سنگ نگاری، ویژگی‌های ژئوشیمی و ایزوتوپی Sr-Nd توده‌های گرانیتوئیدی غرب زنجان ( شمال‌غرب ایران)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای پترولوژی دانشگاه بوهلی سینا همدان

2 دانشگاه بوعلی همدان

3 گروه زمین شناسی، بخش علوم پایه، دانشگاه پیام نور تهران

4 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند

چکیده

توده‌های گرانیتوئیدی غرب زنجان با سن پرکامبرین در شمال‌غربی زون ساختاری ایران مرکزی واقع شده‌اند. بر اساس مشاهدات صحرایی و مطالعات میکروسکوپی توده های مورد مطالعه از گرانودیوریت ، مونزوگرانیت و تونالیت- ترونجمیت تشکیل شده‌اند. تونالیت- ترونجمیت‌ها ،از نوع I با ماهیت کالک‌آلکالن و پرآلومین (سن 13±576 میلیون سال) هستند که بر اساس مطالعات ایزوتوپی Sr-Nd ( 87Sr/86Sr و ɛNd اولیه، به ترتیب با مقادیر0.710544و -7.01 )، و ژئوشیمی عناصر اصلی و کمیاب، حاصل ذوب پوسته آمفیبولیتی هستند که خود از ذوب پوسته مافیک ضخیم شده یا بازالت‌های زیر صفحه‌ای (در ناحیه پایداری پلاژیوکلاز) در اعماق و فشار پایین در کمان‌های حاشیه فعال قاره‌ای تشکیل شده‌اند. مونزوگرانیت‌های مورد مطالعه، از نوع S با ماهیت پرآلومین و کالک‌آلکالن هستند که در محدوده برخوردی قرار می‌گیرند. این سنگ‌ها از ذوب سنگهای پوسته‌ای (با خاستگاه سنگهای پلیتی غنی از پلاژیوکلاز) تشکیل شده‌اند. گرانودیوریت‌ها از نوع I با ماهیت کالک‌آلکالن و پرآلومین ضعیف(سن 27± 548 میلیون سال) هستند که بر اساس مطالعات ایزوتوپی (نسبت 87Sr/86Sr بالای 0.705و مقادیر منفی ɛNd) و داده‌های ژئوشیمیایی، حاصل ذوب بخشی پروتولیت پوسته قاره ای زیرین- میانی در نتیجه ضخیم شدگی و کوتاه شدگی ناشی از برخورد قاره- قاره می‌باشند. با توجه به موقعیت جغرافیایی توده‌های گرانیتوئیدی ماهنشان و سن واحدهای تشکیل دهنده آنها به نظر می‌رسد که این سنگ‌ها روی حاشیه فعال قاره‌ای ناشی از همگرایی ایران مرکزی و البرز- آذربایجان با صفحه عربی در طول پرکامبرین شکل گرفته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography, Geochemical and Sr-Nd isotope Character of granitoied bodies, West of Zanjan (North-West of Iran)

نویسندگان [English]

  • Leili Fathiyan 1
  • farhad aliani 2
  • ali akbar baharifar 3
  • mohamad hossein zarinkoub 4
1 Department of geology, buali sina university
2 Geology Department, Faculty Science, Bu- Ali Sina University, Hamedan
3 Geology Department, Faculty Science, Payame Noor University, Tehran
4 Geology Department, Faculty Science, University of Birjand, Birjand
چکیده [English]

Granitoid bodies of west of Zanjan with Precambrian age are located in northwest of central Iranian structural zone. Based on field observations and microscopic studies, these bodies contain tonalite, granodiorite and monzogranite. Tonalite are I-type, calc-alkaline, and peraluminous (206Pb/238U age of 576±13 Ma) which base on isotopic studies (87Sr/86Sr (i) and εNd (i) values equal to 0.710544, -7.01), and geochemistry of major and trace elements, can concluded that they were resulted from melting of amphibolitic crust that generated from thickened mafic crust or under plate basalts (with presence of plagioclase in source area) in low pressures and depth in an active continental margin. Monzogranites are S-type, peraluminous and calc-alkaline, which is plotted in collision zone. These rocks were generated from melting of crustal rocks (melt derived from pelitic rocks with high plagioclase). Granodiorite are I-type, calc-alkaline and Weakly peraluminous (206Pb/238U age of 548±27 Ma). They have value of 87Sr/86Sr (i) more than 0.705, negative value of εNd (i), and geochemical data, which is generated from partial melting of lower to middle crust, because of thickening and shortening due to continental- continental collision. With respect of geographical location of granitoid bodies of Mahneshan and age of their units, it seems that these granitoid rocks have formed in an active continental margin during convergence of Central Iran and Alborz-Azarbayjan with Arabian platform during Precambrian

کلیدواژه‌ها [English]

  • Granodiorite
  • Tonalite-Trondhjemite
  • Lower Crust
  • Sr-Nd isotope
  • Zanjan

کتابنگاری

اسماعیلی، د.، 1371- بررسی پترولوژیکی و ژئوشیمیایی تودههای دوران و مغانلو (مناطق زنجان و تکاب)، پایان‎نامه کارشناسی ارشد دانشکده علوم، دانشگاه تهران.

