بررسی توالی خروجی افیولیتی و سری فراافیولیتی محدوده قز- افچنگ،اهمیت جایگاه زمین‌ساختی- ماگمایی آنها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

چکیده

توالی خروجی رخنمون یافته درخاور روستای قز واقع در شمال باختری سبزوار، دربردارنده تنوعی است که می‌توان آن را به سه بخش اصلی تقسیم کرد. بخش زیرین با فراوانی برش­ و توف‌ هیالوکلاستیک، بخش میانی با گدازه­ آفیریک حفره­دار و بخش بالایی با تناوبی از روانه صفحه­ای و سنگ­های آتشفشانی- رسوبی همراه است. میان‌لایه­های سنگ‌آهک پلاژیک دربردارنده ریززیاهای با سن کرتاسه بالایی (مائستریشتین- مائستریشتین بالایی) است. فراوانی برش هیالوکلاستیک، روانه صفحه­ای و گدازه حفره- بادامک­دار نسبت به گدازه فیریک، گویای تشکیل این توالی در یک آهنگ بازشدگی تند است. سری فراافیولیتی رخنمون یافته در محدوده روستای افچنگ، شامل تناوبی از سنگ­های توربیدایتی و آتشفشانی- رسوبی همراه با جریان گدازه­،گدازه آفیریک و فیریک و میان‌لایه­های چرت- رایولاریت و سنگ‌آهک پلاژیک است. بررسی دیرینه‌شناسی این سنگ­ها نیز سن کرتاسه بالایی را به­دست داده که این ایده را تقویت می­کند که سری فراافیولیتی به صورت گودالی همزمان در مجاورت پوسته اقیانوسی سبزوار شکل گرفته است. بر پایه نتایج تجزیه‌های شیمیایی، روانه صفحه‌ای بخش زیرین و گدازه بالشی بخش میانی از توالی خروجی، ویژگی‌های OIB را نشان می­دهند در حالی که گدازه­های آتشفشانی بخش بالایی از توالی خروجی و گدازه­های فیریک، آفیریک و جریانی سری فراافیولیتی تهی‌شدگی آشکار از Nb و تهی‌شدگی ناچیز ازZr  دارند که قابل مقایسه با فعالیت آتشفشانی مناطق فرورانش هستند. بررسی نمودارهای زمین‌ساختی- ماگمایی تمایل  OIBو کمانی نمونه­ها را تأیید می­کند و به نظر می­رسد که منشأ ماگمای مادر بخش­های زیرین و میانی از توالی خروجی متأثر از برجستگی­های (پلوم‌های) برخاسته از گوشته بوده است. منبع ماگمای مادر بخش بالایی توالی خروجی و گدازه­های سری فراافیولیتی نیز تهی شده بوده که در اثر تأثیر ترکیبات برخاسته از صفحه فرورونده (سیال‌ها- مذاب)، غنی‌شدگی­های متفاوتی را تحمل کرده­اند. ­جایگاه زمین‌ساختی- ماگمایی توالی خروجی و سری فراافیولیتی با سناریوی فرورانش عمومی پوسته اقیانوسی حاشیه صفحه عربی به زیر خرده قاره ایران مرکزی طی کرتاسه بالایی و در یک حوضه متمایل به پشت کمان قابل توجیه است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study of Ophiolitic Extrusive Sequence and Supraophiolite Series in Gez-Afchang Area, Tectonomagmatic Constrains

نویسندگان [English]

  • M. Khalatbari Jafari 1
  • M. Ghani 2
1 Assistant Professor, Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
2 M.Sc. Student, Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The extrusive sequence exposed in the vicinity of Gez village located in the NW Sabzevar, comprises a diversity of rocks which could be divided in three main parts. The lower part contains abundance hyaloclastic breccia and tuff, and the middle part comprises vesicular pillow lava and the upper part has an alternation of sheet flow and volcanic-sedimentary rocks. The intercalations of pelagic limestone have Late Cretaceous microfouna. The abundant of hyaloclastic breccia-tuff, sheet flow and aphyric vesicular pillow lava versus phyric pillow lava indicate the formation of this sequence in the fast spreading rate. The supra-ophiolite volcanic-sedimentary rocks located in the Afchang area contain an alternation of turbidites with lava flow, phyric-aphyric lava, chert-radiolarite and pelagic limestone. The paleonthology studies of those revealed Late Cretaceous age, which suffer this idea that the supra-ophiolite serie formed in a trough juxtapose the Sabsevar oceanic crust at Late Cretaceous. Based an geochemical data, the sheet flow of lower part