سن‌ سنجی، پترولوژی، ژئوشیمی و تکتونوماگماتیسم سنگ‌ های حدواسط و مافیک کمپلکس پلوتونیک برنورد (شمال‌ غرب بردسکن)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 6، دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 19، اسفند 1397، صفحه 425-448   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v10i2.66703

نویسندگان

رضا منظمی باقرزاده¹؛ محمد حسن کریم پور^{* 1}؛ جی لنگ فارمر²؛ چارلز استرن²؛ ژوزه فرانسیسکو سانتوس³؛ سارا ریبیرو³؛ بهنام رحیمی¹؛ محمد رضا حیدریان شهری¹

¹فردوسی مشهد

²کلرادو

³آویرو

چکیده

کمپلکس پلوتونیک برنورد واقع در زون ساختاری تکنار، در شمال خرد قاره ایران مرکزی و در20 کیلومتری شمال‌غرب شهرستان بردسکن قرار دارد. این مجموعه با سنی معادل اواخر پرکامبرین (نئوپروتروزوئیک)، نتیجه فعالیت ماگمایی وسیع شمال خرد قاره ایران مرکزی در اثر پدیده­ کوه‌زایی کاتانگاهی است. مشابه این ماگماتیسم در شمال خرد قاره ایران مرکزی به‌صورت کمربند ولکانو- پلوتونیک خواف- کاشمر- بردسکن همچون گرانیتوئیدهای کاشمر وجود دارد. این کمپلکس بزرگ‌ مقیاس در واقع مجموعه‌ای گرانیتوئیدی شامل سنگ‌های گرانیتی، گرانودیوریتی، تونالیتی و گرانوفیری است که بخش مرکزی آن از یک گروه واحدهای گابرویی، دیوریتی و کوارتزدیوریتی تشکیل‌شده است. بافت اصلی این سنگ‌های حدواسط و مافیک، گرانولار متوسط تا درشت‌بلور است و بافت‌های پورفیروئید به‌ویژه در سنگ‌های حدواسط و بافت‌های پوئی­کلیتیک و ساب­افیتیک در سنگ‌های گابرویی به‌صورت پراکنده به چشم می‌خورد. کانی اصلی فرومنیزین­‌دار سنگ‌های مافیک و حدواسط، کانی هورنبلند است و در نمونه‌های کوارتزدیوریتی، بیوتیت نیز دیده می‌شود. سنگ‌های حدواسط و مافیک کمپلکس پلوتونیک برنورد از لحاظ ژنتیکی با سنگ‌های گرانیتوئیدی این مجموعه ارتباطی مستقیم دارند. از لحاظ ارتباط صحرایی و بررسی‌های سنی چنین مشخص می‌شود که این واحدهای مافیک و حدواسط نسبت به واحد گرانیتی و دیگر واحدهای نفوذی اسیدیی این کمپلکس قدیمی‌تر بوده و توسط این واحدها قطع شده­‌اند.
بر اساس سن‌سنجی دیوریت‌های منطقه برنورد با استفاده از کانی زیرکن به‌روش U-Pb، سن این توده‌های نفوذی 32/4± 96/551 میلیون سال قبل (اواخر پرکامبرین) به‌دست آمده است. بر پایه بررسی‌های ژئوشیمیایی، تحولات ماگمایی این سنگ‌ها از نوع تولئیتی و کالک‌آلکالن بوده و شاخص اشباع از آلومین این سنگ‌ها متاآلومین است. دیوریت‌ها و گابروهای برنورد از نوع پتاسیم متوسط بوده و از لحاظ ویژگی‌های ژئوشیمیایی نسبت به عناصر ناسازگار La, Rb, K, U, Pb  به‌همراه Th غنی‌شدگی نشان می‌دهند؛ در‌ حالی‌که عناصری مانند Nb, Ti, Ta, Sr, Ba  تهی‌شدگی شاخصی را در مقایسه با کندریت ارائه می‌دهند.
ویژگی ایزوتوپی i(143Nd/144Nd) دیوریت‌ها و گابروهای برنورد در گستره 51203/0 تا 51214/0 به‌دست آمده است. مقدار عددی نسبت i(87Sr/86Sr) این توده‌های نفوذی در گستره 7038/0 تا 7135/0 اندازه­‌گیری شده است. مقدار عددی ƐNd(T=552)  دیوریت‌ها و گابروهای برنورد از 0/2 تا 0/4 به‌دست آمده است. مقادیر پایین i(87Sr/86Sr) نمونه‌های دیوریت و گابروهای منطقه برنورد و مقادیر Ɛ0Nd(present) این توده‌های نفوذی که 2/0-  تا 0/4 محاسبه‌شده است، نشان‌دهنده آن است که تولید چنین توده‌های نفوذی می­‌تواند به منبعی از گوشته بالایی یا پوسته قاره‌‌ای زیرین تحت آلایش قرار‌گرفته شده، نسبت‌داده شود. محیط تشکیل این دسته از سنگ‌های کمپلکس پلوتونیک برنورد، حاشیه فعال قاره و محیط کمان آتشفشانی است که می‌تواند به فرورانش پوسته اقیانوسی موجود بین خرد قاره ایران مرکزی و بلوک افغان مرتبط باشد.

کلیدواژه‌ها

کمپلکس؛ سن‌ سنجی؛ خرد قاره؛ ماگماتیسم؛ پرکامبرین؛ بردسکن؛ تکنار

مراجع

Alaminia, Z., Karimpour, M.H., Homam, S.M. and Finger, F., 2013. Petrology, geochemistry and mineralization of Tertiary volcanic rocks and intrusive bodies and associated semi-intrusive bodies in Arghash-Ghasemabad aera (NE Iran) with special tendency to age and source of granites. Journal of Economic Geology, 5(1): 1–22. (in Persian with English abstract)

Alavi, M., 1994. Tectonics of the Zagros Orogenic belt of Iran: new data and interpretations. Tectonophysics, 229(3–4): 211–238.

