فصلنامه علمی علوم زمین

فصلنامه علمی علوم زمین

ویژگی‌های کانی‌شناسی و محیط ژئودینامیکی پریدوتیت‌های کوه سیاه، افیولیت شمال سبزوار، شمال خاور ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده علوم زمین، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران
چکیده
توالی گوشته‌­ای افیولیت کوه سیاه در شمال سبزوار و در پهنه ساختاری ایران مرکزی قرار دارد و عمدتا شامل هارزبورژیت، دونیت، لرزولیت، پیروکسینیت و عدسی‌های (لنزهای) کرومیتیت می‌­باشند. درصد فورستریت الیوین در پریدوتیت‌ها  بین 91 تا 96 درصد بوده و در قلمرو پریدوتیت­‌های ایزوبونین – ماریانا قرار می­‌گیرند. میزان اکسید آلومینیم ارتوپیروکسن در هارزبورژیت‌ها و لرزولیت­‌ها نسبتا پایین است و گرایش به ارتوپیروکسن­‌های پریدوتیت‌های آبیسال- جلو‌قوس دارند. کلینوپیروکسنِ پیروکسنیت‌ها واجد اکسید آلومینیم و تیتان پایینی بوده و گرایــــش به پریدوتیت‌های جلوقوس داشته، در حالی که کلینوپیـــــروکسن در هارزبورژیت­‌ها و لرزولیت‌ها دارای اکسید تیتان و آلومینیم بالاتر است و در محدوده پریدوتیت‌های آبیسال واقع می‌گردند. اسپینل موجود در لرزولیت‌ها متمایل به پریدوتیت‌های آبیســـــال بوده، در حالی که اسپینـــل موجود در هارزبورژیت‌ها گرایش به پریدوتیت‌های جلوقوس و آبیسال نشان می‌دهند. اسپینل‌های دونیت‌ها دارای عدد کروم بالا بوده و به نظر می‌رسد که از یک مذاب بونینیتی در درجات بالای ذوب بخشی از یک منشا گوشته‌­ای تهی‌­شده تحت شرایط آب‌دار حاصل شده‌اند. شیمی کانی­‌های پریدوتیت‌های مورد مطالعه بیانگر ماهیت دوگانه آبیسال – جلوی قوس - بونینیت هستند و به نظر می‌رسد که تکامل این سکانس گوشته‌ای در ارتباط با یک محیط فرافرورانش (سوپراسابداکشن) و حاصل از فرورانش زیر شاخه اقیانوس تتیس جوان  (خط درز (سوچر) سبزوار) به زیر ورقه البرز (توران) در زمان کرتاسه می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


حیدری، م.، 1394، ژئوشیمی و پتروژنز سکانس گوشته‌­ای افیولیت منطقه فرومد (شمال غرب سبزوار). پابان نامه کارشناسی ارشد پترولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه دامغان، ص 141.
حیدری، م.، قربانی، ق.، شفایی مقدم، ه.، 1398، ترکیب اسپینل به عنوان شاخص پتروژنتیکی بخش گوشته‌­ای افیولیت فرومد، شمال باختر سبزوار، شمال خاور ایران. فصلنامه علوم زمین، شماره 112، ص 59 تا 70. https://doi.org/10.22071/gsj.2018.93546.1205
دادگر، ه.، 1391، پترولوژی و ژئوشیمی پریدوتیت­‌های افیولیت سبزوار (کوه سیاه)، شمال شرق ایران: مثالی از یک گوشته مرتبط با زون فرورانش. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه دامغان، 111ص.
کهنسال، ر.، قربانی، م.، پورمعافی، س.م.، خلعت‌بری جعفری، م.، عمرانی، ج.، ذوالفقاری، ص.، سلیمانی، س.، 1394، زمین‌شناسی و ژئوشیمی توالی خروجی افیولیتی در ناحیه فرومد، شمال خاوری ایران. فصلنامه علوم زمین، دوره 25، شماره 97، ص 387 تا 396.  .https://doi.org/10.22071/gsj.2015.41593
مجیدی، ج.، 1378، نقشه زمین‌شناسی 1:100000 سبزوار، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
محمدی گرجی، ا.، قربانی، ق.، شفایی مقدم، ه.، 1394 ژئوشیمی و ‌پتروژنز آداکیت‌های ‌دامنه‌ جنوبی‌ نوار‌ افیولیتی ‌شمال‌ سبزوار با تکیه بر نتایج ایزوتوپ­‌های Sr-Nd-Pb.  فصلنامه علوم زمین، شماره 95، ص. 51 تا 62.  https://doi.org/10.22071/gsj.2015.42381.
Arai, S., 1997. Control of wall-rock composition on the formation of podiform chromitites as a result of magma/peridotite interaction. Resour. Geol. 47, 177e187.
