خاستگاه زمین‌ساختی سازند کاهار (نئوپروتروزوییک پسین) با استفاده از داده‌های تجزیه مودال و کانی‌های سنگین ماسه‌سنگ‌ها در برش نمونه، کوه کاهار، البرز مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشیار، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

4 استادیار، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

این مطالعه روی خاستگاه زمین‌ساختی سازند کاهار با سن نئوپروتروزوییک پسین در شمال ایران، کوه کاهار (مقطع نمونه) متمرکز شده است، این سازند دارای اطلاعات ارزشمندی در رابطه با رویدادهای زمین‌ساختی این دوره است. سازند کاهار در این ناحیه، توالی رسوبی خوب حفظ‌شده‌ای در  حدود 1000 متر از سنگ‌های بیشتر ریزدانه سیلیسی- آواری به همراه مقادیر کمتری ماسه‌سنگ، کنگلومرا و دولومیت است. ماسه‌سنگ‌های لیتیک آرکوزی کاهار با بلوغ بافتی و ترکیبی پایین، دارای مقادیر فراوانی فلدسپار (پلاژیوکلاز و فلدسپار پتاسیم)، کوارتز و قطعات سنگی آتشفشانی هستند و میانگین ترکیبی Q38F40L22، Qt39F40L21، Qm32F40Lt28،Qp27Lvm60Lsm13 و Qm44P33K23 را نشان می‌دهند که نشان از جایگاه زمین‌ساختی کمان ماگمایی فرسوده و منشأ نزدیک به حوضه آنها دارد. نوع قطعات لیتیک در این ماسه‌سنگ‌ها نشان‌دهنده چیرگی سنگ‌های منشأ آتشفشانی آندزیتی و فلسیک است. تحلیل کانی‌های سنگین (فراوانی کانی‌های ناپایدار و نیمه‌پایدار همچون بیوتیت و پیروکسن) نشان می‌دهد که ماسه‌سنگ‌های کاهار از رخنمون یافتن سنگ‌های ماگمایی کمانی منشأ گرفته‌اند. در هر حال، گوناگونی کم مجموعه‌های کانی سنگین در ماسه‌سنگ‌های کاهار نشان‌دهنده منشأ محلی و یکنواخت برای آنها است. با توجه به وجود دو دیدگاه زمین‌ساختی در رابطه با شرایط حاکم بر ایران طی نئوپروتروزوییک پسین (حاشیه غیر فعال کافت و کمان ماگمایی پهنه فرورانش) نتایج این مطالعه با تأیید کمان ماگمایی در روشن سازی گذشته ایران‌زمین اهمیت دارد.

عنوان مقاله [English]

Tectonic Provenance of Kahar Formation (Late Neoproterozoic) Using Modal and Heavy Mineral Analyses in Sandstones, Type Locality, Kahar Mountain, Central Alborz

نویسندگان [English]

  • N Etemad-Saeed 1
  • M. H Adabi 2
  • A. Sadeghi 3
  • M. Hosseini- Barzi 4
1 Ph.D. Student, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Professor, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran,
چکیده [English]

This work is focused on tectonic provenance of the Late Neoproterozoic Kahar Formation in the northern Iran. KaharMountain (type locality) provides valuable information on tectonic events during this time. The Kahar Formation in this area is a well preserved sedimentary sequence and consists of about 1000 meters of predominantly fine grained siliciclastic rocks and minor sandstones, conglomerates and dolomitized stromatolites. Kahar lithic arkose sandstones with low compositional and textural maturity, contain abundant feldspar (plagioclase and K feldspar), quartz, and volcanic lithic fragments and have an average composition of Q38F40L22, Qt39F40L21, Qm32F40Lt28,Qp27Lvm60Lsm13 and Qm44P33K23 suggesting a proximal source and a dissected arc setting. The type of lithic fragments in the sandstones show andesitic and felsic volcanic rock sources. Heavy mineral analysis (abundant metastable and unstable minerals such as biotite, and pyroxenes) indicate that Kahar sandstones were derived from unroofing of arc-type magmatic rocks. The low diversity of heavy mineral assemblages in the Kahar sandstones indicates that the source rocks were uniform and localized. Considering the two common tectonic views regarding the Late Neoproterozoic condition of Iran (rift-passive margin and magmatic arc-subduction zone), the results of this study which confirm the magmatic arc tectonic setting of Alborz-Iran at that time seems critical. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kahar Formation
  • Neoproterozoic
  • Tectonic provenance
  • Magmatic arc

آقانباتی، ع.، 1383- زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 586 ص.

