زمین شناسی، دگرسانی، سن‌ سنجی و پتروژنز توده های نفوذی منطقه اکتشافی هلاک آباد (شمال شرق ایران)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 2، دوره 6، شماره 1 - شماره پیاپی 10، مرداد 1393، صفحه 23-48   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v6i1.23015

نویسندگان

ملیحه قورچی روکی^{* 1}؛ محمد حسن کریم پور¹؛ جی لنگ فارمر²؛ چارلز استرن²

¹فردوسی مشهد

²کلرادو

چکیده

منطقه اکتشافی هلاک آباد در شمال شرق پهنه ایران مرکزی (پهنه ساختاری سبزوار) قرار دارد. در این پژوهش تکامل ژئوشیمیایی، سن و منشأ بخشی از کمان ماگمایی (توده های نفوذی) شمال شرقی ایران در منطقه هلاک آباد (خراسان رضوی) مورد مطالعه قرار گرفته است. رخنمونهای سنگی به‌ترتیب سن نسبی شامل سنگهای آتشفشانی با سرشت داسیت، آندزیت و بازالت، سنگهای رسوبی آهکی، سنگهای درونی شامل دیوریت، کوارتزدیوریت، مونزودیوریت، کوارتز مونزونیت، گرانودیوریت و گرانیت و واحدهای رسوبی آهک، ماسه سنگ و کنگلومراست. پذیرفتاری مغناطیسی توده های گرانیتوئیدی بیش از SI 5- 10× 100 است، لذا متعلق به سری مگنتیت (اکسیدان) هستند. ماگماتیسم یادشده به‌طور عمده در قلمرو پتاسیم پایین (سری تولئیتی) و متاآلومین قرار می گیرند. مقادیر عناصر Ti, Nb, Th, Zr در مقایسه با N-MORB کاهیدگی نشان می دهند. الگوی عناصر کمیاب روند تقریباَ مسطحی را نشان می دهند. سن توده گرانودیوریتی بر اساس سن سنجی اورانیوم سرب زیرکن 8/1± 7/99 میلیون سال (کرتاسه میانی) است و نسبت 87Sr/86Sr اولیه آنها 0/7047 است. داده های ترکیب ژئوشیمیایی و نسبتهای ایزوتوپی 87Sr/86Sr اولیه نشان‌دهنده ماگماتیسم مرتبط با قوسهای آتشفشانی و زون فرورانش در این منطقه است. ماگماتیسم مورد مطالعه با ویژگیهای محتوای بالای Na2O (7-3 %)، مقدار کم K2O (0/12-1 %)، مقدار بالای CaO (4 تا 5/7 %)، مقدار کم Rb (1 تا 20 پی پی ام)، محتوای کم REE (کمتر از 40)، نسبت بالای Ba/Nb، نسبت Sm/Yb کمتر از 2، مقدار (La/Yb)N کمتر از 2، میزان ایزوتوپ اولیه 87Sr/86Sr کمتر از 0/7045 و میزان εNd اولیه 4/5+ ویژگیهای غیر گرانیتوئیدهای معمول زون فرورانش را نشان می دهد. ویژگیهای ژئوشیمیایی و پترولوژیکی نشان‌دهنده ذوب در فشار نسبتاٌ کم (عمق کم) است. شواهد نشان‌دهنده آن است که تشکیل این توده گرانیتوئیدی نیازمند یک ناحیه فرافرورانش است.

کلیدواژه‌ها

تعیین سن؛ ایزوتوپ ناپایدار؛ پتروژنز؛ فرافرورانش؛ سبزوار؛ هلاک آباد

مراجع

[1] آقانباتی ع.، "زمین شناسی ایران"، سازمان زمینی شناسی و اکتشافات معدنی کشور، (1383) 586 ص.

[2] قربانی م.، "دیباچه‌ای بر زمین‌شناسی اقتصادی ایران”، پایگاه ملی داده‌های علوم زمین‌ کشور، (1381) 680 ص.

[3] Lindenberge H. G., Gorler K., Ibbeken H., “Stratigraphy, structure and orogenic evolution of the Sabzevar zone in the area of Oryan (Khorasan, NE Iran)”, Geological Survey of Iran Report 51 (1983) 119-143.

[4] Spies O., Lensch G., Mihm A., “Petrology and Geochemistry of the Post-Ophiolitic Tertiary Volcanics between Sabsevar and Quchan, NE Iran".Jouranl of Geology and Paleontology. 168 (2/3) (1984) 389–408.

[5] جعفریان م.، جلالی ع.، ” نقشه زمین شناسی 100000/1 ششتمد (7561)”، سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی کشور، تهران، (1377).

[6] افتخارنژاد ج.، آقانباتی ع.، حمزه پور م.، "نقشه زمین‌شناسی 250000/1 چهار گوش کاشمر"، انتشارات سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی کشور، (1976).

[7] Soltani A.,“Geochemistry and geochronology of I-type granitoid rocks in the northeastern Central Iran Plate”. Ph.D Thesis. University of Wollongong, Australia (2000) 300 p.