Arai, S., Kadoshima, K., and Morishita, T., 2006. Widespread arc-related melting in the mantle section of the northern Oman ophiolite as inferred from detrital chromian spinels. Journal of the Geological Society 163, 869-879. https://doi.org/10.1144/0016-76492005-057
Barnes, S.J., and Roeder, P.L., 2001. "The range of spinel composition in terrestrial Mafic and Ultramafic Rocks." Contribution to Mineralogy and Petrology 42, 2279-2302.
Berberian, M., and King, G.C.P., 1981. Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran." Canadian Journal of Earth Science, 18, 210-265.
Brocker, M., Omrani, H., Berndt, J., E., and Moslempour, M., 2021. Unravelling metamorphic ages of suture zone rocks from the Sabzevar and Makran areas (Iran): Robust age constraints for the larger Arabia–Eurasian collision zone. Journal of metamorphic geology 39, 1099-1129. https://doi.org/10.1111/jmg.12603
Choi, S.H., Shervais, J.W., and Mukasa, S.B., 2008. Supra-subduction and abyssal peridotites of the Coast Range ophiolite, California. Contrib Mineral Petrol, 156:551–576. 10.1007/s00410-008-0300-6
Conrad, W.K., and Kay, R.W., 1984. Ultramafic and mafic inclusions from Adak Island: crystallization history and implications for the nature of primary magmas and crustal evolution in the Aleotian arc. Journal of petrology, 25, 88-125.
Dadgar, H., 2013. Petrology and geochemistry of mantle peridotites in Zabzevar ophiolite (Kuh Siah), NE Iran: An example of a supra-subduction zone-type mantle peridotite. M.Sc. Thesis, School of Earth Sciences, Damghan university, Damghan, Iran. (In Persian).
Defant, M. J., and Drummond, M. S., 1990. Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature 347, 662-665.
Dick, H. J. B., and Bullen, T., 1984. Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine – type peridotites and spatially associated lavas. Contribution to Mineralogy and Petrology, 86, 54-76.
Dilek, Y., and Furnes, H., 2011. Ophiolite genesis and global tectonics: geochemical and tectonic fingerprinting of ancient   oceanic lithosphere. GSA Bulletin, 123, 387–411. https://doi.org/10.1130/B30446.1
Haggerty, S.E., 1988. Upper mantle opaque mineral stratigraphy and the genesis of metasomatites and alkali-rich melts. Journal of Geological Society of Australia 14, 687–699.
Hamlyn, P.R., and Bonatti, E., 1980. "Petrology of mantle-derived ultramafics from the Owen fracture zone, northwest Indian ocean: implications for the nature of the oceanic upper mantle." Earth and Planetary Science Letters 48 (1), 65–79.
Hébert, R., Adamson, A. C., and Komor, S. C., 1990. Metamorphic petrology of ODP 109 Hole 670A serpentinized peridotites: serpentinization processes at a slow spreading ridge environment. In Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results 106/109 (eds R. Detrick, J. Honnorez, W.B. Bryan et al.), College Station, Texas, pp.103-115.
Heidari, M., 2015. Geochemistry and petrogenesis of the mantle sequence of Forumad ophiolite, NW Sabzevar. M. Sc. Thesis in Petrology, School of Earth Sciences, Damghan University, Damghan, Iran. (In Persian).
Heidari, M., Ghorbani, GH., and Shafaii- Moghadam, H., 2019. Spinel composition as a petrogenetic indicator of the mantle section in the Forumad ophiolite, NW Sabzevar, NE Iran. Scientific Quarterly Journal, Geosciences, Vol. 28, No. 112, P. 59-70, Summer. https://doi.org/10.22071/gsj.2018.93546.1205 (In Persian).
Hickey, R.L., and Frey, F.A., 1982. Geochemical characteristics of boninite series volcanics: implication for their source. Geochemica et Cosm-ochemica Acta 46, 2099–2115.
Irvine, T.N., 1967. Chromian spinel as a petrogenetic indicator. Part I- Petrogenetic applications. Canadian Journal of Earth Sciences 4, 71-103.
Ishii, T., Robinson, P. T., Maekawa, H., and Fiske, R., 1992. Petrological studies of peridotites from diapiric serpentinite seamounts in the Izu-Ogazawara-Mariana forearc, Leg 125. In Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results 125 (eds P. Fryer, J.A. Pearce, L.B. Stokking et al.), College Station, Texas, pp.445-485.
