فرآیندهای پتروژنتیکی، شرایط تبلور و ماهیت ماگماتیسم لمپروفیرهای اسپسارتیتی کالک‌ آلکالن الیگوسن زیرین منطقه کال‌ کافی (شرق انارک، استان اصفهان)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 6، دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 17، آبان 1396، صفحه 375-395   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v9i2.47493

نویسندگان

قدرت ترابی^* ؛ غلام حسین نظری

اصفهان

چکیده

دایک‌ها و استوک‌های لمپروفیری الیگوسن در منطقه کال‌کافی (ایران مرکزی، غرب بلوک یزد)، سنگ‌های ولکانیک ائوسن و سایر واحدهای قدیمی‌تر همچون سنگ آهک‌های کرتاسه را قطع کرده‌اند. این لمپروفیرها دارای فنوکریست‌های هورنبلند (مگنزیوهاستینگزیت)، پیروکسن (دیوپسید) و پلاژیوکلاز (لابرادوریت تا بیتونیت) در یک ماتریکس دانه‌ ریز تا دانه‌ متوسط شامل همان کانی‌ها و آپاتیت، مگنتیت، اپیدوت و کلریت هستند. زونینگ نوسانی فنوکریست‌های کلینوپیروکسن و گستره تدریجی مقادیر Al2O3 (34/1 تا 49/5 درصد وزنی) و TiO2 (37/0 تا 83/0 درصد وزنی) آنها، بیانگر تبلور این کانی‌ها در حین صعود، همراه با تغییرات فشار است. با توجه به نتایج بررسی‌های پتروگرافی، نوع و ترکیب شیمیایی کانی‌های سازنده این لمپروفیرها، می‌توان آنها را اسپسارتیت‌های کالک‌آلکالن نامید. نتایج آنالیز عناصر کمیاب فنوکریست‌های آمفیبول، پیروکسن و پلاژیوکلاز با استفاده از دستگاه LA-ICP-MS نشان می‌دهد که آمفیبول‌ها بیشترین و پلاژیوکلازها کمترین مقدار عناصر نادر خاکی را دارند. ترموبارومتری آمفیبول وپیروکسن‌های موجود در لمپروفیرهای کال‌کافی به‌ترتیب دمای میانگین 886 و 1150 درجه سانتی‌گراد و فشار 5/1تا 0/3 و 2 تا 5 کیلوبار را نشان می‌دهند. فشارهای به‌دست آمده اعماق 7 تا 17 کیلومتر را برای تبلور کلینوپیروکسن‌ها و 6 تا 11 کیلومتر را برای تبلور آمفیبول‌ها مشخص می‌کنند. دمای تعادل زوج کانی همزیست آمفیبول – پلاژیوکلاز به‌طور متوسط 860 درجه سانتی‌گراد به‌دست آمده است. ویژگیهای ژئوشیمیایی کانی‌های سازنده لمپروفیرهای کال‌کافی نشان می‌دهد که ماگمای سازنده این سنگ‌ها در محیط تکتونوماگمایی مرتبط با فرورانش ایجاد‌شده و محصول ذوب یک اسپینل لرزولیت گوشته لیتوسفری بوده است.

کلیدواژه‌ها

اسپسارتیت؛ لمپروفیر؛ کالک‌آلکالن؛ الیگوسن؛ کال‌کافی؛ ایران مرکزی

مراجع

Ahmadian, J., Hasckke, M., Mc Donald, I., Regelous, M., Ghorbani, M.R., Emami, M.H. and Murata, M., 2009. High magmatic flux during Alpine-Himalayan collision: Constraints from the Kal-e-kafi complex, centeral Iran. Geological Society of America, 121(5): 857-868.

Ahmadian, J., Sarjoughian, F., Lentz, D., Esna-Ashari, A., Murata, M. and Ozawa, H., 2016. Eocene K-rich adakitic rocks in the Central Iran: Implications for evaluating its Cu–Au–Mo metallogenic potential. Ore Geology Reviews, 72(1): 323-342.

Aistov, L., Melnikov, B., Krivyakin, B. and Morozov, L., 1984. Geology of the Khur area (central Iran), Geological Survey of Iran, Tehran, TE Report 20, 131 pp.

Alavi, M., 1991. Tectonic map of the Middle East, Scale 1:5000000, Geological Survey of Iran, Tehran.

Anderson, J.L. and Smith, D.R., 1995. The effects of temperature and Oxygen fugacity on the Al-in-hornblende barometer, American Mineralogist, 80 (5-6): 549-559.

