سنگ‌نگاری و زمین‌دمافشارسنجی لرزولیت‌های چاه‌لقه (افیولیت عشین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترا، گروه زمین‌شناسی،‌ دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 استاد، گروه زمین‌شناسی،‌ دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

در این پژوهش گروهی از لرزولیت‌های گوشته‌ای افیولیت عشین بررسی شده‌اند که شواهد رویداد دگرگونی-زمین‌ساختی هنگام بالاآمدگی (exhumation) و فرارانش روی پوستة قاره‌ای پس از بسته‌شدن اقیانوس نئوتتیس در آنها دیده می‌شود. برپایة سنگ‌نگاری، ارتوپیروکسن، کلینوپیروکسن، الیوین و کرم‌اسپینل از کانی‌های سازندة اولیة این سنگ‌ها هستند. برپایة کانی‌شناسی و زمین‌دمافشارسنجی، این لرزولیت‌های چهارفازی در گوشتة سنگ‌کُره‌ای (در فشار ~6/21 -6/8 کیلوبار) و در پی واکنش‌های مذاب/سنگ‌دیواره (در دمای 1012-1183 درجة‌سانتیگراد) پدید آمده‌اند.پس از تشکیل، این سنگ‌ها در راستای پهنة گسلی این منطقه روی پوستة‌قاره‌ای جایگیری و فرارانش کرده‌ و دگرریخت شده‌اند. نخستین رویداد دگرریختی انعطاف‌پذیر و در بخش‌های ژرف‌تر سنگ‌کره موجب میلونیتی‌شدن دمابالای این سنگ‌ها (دمای بیشتر از 600 -800~ درجة‌سانتیگراد) شده است. ویژگی‌های کانی‌شناسی نشان‌دهندة کاهش فشار در این مرحله و واکنش ساب‌سولیدوس پیروکسن‌ها و اسپینل‌ها با هم و پیدایش الیوین و پلاژیوکلاز به‌جای آنهاست. ازاین‌رو، داده‌های سنگ‌نگاری و دمافشارسنجی‌ نشان‌دهندة رخسارة لرزولیت‌های گوشته‌ای اسپینل‌دار تا پلاژیوکلازدار برای این سنگ‌ها هستند. سرانجام، درپی فرایند بالاآمدن و بیرون‌آمدن، این سنگ‌ها تا اندازه‌ای دچار خردشدگی و دگرریختی شکنا و کاتاکلاستیک در دمای کمتر از 600 ~ درجة سانتیگراد و فشار و ژرفای کمتر شده‌اند. در پی فرایندهای دگرسانی، بیشتر پلاژیوکلازها با کانی‌های پرهنیت، پومپله‌ایت، کلریت، هیدروگروسولر و زنوتلیت جایگزین شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


کتابنگاری
ترابی، ق.، 1383- پترولوژی افیولیت‌های منطقه انارک (شمال شرق استان اصفهان). رساله دکترای پترولوژی، دانشگاه تربیت مدرس، 240 ص (http://www.irandoc.ac.ir).
شیردشت‌زاده، ن.، 1393- پترولوژی گدازه‌های بالشی و آمفیبولیت‌ها و دگرگونی در پریدوتیت‌های گوشته افیولیت‌های نایین و عشین، پایان نامه دکترا پترولوژی گروه زمین­شناسی دانشگاه اصفهان، اصفهان، 345 ص (http://www.irandoc.ac.ir).
 
