شیمی کرومیت، رهیافتی به منشأ توده اولترامافیکی شمال خاور حاجی‌آباد، استان هرمزگان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه زمین‎شناسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

2 دانشیار، گروه زمین‎شناسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

3 استاد، گروه زمین‎شناسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

4 کارشناسی ارشد، گروه زمین‎شناسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

مجموعه اولترامافیک حاجی‎آباد در شمال استان هرمزگان، جزیی از نوار آمیزه رنگین ارزوییه- دولت‌آباد است و در لبه شمالی راندگی زاگرس جای دارد. این مجموعه شامل هارزبورژیت، لرزولیت، دونیت و کرومیتیت است و هارزبورژیت­ها، بیشترین حجم سنگ­ها را به خود اختصاص داده‌اند. شواهدی همچون مرزهای منحنی، کشیدگی کروم‌اسپینل­ها و پیروکسن­ها، شواهد ذوب نامتجانس ارتوپیروکسن و وجود تیغه­های جدایشی کلینوپیروکسن، نشان می‌دهد که سنگ­های این مجموعه، ابتدا دگرشکلی­های دمای بالای گوشته بالایی را تحمل کرده و سپس در پوسته جایگزین شده‌اند. در همه واحدهای سنگی مجموعه می‌توان کانی کرومیت را به مقادیر و اشکال مختلف دید. در هارزبورژیت­ها و لرزولیت­ها، بلورهای قهوه‌ای و پراکنده کرومیت، یا به شکل منفرد و شکل‌دار دیده می‌شوند و یا به‌صورت بی‌شکل و میان‌دانه‌ای در میان کانی‌های دیگر هستند. در دونیت­ها نیز این کانی به‎صورت بلورهای شکل‌دار تا نیمه‌شکل‌دار سیاه رنگ و به‌طور پراکنده درون الیوین­ها یا در مرز آنها متبلور شده‌اند. در کرومیتیت­های پرعیار منطقه، بلورهای درشت، شکل‌دار و سیاه رنگ کرومیت، بافت­های انباشتی دارند؛ مرز آنها بیشتر صاف است و مرز اتصال سه گانه دارند؛ اما در کرومیتیت­های کم‌عیار، کرومیت­ها، پراکنده و شکل‌دار هستند و در یک زمینه سیلیکاتی قرار گرفته‎اند. بررسی شیمی بلورهای کرومیت در سنگ­های منطقه نشان می‌دهد که در این بلورها، بیشترین مقدار Cr# به کرومیت­های موجود در کرومیتیت­های پر عیار (80-84) و کمترین مقدار آن نیز به انواع موجود در لرزولیت­ها (45-52) تعلق دارد. استفاده از نمودارهای تشخیص محیط زمین‌ساختی، نشان می‌دهد که ترکیب شیمیایی کرومیت­های پراکنده موجود در هارزبورژیت­ها و لرزولیت­های مجموعه حاجی‎آباد، به انواع موجود در پریدوتیت­های گوشته‌ای منطقه بالای فرورانش شباهت دارد و سنگ­های میزبان، به عنوان بخشی از افیولیت­های وابسته به این محیط، دچار 15 تا 20 درصد ذوب بخشی شده‌اند. کرومیت­های پراکنده موجود در دونیت­ها و کرومیتیت­های منطقه نیز در همین محیط زمین‌ساختی و در اثر تبلور مذاب­های بونینیتی به وجود آمده‌اند. این شواهد بیانگر آن است که احتمالاً پریدوتیت­های حاجی‎آباد و آمیزه افیولیتی میزبان، به بخش­هایی از گوشته بالایی در بالای یک منطقه فرورانش، تعلق دارند و تحولات مربوط به این منطقه، همچون واکنش مذاب- پریدوتیت و ذوب بخشی، در ترکیب کانی­ها و بافت آنها ثبت شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Chromite chemistry as an approach to the origin of the north-east of Hadji Abad ultramafic massif, Hormozgan province

نویسندگان [English]

  • M. SoltaniNezhad 1
  • H. Ahmadi Pour 2
  • A. Moradian 3
  • B. Zaboli Sarvtamin 4
1 M.Sc., Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
3 Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
4 M.Sc., Department of Geology, Faculty of Science, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده [English]

