سنگ نگاری، ژئوشیمی، تعیین سن به روش U-Pb، ایزوتوپ های Sr- Nd و پتروژنز واحدهای آذرین منطقه جلمبادان، شمال غربی سبزوار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس بین الملل دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

منطقه جلمبادان در شمال غربی سبزوار، استان خراسان رضوی، و در جنوب غربی کمربند ماگمایی قوچان- سبزوار قرار دارد. زمین-شناسی منطقه شامل سنگهای آتشفشانی آندزیتی- تراکی آندزیتی است که مورد نفوذ توده‌های نفوذی نیمه عمیق مونزودیوریتی تا دیوریتی قرار گرفته‌اند. بافت این واحدها پورفیری بوده و عمدتا شامل کانیهای پلاژیوکلاز، فلدسپات پتاسیم، پیروکسن، هورنبلند و مگنتیت است. سن توده‌های نفوذی با استفاده از روش U-Pb در کانی زیرکن 7/44 تا 2/45 میلیون سال (ائوسن میانی- لوتسین) تعیین شد. شواهد ژئوشیمیایی نشان می‌دهد که واحدهای آذرین منطقه از نوع کالک آلکالن بوده و در یک زون فرورانش تشکیل شده‌اند. غنی‌شدگی نسبی عناصر LREE نسبت به HREE و غنی‌شدگی عناصر K، Rb، Cs و Sr نسبت به Ti و Nb در همه نمونه‌ها دیده می‌شود. ناهنجاری Eu و مقدار نسبت Sr/Y نشان دهنده تشکیل ماگما در عمق پایداری پلاژیوکلاز با حضور مقدار کم گارنت می‌باشد. مقادیر 87Sr/86Sr اولیه (703708/0 تا 704444/0)، 143Nd/144Nd اولیه (512858/0 تا 512933/0) و میزان εNd I (42/5 تا 88/6) در توده‌های نفوذی و ویژگیهای ژئوشیمیایی سنگهای آتشفشانی، نشان می‌دهد که منشاء ماگما از ذوب بخشی (7 تا 15 درصد برای توده‌های نفوذی و 15 تا بیش از 25 درصد برای سنگهای آتشفشانی) اسپینل لرزولیت گوه گوشته‌ای قرار گرفته بر روی صفحه اقیانوسی فرورانده شده می‌باشد و ضمن صعود به سمت بالا بسیار اندک با پوسته قاره‌ای فوقانی آلوده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography, geochemistry, U-Pb dating, Sr-Nd isotopes, and petrogenesis of Jalambadan igneous rocks, NW Sabzevar

نویسندگان [English]

  • Pooneh Eshbak 1
  • Azadeh Malekzadeh Shafaroudi 2
  • Mohammad Hassan Karimpour 2
1 International Campus, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Department of Geology, Faculty of Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Jalambadan area is located northwestern Sabzevar, Khorasan Razavi province, and southwestern Quchan-Sabzevar magmatic belt. Geology of the area includes of andesitic-trachyanesitic volcanic rocks, which is intruded by monzodioritic to dioritic subvolcanic intrusive rocks. The texture of igneous rocks is porphyry and the main minerals are plagioclase, alkali fldespar, pyroxene, hornblende, and magnetite. Age of intrusive rocks determined 44.7 to 45.2 Ma (Middle Eocene-Lutetian), using zircon U-Pb method. Geochemically, igneous rocks of the area are calc-alkaline and were formed at subduction zone. Relativelly, enrichment in LREE relative to HREE and enrichment of K, Rb, Cs, and Sr relative to Ti and Nb elements are observed in all of samples. Eu anomaly and Sr/Y ratios can be attributed to the presence of residual plagioclase and a few garnet in a source. (87Sr/86Sr)i (0.703708 to 0.704444), (143Nd/144Nd)i (0.512858 to 0..512933), and εNd I (5.42 to 6.88) values of intrusions and geochemical signatures of volcanic rocks indicate magma is drived from partial melting (7-5% for intrusions and 15-25% for volcanic rocks) of spinel lherzolite mantle wedge above subducted slab, which is assimilated slightly with upper continental crust very little.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Petrography
  • Geochronology
  • Petrogenesis
  • Jalambadan
  • Quchan-Sabzevar magmatic belt

کتابنگاری

اشبک، پ.، ملکزاده شفارودی، آ. و کریم­پور، م. ح.، 1397- رخداد کانی­سازی طلا ± مس منطقه جلمبادان، شمال غربی سبزوار: زمین­شناسی، دگرسانی، کانی­سازی و ژئوشیمی. مجله بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، جلد 26، شماره 1، صص. 31 تا 46.