شاه‏زیدی، م. و موید، م.، ۱۳۹۴- ژئوشیمی ایزوتوپ‌های Rb/Sr و Sm/Nd و پتروژنز توده‌های گرانیتوییدی میشو (شمال‌غرب ایران).مجله پترولوژی، شماره 24 ، صص. 87 تا ۱۱۴.

لطفی، م.، 1380- نقشه زمین‎شناسی 1:100000 ماهنشان. سازمان زمین‎شناسی ایران، تهران.

هنرمند، م.، نباتیان، ق. و افلاکی، م.، 1394- مطالعه گاهشماری U-Pb زیرکن و ژئوشیمی گرانیت و ارتوگنایس منطقه مغانلو، غرب زنجان. نوزدهمین همایش انجمن زمین‎شناسی ایران و نهمین همایش ملی زمین‎شناسی دانشگاه پیام نور.

 

References

Azizi, H., Tanaka, S., Asaha, Y. H., Linchang, S. and Zarinkoub, M. H., 2011- Discrimination of the age and tectonic setting for magmatic rocks along the zagros thrust zone, northwest iran, using the zircon U-Pb age and Sr-Nd isotope Journal of Geodynamics. 52: 304-320.

Atherton, M. P. and Petford, N., 1993- Generation of sodium-rich magmas from newly underplated basaltic crust. Nature. 362: 144- 146.

Balaghi Einalou, M., Sadeghian, M., Zhai, M., Ghasemi, H. and Mohajjel, M., 2014- Zircon U–Pb ages, Hf isotopes and geochemistry of the schists, gneisses and granites in Delbar Metamorphic–Igneous Complex, SE of Shahrood (Iran): Implications for Neoproterozoic  geodynamic  evolutions  of  Central  Iran.  Journal  of  Asian  Earth Sciences, 92: 92- 124.

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

Boynton, W. V., 1984- Cosmochemistry of the rare earth element: Meteorite studies, in: Rare earth element geochemistry. Henderson, P. (Ed), Elsevier Sci.Publ. Co., Amsterdam. 63- 114.

Condie, K. C., 1973- Archean magmatism and crustal thickening. Geological Society of America 84: 2981- 2999.

De Almeida, J. D. A. C., Agnola, R. D., De Oliveria, M. A., Macambira, M. J. B., Pimentel, M. M., Ramo, O. T., Guimaraes, F. V. and Da Silva Leite, A. A., 2011- Zircon geochronology, geochemistry and origin of the TTG suites of the Rio Maria granite-greenstone terrane: Implication for the growth of the Archean crust of the Carajas province, Brazil, Precambrian Research, 187: 201- 221.

Debon, F. and Le Fort, P., 1983- A chemical- mineralogical classification of common plutonic rocks and associations. Transactions of the Royal Society of Edinburgh, Earth Sciences. 73: 135- 149.

Drummond, M. S. and Defant, M. J., 1990- A model for Trondhjemite- Tonalite- Dacite genesis and crustal growth via slab melting: Archean to modern comparisons. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 95: 21503- 21521.

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

Fettes, D. and Desmons, J., 2007- Metamorphic rocks: A classification and glossary of terms. Cambridge University Press, 256 P.

Foley, S. F. and Wheller, G. E., 1990- Parallels in the origin of geochemical signatures of island arc volcanic and continental potassic igneous rocks: the role of residual titanites. Chemical Geology, 85: 1- 18.

Fourcade, S., 1998- Les isotopes: effect isotopiques, base de radio- geochimie. In: Hagemann G. and Treuil M. (eds) Introduction a la geochimies et ses applications. Paris: CEA, pp. 195- 265.

Green, T. H., 1995- Significance of Nb/Ta as an indicator of geochemical processes in the crust- mantle system. Chemical Geology, 120: 347- 359.

Hajalioghli, R., Moazzen, M., Droop, G. T. R. and Oberhancli, M., 2007- Serpentine polymorphs and P-T evolution of metaperidotites and serpentinites in the Takab area, NW Iran MineralogicalMagazine, April, 71(2): 203-222.

Hassanzadeh, J., Stockli, D. F., Horton, B., Axen, G., Stockli, D., Grove, M., Schmitt, A. and Walker, 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.