[8] صادقی ع.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتی ششتمد (جنوب سبزوار)"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، (1388) 230 ص.

[9] Ramezani J., Tucker R. D., “The Saghand region, Central IRAN: U-Pb gechronology, petrogenesis and implications for Gondwana tectonics”. American Journal of Science 303 (2003) 622–665.‌‌

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

[11] Occonor J. T., “A classification for Quartz-rich igneous rocks based on feldspar ratios”. U.S.

Geological Survey Professional Paper 252 (1965) 79-84.

[12] Shand S. J., “Eruptive rocks. Their genesis, composition, classification and their relation to depsits”. Thomas Murby and Co., London (1943) 488 p.

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

[14] IrvineT. 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.

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

[16] 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.

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

[18] Pearce J. A., "Role of sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins", In: Hawkesworth C. J., Norry M. J. (Eds.), Continental Basalts and Mantle Xenoliths, Nantwich, UK: Shiva (1983).

[19] Tatsumi Y., Hamilton D. L., Nesbitt R. W., "Chemical Characteristics of fluid plase released from a subducted lithosphere and origin of arc magmas: evidence from high pressure experiments and natural rocks", Journal of Volcanology and Geothermal Research 29 (1986) 293-310.

[20] Keppler H., "Constraints from partitioning experiments on the composition of subduction zone fluids", Nature 380 (1996) 237-240.

[21] Castillo P. R., Rigby S. J., Solidum R. U., “Origin of high field strength element enrichment in volcanic arcs: geochemical evidence from the Sulu Arc, Southern Philippines”, Lithos 97 (2007) 271-288.

[22] Hawkesworth C. J., Hergt J. M., Ellam R. M., McDermott F., “Element fluxes associated with subduction related magmatism”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London 335 (1991) 393-405.

[23] 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.

[24] 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.

[25] Wark D. A., Miller C. F., “Accessory mineral behavior during differentiation of a granite suite: monazite, xenotime and zircon in the Sweetwater Wash pluton, southeastern California, U.S.A”. Chemical Geology 110 (1993) 49-67.

[26] Hoskin P. W. O., Schaltegger U., “the composition of zircon and metamorphic”, In: Hanchar J.M., Hoskin, P. W. O. (Eds.), Zircon: Reviews in mineralogy and geochemistry 56 (2003) 27-62.

[27] Heaman L. M. & Parrish R., “U–Pb geochronology of accessory minerals”. In: Heaman L., Ludden J. N. (Eds.), Applications of radiogenic isotope systems to problems in geology, Mineralogical Association of Canada Short Course Handbook (1991) 59–102.

[28] Watson E. B., “Dissolution, growth and survival of zircons during crustal fusion: kinetic principles, geologic models and implications for isotopic inheritance”. Trans. R. Soc. Edinb. Earth Science 87 (1996) 43-56.

[29] Williams I. S., "Response of detrital zircon and monazite, and their U-Pb isotopic systems, to

regional metamorphism and host-rock partial melting, Cooma Complex, southeastern Australia", Australian Journal of Earth Sciences 48 (2001) 557-580.

[30] Rubatto D., Williams I. S., Buick I. S., "Zircon and monazite response to prograde metamorphism in the Reynolds Range Central Australia", Contributions to Mineralogy and Petrology 140 (2001) 458-468.

[31] Cherniak D. J., Watson E. B., "Pb diffusion in zircon", Chemical Geology 172 (2000) 5-24.

[32] اعلمی نیا ز.، کریم پور م. ح.، همام م.، فینگر ف.، "ژئوشیمی و سن‌سنجی گرانیتوئیدهای سری مگنتیت کرتاسه پایانی در منطقه ارغش- قاسم آباد (شمال شرق ایران)"، مجله پترولوژی، دانشگاه اصفهان، شماره 12 (1392) 103-118.

[33] محمدی س. س.، وثوقی عابدینی، م.، امامی م. ه.، خطیب م. م.، "پتروگرافی، ژئوشیمی، منشأ و جای‌گاه تکتونیکی توده گرانیتوئیدی بی‌بی مریم (افضل آباد-نهبندان)"، فصلنامه علوم‌زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، شماره 63 (1386) 60-71.

[34] زرین کوب م. ح.، لین چانگ س.، محمدی س. س.، خطیب م. م.، "زمین‌شیمی، پترولوژی و سن‌سنجی زیرکان-اورانیوم- سرب توده گرانیتوئیدی بی‌بی مریم، شمال خاور نهبندان، خاور ایران"، مجله زمین‌شناسی اقتصادی، شماره 1 (1390) 15-27.

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

[36] Rollinson, H. R., Tarney, J. “Adakites - The key to understanding LILE depletion in granulites”. Lithos 79 (2205) 61-81.

[37] Thorkelson D. J., Breitsprecher K., “Partial melting of slab window margins: Genesis of adakitic and non-adakitic magmas”, Lithos 79: 1–2 (2005) 25–41.

[38] Beard J. S., “Polygenetic tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) magmatism in the Smartville complex, Northern California, with a note on LILE depletion in plagiogranites”. Mineralogy and Petrology 64 (1998) 15–45.