امینی، ب. و خان‌ناظر، ن. ح.، 1379- نقشه زمین‎شناسی 1:1000000 مشکان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

بحرودی، ا. و عمرانی، ج.، 1377- نقشه زمین‎شناسی 1:1000000 باشتین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

جمشیدی، خ.، قاسمی، ح. و صادقیان، م.، 1393- سنگ­شناسی و زمین­شیمی سنگ­های آداکیتی پرسیلیس پساافیولیتی سبزوار، مجله پترولوژی، جلد 5، شماره 17، صص. 51 تا 68.

جمشیدی، خ.، قاسمی، ح. و میائو، ل.، 1394- سن­سنجی U-Pb و تعیین ترکیب محل منشأ گنبدهای آداکیتی پرسیلیس پساافیولیتی سبزوار، مجله پترولوژی، جلد 6، شماره 23، صص. 121 تا 138.

دهنوی، ن.، 1389- پترولوژی و ژئوشیمی سنگ­های آذرین ناحیه شهرفیروزه (غرب نیشابور) و کانی­سازی آن، پایان‎نامه کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران.

شرکت معدنی رادین معدن ایرانیان، 1393- گزارش پایان عملیات اکتشاف در محدوده جلمبادان، 469 ص.

شیرزادی، ع.، نصرآبادی، م.، آسیابانها، ع. و شیخ­ذکریایی، س. ج.، 1394- سنگ­زایی، ژئوشیمی و کانی­شناسی ماگماتیسم ائوسن نوار افیولیتی شمال سبزوار، مجله بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، جلد 23، شماره 4،  صص. 673 تا 688.

صالح‎نژاد، ح.، 1387- بررسی پترولوژی و ژئوشیمی گنبدهای نیمه‎عمیق ناحیه باشتین (شمال غربی سبزوار)، پایان‎نامه کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران.

قاسمی، ح.، صادقیان، ح.، خانعلی­زاده، ع. و تنها، ع.، 1389- سنگ‌شناسی، ژئوشیمی و سن پرتو سنجی گنبدهای آداکیتی پرسیلیس کمان قاره‌ای نئوژن، جنوب قوچان، مجله بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، جلد 18، شماره 3، صص. 347 تا 368.

ملکزاده شفارودی، آ.، کریم­پور، م. ح. و زارعی، ا.، 1395- سنگ­شناسی، ژئوشیمی و جایگاه تکتونیکی سنگ­های آتشفشانی و توده­های نفوذی ترشیاری شمال شهر فیروزه، شمال شرقی ایران، مجله پترولوژی، جلد 7، شماره 25، صص. 157 تا 175.

نصرآبادی، م.، 1390- پیدایش کانی‎های غیرمعمول در ترونجمیت­های منطقه سلطا ن­آباد (شمال شرق سبزوار):  شواهدی از شرایط تبلور و جایگزینی ماگما، مجله پترولوژی، جلد 2، شماره 5، ص 113 تا 132.

نصرآبادی، م.، 1391- دما-فشارسنجی توده­های نفوذی منطقه سلطان­آباد (شمال شرق سبزوار) با نگرش ویژه به هاله مجاورتی و حاشیه واکنشی اطراف توده­ها، مجله پترولوژی، جلد 3، شماره 9، صص. 87 تا 106.

نصرآبادی، م.، 1392- پتروژنز دایک­های هورنبلندیتی جنوب غرب سلطان آباد (شمال شرق سبزوار)، مجله پترولوژی، جلد 4، شماره 13، صص. 99 تا 117.

نصرآّبادی، م.، روزتی، ف.، معین‎وزیری، ح.، رضوی، س. م. ح. و محجل، م.، 1393- پتروژنز توده­های نفوذی آداکیتی نوار افیولیتی شمال خاوری سبزوار، فصلنامه علوم زمین، جلد 24، شماره 94، صص. 183 تا 196.

 

References

Alavi, M., 1991- Sedimentary and structural characteristics of the Paleo-Tethys remnants in northeastern Iran. Geological Society of American Bullitan, V.103, pp.983- 992.

Aldanmaz, E., Pearce, J. A., Thirlwall, M. F. and Mitchell, J. G., 2000- Petrogenetic evolution of late Cenozoic, post-collision volcanism in western Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, V.102, pp.67- 95.

