ژئوکرونولوژی (U-Pb) زیرکن، پتروگرافی، ژئوشیمی و رادیو ایزوتوپهای متاریولیت‌ های برنورد (مرکز زون تکنار- شمال غرب بردسکن)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 8، دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 14، تیر 1395، صفحه 239-264   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v8i1.46700

نویسندگان

رضا منظمی باقرزاده¹؛ محمد حسن کریم پور^{* 2}؛ جی لنگ فارمر³؛ چارلز استرن³؛ ژوزه فرانسیسکو سانتوس⁴؛ سارا ریبیرو⁴؛ بهنام رحیمی¹؛ محمد رضا حیدریان شهری¹

¹فردوسی مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد

³کلرادو

⁴آویرو

چکیده

منطقه مورد بررسی، در بخش میانی زون ساختاری تکنار در شمال خرد قاره ایران مرکزی قرار گرفته است. این زون ساختاری از سازند تکنار و کمپلکس پلوتونیک برنورد تشکیل شده است. تشکیلات ولکانوسدیمنت سازند تکنار متشکل از سنگهای آتشفشانی فلسیک (متاریولیت- ریوداسیت و توف ریولیتی) با ضخامت قابل توجه و به‌همراه مرمر و ماسه‌سنگ کمی دگرگون‌شده، فیلیت، اسلیت و شیست است. کانی‌شناسی و شیمی اولیه این سنگها بر اثر فرآیندهای ثانویه (دگرگونی ناحیه ای و دگرسانی هیدروترمالی) مورد تغییر قرار گرفته است. بیشترین حجم سنگهای آتشفشانی مورد بررسی در بخشهای زیرین و میانی سازند تکنار به‌همراه توفهای لایه‌ای سبز روشن تشکیل شده است. در برخی از نقاط، این مجموعه ولکانوسدیمنت در کنتاکت با کمپلکس گرانیتوئید برنورد مشاهده می‌شود. سن‌سنجی کانی زیرکن به‌روش (U-Pb) متاریولیتهای سازند تکنار، سن 6/62- ،4/73+ 552/23 میلیون سال قبل (اواخر نئوپروتروزوئیک) را نشان می دهد. εNd(552) زمان تشکیل متاریولیتهای برنورد (مرکز زون تکنار) در گستره 6/98- تا 1/5- قرار می‌گیرد. عناصر نادر خاکی سبک (LREE) به جز Eu نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین (HREE) با شیب ملایمی غنی‌شدگی نشان می دهند. همچنین، در این متاریولیت‌ها، غنی شدگی در بیشتر عناصر کمیاب ناسازگار (Th,U,Y,K,Rb,Pb, Nd) دیده می شود در حالی که عناصر (Ba,P,Ti,Sr,Zr, Nb) فقیرشدگی شاخصی را در مقایسه با گوشته اولیه نشان می دهند. مشخصه -ایزوتوپی (143Nd/144Nd)i متاریولیت‌های منطقه مقدار عددی 0/511701 تا 0/511855 به‌دست آمده است. مقدار عددی نسبت i(87Sr/86Sr) متاریولیتهای منطقه برنورد در گستره 0/688949 تا 0/723435، بیانگر دو منشأ مختلف برای گدازه های ریولیتی این منطقه است. با توجه به مطالب بالا و همچنین حجم بالای ولکانیسم در منطقه تکنار، می توان تشکیل آنها را به یک محیط ریفت قاره‌ای مربوط دانست. این ریفت می تواند با ایجاد یک زبانه در گوشته بالایی واقع در زیر پی‌سنگ شرق ایران در مدت زمان نئوپروتروزوئیک تشکیل شده باشد.

کلیدواژه‌ها

ایزوتوپ؛ زیرکن؛ سن سنجی؛ نئوپروتروزوئیک؛ برنورد؛ بردسکن؛ تکنار

مراجع

Aghanabati, S.A., 2004. Geology of Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, 586 pp (in Persian).

Allegre, C.J., Lewin, E. and Dupre, B., 1988. A coherent crust- mantle model for the uranium- thorium- lead isotopic system. Chemical Geology, 70(3): 211-234.

Babakhani, A., Mehrpartow, M., Radfar, J. and Majidi, J., 1999. Geology and exploration studies of Taknar polymetal deposit, correction and complete of geological maps 1:5000 and completion of geological maps 1:1000 of Taknar I and III and preparation of geological maps of Taknar IV. Ministry of Mines and Metals, Tehran, Report, 104 pp (in Persian).

Barrie, C.T., Ludden, J.N. and Green, T.H., 1993. Geochemistry of volcanic rocks associated with Cu-Zn and Ni-Cu deposits in the Abitibi subprovince. Economic Geology, 88(6): 1341-1358.

Boynton, W.V., 1984. Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. Elsevier, Amsterdam, 522 pp.

Chappell, B.W. and White, A.J.R., 2001. Two contrasting granite types. Australian Journal of Earth Sciences, 48(4): 489-499.