The Hadji-Abad ultramafic complex is located at the north of Hormozgan province and represents a part of Orzuieh-Dowlat Abad colouredmelange in the northern edge of Zagros thrust. The complex contains harzburgites, lherzolites, dunites and chromitites. Harzburgite is the dominant rock type. Evidence such as lobateboundaries, elongation of chromianspinels and pyroxenes, evidence for incongruent melting of orthopyroxenes and exsolution lamellae of clinopyroxenes show that the studied peridotites, experienced high temperature deformation in the upper mantle, and then emplaced in the crust. Different amounts and various shapes of chromite grains occur in all of the studied lithological units. In the harzburgites and lherzolites, disseminated brown chromites are seen as either euhedral isolated crystals or anhedral interstitial ones which crystallized between the other minerals. In the dunites, chromites appear as disseminated black euhedral and subhedral crystal grains which formed within or at the boundaries of olivine grains. In the high grade chromitites, the coarse black euhedralchromites show smooth and triple junction boundaries with cumulative textures, while in the low grade types, disseminated euhedralchromites set in a silicate matrix. Chemical analysis of disseminated chromites in the studied rocks show that maximum amounts of Cr# belong to those exist in the high grade chromitites (80-84) and the minimum are for those in the lherzolites (45-52). Tectonic discrimination diagrams reveal that chemical compositions of chrome spinels from the harzburgites and lherzolites are similar to those exist in the suprasubduction zone mantle peridotites. The host rocks as a part of ophiolites in this environment, suffered 15 to 20% partial melting. Disseminated chrome spinels from the dunite and also the chromitites have been crystallized from boninitic type melts in the same tectonic setting. These evidence show that probably, Hadji-Abad peridotites and their host ophiolitemelange belong to suprasubduction zone upper mantle and the evolutions related to this environment such as melt-peridotite reaction and partial melting have been recorded in their mineral chemistry and textures. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultramafic
  • Chromite
  • Chromitite
  • Suprasubduction zone
  • Hadjiabad
  • Hormozgan

کتابنگاری

سلطانی‌نژاد، م.، 1394- پتروگرافی، ژئوشیمی و پتروژنز مجموعه اولترامافیک حاجی‎آباد (شمال شرق حاجی‎آباد، استان هرمزگان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 143 ص.

سهندی، م. ر.، عزیزیان، ح.، ناظم‌زاده، م.، نوازی، م. و عطاپور، ح.، 1386- نقشه زمین­شناسی 1:100000 ارزوئیه، چهار گوش شماره 7246، سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران.

محمدی، م.،  احمدی‌پور. و مرادیان، ع.، 1395- تحولات پتروژنتیکی و محیط زمین‌ساختی هارزبورژیت‌های مجموعه اولترامافیک آب‌بید (خاور حاجی‎آباد، استان هرمزگان)،  فصلنامه علوم زمین، سال بیست و ششم، شماره 102، صص. 221 تا 232.

 

References

Ahmadipour, H., Sabzehei, M., Whitechurch, H., Rastad, E. and Emami, M. H. , 2003- Soghan complex as an evidence for paleospreading center and mantle diapirism in sananandaj-sirjan zone (South-East Iran), Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran,V. 14(2), p. 157-172.

Ahmed, A. H. and Arai, S., 2003- Platinum-group minerals in podiform chromitites of the Oman ophiolite. Canadian Mineralogists, V. 4, p. 597–616.

Ahmed, A. H., Arai, S., Abdel-Aziz, Y. M. and Rahimi, A, 2005- Spinel composition as a petrogenetic indicator of the mantle section in the Neoproterozoic Bou Azzer ophiolite, Anti-Atlas, Morocco. Precambrian Research, V. 138, p. 225-234.

Alavi, M., 1994- Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran: New data and interpretations. Tectonophysics, V. 229, p. 211–238.

Arai, S. and Yurimoto, H., 1994- Podiform chromitites of the Tari-Misaka ultramafic complex, southwest Japan, as mantle–melt interaction products. Econ. Geol, V. 89, p. 1279–1288.

Arai, S. and Yurimoto, H., 1995- Possible subarc origin of podiform chromitites. Island Arc, V. 4, p. 104–111.

Arai, S., 1992- Chemistry of Chromian spinel in volcanic rocks as a potential guide to magma chemistry, mineralogical magazine, v. 56,p. 173-184.

Arai, S., Okamura, H., Kadoshima, K., Tanaka, C., Suzuki, K. and Ishimaru, S., 2011- Chemical characteristics of chromian spinel in plutonic rocks: Implications for deep magma processes and discrimination of tectonic setting. Island Arc,V. 20, p. 125–137.

Barnes, S. J. and Roeder, P. L. 2001- The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks. Journal of petrology,V. 42(12),p. 2279-2302.

