سنگهای دگرگونی فشار بالای منطقه زاینده‌رود: تطابق با اکلوژیت-گنیسهای ماسیف مندرس و کاربرد آن در بازسازی پایانی گندوانا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 محقق، مؤسسه فناوری کالیفرنیا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا

3 دانشیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

4 دانشجوی دکترا، مدرسه علوم جوی- دریایی روزنستیل، دانشگاه میامی، میامی، ایالات متحده آمریکا

چکیده

پهنه سنندج- سیرجان با روند شمال باختر- جنوب خاور، کمربندی کوهزایی در مجاورت بلافصل و شمال زمین‌درز زاگرس یعنی مکان پیشین اقیانوس نوتتیس جای دارد. این پهنه شامل پی‌سنگ پان‌آفریکن شبیه سرزمین‌های مختلف ایران مرکزی است. پی‌سنگ بلورین به‌صورت ناهمشیب زیر رسوبات سکوی پالئوزوییک- تریاس قرار دارد که خود به‌صورت دگرشیب به‌وسیله چینه‌های رسوبی و آتشفشانی کمان ماگمایی ژوراسیک پوشانده شده‌اند. کربنات‌های کرتاسه با دگرشیبی زاویه‌دار ناحیه‌ای روی سنگ‌های کهن‌تر قرار می‌گیرند. مجموعه دگرگونی فشار بالای زاینده‌رود شامل کوارتزشیست‌ها، آمفیبولیت‌ها، گنیس‌ها و اکلوژیت‌ها در مسیر زاینده‌رود رخنمون دارند و به‌صورت ناهمشیب در زیر کربنات‌های فسیل‌دار پرمین قرار می‌گیرند که نشان‌دهنده سن پیش از پرمین است. در مطالعه حاضر داده‌های جدیدی شامل ترکیبات عناصر اصلی و کمیاب سنگ کل و داده‌های ایزوتوپی برای متابازیت‌های انتخاب شده ارائه شده است. فراوانی عناصر با میدان الکترواستاتیکی قوی و نسبت‌های ایزوتوپی رادیوژنیک Sr-Nd-Hf، نشان‌دهنده ترکیب توله‌ایتی با تمایل به سوی بازالت‌های درون صفحه‌ای هستند و نه بازالت‌های پشته میان اقیانوسی. در این مطالعه همچنین تعیین سن به روش اورانیم- سرب روی زیرکن در ارتوگنیس نفوذ‌ یافته در مجموعه شیست- متابازیت انجام شده و سن 3/5 ± 568 میلیون سال را به‌دست داده است که سن نئوپروتروزوییک پسین را برای پروتولیت گرانیتی تأیید می‌کند. این مقاله سن‌های Ar-Ar ژوراسیک در مطالعات پیشین را روی میکای سفید از اکلوژیت‌ها و گنیس‌ها مورد بحث قرار داده و آنها را به تبلور دگرگونی مرتبط با  فعالیت نفوذی ناحیه‌ای نسبت داده‌ است. مقایسه با مجموعه گنیسی- اکلوژیتی ماسیف مندرس در ترکیه که بسیار مفصل‌تر مورد مطالعه قرار گرفته است، شباهت‌های سنی و ژئوشیمیایی قابل ملاحظه‌ای را با مجموعه حاضر نشان می‌دهند. در این مقاله به گسترش ناحیه‌ای این مجموعه سنگی از زاینده‌رود تا خوی و فراتر از آن تا ماسیف مندرس اشاره و رابطه آنها با فرایند زمین‌ساختی یکپارچگی پایانی گندوانا در نزدیکی آغاز دوره کامبرین بحث شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Zayanderoud area high pressure metamorphic rocks: correlation with the Menderes massif eclogite-gneiss and implication for the late Gondwana reconstruction

نویسندگان [English]

  • R Jamali Ashtiani 1
  • Hassanzadeh J 2
  • M Rahgoshay 3
  • A Sharifi 4
1 Ph.D. Student, Department of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Researcher, Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, California, USA
3 Associate Professor, Department of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Ph.D. Student, Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences, University of Miami, Miami, USA
چکیده [English]