Jafari A., and Ghasemi, H., 2023. Geologic history of the Sabzevar oceanic Basin, NE Iran: An overview from continental rifting to obduction in the NeoTethys oceanic system. Journal of Asian Earth Sciences 245 (2023) 105559. Journal of Asian Earth Sciences 245, 105559. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105559
Jamshidi, K.h., Ghasemi, H., Laicheng, M., and Sadeghian, M., 2018. Adakite magmatism within the Sabzevar ophiolite zone, NE Iran: U-Pb geochronology and Sr-Nd isotopic evidences. Geopersia 8, 111–130. https://doi.org/10.22059/geope.2017.242944.648352
Jan, M.Q., and Windley, B.F., 1990. Chromian spinel-silicate chemistry in ultramafic rocks of the Jijal complex, northwest Pakistan. Journal of Petrology 31, 667–715.
Johnson, K. T. M., Dick, H. J. B., and Shimizu, N., 1990. Melting in the oceanic upper mantle: an ion microprobe study of diopsides in abyssal peridotites. Journal of Geophysical Research 95, 2661-2678.
Juteau, T., Berger, E., and Cannat, M., 1990. "Serpentinized, residual mantle peridotites from the MAR Median Valley, ODP Hole 670A (21o10'N, 45o02'W, Leg 109): Primary mineralogy and geothermometry." In: Detrick, R., Honnorez, J., Bryan, W.B., Juteau, T., et al., (Eds.), Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 106/109, 27 45.
Kamenetsky, V., Crawford, A.J., and Meffre, S., 2001. Factors controlling chemistry of magmatic spinel: an empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks. Journal of Petrology 42, 655–671. http://dx.doi.org/10.1093/petrology/42.4.655
Kazemi, Z., Ghasemi, H., Tilhac, R., Griffin, W., Shafaii Moghadam, H., O’Reilly, S., and Mousivand, F., 2019. Late Cretaceous subduction-related magmatism on the southern edge of Sabzevar basin, NE Iran. J. Geol. Soc. London 176, 530–552. https://doi.org/10.1144/jgs2018-076
Kepezhinskas, P.K., Defant, M.J., and Drummond, M.S., 1995. Na metasomatism in the island-arc mantle by slab melt-peridotite interaction: Evidence from mantle xenoliths in the north Kamchatka arc. Journal of Petrology 36, 1505–1527.
Kerrich, R., Wyman, D., and Fan, J., 1998. Boninite series: low Ti tholeiite associations from the 2.7 Ga Abitibi greenstone belt. Earth and Plane-tary Science Letters 164, 303–316.
Kohansal, R., Ghorbani, M., Pourmoafi, S. M., Khalatbari Jafari, M., Omrani, J., Zolfaghari, S., and Soleimani, S., 2015. Geology and geochemistry of ophiolitic extrusive sequence Forumad area, NE Iran. Scientific Quarterly Journal, Geosciences, Vol. 25, No. 97, 387-396. https://doi.org/10.22071/gsj.2015.41593, (In Persian).
Kornprobst, J., Ohnenstetter, D., and Ohnenstetter, M., 1981. Na and Cr contents in Cpx from peridotites: a possible discriminant between subcontinental and suboceanic mantle. Earth and Planetary Science Letters, 53(2): 241-254.
Lucci, F., Rossetti, F., Charles White, J., Shafaii Moghadam, H., Shirzadi, A., and Nasrabady, M., 2016. Tschermak fractionation in calc-alkaline magmas: the Eocene Sabzevar volcanism (NE Iran). Arab. J. Geosci. 9, 573. http://dx.doi.org/10.1007/s12517-016-2598-0
Majidi, J., 1999. 1:100000 geological map of Sabzevar. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran. (In Persian).
Moghadam, H. S., Li, Q. L., Kirchenbaur, M., Garbe-Schönberg, D., Lucci, F., Griffin, W. L., and Ghorbani, G., 2021. Geochemical and Isotopic Evolution of Late Oligocene Magmatism in Quchan, NE Iran. Geochemistry, Geophysics, geosystems. AGU. Advancing earth and Space Science, 1-40. Doi:10.1029/2021GC009973 .
Mohammadi, E., Ghorbani, Gh., and Shafaii Moghadam, H., 2015. Geochemistry and Petrogenesis of the Adakites in the Southern Domains of the Northern Sabzevar Ophiolites; With Emphasis on Sr-Nd-Pb Isotopes Results, Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 24 (95), p. 51-62. https://doi.org/10.22071/gsj.2015.42381. (In Persian).
Monnier, C., Girardeau, J., Maury, R., and Cotten, J., 1995. "Back-arc basin origin for the East Sulawesi ophiolite (eastern Indonesia)." Geology 23, 851–854. DOI: 10.1130/0091-7613
Moores, E. M., Robinson, P. T., Malpas, J., Xenophontos, C., 1984. Model for origin of the Troodos massif, Cyprus, and other Mideast ophiolites geology, 12, pp.500- 503.
