بررسی توالی پوسته ای درونی افیولیتی قره قلی- باغ جر، شمال خاوری سبزوار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده علوم‌زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، پژوهشکده علوم‌زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

3 دکترا، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

توالی پوسته­ای درونی (پلوتونیک) رخنمون یافته در محدوده شمال قره­قلی- باغ­جر جزیی از افیولیت سبزوار است که در کناره شمالی خرده‌قاره ایران مرکزی برونزد دارد. این توالی دربردارنده الیوین­گابرو و پیروکسن­گابرو با ویژگی‌های کومولیتی، گابرو­ توده­ای، گابرو فولیه و کمپلکس دایک­های ورقه­ای دیابازی است که توسط نفوذی‌های (اینتروژن­های) ورلیتی، توده­های کوچک، دایک­ها و رگه­های پگماتیت­گابرو و پلاژیوگرانیت قطع شده­اند. این توالی قابل مقایسه با بخش­های بالایی گابروها در کمپلکس­های افیولیتی شناخته شده­ هستند. این سنگ­ها قطعه و برش(اسلایس) بزرگ زمین‌ساختی را تشکیل داده که روی پریدوتیت­های سرپانتینیتی رانده شده و یا این­که  به‌صورت زمین‌ساختی در زیر آنها قرار گرفته­اند. گابروهای کومولیتی به‌صورت تدریجی به گابروهای ایزوتروپ تبدیل شده­اند و این گابروها نیز  به‌صورت عادی به کمپلکس دایک­های ورقه­ای دیابازی تغییر یافته­اند. اندازه‌گیری­های ساختاری از لایه­بندی ماگمایی و آزیموت دایک­های دیابازی ورقه­ای، نفوذی‌های ورلیتی پگماتیت گابرو و پلاژیوگرانیت نشان از راستای خاوری- باختری در شمال قره‌قلی و راستای شمالی-  جنوبی در جنوب باختری سلیمانیه دارد که معرف تشکیل پوسته اقیانوسی در پهنه­های خردشدگی اقیانوسی است. مطالعات میکروسکوپی نشان می­دهد که بافت­های مزوکومولا و هتراد کومولا فراوان بوده‌اند که معرف حجره­های ماگمایی با سیستم باز در محیط­های فرافرورانش‌ هستند. روند تبلور کانی­ها در گابروها به­صورت الیوین←پلاژیوکلاز←کلینوپیروکسن± ارتوپیروکسن←آمفیبول شبیه (مورب­ها) و یا الیوین← کلینوپیروکسن± ارتوپیروکسن←پلاژیوکلاز←آمفیبول (شیبه کمان) ­است. بافت­های میکروسکوپی مزوکومولا و هترادکومولا چیره هستند که معرف حجره­های ماگمایی باز در پهنه­های فرافرورانش است. بررسی تجزیه‌های شیمیایی نشان از گوناگونی ترکیبی نمونه­ها دارد، به گونه‌ای که نمودارهای عنکبوتی دارای تهی‌شدگی از Nb و غنی شدگی از LREE هستند. ویژگی‌های تیتان پایین، قرار‌گیری در حوضه­های کومولیتی و غیرکومولیتی مرتبط با کمان­ها، جایگاه زمین‌ساختی- ماگمایی (تکتونوماگماتیک) جزایر کمانی تا مورب، همگی نشان از منشأ فرافرورانش این سنگ‌ها در طی دوره کرتاسه بالایی دارد.  
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of the Ophiolitic Plutonic Crustal Sequence of Garagoli- Bagjar, North East Sabzevar

نویسندگان [English]

  • M Khalatbari Jafari 1
  • M Mirzaie 2
  • M. R Jannessary 3
1 Assistant Professor, Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
2 M.Sc., Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
3 Ph.D., Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The plutonic crustal sequence of Garagoli-Bagjar, located in NE Sabzevar, is a part of ophiolitic association in the outer part of Central Iran microcontinent. This sequence comprises cumulative olivine gabbro, pyroxene gabbro, isotropic gabbro, foliated gabbro and diabasic sheeted dike complex, cross cut by the wherlitic intrusion, pegmatite gabbro and plagiogranite as small bodies, dikes and veins. This sequence is comparable to upper gabbroic part of the well known ophiolite complex. These rocks construct a large tectonic slics thrusted over the serpentinized peridotites and tectonically located under serpentinites. The cumulative gabbros change gradually to isotropic gabbro upwards and at the same time isotropic gabbro change generally to diabasic sheeted dike complex. The structural measurements of magmatic layering and strike of sheeted dikes, wherlitic intrusions, pegmatite gabbro and plagiogranite revealing E-W direction in the north of Qaragoli and N-S direction in SW Solymanieh might be comparable to the formation of plutoinc oceanic crust in fractures zone. The microscopic studies exhibit that mesocumulate to heteradcumulate textures are abundant which indicate the open magmatic chamber of the supra-subduction zones. The crystallization trends show diversity from olivine-plagioclase-clinopyroxene-orthopyroxene-amphibole trend (MORB like) to olivine-clinopyroxene-orthopyroxene-plagioclase-amphibole trend (as arc type). The study of the chemical analyses indicates diverse compositions and primitive mantle normalized spider diagrams show depletion of Nb with different enrichement of LREE. The low-Ti character, locations in arc related cumulate and non cumulate fields, island arc to MORB tectonomagmatic setting remark their supra-subduction origin which formed in Late Cretaceous.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gabbro
  • Cumulate
  • Mesocumulate
  • Heteradcumulate
  • MORB
  • Supra-Subduction
ادهمی، ف.، 1376- مطالعه پتروگرافی، ژئوشیمی و پترولوژی افیولیت­های منطقه باغ­جر (سبزوار)، پایان­نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تربیت معلم.
