نقش زمین‏ ساخت و ماگماتیسم در تکامل تراورتن‏ های تخت‏ سلیمان، شمال‏ باختر ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

در منطقه تخت سلیمان، در فرودیواره گسل چهارطاق، تراورتن ها گسترش قابل توجهی دارند. در شکل گیری تراورتن های این منطقه سه عامل موثر است، عامل اول ماگماتیسم و گرادیان زمین گرمایی بالا در منطقه است، و عامل دوم رسوبات کربناته در فاصله بین منشا گرما در عمق، و چشمه های تراورتن ساز در سطح زمین است، که محلول گرمابی می تواند مواد لازم جهت تشکیل تراورتن را از آنها تامین نماید، و عامل سوم، وجود گسل و شکستگی در پوسته، با مکانیسم کششی برای رسیدن محلول های حاوی کربنات کلسیم به سطح زمین است. تشکیل نشدن تراورتن در روی پی سنگ دگرگونی، حتی در فرودیواره گسل چهارطاق، نشان از نقش ضروری عامل دوم در تشکیل تراورتن هاست. کربنات‏های واحد جانگوتاران و کربنات هایی که در سازند قم وجود دارند منشاء کربنات کلسیم تراورتن‏های این منطقه هستند که البته با توجه به شواهد موجود سازند قم نقش بیشتری دارد. کشش با راستای شمال شمال باختری در پایانه جنوب خاوری گسل چهارطاق که حاصل از مولفه امتدادلغز راستگرد این گسل است نقش مهمی در تشکیل تراورتن ها دارد اما تنها عامل نیست زیرا شواهدی از گسل های عادی با راستای شمال باختری در کل منطقه وجود دارد و کشش ناحیه ای با راستای شمال خاوری را نشان می دهند، که عامل این کشش با توجه به مطالعات اخیر احتمالا در ارتباط با برگشتن به عقب (slab rollback) و شکسته شدن پوسته فرورونده(slab breakoff) نئوتتیس و یا لایه لایه شدن لیتوسفر(lithosphere delamination) و یا حاصل دگرشکلی ستبرپوست در پی سنگ منطقه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The role of tectonics and magmatism in evolution of Takht-e-Suleiman Travertines, NW Iran

نویسندگان [English]

  • Masoud Biralvand 1
  • Mohammad Mohajjel 1
  • Mohammad Reza Ghassemi 2
1 Department of Geology, Faculty of Science, Tarbiat Modares university, Tehran, Iran
2 Research institute for earth science, Geological survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In Takht-e-Suleiman region, travertine deposits are widespread in the footwall of the Chahartagh fault. Three factors played roles in forming travertine in this area: magmatism and high geothermal gradient, existence of carbonates between thermal source at depth and travertine springs on the ground, so that the hydrothermal solution can provide the necessary ingredients for the formation of travertine. The third factor is extensional faults and fractures to conduct water containing dissolved calcium carbonate up to the surface. Absence of travertine on the top of the metamorphic basement, even in the footwall of the Chahartagh fault, highlights the essential role of second factor in formation of the travertine. Sources of travertines in this area are carbonates from the Jangoutaran and Qom formations, with the more emphasis on the latter based on our data. Right-lateral kinematics on the Chahartagh fault led to an NNW extension in the southeastern termination of the fault, paving the way for emergence of the travertine. However, there is evidence for a regional NE extension responsible for NW-SE normal faults in the area. Such an extension may be associated with slab rollback and slab breakoff of the Neotethian oceanic lithosphere, lithosphere delamination deformation or basement-involved thick-skinned deformation in this area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Travertine
  • Takht-e-Suleiman
  • Chahartagh fault
  • Jangoutaran
  • Travitonics

کتابنگاری

احمدی ترکمانی، ا. و قاسمی، م.ر.، 1393- دگرریختی ستبرپوست و نازک‌‌پوست در گستره ماهنشان. فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، شماره94.

باباخانی، ع. و امینی چهرق، م. ر.، 1370- چشمه‏های تراورتن‎ساز تکاب، گزارش،  17ص.، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

باباخانی، ع. و قلمقاش، ج، 1377- نقشه زمین‌شناسی100000/1 تخت سلیمان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

بیرالوند، م.، محجل، م. و قاسمی، م. ر.،  1395- ترافشارش راست‏بُر ستبر پوست در همتافت تکاب، شمال باختر ایران. فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، شماره 102.

