] Depaolo D. J., "Neodymium Isotope Geochemistry: An Introduction", Springer, New York, (1988).

[44] Zindler A., Hart S. R., "Chemical geodynamics", Ann Rev Earth Planet Sci 14 (1986) 493- 571.

[45] کریم پور م. ح.، ملکزاده شفارودی آ.، حیدریان شهری م. ر.، عسکری ع.، "کانی سازی، دگرسانی و ژئوشیمی منطقه اکتشافی طلا- قلع هیرد، استان خراسان جنوبی"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران (1) (1386) 53-66.

[46] Lensch G., Schmidt K., "Plate tectonic, orogeny, and mineralization in the Iranian fold belts results and conclusions", N. Jb. Geol. Palaont. Abh. 168, 2/3 (1984) 558-568.

[47] محمدی ف.، کریم پور م. ح.، زرین کوب م. ح.، "پترولوژی توده های آذرین و ژئوشیمی زون های آلتراسیون معدن Cu-Ag-Au قلعه زری (خراسان جنوبی)"، سیزدهمین همایش انجمن بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان (1384) 33-39.

[48] Karimpour M. H., "Comparison of Qaleh Zari Cu-Au-Ag deposit with other Iron Oxides Cu-Au (IOCG-Type) deposits & new classification", Iranian Journal of Crystallography and mineralogy 13 (2005) 165-184.