and the pillow lava of the middle part show OIB characters but the lava flows of the upper part of extrusive sequence and the phyric, aphyric and lava flow of supra-ophiolite serie are depleted in Nb and slightly depleted in Zr could be comparable with subduction volcanism. Study of the tectonomagmatic diagrams verifies the OIB and island arc tendency and seems that the generation of the magma of the lower and middle parts influenced by mantle plumes. The magmatic source of the upper part of extrusive sequence and supraophiolite lavas is depleted which have different enrichement from the subduction components (fluids-melt) released from subducted slab. The tectonomagmatic setting of extrusive sequence and supra-ophiolite series can be justified with the senario of general subduction of oceanic slab beneath the centeral Iran microcontinent during Upper Crtaceous, towards in a back-arc basin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Supra-Ophiolite
  • Extrusive sequence
  • Pillow lava
  • Sheet flow
  • Supra-Subduction
افتخار نژاد، ج.، 1359- تفکیک بخش­های مختلف ایران از لحاظ وضعیت ساختاری در ارتباط با حوضه­های رسوبی، نشریه انجمن نفت ایران، شماره 82.
آقانباتی، ع.، 1385- زمین­شناسی ایران، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 608 ص.
فروزش، و.، 1385- سنگ­شناسی و ژنز افیولیت­های منطقه افچنگ- شمال سبزوار، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.
سهندی، م.، 1371- نقشه زمین‌شناسی 1:250،000 سبزوار، سازمان زمین‌شناسی واکتشافات معدنی کشور.
نبوی، م. ح.، 1355- دیباچه­ای بر زمین­شناسی ایران، سازمان ­زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
 
 
 
References
Alavi, M., 1991- Tectonic map of the Middle East, GSI.
Alavi-Tehrani, N., 1976- Geology and petrography in range NW of Sabzevar (Khorasan/Iran) With special regard to metamorphism and genetical relations in an ophiolite suite. Thesis univ. Surbucken. 147pp.
AL-Saleh, A. M. & Boyle, A. P., 2001- Neoproterozoic ensialic back-arc spreading in the eastern Arabian Shield: geochemical evidence from the Halaban Ophiolite. Journal of African Earth Sciences, Vol. 33, No. 1, pp. 1-15.  
Arculus, R. J., 1994- Aspects of magma genesis in Arcs. Lithos, 33, 189-208.
Beccaluva, L., Coltortia, M., Giuntab, G. & Sienaa, F., 2004- Tethyan vs. Cordilleran ophiolites: a reappraisal of distinctive tectono-magmatic features of supra-subduction complexes in relation to the subduction mode.Tectonophysics, 393, p163-174.
Dilek, Y. & Robinson, P. T., 2003- Ophiolites in Earth history: introduction Geological Society, London, Special publication, 218, 1-8.
Dilek, Y. & Flower, M. F. J., 2003- Arc-Trench rollback and forearc accretion: 2. A Model template for ophiolites in Albania, Cyprus, and Oman. In: Dileck, Y., Robinson, P.T., (Eds.), Ophiolites in Earth History, Special publications 218. Journal of Geological Society of London. London, pp. 43-68.
Emami, M. H., Sadeghi, M. M. & Omrani, S. J., 1993- Magmatic map of Iran. Scale 1:100,000, Geological Survey of Iran.
Faustino, D. V., Yumul, Jr., Dimalanta, C. B., De Jusu, J. V., Zhou, M-F., Aitchison, J. C. & Tamayo, R. A., 2006- Volcanic-hypabyssal rock geochemistry of a subduction-related marginal basin ophiolite: Southeast Bohol Ophiolite-Cansiwang Melange Complex, Central Philippines. Geosciences Floyd P.A., 1993. Geochemical discrimination and petrogenesis of alkali basalt sequences in part of the Ankara mélange central Turkey. Journal of Geological Society of London, 150:541–550.