Aoki, K.I., and Kushiro, I., 1968. Some clinopyroxenes from ultramafic inclusions in Dreiser Weiher, Eifel. Contributions to Mineralogy and Petrology, 18(4): 326−337.

Bahadoran, N., 2007. Petrology and geochemistry of volcanic rocks in west of the Arousan-e -Kaboudan area (south of Choupanan - North east of Esfahan). M.Sc. Thesis, University of Esfahan, Esfahan, Iran, 120 pp. (in Persian with English abstract)

Bayat, F. and Torabi, G., 2011. Alkaline lamprophyric province of Central Iran. Island Arc, 20(3): 386 – 400.

Baziotis, I., Mposkos, E. and Leontakianakos, G., 2012. Amphibole chemistry from the Penteli metamorphic core complex: implication for the metamorphic evolution of eastern Attica. First European Mineralogical Conference, Frankfurt, Germany.

Coltorti, M., Bonadiman, C., Faccini, B., Gregoire, M.O., Reilly, S.Y. and Powell, W., 2007. Amphiboles from suprasubduction and intraplate lithospheric mantle. Lithos, 99(1-2): 68-84.

Deer, W.A., Howie, R.A. and Zussman, J., 1996. An introduction to the rock-forming minerals. Longman, London, United Kingdom, 696 pp.

Femenias, O., Mercier, J.C., Nkono, C., Diot, H., Berza, T., Tatu, M. and Demaiffe, D., 2006. Calcic amphibole growth and compositions in calc-alkaline magmas: Evidence from the Motru Dike Swarm (Southern Carpathians, Romania). American Mineralogist, 91(1): 73-81.

Gibson, A.S., Thompson, R.N., Dickin, A.P. and Leonardos, O.H., 1995. High-Ti and low-Ti mafic potassic magmas: key to plume-lithosphereinteractions and continental flood-basalt genesis. Earth Planetary Science Letters, 136(3): 149–165.

Hammarstrom, J.M. and Zen, E.A., 1986. Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. American Mineralogist, 71(11-12): 1297-1313.

Helz, R.T., 1973. Phase relations of basalts in their melting ranges at pH2O = 5 kb as a function of Oxygen fugacity, Part I. Mafic phases. Journal of Petrology, 14(2): 249-302.

Holland, T. and Blundy, J., 1994. Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry. Contributions to Mineralogy and Petrology, 116(4): 433-447.

Hollister, L.S., Grissom, G.C., Peters, E.K., Stowell, H.H. and Sisson, V.B., 1987. Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons. American Mineralogist, 72(3-4): 231–239.

Ishida, Y., Morishita, T., Arai, S. and Shirasaka, M., 2004. Simultaneous in-situ multi-element analysis of minerals on thin section using LA-ICP-MS. Science Reports of Kanazawa University, 48(1, 2): 31-42.

Johnson, M.C. and Rutherford, M.J., 1988. Experimental calibration of an aluminum-in-hornblende geobarometer applicable to calc-alkaline rocks. Earth and Space Science News, 69(44):1511.

Leake, B.E., Woolley, A.R., Arps, C.E.S., Birch, W.D., Gilbert, M.C., Grice, J.D., Hawthorne, F.C., Kato, A., Kisch, H.J., Krivovichev, V.G., Linthout, K., Laird, J., Mandarino, J.A., Maresch, W.V., Nickel, E.H., Rock, N.M.S., Schumacher, J.C., Smith, D.C., Stephenson, N.C.N., Ungaretti, L., Whittaker, E.J.W. and Guo, Y., 1997. Nomenclature of amphiboles: Report of the subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. The Canadian Mineralogist, 35(1): 219-246.

Le Bas, M., 2007. Igneous rock classification revisited 4: Lamprophyres. Geology Today, 23(5): 167-168.

Le Bas, M.J., 1962. The role of Aluminium in igneous clinopyroxenes with relation to their parentage. American Journal of Science, 260(4): 267 - 288.

Li, Y., 1998. Crystal chemistry, microstructures, and petrologic implication of the amphiboles from the blueschists of Southwestern Oregon. M.Sc. Thesis, Brigham Young University, Utah, United States, 74 pp.

Mayer, B., 2013. Petrogenesis of hornblende - bearing lavas (Rhӧn, Germany). Ph.D. Thesis, Hamburg University, Hamburg, Germany, 86 pp.