Almeida, M. E., Macambira, M. J. B. and Oliveira, E. C., 2007- Geochemistry and zircon geochronology of the I-type high-K calc-alkaline and S-type granitoid rocks from southeastern Roraima, Brazil: Orosirian collisional magmatism evidence (1.97-1.96 Ga) in Central portion of Guyana shield. Precambrian Research, V.15, pp.69- 97.

Arslan, M. and Aslan, Z., 2006- Mineralogy, petrography and whole-rock geochemistry ofthe Tertiary granitic intrusions in the EasternPontides, Turkey. Journal of Asian EarthSciences, V.27, pp.177- 193.

Arslan, M., Temizel, T., Abdioglu, E., Kolayli, H., Yucel, C., Boztu, D. and Sen, C., 2013- 40Ar–39Ar dating, whole-rock and Sr–Nd–Pb isotope geochemistry of postcollisional Eocene volcanic rocks in the southern part of the Eastern Pontides (NE Turkey): implications for magma evolution in extension-induced origin. Contributions to Mineralogy and Petrology, V.166, pp.113- 142.

Asiabanha, A., Bardintzeff, J. M.  Kananian, A. and Rahimi, G., 2012- Post-Eocene volcanics of the Abazar district, Qazvin, Iran: Mineralogical and geochemical evidence for a complex magmatic evolution. Journal of Asian Earth Sciences, V.45, pp.79- 94.

Bagheri, S. and Stampfli, G. M., 2008- The Anarak, Jandaq and Posht-e-Badam metamorphic complex in central Iran: New geological data, relationships and tectonic implications. Tectonophysics, V.451, pp.123- 155.

Baumann, A., Spies, O. and Lensch, G., 1983- Strontium isotopic composition of post-ophiolithic tertiary volcanics between Kashmar, Sabzevar and Quchan NE Iran. In: Almassi, A. (ed.), Geodynamic project (geotraverse) in Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, pp.267- 276.

Borg, L. E., Clynne, M. A. and Bullen, T. D., 1997- The variable role of slab-derived fluids in the generation of a suite of primitive calc-alkaline lavas from the southernmost Cascade Range. Canadian Mineralogist, V.35, pp.425- 452.

Boynton, W. V., 1985- Cosmochemistry of the rare earth elements, Meteorite studies, in: P. Henderson (ed.), Rare Earth Element Geochemistry (Developments in Geochemistry 2), Elsevier, Amesterdam, pp.1115- 1522.

Castillo, P. R. 2006- An overview of adakite petrogenesis. Chinese Science Bulletin, V.51, pp.257-268.

Chappell, B. W. and White, A. J. R., 2001- Two contrasting granite types, 25 years later. Australian Journal of Earth Sciences, V.48, pp.489- 500.

Chashchin, A. A., Sorokin, A. A., Lebedev, V. A. and Blokhin, M. G., 2016- Age, Main Geochemical Characteristics, and Sources of Late Cenozoic Volcanic Rocks in the Udurchukan Volcanic Area (Amur Region). Tikhookeanskaya, V.35, pp.3- 13.

Cherniak, D. J. and Watson, E. B., 2000- Pb diffusion in zircon. Chemical Geology, V.172, pp.5- 24.

Defant, M. J. and Drummond, M. S., 1990- Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature, V.347, pp.662- 665.

Duggen, S., Hoernle, K., Van Den Bogaard, P. and Garbe-Schönberg, D., 2005- Post-collisional transition from subduction- to intraplate-type magmatism in the westernmost Mediterranean: evidence for continental-edge delamination of subcontinental lithosphere. Journal of Petrology, V.46, pp.1155- 1201.

Geng, H., Sun, M., Yuan, C., Xiao, W. J., Xian, W. S., Zhao, G. C., Zhang, L. F., Wong, K. and Wu, F. Y., 2009- Geochemical, Sr–Nd and zircon U–Pb–Hf isotopic studies of Late Carboniferous magmatism in the West Junggar, Xinjiang: implications for ridge subduction. Chemical Geology, V.266, pp.364- 389.

Ghiasvand, A., Karimpour, M. H., Malekzadeh Shafaroudi, A. and Hidarian Shahri, M. R., 2018- Age and origin of subvolcanic rocks from NE Iran: Link between magmatic “flare-up” and mineralization. Chemi der Erde-Gheochemistry, V.78, pp.254- 267.