سهندی، م.، 1371- نقشه زمین‌شناسی 1:250،000 سبزوار، سازمان زمین‌شناسی واکتشافات معدنی کشور.
شیعیان، ک.،  1378- مطالعه پترولوژی و ژئوشیمی منطقه افیولیتی جنوب کیخسرو سبزوار، پایان­نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تبریز.
مجیدی، ج.، 1378- نقشه و گزارش زمین شناسی ورقه 1:100،000 سبزوار، سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور.
Alabaster, T., Pearce, J. A. & Malpas, J., 1982- The volcanic stratigraphy and petrogenesis of the Oman ophiolite complex, Contrib. Mineral. Petrol., 81, 168–183.
Alavi-Tehrani, N., 1976- Geology and petrography in the ophiolitic range NW of Sabzevar (NE-Iran) with special regard to metamorphism and genetical relations in an ophiolite suite. 147 pp.
Ayers, J., 1998- Trace element modeling of aqueous fluid perridotite interaction in the mantle wedge of subduction zone. Conrib. Mineral. Petrol, 132, 390-404.
Beard, J. S., 1986- Characteristic mineralogy of arc-related cumulate gabbros: Implications for the tectonic setting of gabbroic plutons and for andesite genesis, Geology, 14 (10), 848-851.
Bogoch, R., Avigad, D. & Weissbrod, T., 2002- Geochmistry of the Quartz diorite granite association, Roded area, southern Israel. Journal of African earth sciences. Vol, 35, pp: 51-59.
Cameron, W.  E., Nesbit, E. G. & Dietrich, V. J., 1980- Petrographic dissimilarities between Ophiolite and ocean floor basalts. In Panayiotou, A. (ed), Ophiolites, Proc. Intl.Oph. Sympo. Cyprus1979, 182- 192.
Chung, S. L., Wang, K. I., Carwford, A. J., Kamenetsty, V. S., Chen, C. H., Ian, C. & Chen, C. H., 2001- High mg Potasic rocks from Taiwan, Lithos, 92, 153-170.
Church, W. R. & Riccio, L., 1977- Fractionation trends in the Bay of  Islands ophiolite of Newfoundland: Polycylic cumulate sequences in ophio;ites and ther classification. Can. J. Eaerth Sci. 14, 1156- 1165.
Crawford, A. J., Falloon, T. J. & Green, D. H., 1989- Classification, petrogenesis, and tectonic setting of boninites, in Boninites and Related Rocks, edited by A. J. Crawford, pp. 2-49, Unwin Hyman, Boston, Mass.
Elliott, T., Plank, T., Zindler, A., White, W. & Bourdon, B., 1997- Element transport from slab to volcanic front at the Mariana arc. J. Geophys. Res. 102, pp.14991–15019.
Emami, M. H., Sadegi, M. M. & Omrani, S. J., 1993- Magmatic map of Iran, Scale 1:1000,000 Gelological Survey and Mining Expbration of Iran.
Ernewein, M., Pflumio, C. & Whitechurch, H., 1988- The death of an accretion zone as evidenced by the magmatic history of the Sumail Ophiolite (Oman), in The Ophiolites of Oman, edited by F. Boudier and A. Nicolas, Tectonophysics, 151, 247-274.
Hebert, R. & Laurent, R., 1990- Mineral chemistry of the plutonic section of the Troodos Ophiolite: New constraints for genesis of arc-related ophiolites, in Ophiolites: Oceanic Crustal Analogues: Proceedings of the Symposium “Troodos 1987”, edited by J. Malpas, E.M. Moores, A. Panayiotou, and C. Xenophontos, pp. 149-163, Geol. Surv. Dep., Nicosia, Cyprus.
Hole, M. J., Saunders, A. D., Marriner, G. F. & Tarney, J., 1984- Subduction of pelagic sediments: implications for the origin of Ce anomalous basalts Fro  the Mariana Islands. Journal of Geological Society of London 141, 453–472.