Floyd, P. A., 1993- Geochemical discrimination and petrogenesis of alkali basalt sequences in part of the Ankara mélange central Turkey. Journal of Geological Society of London, 150:541–550.
Glennie, K. W. & Hughes Clarck, M. W., 1974- Late Cretaceous nappes in the Oman Mountains: a reply to J.D. Moody. BBPG, 58, 895-898.
Gokten, E. & Floyd, P. A., 2007- Stratigraphy and geochemistry of pillow basalts within the ophiolitic melange of the Izmir–Ankara–Erzincan suture zone: implications for the geotectonic character of the northern branch of Neotethys. International Journal of  Earth Sciences (Geol Rundsch), 96, 725–741.
Hole, M. J., Saunders, A. D., Marriner, G. F. & Tarney, J., 1984- Subduction of pelagic sediments: implications for the origin of Ceanomalous basalts from the Mariana Islands. Journal of Geological Society of London, 141, 453–472.
Ishizuka, H., Kawanobe, Y. & Saka, H., 1990- Petrology and geochemistry of volcanic rocks dredged from the Okinawa Trough an active back-arc basin. Geochem. J., 24: 75-92.
Jenner, G. A., Dunning, G. R., Malpas, J., Brown, M. & Brace, T., 1991- Bay of island and little port complexes, revisited: Age, geochemical and isotopic evidence confirms subduction zone origin. Canadian journal of Earth sciences, 28, pp. 1635-1652.
Juteau, T. & Maury, R., 2009- La crout Océanique, Pétrologie et Dynamique Engogene. Société Géologique de FRANCE Vuibert. Paris, Cedex 13.
Le Bas, M. J., Le Maitre, R. W., Streckeisen, A. & Zanettin, B., 1986- A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali silica diagram. Journal of Petrology, 27, 745-750.
Lippard, S. J., Shelton, A. W. & Gass, I. G., 1986- The ophiolite of Northern Oman. Geological Society of London, Memoirs, 11.
Magganas, A. D., 2002- Constraints on the petrogenesis of Evros ophiolite extrusives, NE Greece. Lithos, 65, 165– 182.
McCulloch, M. T. & Gamble, J. A., 1991- Geochemical and geodynamical constraints on subduction magmatism. Earth and Planetary Science Letters,  102, 358–374.
McKenzie, D. & O’Nions, R. K., 1991- Partial melt distributions from inversion of rare earth element concentrations. Journal of Petrology, 32: 1021-1091.
Nicholson, K. N., Black, P. M. & Picard, C., 2000- Geochemistry and tectonic significance of the Tangihua ophiolite complex, New Zealand. Tectonophysics, 321, 1-15.
Noghreyan, M. K., 1982- Evolution geochimique, mineralogique, et structurale d‚un edifice ophiolitique singulier: Le massif de Sabzevar (Partie centeral), NE del, Iran. These es Sci, Univ. de Nancy I, France. 239p.
Paulick, H., Bach, W., Godard, M., De Hoog, J. C. M., Suhr, G. & Harvey, J., 2006- Geochemistry of abyssal peridotites (Mid-Atlantic Ridge, 15°20′N, ODP Leg 209): implications for fluid/rock interaction in slow spreading environments. Chemical geology.
Pearce, J. A., 1982- Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries. In: R.S. Thorpe (ed). Andesites, Orogenic Andesites and Related Rocks. John Wiley and Sons, New York, pp. 528-548.
Pearce, J. A., 2003- Supra- subduction zone ophiolites: The search for modern analogues. In: Dilek Y and Newcomb S. Ophiolites concept and eveolution of geological thought. Geological Society of America. Special Paper, 373, Boulder, Colorado, 269-293.
Pearce, J. A., Stern, R. J., Bloomer, S. H. & Fryer, P., 2005- Geochemical mapping of the Mariana arc-basin system: implications for the nature and distribution of subduction components. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 6 Q07006.