Harangi, S., Downes, H., Thirlwall, M. and Gmeling, K., 2007- Geochemistry, Petrogenesis and Geodynamic Relationships of Miocene Calc-alkalineVolcanic Rocks in the Western Carpathian Arc, Eastern Central Europe. Journal of Petrology, V.48, pp.2261- 2287.

Helvaci, C., Ersoy, E. Y., Sözbilir, H., Erkül, F., Sümer, Ö. and Uzel, B., 2009- Geochemistry and 40Ar/39Ar geochronology of Miocene volcanic rocks from the Karaburun Peninsula: Implications for amphibole-bearing lithospheric mantle source, Western Anatolia.  Journal of Volcanology and Geothermal Research, V.185, pp.181- 202.

Holang, N., Itoh, J. and Miyagi, I., 2011- Subduction components in Pleistocene to recent Kurile arc magmas in NE Hokkaido, Japan. Journal of Volcanology and Geothermal Research, V.200, pp.255- 266.

Jamshidi, K., Ghasemi, H., Troll, V. R., Sadeghian, M. and Dahren, B., 2015- Magma storage and plumbing of adakite-type post-ophiolite intrusions in the Sabzevar ophiolitic zone, NE Iran. Solid Earth, V.6, pp.49- 72.

Jiang, Y. H., Jiang, S. Y., Dai, B. Z., Liao, S. Y., Zhao, K. D. and Ling, H. F., 2009- Middle to late Jurassic felsic and mafic magmatism in southern Hunan province, southeast China: implications for a continental arc to rifting. Lithos, V.107, pp.185- 204.

Kuscu, G. G. and Geneli, F., 2010- Review of post-collisional volcanism in the central Anatolian volcanic province (Turkey), with special reference to the Tepekoy volcanic complex. International Journal of Earth Sciences, V.99, pp.593- 621.

Machado, A., T, Chemale, Jr. F., Conceicao, R. V., Kawaskita, K., Morata, D., Oteıza, O. and Schmus, W. R. V., 2005- Modeling of subduction components in the Genesisof the Meso-Cenozoic igneous rocks from the South Shetland Arc, Antarctica. Lithos, V.82, pp.435- 453.

Maniar, P. D. and Piccoli, P. M., 1989- Tectonic discrimination of granitoids. Geological Society of America Bulletin, V.101, pp.635- 643.

Marchev, P., Raicheva, R., Downes, H., Vaselli, O., Chiaradia, M. and Moritz, R., 2004- Compositional diversity of Eocene-Oligocene basaltic magmatism in the Eastern Rhodopes, SE Bulgaria: implications for genesis and tectonic setting. Tectonophysics, V.393, pp.301- 328.

Míková, J. and Denková, P., 2007- Modified chromatographic separation scheme for Sr and Nd isotope analysis in geological silicate samples. Journal of Geosciences, V.52, pp.221- 226.

Nasrabady, M., Rossetti, F., Theye, T. and Vignaroli, G., 2011- Metamorphic history and geodynamic significance of the Early Cretaceous Sabzevar granulites (Sabzevar structural zone, NE Iran). Solid Earth, V.3, pp.477- 526.

Özdemir, Y., 2011- Volcanostratigraphy and petrogenesis of Süphan stratovolcano. A thesis submitted to the graduate school of natural and applied sciences of Middle East Technical University, in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of philosophy in geological engineering, 279p.

Pearce, J. A., 2008- Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, V.100, pp.14- 48.

Pearce, J. A., Harris, N. W. and Tindle, A. G., 1984- Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, V.25, pp. 956- 983.

Peters, T. J., Menzies, M., Thirlwall, M. and Kyle. P., 2008- Zuni-Bandera volcanism, Rio Grande, USA – melt formation in garnet- and spinel facies mantle straddling the asthenosphere-lithosphere boundary. Lithos, V.102 (1-2), pp.295- 315.

Rollinson, H., 1993-  Using geochemical data, Evaluation, Presentation, Interpretation, Harlow, UK, Longman, 352 p.

Rossetti, F., Nasrabady, M., Theye, T., Gerdes, A., Monié, P., Lucci, F. and Vignaroli, G., 2014- Adakite differentiation and emplacement in a subduction channel: the late Paleocene Sabzevar magmatism (NE Iran). Geological Society of America Bulletin, V.126, pp.317- 343.

Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, S. M. H. and Moin Vaziri, H., 2010- Early Cretaceous migmatitic mafic granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri-Tethyan oceans in Central Iran. Terra Nova, V.22, pp.26- 34.

Rubatto, D., 2002- Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism. Chemical Geology, V.184, pp.123- 138.