The Sanandaj-Sirjan zone is a NW-SE trending orogenic belt immediately north of the Zagros suture, which represents the former position of the Neotethys Ocean.  This zone includes a Pan-African basement similar to the various terranes to the north in Central Iran. The crystalline basement is nonconformably overlain by the Paleozoic-Triassic platform sediments, which in turn are unconformably covered by sedimentary and volcanic strata of the Jurassic arc. The Cretaceous carbonates overlie the older rocks with a regional angular unconformity. The Chadegan high-P metamorphic complex exposed along the upper Zayanderoud and consists of quartz schists, amphibolites, gneisses, marbles and eclogites, and is nonconformably underlain by the fossiliferous Permian carbonates, suggesting a Pre-Permian age.  In this paper we present new data including whole rock major and trace element compositions, mineral chemistry and radiogenic isotope data for the selected metabasites.   The high field strength element (HFSE) abundances and Sr-Nd-Hf ratios suggest tholeiitic compositions with distinct within plate affinity rather than MORB.  We also present new 206Pb/238U zircon age of 568.0 ± 5.3 Ma for a crosscutting orthogneiss reconfirming the Late Neoproterozoic age for the granitic protolith. We conclude that previously presented Ar-Ar ages for white-micas in eclogites and gneisses are indicative of metamorphic crystallization due to the regional plutonic arc activity.  A comparison is made with the well-investigated Menderes Massif in Turkey where an orthogneiss-metabsite association with similar age and chemistry makes extensive exposures.  We also conclude that this rock complex is extended from Zayanderoud to Khoy and beyond to the Menderes Massif and discuss the connection with the final amalgamation tectonics of the Gondwana near the beginning of the Cambrian Period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sanandaj-Sirjan zone
  • Zayanderoud high-P metamorphic complex
  • eclogites
  • Menderes Massif
  • Gondwana

داودیان دهکردی، ا.، گانسر، ه.، نوی بائر، ف. و شبانیان، ن.، 1390- یافته های نوین از زمان فرورانش نئوتتیس بر مبنای سن‌نگاری مطلق نمونه‌های اکلوژیت شمال شهرکرد، پانزدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران.

زاهدی، م.، 1354- نقشه زمین‌شناسی نجف‌آباد، مقیاس 100000/1، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

زاهدی، م.، صمدیان، م.، تاتوسیان، ش. و امیدی، م.، 1376- نقشه زمین‌شناسی اصفهان، مقیاس 250000/1، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

زاهدی، م.، واعظی‌پور، ج. و رحمتی ایلخچی، م.، 1372- نقشه زمین‌شناسی شهرکرد، مقیاس 250000/1، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

قاسمی، ا.، حاج‌حسینی، ا. و حسینی، م.،  1385- نقشه زمین‌شناسی چادگان، مقیاس 100000/1، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 

 Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L. and Mouthereau, F., 2005- Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation. International Journal Earth Science, V. 94, p. 401-419.

Alavi-Naini, M., Hajian, J., Amidi, M. and Bolourchi, M. H., 1982- Geology of Takab Saein- Qaleh. Geol. Surv. Iran. Rept. No. 50, p. 99.

Alirezaei, S. and Hassanzadeh, J., 2012- Geochemistry and zircon geochronology of the Permian A- type Hsanrobat granite, Sanandaj-Sirjan belt: A new record of the Gondwana break- up in Iran. Lithos, V. 151, p. 122-134.

Arfania, R. and Shahriari, S., 2009- Role of southeastern Sanandaj–Sirjan Zone in the tectonic evolution of Zagros Orogenic Belt, Iran. Island arc, V. 18, p. 555-576.

Azizi, H., Chung, S. L., Tanakac, T. and Asahara, Y., 2011- Isotopic dating of the Khoy metamorphic complex (KMC), northwestern Iran: A significant revision of the formation age and magma source. Precambrian Research, V. 185, p. 85-94.

