بررسی فرایندهای ماگمایی در فعالیت آتشفشانی کواترنری شمال باختر اهر؛ بر پایه مطالعات ژئوشیمیایی و ایزوتوپی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اسلامشهر، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

4 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

حجم قابل توجهی از سنگ‌های آتشفشانی کواترنر، در شمال باختر اهر( شمال باختر ایران) گسترش یافته‌اند. این سنگ‌ها مورد تجزیه عناصر اصلی، فرعی، خاکی کمیاب و ایزوتوپی Sr- Nd قرار گرفته‌اند. بر پایه داده‌های ژئوشیمیایی، این سنگ‌ها شامل آلکالی‌بازالت، تراکی‌بازالت، تراکی‌‍آندزیت‌بازالتی و تراکی‌آندزیت با ویژگی چیره آلکالن هستند. سنگ‌های یادشده، از مجموعه کانی‌های الیوین، کلینوپیروکسن، پلاژیوکلاز ± آمفیبول ± بیوتیت تشکیل شده‌اند و بیشتر  بافت میکرولیتی پورفیری دارند. بر پایه بررسی‌های انجام شده روی  عناصر اصلی و فرعی، با کاهش مقادیر MgO، مقادیر Rb، Ba، Na2O، K2O، Al2O3 و SiO2 افزایش و مقادیر Cr،  Fe2O3*و  CaO کاهش می‌یابد. به‌طور کلی، سنگ‌های منطقه از عناصر LIL و LREE غنی‌ و از عناصر HFS تهی هستند. بررسی های ایزوتوپی Sr-Nd نشان می‌دهد که طیف ترکیبی نسبت‌های 87Sr/86Sr نمونه‌های مورد مطالعه از 704463/0 تا 704921/0 و نسبت‌های 143Nd/144Nd نمونه‌ها از 512649/0 تا 512774/0 متغیر است. نسبت‌های CaO/Al2O3 در برابر MgO، La/Sm در برابر Rb و نیز مقادیر Zr و Ba در برابر Th نشان می‌دهد که تفریق ماگمایی از راه تبلور بخشی، مهم‌ترین فرایند در تکوین سنگ‌های منطقه بوده است. همچنین مدل‌‌سازی AFC و مطالعات ایزوتوپی و میکروسکوپی بیانگر آن است که آلایش پوسته‌ای، به‌همراه تبلور بخشی،  نقش مهمی در تحول سنگ‌های تراکی‌آندزیتی منطقه داشته است. داده‌های ژئوشیمیایی و ایزوتوپی نشان می‌دهد که آمیختگی ماگمایی فرایند تأثیر‌گذاری در تکوین سنگ‌های منطقه نبوده است. نسبت‌های ایزوتوپی نئودیمیم بالا و استرانسیم پایین و نیز مقادیر بالای Ni، Cr و MgO  در آلکالی‌بازالت‌های منطقه گویای آن است که این سنگ‌ها از یک ماگمای به نسبت اولیه به‌وجود آمده‌اند. مدل‌سازی REE و بررسی نسبت‌های عناصر فرعی و  خاکی کمیاب نشان می‌دهد که آلکالی‌بازالت‌های منطقه مورد مطالعه می‌توانند از ذوب بخشی ناچیز (1 تا 3 درصدی) یک  اسپینل لرزولیت به‌وجود آمده باشند.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Magmatic Processes in the Quaternary Volcanism in NW of Ahar: a Geochemical and Isotopic Study

نویسندگان [English]

  • R Dabiri 1
  • M.H Emami 2
  • H Mollaei 1
  • M Ghaffari 1
  • M Vosougi Abedini 3
  • N Rashidnejad Omran 4
1 Assistant Professor, Department of Geology, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, Islamic Azad University, Islamshahr Branch, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Geology, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Geology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Quaternary volcanic rocks are widely developed in NW of Ahar, NW Iran. Based on geochemical data, these rocks mainly consist of alkali basalts, trachybasalts, basaltic trachyandesites and trachyandesites. The major- and trace-element chemistry indicates that the lavas are dominantly alkaline in character. The studied rocks display microlithic porphyritic texture with phenocrysts of olivine, clinopyroxene, and plagioclase ± amphibole ± biotite. Major and trace element abundances vary along continuous trends of increasing SiO2, Al2O3, K2O, Na2O, Ba and Rb decreasing CaO, Fe2O3* and Cr with decreasing MgO.The volcanic rocks in this area are characterized by the LILE and LREE enrichments and negative HFSE anomalies. The Sr and Nd isotopic ratios vary from 0.704463 to 0.704921and from 0.512649 to 0.512774, respectively.CaO/Al2O3 ratios versus MgO, La/Sm ratios versus Rb and Ba and Zr versus Th suggest that that fractional crystallization was a major process during the evolution of magmas. AFC modeling and isotopic data as well as microscopic evidence, clearly indicate that crustal contamination accompanied by the fractional crystallization played an important role in petrogenesis of the trachyandesites. Also, geochemical and isotopic compositions indicate that magma mixing was not essential process in the evolution of Ahar magmas. Alkali basaltswith high 143Nd/144Nd ratio, low 87Sr/86Sr ratio and high MgO, Ni and Cr contents indicate that they crystallized from relatively primitive magmas. REE modelling and Trace element ratios indicate that the alkali baslats were derived by small degrees (~1-3%) of partial melting from the spinel lherzolite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Quaternary
  • Geochemistry
  • Isotopic study
  • Fractional Crystallization
  • Crustal contamination
  • NW Iran
  • Ahar