Rubatto, D., Williams, I. S. and Buick, I. S., 2001- Zircon, and monazite response to prograde metamorphism in the Reynolds Range Central Australia. Contributions to Mineralogy and Petrology, V.140, pp.458- 468.

Seghedi, I., Downes, H., Pecskay, Z., Thirlwall, M. F., Szakacs, A., Prychodko, M. and Mattey, D., 2001- Magmagenesis in a subduction-related post-collisional volcanic arc segment: the Ukrainian Carpathians. Lithos, V.57, pp.237- 262.

Shabanian, E., Acocella, V., Gioncada, A., Ghasemi, H. and Bellier O., 2012- Structural control on volcanism in intraplate post collisional settings: late Cenozoic to Quaternary examples of Iran and eastern Turkey. Tectonics, V.31, pp.3013- 3042.

Shafaii Moghadam, H., Rossetti, F., Lucci, F., Chiaradia, M., Gerdes, A., Lopez Martinez, M., Ghorbani, Gh. and Nasrabadi, M., 2016- The calc–alkaline and adakitic volcanism of the Sabzevar structural zone (NE Iran): Implications for the Eocene magmatic flare–up in Central Iran. Lithos, V.248-251, pp.517- 535.

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

Shirzadi, A., Sheykhzakaryayi, S. J., Asiabanha, A., Nasrabadi, M. and Harris, C., 2016- Mineralogical constrains on the petrogenesis of subvolcanic intrusions in Sabzevar ophiolite (NE Iran). Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, V.11, pp.221- 234.

Siddiqui, R. H.,  Asif Khan,  M. and Qasim, J. M., 2007- Geochemistry and petrogenesis of the Miocene alkaline and sub-alkaline volcanic rocks from the Chagai arc, Baluchistan, Pakistan:Implications for porphyry Cu-Mo-Au deposits. Journal of Himalayan Earth Sciences, V.40, pp.1-23.

Spies, O., Lensch, G. and Mihem, A., 1983- Chemisrty of the post-ophiolithic tertiary volcanic between Sabzevar and Quchan, NE Iran. in: Almassi, A. (ed.), Geodynamic project (geotraverse) in Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, V.51, pp.247- 266.

Sun, S. S. and McDonough, W. F., 1989- Chemical and isotopy systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes.  Magmatism in the Ocean: Basins. The Geological Society of London, special publication, V.42.

Tanaka, T., Togashi, Sh., Kamioka, H., Amakawa, H., Kagami, H., Hamamoto, T., Yuhara, M., Orihashi, Y., Yoneda, Sh., Shimizu, H., Kunimaru, T., Takahashi, K., Yanagi, T., Nakano, T., Fujimaki, H., Shinjo, R., Asahara, Y., Tanimizu, M. and Dragusanu, C., 2000- JNdi-1: a neodymium isotopic reference in consistency with LaJolla neodymium. Chemical Geology, V.168, pp.279- 281.

Tatsumi, Y. and Takahashi, T., 2006- Operation of subduction factory and production of andesite. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, V.101, pp.145- 153.

Whitney, D. L. and Evans, B. W., 2010- Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, V.95, pp.185- 187.

Williams, I. S., 2001- Response of detrital zircon and monazite, and their U-Pb isotopic systems, to regional metamorphism and host-rock partial melting, Cooma Complex, southeastern Australia. Australian Journal of Earth Sciences, V.48, pp.557- 580.

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 Planetary Science Letter, V.50, pp.11- 30.

Yang, W. and Li, Sh., 2008- Geochronology and geochemistry of the Mesozoic volcanic rocks in Western Liaoning: Implications for lithospheric thinning of the North China Craton. Lithos, V.102, pp.88- 117.

Yu, Q., Ge, W. C., Zhang, J., Zhao, G. C., Zhang, Y. L. and Yang, H., 2016- Geochronology, Petrogenesis and Tectonic Implication of Late Paleozoic Volcanic Rocks from the Dashizhai Formation in Inner Mongolia, Ne China. Gondwana Research, V.47, pp.164- 177.

Zindler, A. and Hart, S. R., 1986- Chemical geodynamics. Anniversary Reviews of Earth Planetary Sciences, V.14, pp.493- 571.

Zulkarnain, I., 2009- Geochemical Signature of Mesozoic Volcanic and Granitic Rocks in Madina Regency Area, North Sumatra, Indonesia, and its Tectonic Implication. Jurnal Geologi Indonesia, V.4 (2), pp.117- 131.