جهانی، د. و لاسمی، ی.، 1375- رخساره‌ها و محیط‌های رسوبی سازند کهر (پرکامبرین بالایی) در منطقه سربندان دماوند، اولین کنگره زمین‌شناسی دانشگاه‌های ایران، خلاصه مقالات،        ص. 68-67.

جهانی، د.، 1373- مطالعه و بررسی رخساره‌ها و محیط‌های رسوبی سازند کهر (پرکامبرین پسین) در مناطق سربندان دماوند و شهمیرزاد سمنان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، 166ص.

حمدی، ب.، 1374-  سنگ‌های رسوبی پرکامبرین، کامبرین در ایران، سازمان زمین‌شناسی کشور، طرح تدوین کتاب زمین شناسی ایران، شماره 20، 353 ص.

صبورى، ج.، فراهانى، ب. و  نریمانى، ح.، 1384-  مطالعه زیست‌چینه‌اى و تعیین سن سازند کهار در البرز مرکزى (برش فیروزآباد چالوس)، چهاردهمین گردهمایى علوم‌زمین.

قریب، ف.، لاسمی، ی. و امامی، م. ه.، 1389- سنگ‌شناسی و محیط رسوبی سازند کهر در نواحی فیروزآباد و شاهین‌دژ (البرز مرکزی و باختری)، فصلنامه علوم‌زمین شماره 77،                   ص. 114- 109. 

لاسمی، ی.، 1379- رخساره‌ها، محیط‌های رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی نهشته سنگ‌های پرکامبرین بالایی و پالئوزوییک ایران، سازمان زمین‌شناسی کشور، طرح تدوین کتاب زمین‌شناسی ایران، شماره 78، 180 ص.

واثقی، ب.، 1374- تحقیق سنگ‌شناسی و رسوب‌شناسی سازند کهر پرکامبرین در البرز مرکزی فیروزآباد مازندران، پایان‌نامه دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران،  178 ص.

وحدتی‌دانشمند، ف.، 1379- نقشه زمین‌شناسی مرزن‌آباد، 1:100000، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 6262.

 

 

References

Alsharhan, A. S. & Nairn, A. E. M., 1997- Sedimentary Basins and Petroleum Geology of the Middle East. Elsevier, Amsterdam. 811 pp.

Berberian, M. & King, G. C. P., 1981- Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences 18, 210–265.

Boggs, Jr. S., 2009- Petrology of Sedimentary Rocks. CambridgeUniversity Press, 600 pp.

Busby, C. J. & Azor, A.,  2012- Tectonic of Sedimentary Basins (Eds.). Wiley-Blackwell, 647 pp.

Condie, K. C., Lee, D. & Lang Farmer, G., 2001- Tectonic setting and provenance of the NeoproterozoicUnitaMountain and Big Cottonwood groups, northern Utah: constraints from geochemistry, Nd isotopes and detrital modes. Sedimentary Geology 141-142, 443-464.

Crawford, A. R., 1977- A summary of isotopic age data for Iran, Pakistan and India. Memoire hors serie n°8. Societe geologique de France, 251–260.

Dedual, E., 1967- Zur geologie des mittleren und unteren Karaj – Tales, Zentral Elburz (Iran). Mitt. Geol. Inst. E.T.H.U. Univ. Zurich, 76, 125 pp.

Dickinson, W. R., 1985- Interpreting provenance relation from detrital modes of sandstones, in: Zuffa, G.G. (Eds.), Provenance of Arenites Reidel, Dordrecht, pp. 333–363.

Falcon, N. L., 1974- Southern Iran: Zagros Mountains, in: Spencer, A. M. (Eds.), Mesozoic–Cenozoic orogenic belts, Data for orogenic studies 4. Geological Society of London Special Publication, 199–211.

Folk, R. L., 1980- Pertrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Publishing Co., Austin, Texas, U.S.A, 182 pp.

Garzanti, E. & Andò, S., 2007- Plate tectonics and heavy-mineral suites of modern sands, in: Mange, M., Wright, D. (Eds.), Heavy Minerals in Use, Elsevier, Amsterdam: Developments in Sedimentology Series 58, 741-763.

Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Horton, B. K., Axen, G. J., Stockli, L. D., Grove, M., Schmitt, A. K. & 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.

Horton, B. K., Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Axen, G. J., Gillis, R. J., Guest, B., Amini, A. H., Fakhari, M., Zamanzadeh, S. M. & Grove, M., 2008- Detrital zircon provenance of Neoproterozoic to Cenozoic deposits in Iran: Implications for chronostratigraphy and collisional tectonics. Tectonophysics 451, 97-122.