Bonavia, F. F., Diella, V., and Ferrario, A., 1993- Precambrian podiformchromitites from KentichaHill ,southem Ethiopia. Economic Geologe, V. 88,p. 198-202.

Bridges, J. C., Prichard, H. M. and Meireles, C. A., 1995- Podiformchromitite-bearing ultrabasic rocks from the Braganca massif, Northern Portugal: fragments of island arc mantle? Geological Magazine, v. 132, p. 39-49.

Casini, G., Gillespie, P. A., Vergés, J., Romaire, I., Fernndez, N., Casciello, E., Saura, E., Mehl, C., Homke, S., Embry, J. C., Aghajari, L. and Hunt, D. W., 2011- Sub-seismic fractures in foreland fold and thrust belts: Insight from the Lurestan Province, Zagros Mountains, Iran. – Petroleum Geoscience,V. 17/3, p. 263–282.

Dick, H. J. B. and Bullen, T., 1984- Chrome spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas. Contributions to Mineralogy and Petrology,V. 86,p. 54–76.

Dilek, Y. and Delaloye, M., 1992- Structure  of  kizilda  ophiolite, a slow – spread  Cretaceous  ridge  segment  north  of  the  Arabian  promontory., Geology,V.  20, p.19-22.

Ghasemi, H., Juteau, T., Bellon, H., Sabzehei, M., Witechurch, H. and Ricou, L. M., 2002- The mafic–ultramafic complex of Sikhoran (central Iran): a polygenetic ophiolitic complex. Geoscience,V. 334,p. 431–438. 

Ghosh, B., Morishita, T. and Bhatia, K., 2013- Significance of chromium spinels from the mantle sequence of the Andaman Ophiolite, India: Paleogeodynamic implications. Lithos.V.164–167, p. 86–96.

Hassanipak, A. A. and Ghazi, A. M., 1999- Petrology, geochemistry  and  tectonic  setting  of  the  Khoy  ophiolite, Northwest  Iran. Journal  of  Asian  Earth  science,V. 18:p.  43-55.

Irvine, T. N.,  1965- Chromian spinel as a petrogenetic indicator. Part I. Theory, Canadian Journal of Earth Science,V. 2,p. 648-672.

Irvine, T. N., 1967- Chromian spinel as a petrogenetic indicator. Part II. Petrological applications, Canadian Jornal or Earth Science,V. 4,p. 71-103.

Ismail, S. A., Mirza, T. M. and Carr, P. F., 2010- Platinum-group elements geochemistry in podiform chromitites and associated peridotites of theMawat ophiolite, northeastern Iraq. Journal of Asian Earth Sciences,V. 37,p. 31-41.

Jan, M. Q. and Windley, B. F., 1990- Chromian spinel-silicate chemistry in ultramafic rocks of the Jijal complex, Northwest Pakistan, Journal of Petrology,V. 31 , p.667-715.

Jannessary, M. R., Melcher, F., Lodziak, J. and Meisel, T. C., 2012- Review of platinum-group element distribution and mineralogy in Chromitite ores from southern Iran, Ore Geology, Reviews, 48, P. 278–305.

Kamenetsky, V. S, Crawford, A. J. and Meffre, S., 2001- Factors controlling chemistry of magmatic spinel: an empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks. Journal of Petrology 42, 655-671.

Kapsiotis, A. N., 2013- Origin of mantle peridotites from the Vourinos Ophiolite Complex, Greece, as deduced from Cr-spinel morphological and chemical variations. Journal of Geosciences,V. 58(3),p 217.

Kelemen, P. B., Dick, H. J .B. and Quick, J. E., 1992- Formation of harzburgite by pervasive melt/rock reaction in the upper mantle, Nature,V. 358,p. 635-641.

Najafzadeh, A. R. and Ahmadipour, H., 2014- Using platinum-group elements and Au geochemistry to constrain the genesis of podiformchromitites and associated peridotites from the Soghan mafic–ultramafic complex, Kerman, southeastern Iran. Ore Geol. Rev.  V. 60, p. 60–75.

Nicolas, A., 1989- Structure of Ophiolites and Dynamics of Oceanic Lithosphere: Dordrecht, the Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 367p.

Pagé, P. and Barnes, S. J., 2009- Using trace elements in chromites to constrain the origin of podiform chromitites in the Thetford mines ophiolite, Québec, Canada. Economic Geology,V. 104,p. 997–1018.