DePaolo, D.J. and Wasserburg, G.J., 1979. Petrogenetic mixing models and Nd-Sr isotopic patterns. Gheochimica et Cosmochimica Acta, 43(4): 615-627.

Eftekhar-Nezhad, J., Eghanabati, A., Hamzehpour, B. and Baroyant, V., 1976. Geological map of Kashmar, Scale 1:250000. Geological Survey of Iran.

Forster, H., 1978. Mesozoic – cenozoic metallogenesis in Iran. Journal of the Geological Society, 135(4): 443-455.

Gaboury, D. and Pearson, V., 2008. Rhyolite Geochemistry Signatures and Association with Volcanogenic Massive Sulfide Deposits: Eamples from the Abitibi Belt, Canada. Economic Geology, 103(7): 1531- 1562.

Gehrels, G.E., Valencia, V.A. and Ruiz, J., 2008. Enhanced precision, accuracy, efficiency, and spatial resolution of U–Pb ages by laser ablation–multicollector–inductively coupled plasma-mass spectrometry. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 9(3): 1-13.

Hart, T.R., Gibson, H.L. and Lesher, C.M., 2004. Trace element geochemistry and petrogenesis of felsic volcanic rocks associated with volcanogenic massive Cu-Zn-Pb sulfide deposits. Economic Geology, 99(5): 1003-1013.

Homam, S.M., 1992. Petrology of metamorphic and volcanic rocks of Taknar-Sarborg area, Northwest Kashmar. M.Sc. Thesis, Esfahan University, Esfahan, Iran, 126 pp (in Persian).

Hoskin, P.W., Kinny, P.D., Wyborn, D. and Chappell, B.W., 2000. Identifying accessory mineral saturation dueing differentiation in granitoid magmas: an integrated approach. Journal of Petrology, 9(41): 1356-1396.

Hu, A.Q., Jahn, B.M., Zhang, G.X., Chen, Y.B. and Zhang, Q.F., 2000. Crustal evolution and Phanerozoic crustal growth in northern Xinjiang: Nd isotopic evidence. Part I. Isotopic characterization of basement rocks. Tectonophysics, 328(1-2): 15–51.

Humphris, S.E. and Thompston, G., 1978. Hydrothermal alteration of oceanic basalts by seawater. Geochimicaet Cosmochimica Acta, 42(1): 107–125.

Huppert, H.E. and Sparks, R.S.J., 1988. The generation of granitic magmas by intrusion of basalt into continental crust. Journal of Petrology, 29(3): 599–624.

Jiangxi, Co., 1995. Explanatory Text of Geochemical Map of Bardaskan (7560), Stream Sediment Survey, scale 1:100000. Geological Survey of Iran, Tehran, Report 18, 40 pp.

Kampunzu, A.B., Tombale, A.R., Zhai, M., Bagai, Z., Majaule, T. and Modisi, M.P., 2003. Major and trace element geochemistry of plutonic rocks from Francistown, NEBotswana: evidence for a Neoarchaean continental active margin in the Zimbabwe craton. Lithos, 71(2-4): 431-460.

Karimpour, M.H., Farmer, G.L., Stern, C.R. and Salati, E., 2011. U-Pb zircon geochronology and Sr-Nd isotopic characteristic of Late Neoproterozoic Bornaward granitoids (Taknar zone exotic block), Iran. Iranian Society of Crystallography and Mineralogy, 19(1): 1-18.

Karimpour, M.H. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2005. Taknar Polymetal (Cu-Zn-Au-Ag-Pb) Deposit. A New Type Magnetite-Rich VMS Deposit, Northeast of Iran. Journal of Sciences, Islamic Repoblic of Iran, 16(3): 239-254.

Karimpour, M.H., Saadat, S. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2002. Knowledge and introduction of Fe- Oxides Cu-Au mineralization and magnetite related to volcanic-plutonic belt of Khaf- Kashmar- Bardaskan. 21th Geosciences Congress. Geological and Mining Explorarion Survey of Iran, Tehran, Iran (in Persian).

Krauskopf, K.B. and Bird, D.K., 1995. Introduction to Geochemistry. McGraw-Hill, New York, 647 pp.

Li, X., Li, Z., Zhou, H., Liu, Y. and Kinny, P.D., 2002. U–Pb zircon geochronology, geochemistry and Nd isotopic study of Neoproterozoic bimodal volcanic rocks in the Kangdian Rift of South China: implications for the initial rifting of Rodinia. Precambrian Research, 113(1-2): 135–154.

Lindenberg, H.G. and Jacobshagen, V., 1983. Post-Paleozoic geology of the Taknar zone and adjacent areas (NE Iran, Khorasan). Geological Survey of Iran, Tehran, Report 51, 145-163.