Hunter, R. H., 1996- Texture Development in Cumulate Rocks. Department of Earth Sciences, University of Liverpool, Brownlow Street, Liverpool, L 69 3 BX, U.K.
Ishikawa, A., Kaneko, Y., Kadarusman, A. & Ota, T., 2007- Multiple generations of forearc mafic–ultramafic rocks in the Timor–Tanimbar ophiolite, eastern Indonesia. Gondwana Research 11, 200–217. doi:10.1016/j.gr.2006.04.007.
Juteau, T. & Maury, R.,  2009- La crout Océanique, Pétrologie et Dynamique Engogene. Société Géologique de FRANCE Vuibert. Paris, Cedex 13.
Juteau, T., Ernewin, M., Reuber, I., Whitechurch, H. & Dahl, R., 1988a- Duality of magmatism in the plutonic sequence of the Sumail nappe, Oman. Tectonophysics, 151, 107-135.
Knipper, A. & Ricou, L. E., 1986- Ophiolites as indicators of the geodynamic evolution of the Tethyan Ocean. Tectonophysics, 123, P. 213- 40.
Kocak, K., Isıka, F., Arslanb, M. & Zedef, V., 2005- Petrological and source region characteristics of ophiolitic hornblende gabbros from the Aksaray and Kayseri regions, central Anatoliancrystalline complex, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences 25, 883–891.
Lensch, G. & Davoudzadeh, M., 1982- Ophiolites in Iran, N. Jb. Geol. Mh, 5. 306-320.
Middlemost, E. A. K., 1985- Magmas and magmatic rocks, an introduction to igneous petrology, Longman, London.
Miyashita, S. & Adachi, Y., 2003- Along-axis magmatic system in the northern Oman ophiolite: Implications of compositional variation of the sheeted dike complex. An Electronic journal of the Earth Sciences. Volume 4, Number 9, 8617, doi:10.1029/2001GC000235. ISSN: 1525-2027.
Mullen, E. D., 1983- MnO/TiO2/P2O5: a minor element discriminant forbasaltic rocks of oceanic environments and its implications for petro-genesis. Earth and Planetary Science Letters 62, 53±62.
Nagudi, N. O., Koberl, C. H. & Kurat, G., 2003- Petrography and geochmistry of the Singo granite,Uganda and implications for its origin. Journal of African earth sciences. Vol, 35, pp: 51-59.
Nicolas, A. & Boudier, F., 2009- Subsidence in magma chamber and the development of magmatic foliation in Oman ophiolite gabbros. J. Earth and Planetary Science Letters 284, P. 76–87.
Nicolas, A., 1989- Structures of ophiolites and dynamic of oceanic lithosphere. PP 223–253.
Noghreyan, M. K., 1982- Evolution geochimique, mineralogiqe, et structurale dun edifice ophiolitique singulier: Le massif de Sabzevar (Partie centrele), NE del Iran. These es Sci, Univ. de Nancy I, France. 239 p.
Parlak, O., Delaloye, M. & Bingöl, E., 1996- Mineral chemistry of ultramafic and mafic cumulates as an indicator of the arc-related origin of the Mersin ophiolite (southern Turkey). Geol. Rundsch. 85, 647–661.
Parlak, O., Höck, V. & Delaloye, M., 2000- Suprasubduction zone origin of the Pozantl-Karsantl Ophiolite (southern Turkey) deduced from whole-rock and mineral chemistry of the gabbroic cumulates. Geological Society, London, Special Publications 2000; v. 173; p. 219-234.
Parlak, O., Höck, V. & Delaloye, M., 2002- The supra-subduction zone Pozanti–Karsanti ophiolite, southern Turkey: evidence for high-pressure crystal fractionation of ultramafic cumulates. Lithos, 65, 205– 224.
Pearce, J. A. & Cann, J. R., 1973- Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses. Earth and Planetary Science Letters 19, 290 – 300.
Pearce, J. A., 1996- A user’s guide to basalt discrimination diagrams. In: Wyman, D.A., (Ed.), Trace Element Geochemistry of Volcanic Rocks: Applications for Massive Sulphide Exploration, Geological Association of Canada, Short Course Notes No. 12, pp. 79–113.
Pearce, J. A., Lippard, S. J. & Roberts, S., 1984- Characteristics and tectonic significance of supra- subdution zone ophiolite. In Kokelaar, B. P. and Howells, M. F. (eds.), Marginal Basin Geology, Geo. Soc. Sp. Publ 16, 77-94.
Robinson, P. T. & Malpas, J., 1990- The Troodos ophiolite: New perspective on its origin and emplacement, in Ophiolites: Oceanic Crustal Analogues: Proceedings of the Symposium “Troodos 1987”, edited by J. Malpas, E. M. Moores, A. Panayiotou, and C. Xenophontos, pp. 13-26, Geol. Surv. Dep., Nicosia, Cyprus.
Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, M. & Moin Vaziri, H., 2009- Early Cretaceous migmatitic mafic granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri-Tethyan oceans in centeral Iran.26-34.
Sadredini, E., 1974- Geologie and petrographic in Mittel teil des ophiolith zuges nordlish sabzevar. These universite Saarbrucken.
Saunders, A. D. & Tarney, J., 1984- Geochemical characteristics of basaltic volcanism within back-arc basin. In: B.P. Kokelaar and M.F. Howells (Eds.), Marginal basin geology. Geol. Soc. London Spec. Publ., 16: 59-76.
Serri, G., 1981- The petrochemistry of ophiolitic gabbroic complexs: Akey for the classification of gabbroic cumulates into low-Ti and high- Ti type. Eaeth Planet. Sci. Lett. 52, 203-212.
Shelley, D., 1993- Igneous an Metamorphic rocks under the microscope, Chpman and Hall, London.
Shervais, J. W., 1982- Ti-V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas, Earth Planet. Sci. Lett., 59(1), 101-118.
Shojaat, B., Hassanipak, A. A., Mobasher, K. & Ghazi, A. M., 2002- Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, North Centeral IRAN. Journal of Asian Erth Sciences 21 (2003) 1053-1067.
Srivastava, R. K., Chandra, R. & Shastry, A., 2004- High-Ti type N-MORB arentage of basalts from the south Andaman ophiolite suite, India. Proc. Indian Acad. Sci. (Earth Planet. Sci), 113, no. 4, December 2004, pp. 605-618.
Stern, R. J., Kohut, E. J., Bloomer, S. H., Leybourne, M., Fouch, M. & Vervoot, J., 2006- Subduction factory processes beneath the Guguan cross-chin, Mariana Arc: no role for sediments, are serpentinites important? Contribution to Mineralogy and Petrology, 151 (2), 202-221. doi:10.1007/s00410-005-2.
Stocklin, J., 1968- Structural history and tectonics of Iran. Areview. AAPG Bull. No: 52.
Sun, S. S. & McDonough, W. F., 1989- Chemical and Isotopic Systematics of Ocean Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.), Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society of London Special Publication, 42. Blackwell, Oxford, pp. 313–346.
Taylor, B. & Martines, F., 2003- Bac-arc basine basalt systematics, Earth Planet. Sci, Lett., 210, 481-497.
Tian, L., Castillo, P. R., Hawkins, J. W., Hilton, D. R., Hanan, B. B. & Piatruszka, A. J., 2008- Major and trace element and Sr–Nd isotope signatures of lavas from the Central Lau Basin: Implications for the nature and influence of subduction components in the back-arc mantle. Journal of Volcanology and Geothermal Research 178, 657–670.
Vaziri-Tabar, F., 1976- Geologie und petrographie der ophiolithe und ihrer Vulknosedimentaren Folgeprodukte im Ostteil des Bergzuges nordlich Sabzevar/Iran, These unive. Saarbucken.
Wager, L. R. & Brown, G. M., 1968- Layered igneous rocks. Edinburgh: Oliver and Boyd, 588 p.
Wager, L. R., 1963- The mechanism of adcumulus growth in the Layered Series of the Skaergaard Intrusion. Spec. PaP. Mineral. Soc. Amer. 1, 1-19.
Wager, L. R., Brown, G. M. & Wadsworth,. W. J., 1960- Types of igneous cumulate. J. Petrology 1, p 73- 85.
Winchester, J. A. & Floyd, P. A., 1976- Geochemical magma type discrimination; application to altered and metamorphosed basic igneous rocks. Earth and Planetary Scientific Letters 28, 459–469.
Winter, J. D., 2001- An introduction to igneous and metamorphic petrology. Prenticehallinc. upper Saddle River, New Jersey .p. 697.
Wood, D. A., 1980- The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province, Earth Planet. Sci. Lett., 50(1), 11-30.
Yamasaki, T., Maeda, J. & Mizuta, T., 2006- Geochemical evidence in clinopyroxenes from gabbroic sequence for two distinct magmatisms in the Oman ophiolite. J. Earth and Planetary Science Letters 251, P. 52–65.
Yumul, G. P. J. R., 1996- Riewew of the geochemistry of mid ocean ridge and supra–subdution zone ophiolites: comparison and discussion, Vol. LI,nos. 1&2, pp. 3-36 Journal of the Geological Society of the Philiphines.
Yunpeng, D. & Bingquan, Z., 2000- Characteristics of the island-arc pillow lavas from southeast Yunnan Province, and its tectonic implications for Paleo-Tethys in South China. Chinese Science Bulletin Vol. 45 No. 8.