Henderson, P., 1984- Rare earth element feochemistry. Elsevier, Oxford, New York.

Hildreth, W. and Moorbath, S., 1988- Crustal contibutions to arc magmatism in the Andes of Central Chile. Contribution to Mineralogy and Petrology 98: 455- 489.

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

Hosseini,  S. H.,  Sadeghiana,  M.,  Zhaib,  M. and Ghasemia,  H., 2015- Petrology, geochemistry  and  zircon  U–Pb  dating  of  Band–e–Hezarchah  metabasites  (NE Iran): An evidence for back–arc magmatism along the northern active margin of Gondwana. Chemie der Erde – Geochemistry: in press.

Irvine, T. N. and Baragar, W. R. A., 1971- A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks, Canadian Journal of Earth Science., 8: 523- 548.

Joron, J. L. and Treuil, M., 1977- Uttilisation des proprieties des elements fortement hygromagmatophiles pour Ietude de la composition chimique et de heterogeneite du manteaux. Bulletin de La Societe Geologique France 19: 1197- 1205

Kargaranbafghi, F., Neubauer, F., Genser, J., Faghih, A. and Kusky, T., 2012- Mesozoic to Eocene ductile deformation of western Central Iran: From Cimmerian collisional orogeny to Eocene exhumation. Tectonophysics 564–565, 83- 100.

Koepke, J., Berndt, J., Feig, S. T., Holtz, F., 2007- The formation of SiO2- rich melts within the deep oceanic crystal by hydrous partial melting of gabbros. Contribution to Mineralogy and Petrology. 153:67- 84.

Martin, H., 1986- Effect of steeper Archean geothermal gradient on geochemistry of subduction-zone magmas. Geology. 14: 753- 756.

Mikova, J. and Denkova, P., 2007- Modified chromatographic sepration scheme for Sr and Nd isotope analysis in geological silicate sample. Journal of Geosciences, 52: 221- 226.

More, D. E. and Liou, J. G., 1979- Chessboard- twinned albite from Franciscan metaconglomerate of the Diablo Range, California. Am. Mineral. 64: 77- 101.

Petford, N. and Atherton, M., 1996- Na-rich partial melts from newly underplated basaltic crust: the Cordillera Blanca Bathoilth, Peru. Journal of Petrology.37: 1491- 1521.

Rapp, R. P., Shimizu, N., Norman, M. D. and Applegate, G. S., 1999- Reaction between slab-derived melts and peridotite in mantle wedge: experimentalconstraints at 3.8 GPa. Chemical Geology, 160: 335- 356.

Saki, A., 2010- Proto- Tethyan remnant in northwest Iran; geochemistry of the gneisses and metapelitic rocks, Gondwana research, vol. 17, 704- 714.

Shand, S. J., 1943- Eruptive rocks, their genesis, composition, classification, and their relations to ore deposits. John Wiley and Sons, Inc., New York. Rocks. Geologische Rundschau, 63: 773- 786.

Smithies, R. H., 2000- The Archaean tonalite- trondhjemite- granodiorite (TTG) series is not an analogue of Cenozoic adakite. Earth and Planetary Science Letters, 182: 115- 125.

Smithies, R. H., Champion, D.C and Cassidy, K. F., 2003- Formation of Earth’s early Archaean continental crust. Precambrian Research, 127: 89- 101.

Stoclin, J., 1968- Structural history and tectonics of Iran: areview. AAPG Bull., 25, 1229- 1258.

Sylvester, P. J., 1998- Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos. 45:29- 44.

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

Thompson, A. B., 1982- Magmatism of the Beritish Tertiary volcanic province. Scottish Journal of Geology 18: 50- 107.

Verdel, C., Wernicke, B. P., Ramezani, J., Hassanzadeh, J., Renne, P. R. and Spell, T. L., 2007- Geology and thermochronology of Tertiary Cordilleran-style metamorphic core complexes in the Saghand region of central Iran.Geological Society of America Bulletin 119: 961- 977.

Verma, S. K., Pandarinath, K. and Verma, S. P., 2012- Statistical evaluation of tectonomagmatic discrimination diagrams for granitic rocks and proposal of new discriminant-function-based multi-dimensional diagrams for acid rocks. International Geology Review. 54: 325- 347.

White, A. J. R. and Chappell, B. W., 1983- Granitoid type and their distribution in the Lachlan Fold Belt. Southeastern Australia. Geological Society of American. Memorial. 159: 21- 34.

Wu, F. Y., Jahn, B. M., Wilde, S. A., Lo, C. H., Yui, T. Z., Lin, Q., Ge, W. C and Sun, D. Y., 2003- Highly fractionated I- type granites in NE China (II): isotopic geochemistry and implications for crustal growth in the Phanerozoic. Lithos. 67: 191- 204.