Malekzadeh Shafaroudi, A., 2003. Geology, mineralogy and geochemistry of Taknar deposits (Tak I and II) and presented as a magnetite-rich polymetal type (Cu-Zn-Au-Ag-Pb) massive sulfide deposit. M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 287 pp (in Persian with English abstract).

Middlemost, E.A.K., 1994.Naming materials in the magma igneous rock system. Earth Science Reviews, 37(3- 4): 215-224.

Monazzami Bagherzadeh, R., Karimpour, M.H., Farmer, G.L., Stern, C.R., Santos, J.F., Rahimi, B. and Heidarian Shahri, M.R., 2014. U–Pb zircon geochronology, petrochemical and Sr–Nd isotopic characteristic of Late Neoproterozoic granitoids of the Bornaward complex (Bardaskan-NE Iran).32thNational and 1th International Geosciences congress. Geological and mining exploration society, Mashhad, Iran (in Persian).

Moradi, M., 2007. Geochemistry exploration in western Taknar zone. M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 200 pp (in Persian with English abstract).

Muller, R. and Walter, R., 1983. Geology of the Precambrian-Paleozoic Taknar Inlier northwest of Kashmar, Khorasan province (NE Iran). Geological Survey of Iran, Tehran. Report 51, 165-183.

Patin˜o Douce, A.E., 1997. Generation of metaluminous A type granites by low-pressure melting of calc-alkaline granitoids. Geology, 25(8): 743–746.

Pearce, J.A., 1975. Basalt geochemistry used to investigate past tectonic environments on Cyprus. Tectonophysics, 25(1-2): 41– 67.

Peccerillo, A. and Taylor, S.R., 1976. Geochemistry ofEocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1): 63-81.

Rollinson, H., (translated by Karimzadeh Somarin, A.R.) , 2002. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation & Interpretation. Tabriz University Press, Tabriz, 557 pp.

Salati, E., 2007. Geology and ground magnetic geophysical exploration in Tak I and IV of Taknar mine. M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 298 pp (in Persian with English abstract).

Sepahi Gherow, A.A., 1993. Granitoids petrology of Taknar area-Sarborg (East North Kashmar). M.Sc. Thesis, Esfahan University, Esfahan, Iran, 201 pp (in Persian with English abstract).

Sylvester, P.J., 1998. Post-Collisional Strongly Peraluminous Granites. Lithos, 45(1-4): 29-44.

Tankut, A., Wilson, M. and Yihunie, T., 1998. Geochemistry and tectonic setting of Tertiary volcanism in the Guvem area, Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85(1-4): 285–301.

Taylor, S.R. and McLennan, S.M., 1995. The geochemical evolution of the continental crust. Reviews in Geophysics, 33(2): 241-265.

Tepper, J.H., Nelson, B.K., Bergantz, G.W. and Irving, A.J., 1993. Petrology of the Chilliwack batholith, North Cascades, Washington: generation of calc-alkalinegranitoids by melting of mafic lower crust with variable water fugacity. Contributions to Mineralogy and Petrology, 113(3): 333-351.

Thuy, N.T.B., Satir, M., Siebel, W., Vennemann, T and Long, T.V., 2004. Geochemical and isotopic constrains on the petrogenesis of granitoids from the Dalat zone, southern Vietnam. Journal of Asian Earth Sciences, 23(4): 467-482.

Trua, T., Deniel, C. and Mazzuoli, R., 1999. Crustal control in the genesis of Plio-Quaternary bimodal magmatism of the Main Ethiopian Rift (MER): geochemical and isotopic (Sr, Nd, Pb) evidence. ChemicalGeology, 155(3): 201–231.

Yousefi, E. and Friedberg, J. L., 1977. Aeromagnetic map of Iran,scale 1:100000 Qayen. Geological Survey of Iran.

Wilson, M., 1989. Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman, London, 466 pp.

Wood, D.A., Joron, J.L. and Treuil, M., 1979. A re-appraisal of the use of trace elements to classify and discriminate between magma series erupted in different tectonic settings. Earth Planetary Science Letters, 45(2): 326–336.

Wu, F.Y., Jahn, B.M., Wilde, S.A., Lo, C.H., Yui, T.F., Lin, Q., Ge, W.C. and Sun, D.Y., 2003. Highly fractionated I-type granites in NE Chine, I: geochronology and petrogenesis. Lithos, 66(3-4): 241-273.

Xua, B., Jianb, P., Zhenga, H., Zouc, H., Zhanga, L. and Liub, D., 2005. U–Pb zircon geochronology and geochemistry of Neoproterozoic volcanic rocks in the Tarim Block of northwest China: implications for the breakup of Rodinia supercontinent and Neoproterozoic glaciations. Precambrian Research, 136(2): 107–123.

Zindler, A. and Hart, S.R., 1986. Chemical geodynamics.Annual Review of Earth and PlanetarySciences, 14: 493-571.

Zirjanizadeh, S., 2007. Petrology and fluid inclusion micro-thermometry of Taknar Massive sulfide deposit. M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 186 pp (in Persian with English abstract).