حاج ملاعلی، ع.، 1367-  پدیده های نوین تراورتن های گنبدی شکل، گزارش، 26ص، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

حسینی، م. و نواواجاری، ش.، 1392- نقشه زمین شناسی 25000/1 میانج، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

حیدری، م.، 1392- زمین‌شناسی، سن‌سنجی و خاستگاه رخدادهای طلای توزلار، عربشاه وگوزل بلاغ در ناحیه قروه- تکاب، رساله دکترا، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

فنودی، م. و حریری، ع.، 1379- نقشه زمین‎شناسی100000/1 تکاب، سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

فنودی، م. و سیاره، ع. ر.، 1383- نقشه زمین‎شناسی100000/1 یاسوکند (قجور)، سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

قدری، م. ر.، 1389- نقش مورفوتراویتونیک در پیدایش و توسعه پدیده های کارستی، مطالعه موردی منطقه تخت سلیمان، رساله دکترا، دانشگاه تبریز.

لطفی، م.،1380- نقشه زمین‌شناسی100000/1 ماهنشان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 

References

Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L. and Mouthereau, F., 2005- Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation. Geol. Rundsch. 94, 401- 419.

Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whtechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., Monie, P., Meyer, B. and Wortel, R., 2011- Zagros orogeny: a subduction-dominated process. Geol. Mag. 148, 692- 725.

Aitchison, J. C., 1985- Hot springs along the Alpine Fault, Cascade River Valley, South Westland, New Zealand. New Zealand Journal of Geology and Geophysics 28, 755- 756.

Alici Sen, P., Temel, A. and Gourgaud, A., 2004- Petrogenetic modelling of Quaternary post-collisional volcanism: a case study of central and eastern Anatolia. Geol Mag 141:81- 98.

Berberian, M. and King, G .C. P., 1981- Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Can. J. Earth Sci. 18, 210- 265.

Brogi, A. and Capezzuoli, E., 2009- Travertine deposition and faulting: the fault-related travertine fissure-ridge at Terme S. Giovanni, Rapolano Terme (Italy). International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau) 98, 931- 947.

Chafetz, H. S. and Folk, R. L. 1984- Travertines: depositional morphology and the bacterially constructed constituents’, J. Sed. Petrol, 54, 289- 316.

Chiu, H. Y., Chung, S. L., Zarrinkoub, M., Mohammadi, S. S., Khatib, M. M. and Iizuka, Y., 2013- Zircon U–Pb age constraints from Iran on the magmatic evolution related to Neotethyan subduction and Zagros orogeny. Lithos 162- 163, 70- 87.

Corti, G., Carmati, E., Mazzarini, F. and Garcia, M. O., 2005- Active strike–slip faulting in El Savador, Central America. Geology 33, 989–992.

Daliran, F., Pride, K., Walther, J., Berner, Z. A. and Bakker, R. J., 2013- The Angouran Zn (Pb) deposit, NW Iran: Evidence for a two stage, hypogene zinc sulfide–zinc carbonate mineralization, Ore Geology Reviews 53, 373- 402.

Dilek, Y. and Furnes, H., 2011- Ophiolite genesis and global tectonics: geochemical and tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere. Geol. Soc. Am. Bull. 123, 387- 411.

Faulds, J., Coolbaugh, M. F., Vice, G. S. and Edwards, M. L., 2006- Characterizing structural controls of geothermal fields in the northwestern Great basin: a progress report. Transactions, Geothermal resources council, 30, 69- 76.

Ford, T. D. and Pedley, H. M., 1996- A review of tufa and travertine deposits of the world. Earth-Science Rev 41: 117- 175.

Hamdi, B., 1995- Precambrian–Cambrian deposits in Iran. In: Hushmandzadeh A (ed) Treatise of the geology of Iran, vol 20. Geological Survey of Iran, Tehran, p. 1- 535.

Hancock, P. L., Chalmers, R. M. L., Altunel, E. and Cakir, Z, 1999- Travitonics: using travertine in active fault studies. J. Struct. Geol., 21, 903-916.

Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Horton, B. K., Axen, G. J., Stockli, L. D., Grove, M., Schmitt, 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 451, 71- 96.

Hochstein, M. P. and Sudarman, S., 1993- Geothermal resources of Sumatra. Geothermics 22, 181- 200.