McDonough, W.F. and Sun, S.-s., 1995. The composition of the Earth. Chemical Geology, 120(3-4): 223 – 253.

Moretti, R. and Baker, D.R., 2008. Modeling the interplay of fO2 and fS2 along the FeS-silicate melt equilibrium. Chemical Geology, 256(3-4), 286–298.

Morimoto, N., Fabrise, J., Ferguson, A., Ginzburg, I.V., Ross, M., Seifert, F.A., Zussman, J., Akoi, K. and Gottardi, G., 1988. Nomenclature of pyroxenes. Mineralogical Magazine, 52(367): 535-550.

Morishita, T., Ishida, Y. and Arai, S., 2005a. Simultaneous determination of multiple trace element compositions in thin (<30 μm) layers of BCR-2G by 193 nm ArF excimer laser ablation-ICP-MS: Implications for matrix effect and elemental fractionation on quantitative analysis. Geochemical Journal, 39(4): 327-40.

Morishita, T., Ishida, Y., Arai, S. and Shirasaka, M., 2005b. Determination of multiple trace element compositions in thin (<30 μm) layers of NIST SRM 614 and 616 using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry. Geostandards and Geoanalytical Reseach, 29(1): 107-22.

Otten, M.T., 1984. The origin of brown hornblende in the Artssjället gabbros and dolerites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 86(2): 189 - 199.

Ridolfi, F., Renzulli, A. and Puerini, M., 2010. Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction related volcanoes. Contributions to Mineralogy and Petrology, 160(1): 45-66.

Rock, N.M.S., 1991. Lamprophyres. Blackie and Sons Limited, Glasgow, Scotland, 285 pp.

Rutherford, M.J., 2008. Magma Ascent rates. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69(1): 241-271.

Schmidt, M.W., 1992. Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 110(2-3): 304-310.

Shore, M. and Fowler, A.D., 1996. Oscillatory zoning in minerals: A common phenomenon. The Canadian Mineralogist, 34(6): 1111-1126.

Simakin, A., Zakrevskaya, O. and Salova, T., 2012. Novel Amphibole geo-barometer with application to mafic xenoliths. Earth Science Research, 1(2): 82-97.

Soesoo, A., 1997. A multivariate statistical analysis of clinopyroxene compositions: empirical coordinates for the crystallization and PT estimations. Journal of Geological Society of Sweden, 119(1), 55-60.

Sun, C. and Liang, Y., 2012. Distribution of REE between clinopyroxene and basaltic melt along a mantle adiabat: Effects of major element composition, water, and temperature. Contributions to Mineralogy and Petrology, 163(5): 807-823.

Sun, C.M., Bertrand, J., 1991. Geochemistry of clinopyroxenes in plutonic and volcanic sequences from the Yanbian Proterozoic ophiolites (Sichuan Province, China): petrogenetic and geotectonic implications. Schweizer Minealogische und Petrographische Mitteilungen, 71(2): 243–259.

Sun, S.S. and McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: A.D. Saunders and M.J. Norry (Editors), Magmatism in the ocean basins. Geological Society, London, pp. 313–345.

Torabi, G.H., 2009. Late Permian lamprophyric magmatism in North-East of Isfahan Province, Iran: A mark of rifting in the Gondwanaland. Comptes Rendus Geoscience, 341(1): 85–94.

Torabi, G.H., 2010. Early Oligocene alkaline lamprophyric dykes from the Jandaq area (Isfahan Province, Central Iran): Evidence of Central–East Iranian microcontinent confining oceanic crust subduction. Island Arc, 19(2): 277-291.

Whitney, D.L. and Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95(1): 185-187.

Wood, B.J. and Blundy, J.D., 1997. Predictive model for rare earth element partitioning between clinopyroxene and anhydrous silicate melt. Contributions to Mineralogy and Petrology, 129(2-3): 166-181.

Woolley, A.R., Bergman, S.C., Edgar, A.D., Le Bas, M.J., Mitchell, R.H., Rock, N.M.S. and Scott-Smith, B.H., 1996. Classification of lamprophyres, lamproites, kimberlites and the kalsilite mellitic and leucitic rocks. The Canadian Mineralogist, 34(2): 175-186.

Yakovenko, V., Chinakov, I., Kokorin, Yu. and Krivyakin, B., 1981. Report on geological prospecting in Anarak area (Kal-e Kafi- Khuni locality). Moscow, Report No. 13, 293 pp.