Nasrabady, M., Rossetti, F., Theye, T., Vignaroli, G., 2011. Metamorphic history and geodynamic significance of the Early Cretaceous Sabzevar granulites (Sabzevar structural zone, NE Iran). Solid Earth Discuss. 3, 477–526. http://dx.doi.org/10.5194/se-2-219-2011
Nicolas, A., 1989. Structures of Ophiolites and Dynamics of Oceanic Lithosphere. Series in Petrology and Structural Geology, vol. 4. Kluwer Academic Publishing, Dordrecht, p. 367.
Niida, K., 1997. "Mineralogy of MARK peridotites: replacement through magma channeling examined from Hole 920D, MARK area." In: Karson, J.A., Cannat, M., Miller, D.J., Elthon, D., (Eds.), Proceeding of the Ocean Drilling Program (ODP), Scientific Results, Leg 153, 265-275.
Noghreyan, M.K., 1982. Evolution geochimique, mineralogique et structurale d’un edifice ophiolitique singulier: le massif de Sabzevar (partie centrale), NE de l’IranThese Doc d’Etat, Universite de Nancy, France.
Omrani, H., Moazzen, M., Oberhänsli, R., Altenberger, U., and Lange, M., 2013. The Sabzevar blueschists of the north-central Iranian micro-continent as remnants of the Neotethys-related oceanic crust subduction: International Journal of Earth Sciences, v. 102, no. 5, p. 1491–1512, doi: 10.1007 /s00531 -013 -0881-9.
Pagé, P., Bédard, J.H., and Tremblay, A., 2009. "Geochemical variations in a depleted fore-arc mantle: the Ordovician Thetford Mines Ophiolite". Lithos 113, 21–47. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.03.030
Pearce, J.A., and Robinson, P.T., 2010. The Troodos ophiolitic complex probably formed in a subduction initiation, slab edge setting: Gondwana Research, v. 18, p. 60. https://doi.org/10.1016/j.gr.2009.12.003
Pearce, J.A., Lippard S. J., and Roberts S., 1984. Characteristics and tectonic significance of suprasubduction zone ophiolites. In: Kokelaar, B.P., Howells M. F. (ed), Marginal Basin Geology. Geological Society, London, Special Publications, 16, pp.77-89.
Reagan, M.K., Ishizuka, O., Stern, B., Kelley, K., Ohara, Y., Blichert-Toft, J., Bloomer, S., Cash, J., Fryer, P., Benton Hanan, B., Hickey-Vargas, R., Ishii, T., Kimura, J.I., Peate, D. W., Rowe, M. C.,  and Woods, M., 2010. Fore-arc basalts and subduction initiation in the Izu-Bonin Mariana system: Geochemistry Geophysics Geosystems, v11(3), https://doi.org/10.1029/2009GC002871.
Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, S.M.H., and Moin Vaziri, H., 2010. Early Cretaceous migmatitic mafic granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri-Tethyan oceans in central Iran. Terra Nova 22, 26–34. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3121.2009.00912.x
Shafaii-Moghadam, H., Zaki Khedr, M., Arai, S., Stern, R.J., Ghorbani, G., Tamura, A., and Ottley, C., 2015. Arc-related harzburgite–dunite–chromitite complexes in the mantle section of the Sabzevar ophiolite, Iran: a model for formation of podiform chromitites. Gondwana Research, 27, 575-593.  http://dx.doi.org/10.1016/j.gr.2013.09.007 
Shafaii-Moghadama, H., Corfu, F., Chiaradia, M., Stern, R.J., and Ghorbani, G., 2014. Sabzevar Ophiolite, NE Iran: Progress from embryonic oceanic lithosphere into magmatic arc constrained by new isotopic and geochemical data. Lithos, 210-211, p.224-241. http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2014.10.004
Shervais, J.W., 2001. Birth, death, and resurrection: The life cycle of suprasubduction zone ophiolites. Geochemistry, Geophysics, geosystems, V2. https://doi.org/10.1029/2000GC000080
Shojaat, B., Hassanipak, A.A., Mobasher, K., and Ghazi, A.M., 2003. Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, North Central Iran. Journal of Asian Earth Sciences 21, 1053-1067. https://doi.org/10.1016/S1367-9120(02)00143-8
Takahashi, E., Uto, K., and Sand chilling, J.G., 1987. "Primary magma compositions and Mg/Fe ratios of their mantle residues along Mid Atlantic Ridge 29°N to 73°N." Tech. Rep. ISEI, Okayama Univ., Ser. A,9, 1-14.
Tamura, A., and Arai, S., 2006. Harzburgite–dunite–orthopyroxenite suite as a record of supra-subduction zone setting for the Oman ophiolite mantle. Lithos 90, 43–56. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2005.12.012
Zhang, Q., and Zhou, G.Q., 2001. Ophiolites of China. Science Press, Beijing.
دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 132
تابستان 1403، سال سی و چهارم، شماره 2، پیاپی 132
تابستان 1403
صفحه 131-150