Pilger, A., 1971- Die zeitlich-tektonische Entwicklung der iranischen Gebirge clausthaler Geol. Abh., 8, pp. 1-27.
Pouclet, A., Lee, J. S., Vidal, P. & Cousens, B., 1994- Cretaceous to Cenozoic volcanism in South Korea and in the Sea of Japan: magmatic constraints on the opening of the back-arc basin. From Smellie, J.L. (ed.), 1995. Volcanism Associated with Extension at Consuming Plate Margins ,Geological Society of America, Special Publication No. 81,169-191.
Robertson, A., 2002- Overview of the genesis and emplacement of Mesozoic ophiolites in the Eastern Mediterranean Tethyan region. Lithos, 65, 1-67.
Rojay, B., Altimer, D., Altiner, S. O., Onen, A. P., James, S. & Thirlwall, M. F., 2004- Geodynamic significance of the Cretaceous pillow basalts from North Anatolian ophiolitic mélange belt (Central Anatolia, Turkey): geochemical and palaeontological constraints. Geoloical Acta, 17:349–361.
Rojay, B., Yaliniz, K. M. & Altiner, D., 2001- Tectonic implications of some Cretaceous pillow basalts from the North Anatolian Ophiolitic Melange (central Anatolia–Turkey) to the evolution of Neotethys. Turkish Journal of Earth Sciences, 10:93–102.
Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, M. H. & 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. pp 26-34.
Saccani, E., Bortolotti, V., Marroni, M., Pandolfi, L., Photiades, A. & Principi, G., 2008- The Jurassic association of back-arc basin Ophiolites and calc-alkaline volcanics in the Guevgueli Complex (Northern Greece): Implication for the mélange of the Vardar Zon. Ofioliti, 33 (2), 201-219.
Saccani, E., Delavari, M., Beccaluva, L. & Amini, S., 2010- Petrological and geological constraints on the origin of the Nehbandan ophiolitic complex (eastern Iran): Implication for the evoloution of the Sistan Ocean.Lithos, 117, 209-228.
Saccani, E. & Photiades, A., 2005- Petrogenesis and tectonomagmatic significance of volcanic and subvolcanic rocks in the Albanide–Hellenide ophiolitic mélanges. The Island Arc 14, 494–516.
Sadredini, E., 1974- Geologie und petrographie im Mittelteil des Ophiolithzuges nordlechen Sabzevar (Khorasan/Iran). Thesis Univ. Saarbucken, 120p.
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. Geological Society, London, Special Publication, 16: 59-76.
Saunders, A. & Tarney, J., 1991- Back-arc basins. In: Floyd, P.A. (ED.), Oceanic basalt. Blackie and Sons, Glasgow, UK., pp. 219-263.
Searle, M. P., Lippard, S. J., Smewing, J. D. & Rex, D. C., 1980- Volcanic rocks beneath the Semail Nappe in the northern Oman mountain and their significance in the Mesozoic evolution of Tethys. Journal of Geological Society of London, 137, 589-604.
Shervais, J. W., 1982- Ti-V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth and Planetary Science Letters, 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 Earth Sciences No 21 (2003) 1053-1067.
Stocklin, J., 1968- Structural history and tectonics of Iran. A review, Am. Assec Petrol. Geol. B. V. 52,   N7, P 1229-1258.
Sun, S. S. & McDonough, W. F., 1989- Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and process. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.), Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society of London, Special Publication, 42, pp.313–345.
Tankut, A., Dilek, Y. & Piril, O., 1998- Petrology and geochemistry of the Neo-Tethyan volcanism as revaled in the Ankara Melange, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85. 265-284.
Tian, L., Castillo, P. R., Hawkins, J. W., Hilton, D. R., Hanan, B. H. & Pietruszka, A. J., 2008- Major and trace element and Sr-Nd isotope signatures of lavas from the centeral 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 volcanosedimentaren Folge-prudukte im Ostleil des Bvergzugs nordlich Sabzevar/Khorasan (Iran). Theses Univ, Saarbucken. 152p.
Wood, D. A., 1980- The applications 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 and Planetary Science Letters, 50, 11–30.