Hubert, J. F., 1962- A zircon- tourmaline-rutile maturity index and the interdependence of the composition of heavy minerals assemblages with the gross composition and texture of sediments. Journal of Sedimentary Petrology 32, 440-450.

Husseini, M. I., 1989- Tectonic and deposition model of Late Precambrian–Cambrian Arabian and adjoining plates. American Association of Petroleum Geologists Bulletin 73, 1117–1131.

Ingersoll, R.V., Bullard, T. F., Ford, R. L., Grimm, J. P., Pickle, J. D. & Sares, S. W., 1984- The effect of grain size on detrital modes: a test of the Gazzi-Dickinson point-counting method. Journal of Sedimentary Petrology 54, 103-116.

Jorge, R. C. G. S., Fernandes, P., Rodrigues, B., Pereira, Z. & Oliveira, J. T., 2013- Geochemistry and provenance of the Carboniferous Baixo Alentejo Flysch Group, South Portuguese Zone. Sedimentary Geology. Article in press.

Kimura, H., Matsumoto, R. & Kakuwa, R., 1997- The Vendian–Cambrian δ13C record, north Iran: evidence for overturning of the ocean before the Cambrian explosion. Earth and Planetary Science Letters 147, E1–E7.

Lundberg, N., 1991- Detrital record of the early Central American magmatic arc: petrography of intraoceanic forearc sandstones, Nicoya Peninsula, Costa Rica. Geological Society of American Bulletin 103, 905-915.

McLennan, S. M., Hemming, S., McDaniel, D. K. & Hanson, G. N., 1993- Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics, in: Johnsson, M. J., Basu, A., (Eds.), Processes controlling the composition of clastic sediments, Geological Society of America, Special Papers. 284, 21–40.

Meinhold, G., Morton, A. C., Fanning, C. M., Frei, D., Howard, J. P., Phillips, R. J., Strogen, D. & Whitham, A. G., 2011- Evidence from detrital zircons for recycling of Mesoproterozoic and Neoproterozoic crust recorded in Paleozoic and Mesozoic sandstones of southern Libya. Earth and Planetary Science Letters 312, 164-175.

Morton, A. C. & Hallsworth, C. R., 1999- Processes controlling the composition of heavy mineral assemblages in sandstones. Sedimentary Geology 124, 3-29.

Morton, A. C., Clauoé-Long, J. C. & Berge, C., 1996- SHRIMP constraints on sediment provenance and transport history in the Mesozoic Statfjord Formation, North Sea. Journal of the Geological Society, London, 153, 915-929.

Nadimi, A., 2007- Evolution of the Central Iranian basement. Gondwana Research 12, 324-333.

Okeyode, I. C. & Jibiri, N. N., 2012- The heavy mineral analysis of OgunRiver sediments. European Journal of Scientific Research 89, 296-305.

Pettijohn, F., Potter, P. & Siever, R., 1987- Sand and Sandstone. Springer-Verlag, New York, 533 pp.

Purevjav, N. & Roser, B., 2012- Geochemistry of Devonian–Carboniferous clastic sediments of the Tsetserleg terrane, HangayBasin, Central Mongolia: Provenance, source weathering, and tectonic setting. Island Arc 21, 270–287.

Ramezani, J. & Tucker, R., 2003- The Saghand region, Central Iran: U-Pb geochronology, petrogenesis and implications for Gondwana tectonics. American Journal of Science 303, 622-665.

Saki, A., 2010- Proto-Tethyan remnants in northwest Iran: Geochemistry of the gneisses and metapelitic rocks. Gondwana Research 17, 704-714.

Seger, F. E., 1977- Zur geologie Nord-Alamut gebietes (Zentral-Elburz); Eidgenossisihe technisiche Hochshule (ETH), Zurich. Thesis No. 6093. 161 pp.

Sevastjanova, I., Hall, R. & Alderton, D., 2012- A detrital heavy mineral viewpoint on sediment provenance and tropical weathering in SE Asia. Sedimentary Geology 280, 179-194.

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

Talbot, C. J. & Alavi, M., 1996- The past of a future syntaxis across the Zagros, in: Alsop, G.I., Blundell, D.J., Davison, I. (Eds.), Salt Tectonics 100. Geological Society of London Special Publication, pp. 89–109.

Zaid, S. M., 2012- Provenance, diagenesis, tectonic setting and geochemistry of Rudies sandstone (Lower Miocene), Warda Field, Gulf of Suez, Egypt. Journal of African Earth Sciences 66-67. 56-71.