Horton, B. K., Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Axen, G. J., Gillis, R. J., Guest, B., Amini, A., Fakhari, M. D., Zamanzadeh, S. M. and Grove, M., 2008- Detrital Zircon Provenance of Neoproterozoic to Cenozoic deposits in Iran: Implications for chronostratigraphy and collisional tectonics., Tectonophysics, p. 97- 122.

Keskin, M., 2003- Magma generation by slab steepening and breakoff beneath a subduction-accretion complex: An alternative model for collision-related volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. Geophysical Research Letters, 30(24):1- 4.

Keskin, M., 2007- Eastern Anatolia: a hot spot in a collision zone without a mantle plume. In: G.R. Foulger and D.M. Jurdy (Editors), Plates, Plumes, and Planetary Processes. Geological Society of America, pp. 1- 25.

Kheirkhah, M., Allen, M. and Emami, M., 2009- Quaternary syn-collision magmatism from the Iran/Turkey borderlands. J. Volcanol. Geotherm. Res. 182 (1), 1–12.

Lei, J. S. and Zhao, D. P., 2007- Teleseismic evidence for a break-off subducting slab under Eastern Turkey. Earth and Planetary Science Letters, 257: 14- 28.

Mohajjel, M. and Taghipour, K., 2014- Quaternary travertine ridges in the Urmia Lake area; active extension in NW Iran. Turkish Journal of Earth Sciences, 23, 602- 614.

Pearce, J. A. Bender, J. F., Delong, S. E., Kidd, W. S. F., Guner, Y., Saroglu, F., Yilmaz, Y., Moorbath, S. and Mitchel, J. G., 1990- Genesis of collision volcanism in eastern Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 44: 189- 229.

Pentecost, A., 1988- Observations on growth rates and calcium carbonate deposition in the green alga Gongrosira’, New. Phytol., 110, 249- 253.

Pentecost, A., 2005- Travertine, Springer, Berlin,472.

Ronov, A. B., 1964- Common tendencies in the chemical evolution of the Earth’s crust’, Geochem. Int., 4, 713- 737

Sanders, J. E. and Friedman, G. M., 1967- Origin and occurrence of limestones, in: Chilingar, G. V., Bissel, H. J., Fairbridge, R. W. (Eds.), Carbonate Rocks Developments in Sedimentology, vol. 9A. Elsevier, Amsterdam, pp. 169- 265.

Sengor, A. M. C. and Yilmaz, Y., 1981- Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach, Tectonophysics, 75, 181- 241.

Shafaii Moghadam, H., Khademi, M., Hu, Z., Stern, R. J., Santos, J. F. and Wu, Y., 2013- Cadomian (Ediacaran–Cambrian) arc magmatism in the ChahJam–Biarjmand metamorphic complex (Iran): magmatism along the northern active margin of Gondwana. Gondwana Res., in press. http://dx.doi.org/10.1016/ j.gr.2013.10.014.

Temel, A., Gundogdu, M. N., Gourgaud, A. and Le Pennec, J. L., 1998- Ignimbrites of Cappadocia (Central Anatolia Turkey): petrology and geochemistry. J Volcanol Geotherm Res 85:447- 471.

Tucker, M. E. and Wright, V. P. 1990- Carbonate Sedimentology. London, Blackwell, pp. 482.

Vernant, P., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abbassi, M., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinod, J., Ashtiani, A., Bayer, R., Tavakoli, F. and Chery, J. 2004- Contemporary crustal deformation and plate kinematics in middle east constrained by GPS measurements in Iran and northern Iran. Geophysical Journal International 157: 381- 398.

Weaver, C. S. and Hill, D. P., 1978- Earthquake swarms and local crustal spreading along major strike–slip faults in California. Pure and Applied Geophysics 117 (1–2), 51- 64.

Wohletz, K. and Heiken, G., 1992- Volcanology and Geothermal energy, Berkley, University of California press.

Yousefi, E. and Friedberg, J. L., 1978- Aeromagnetic map of Iran (Quadrangle No.C4 ShahinDezh), Published by Geological Survey of Iran.

Yousefi, H., Ehara, S. and Noorollahi, Y., 2007- Geothermal potential site selection using GIS in Iran, Proceeding of 32nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, January 22- 24, 2007. Stanford, CA, USA, pp. 17.