Almasi, A., Karimpour, M.H., Ebrahimi Nasrabadi, Kh., Rahimi, B., KIOtzli, U. and Santos, J.F., 2015. Geology, mineralization, U-Pb dating and Sr-Nd isotope geochemistry of intrusive bodies in northeast of Kashmar. Journal of Economic Geology, 7(1): 69–90. (in Persian with English abstract)

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.

Batchelor, R.A. and Bowden, P., 1985. Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters. Chemical Geology, 48(1–4): 43–55.

Bei, XU., Haifei, Z., Haitoa, Y. and Yongan, L., 2003. C-isotope composition and significance of the Sinian on the Tarim plate. Chinese Science Bulletin, 48(4): 385–389.

Bogoch, R., Avigad, D. and Weissbrod, T., 2002. Geochmistry of the Quartz diorite-granite association, Roded area, southern Israel. Journal of African Eearth Sciences, 35(1): 51–60.

Chappell, B.W. and White, A.J.R., 2001. Two contrasting granite types: 25 years later. Australian Journal of Earth Sciences, 48(4): 489–499.

Chen, F., Siebel, W., Satır, M., Terzioğlu, N. and Saka, K., 2002. Geochronology of the Karadere basement (NW Turkey) and implications for the geological evolution of the I. stanbul Zone. International Journal of Earth Sciences, 91(3): 469–481.

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

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.

Gemmell, J.B. and Fulton, R., 2001. Geology, Genesis, and Exploration Implications of the Footwall and Hanging-Wall Alteration Associated with the Hellyer Volcanic-Hosted Massive Sulfide Deposit, Tasmania, Australia. Economic Geology, 96(5): 1003–1035.

Harker, A., 1909. The natural history of igneous rocks. Cambridge University Press, London, 344 pp.

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.

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.

Irvine, T.N. and Baragar, W.R.A., 1971. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences, 8(5): 523–548.

Karimpour, M.H., Malekzadeh Shafaroudi, A., Moradi Noghondar, M., Lang Farmer, G. and Stern, C.R., 2013. Geology, mineralization, Sm-Nd and Rb-Sr isotopic geochemistry and U-Pb dating of intrusive bodies related to Cretaceous mineralization in Kalateh ahani area, SW Gonabad. Journal of Economic Geology, 5(2): 267–290. (in Persian with English abstract)

Kuster, D. and Harms, U., 1998. Post-collisional potassic granitoids from the southern and northwestern parts of the Late Neoproterozoic East African Orogen: a review. Lithos, 45(1–4): 177–195.

Lindenberg, H.G. and Jacobshagen, V., 1983. Post-Paleozoic geology of the Taknar zone and adjaceat area, NE Iran, Khorasan. Geological Survey of Iran, Tehran, Report 51, 562 pp.

Middlemost, E.A.K., 1985. Magmas and Magmatic Rocks. An Introduction to Igneous Petrology. Longman, London, New York, 266 pp.

Monazzami Bagherzadeh, R., Karimpour, M.H., Lang Farmer, G., Stern, C.R., Santos, J.F., Rahimi, B. and Heidarian Shahri, M.R., 2015. U–Pb zircon geochronology, petrochemical and Sr–Nd isotopic characteristic of Late Neoproterozoic granitoids of the Bornaward complex (Bardaskan-NE Iran). Journal of Asian Earth Sciences, 111(1): 57–71.

Muller. R. and Walter, R., 1983. Geology of the Precambrian-Paleozoic Taknar inlier north east of Kashmar, Khorasan Province, NE Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, Report 51, 562 pp.

Nagudi, N.O., Koberl, C.H. and Kurat, G., 2003. Petrography and geochmistry of the Singo granite, Uganda and implications for its origin. Journal of African Earth Sciences, 35(1–2): 73–87.

Pearce, J.A., Harris N.B.W. and Tindle, A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25(4): 956–983.

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

Relvas, J.M.R.S., Barriga, F.J.A.S. and Ferreira, A., 2006. Hydrothermal Alteration and Mineralization in the Neves-Corvo Volcanic-Hosted Massive Sulfide Deposit, Portugal. I. Geology, Mineralogy, and eochemistry. Economic Geology, 101(4): 753–790.

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

Saunders, A.D., Tarney, J. and Weaver, S.D., 1980. Transverse geochemical variations across the Antarctic Peninsula: implication for the genesis of calc-alkaline magmas. Earth and planetary Science Letters, 46(3): 344–360.

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

Shand, S.J., 1943. The Eruptive Rocks. John Wiley, New York, 444 pp.

Soffel, H.C. and Forster, H.G. 1982. Wander path of the central-east Iran microplate including new results: in Geotravers in Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, Report 51, 562 pp.

Soltani A., 2000. Geochemistry and geochronology of I-type granitoid rocks in the northeastern Central Iran Plate. Ph.D. Thesis, University of Wollongong, Wollongong, Australia, 300 pp.

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.

Temel, A., Gundogdu, M.N. and Gourgaud A., 1998. Petrological and geochemical characteristics of Cenozoic high-K calc-alkaline volcanism in Konya, Central Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85(1–4): 327–354.

Thompson, R.N., 1982. Magmatism of the British Tertiary volcanic province. Scottish Journal of Geology, 18(1): 49–107.

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. Jornal of Asian Earth Sciences, 23(4): 467–482.

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

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.