Parkinson, I. J. and Pearce, J. A., 1998- Peridotites from Izu-Bonin-Mariana forearc (ODP Leg 125): evidence for mantle melting and melt-mantle interaction in a suprasubduction zone setting. Journal of Petrology,V. 39, p. 1577–1618.

Pearce, J. A., Barker, P. F., Edward, S. J., Parkinson, I. J. and Leat, P. T., 2000- Geochemistry and tectonic significance of peridotites from the South Sandwich arc-basin systems, south Atlantic. Contributions to Mineralogy and Petrology, V. 139,p. 36–53.

Peighambari, S., Ahmadipour, H., Stosch, H. G. and Daliran, F., 2011- 4.Evidence for multi-stage mantle metasomatism at the Dehsheikh peridotite mass if and chromite deposits of the Orzuieh coloured mélange belt, southeastern Iran, ore geology reviews,V. 39 ,p. 245-264.

Pessagno, E. A., Ghazi, M., Kaiminia, M., Duncan, R. A. and Hassanipak, A. A., 2005- Tectonostratigraphy of the Khoy complex, northwestern Iran: stratigraphy, v. 2, no. 1, p. 49-63.

Pike, J. E. and Schwarzman, E. C., 1977- Classification of textures in ultramafic xenoliths. J. Geol. V.85, p.49-61.

Plank, T. and Langmuire, C. H., 1998- The chemical compositions of subducting sediments and its consequences for the crustnand mantle, Chemical Geology , V.145,p. 325-394.

Pomonis, P. and Magganas, A., 2017- Petrogenetic Implications for Ophiolite Ultramafic Bodies from Lokris and Beotia (Central Greece) Based on Chemistry of Their Cr-spinels. Geosciences,V. 7(1), p. 10.

Rajabzadeh, M. A. and Dehkordi, T. N., 2013- Investigation on mantle peridotites from Neyriz ophiolite, south of Iran: geodynamic signals. Arabian Journal of Geosciences,V. 6(11),p. 4445-4461.

Sabzehei, M., 1998- Upper Protrozoic–Lower Paleozoic ultramafic–mafic association of southeast Iran, Product of an ophiolitic magma of Komatiitic affinity, International Ophiolite Symposium, Finland, Abstracts, P. 201.

Shafaii Moghadam, H. and Stern, R. J., 2011- Geodynamic evolution of upper Cretaceous Zagros ophiolites: formation of oceanic lithosphere above a nascent subduction zone. Geol. Mag. V. 148,p. 762–801

Shafaii Moghadam, H., Stern, R. J. and Chiaradia, M., 2013- Geochemistry and tectonic evolution of the Late Cretaceous Gogher- Bft ophiolite, central Iran. Lithos,V. 168-169-p. 33-47.

Shafaii Moghadam, H., Whitechurch, H., Rahgoshay, M. and Monsef, I, 2009- Significance of Nain - Baft ophiolitic belt (Iran): Short - lived, transtensional Cretaceous back-arc oceanic basins over the Tethyan subduction zone. Comptes rendus-Geoscience,V. 341,p. 1016-1028.

Shahabpour, J., 2005- Tectonic evolution of the orogenic belt in the region located between Kerman and neyriz. J. Asian Earth Sci.V. 24,p. 405–417.

Stampfli, G. M. and Borel, G. D., 2002- A plate tectonic model for the Paleozoic and Mesozoic constrained by dynamic plate boundaries and restored synthetic oceanic isochrons. – Earth and Planetary Science Letters,V. 196/1,p. 17–33.

Stevens, R. E., 1994- Composition of some chromites of the western Hemisphere.Am Mineral,V. 29,p 1-34.

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

Torabi, Gh., 2009- Chromitite potential in mantle peridotites of the Jandaq ophiolite (Central Iran). Comptes rendus – Geoscience,V. 341,p. 982-992.

Uysal, I., Ersoy, E. Y., Dilek, Y., Kapsiotis, A. and Sarifakioglu, E., 2016- Multiple episodes of partial melting, depletion, metasomatism and enrichment processes recorded in the heterogeneous upper mantle sequence of the Neotethyan Eldivan ophiolithe, Turkey. Lithos,V. 246-247,p. 228-245.

Warren, J. M., 2016- Global variations in abyssal peridotite compositions. lithos,V. 248,p. 193-219.

Zhou, M. F. and Bai, W. J., 1992- Chromite deposits in china and their origin, Mineral. deposita,V. 27,p. 192-199.

Zhou, M. F. and Robinson, P. T., 1997- Origin and tectonic setting of podiform chromite deposits. Econ. Geol.V. 92, p. 259–262.