Canabis, B. and Lecolle, M., 1989- The La710–Y/15–Nb/8 diagram — a tool for discrimination volcanic series and evidencing continental crust magmatic mixtures and/or contamination. Comptes Rendus de L Academie des sciences serie II, V. 309, p. 2023–2029.

Candan, O., Dora, O. Ö., Oberhänsli, R., Çetinkaplan, M., Partzsch, J. H., Warkus, F. C. and Dürr, St, 2001- Pan-African high-pressure metamorphism in the Precambrian basement of the Menderes Massif, western Anatolia, Turkey. International Journal of Earth Sciences, V. 89, p. 793–811.

Candan, O., Koralay, O. E., Topuz, G., Oberhänsli, R., Fritz, H., Collins, A. S. and Chenf, F., 2015- Late Neoproterozoic gabbro emplacement followed by early Cambrian eclogite-facies metamorphism in the Menderes Massif (W. Turkey): Implications on the final assembly of Gondwana. Gondowana Research, Article in press.

Davoudian, A. R., Genser, J., Dachs, E. and Shabanian, N., 2007- Petrology of eclogites from north of Shahrekord, Sanandaj- Sirjan Zone, Iran. Mineralogy and Petrology, V. 92, p. 393- 413.

Davoudian, A. R., Khalili, M., Noorbehesht, I., Dachs, E., Genser, J. and Shabanian, N., 2006- Geochemistry of metabasites in the north of the Shahrekord, Sanandaj- Sirjan Zone, Iran. Neues Jahrbuch fur Mineralogie- Abhandlungen, V. 182, p. 291- 298.

Eftekharnezhad, J., 2004- Explanatory text of geological map of the Mahabad quadrangle B-4, scale 1: 250,000, Geological Survey of Iran.

Erkul, S. T. & Erkul, F., 2012- Petrogenesis of Pan-African metagranitoids in the Central Menderes Massif, Turkey: contribution of geochemical and Sr-Nd isotopic data to the study of source rock. Geology, p. 1-8.

Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Horton, B. K., Axen, G. J., Stockli, L. D., Grove, M., Schmit, A. K. and Walker, J. D., 2008- U- Pb zircon geochronology of late Neoproterozoic- Early Cambrian granitoids in Iran: implications for paleogeography, magmatism, and exhumation history of Iranian basement. Tectonophysics, V. 451(1- 4), p. 71- 96.

Huber, H. C., 1977- Geological maps of Iran: scale 1:1000, 000 National Iranian Oil Company (NIOC), Tehran.

Irvine, T. N. and Baragar, W. R. A., 1971- Guide to chemical classification of common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences, V. 8, p. 523–548.

Izadyar, J., Mousavizadeh, M. and Eram, M., 2013- Metamorphic evolution of high-pressure Quartz Schists in the Chadegan metamorphic complex, Sanandaj-Sirjan zone, Iran, J Geope V. 3 (2), p. 1-20.

Jamshidi Badr, M., Collins, A. S., Masoudi, F., Cox, G. and Mohajjel, M., 2012- The U-Pb age, geochemistry and tectonic significance of granitoids in the Soursat Complex, Northwest Iran. Turkish Journal of Earth Science 21, doi: 10. 3906/yer-1001-37.

Jamshidi Badr, M., Masoudi, F., Collins, A. S. and Cox, G., 2010- Dating of precambrian metasedimentry rocks and timing of their metamorphism in the Soursat metamorphic complex (NW Iran): using LA-ICP-MS, U-Pb dating of zircon and monazite. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, V. 21 (4), p. 311–319.

Ludwig, K. R., 2003- ISOPLOT 3: a geochronological toolkit for Microsoft excel: Berkeley Geochronology Centre Special Publication, V. 4, p. 1–74.

Mohajjel, M. and Fergusson, C. L., 2014- Jurassic to Cenozoic tectonics of the Zagros Orogen in northwestern Iran. International Geology Review, V. 56, No. 3, p. 263–287.

Moritz, R., Ghazban, F. and Singer, B. S., 2006- Eocene gold ore formation at Muteh, Sanandaj–Sirjan tectonic zone, western Iran: a result of late stage extension and exhumation of metamorphic basement rocks within the Zagros orogen. Economic Geology, V. 101 (8), p. 1497–1524.

Nutman, A. P., Mohajjel, M., Bennett, V. C. and Fergusson, C. L., 2014- Gondwanan Eoarchean–Neoproterozoic ancient crustal material in Iran and Turkey: zircon U–Pb–Hf isotopic evidence. Canadian Journal of Earth Sciences, V. 51, p. 272–285,dx.doi.org/10.1139/cjes-2013-0138.

Oberhänsli, R., Candan, O. and Wilke, F., 2010- Geochronological Evidence of Pan-AfricanEclogites from the Central Menderes Massif, Turkey. Turkish Journal of Earth Science, V. 19, p. 431–447.

Ottolini, L. P., Raffone, N., Fridleifsson, G. Ó., Tonarini, S., Orazio, M. D. and Gianelli, G., 2012- A geochemical investigation of trace elements in well RN-17 at Reykjanes geothermal system, SW-Iceland. Materials Science and Engineering, V. 32, p. 1-39.

Pearce, J. A. and Cann, J. A., 1973- Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses. Earth and Planetary Science Letters, V. 13, p. 290-300.

Pearce, J. A. and Norry, M. J., 1979- Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y and Nb variations involcanic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology V. 69, p. 33–47.

Pourmand, A. and Dauphas, N., 2010- Distribution coefficients of 60 elements on TODGA resin: Application to Ca, Lu, Hf, U and Th isotope geochemistry. Talanta, V. 81, p. 741–753.

Pourmand, A., Dauphas, N. and Ireland, T. J., 2012- A novel extraction chromatography and MCICP-MS technique for rapid analysis of REE, Sc and Y: Revising CI-chondrite and Post-Archean Australian Shale (PAAS) abundances. Chemical Geology, V. 291, p. 38–54.

Rashidnejad Omran, N., Emami, M. H., Sabzehei, M., Rastad, E., Bellon, H. and Pique, A., 2002- Lithostratigraphie et histoire paleozoique a Paleocene des complexes metamorphiques de la region de Muteh, zone de Sanandaj-Sirjan (Iran meridional). C. R. Geoscience, V. 334, p. 1185-1191.

Shafaii Moghadam, H. and Stern, R. J., 2015- Ophiolites of Iran: Keys to understanding the tectonic evolution of SW Asia: (II) Mesozoic ophiolites. Journal of Asian Earth Sciences, V. 100, p. 31-59.

Shakerardakani, F., Neubauer, F., Masoudi, F., Mehrabi, B., Liu, X., Dong, Y., Mohajjel, M., Monfaredi, B. and Friedl, G., 2015- Pan African basement and Mesozoic gabbro in the Zagros orogenic belt in the Dorud-Azna region (NW Iran): Laser-ablation ICP-MS zircon ages and geochemistry, Tectonophysics.

Stöcklin, J., 1968- Structural history and tectonics of Iran: a review. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, V. 52, p. 1229–1258.

Sun, S. S. and McDonough, W. F., 1989- Chemistry and isotopic sytematics of ocean basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.). Magmatism in the Ocean Basin. Geological Society, London, V. 42, p. 313–345.

Thiele, O., Alavi, M., Assefi, R., Hushmandzadeh, A., Seyed-Emami, K. and Zahedi, M., 1968- Explanatory text of the Golpaygan quadrangle map. Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.

Winchester, J. A. and Floyd, P. A., 1977- Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, V. 20, p. 325–343.

Zuleger, E. and Erzinger, J., 1988- Determination of the REE and Y in silicate materials with ICP-AES. Fresenius Zeitschrift für Analytische Chemie, V. 332, p. 140–143.