References
Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whitechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., Monié, P., Meyer, B. and Wortel, R., 2011- Zagros orogeny: a subduction-dominated process. Mineralogical Magazine 148, 1-34 (https://doi.org/10.1017/S001675681100046X).
Altenberger, U., 1995- Local disequilibrium of plagioclase in high‐temperature shear zones of the Ivrea Zone, Italy. Journal of Metamorphic Rocks 13(5), 553-558 (https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.1995.tb00242.x).
Arai, S., 1992- Chemistry of chromian spinel in volcanic rocks as a potential guide to magma chemistry. Mineralogical Magazine, 56, 173-184 (https://doi.org/10.1180/minmag.1992.056.383.04).
Arai, S., 1994- Characterization of spinel peridotite by olivine-spinel compositional relationships: review and interpretation. Chemical Geology 113, 191-204 (https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)90066-3).
Ballhaus, C., Berry, R. F. and Green, D. H., 1991a- Errata: High pressure experimental calibration of the olivine orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle. Contributions to Mineralogy and Petrology 108(3), 384 (https://doi.org/10.1007/BF00310615).
Ballhaus, C., Berry, R. F. and Green, D. H., 1991b- High pressure experimental calibration of the olivine orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle. Contributions to Mineralogy and Petrology 107(1):27-40 (https://doi.org/10.1007/BF00311183).
Bertrand, P. and Mercier, J. C. C., 1985- The mutual solubility of coexisting ortho- and clinopyroxene: toward an absolute geothermometer for the natural system? Earth and Planetary Science Letters 76, 109–122 (https://doi.org/10.1016/0012-821X(85)90152-9).
Bonatti, E., Peyve, A., Kepezhinskas, P., Kurentsova, N., Seyler, M., Skolotnev, S. and Udintsev, G., 1992- Upper mantle heterogeneity below the Mid-Atlantic Ridge, 0°15°N. Journal of Geophysical Research 97, 4461-4476 (https://doi.org/10.1029/91JB02838).
Borghini, G., Fumagalli, P. and Rampone, E., 2010- The Stability of Plagioclase in the Upper Mantle: Subsolidus Experiments on Fertile and Depleted Lherzolite. Journal of Petrology 51(1-2), 229-254 (https://doi.org/10.1093/petrology/egp079).
Brey, G. T. and Köhler, T., 1990- Geothermobarometry in four phase lherzolites, part II: new thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers. Journal of Petrology 31(6), 1353-1378 (https://doi.org/10.1093/petrology/31.6.1353).
Bucher, K. and Frey, M., 2002- Petrogenesis of Metamorphic Rocks. Berlin and Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 7th Edition, 341pp (https://www.springer.com/gp/book/9783662049143).
Cannat, M., Bideau, D. and Bougault, H., 1992- Serpentinized peridotites and gabbros in the Mid-Atlantic Ridge axial valley at 15°37´N and 16°52´N. Earth and Planetary Science Letters 109, 87-106 (https://doi.org/10.1016/0012-821X(92)90076-8).
Deer, W. A., Howie, R. A. and Zussman, J., 1997- Rock-Forming Minerals. Volume 2B. Double-Chain Silicates. Geological Society, London, 2nd edition, 764 p (https://books.google.com/books/about/Rock_forming_Minerals.html?id=f41cNzc7w-0C).
Dick H. J. B. and Bullen T., 1984- Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas. Contributions to Mineralogy and Petrology 86, 54-76 (https://doi.org/10.1007/BF00373711).
Dick, H. J. B., 1989- Abyssal peridotites, very slow spreading ridges and ocean ridge magmatism. In: A. D., Saunders, M. J., Norry (Eds.), Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society of London, Special Publications 42, 71-105 (https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.06).
Dick, H. J. B., Lissenberg, C. J. and Warren, J. M., 2010- Mantle Melting, Melt transport, and Delivery Beneath a Slow-Spreading Ridge: The Paleo-MAR from 23°15´N to 23°45´N. Journal of petrology 51, 425-467 (https://doi.org/10.1093/petrology/egp088).
Dilek, Y. and Furnes, H., 2009- Structure and geochemistry of Tethyan ophiolites and their petrogenesis in subduction rollback systems. Lithos 113, 1-20 (https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.04.022).
Dilek, Y., Furnes, H. and Shallo, M., 2007- Suprasubduction zone ophiolite formation along the periphery of Mesozoic Gondwana. Gondwana Research 11, 435-475 (https://doi.org/10.1016/j.gr.2007.01.005).
Droop, G. T. R., 1987- A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria. Mineralogical Magazine 51, 431-435 (https://doi.org/10.1180/minmag.1987.051.361.10).
Green, D. H. and Hibberson, W., 1970- The instability of plagioclase in peridotite at high pressure. Lithos 3, 209-221 (https://doi.org/10.1016/0024-4937(70)90074-5).
Hamlyn, P. R. and Bonatti, E., 1980- Petrology of mantle-derived ultramafics from the Owen Fracture Zone, northwest Indian Ocean: implications for the nature of the oceanic upper mantle. Earth and Planetary Science Letters 48, 65-79 (https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90171-5).
Hellebrand, E., Snow, J. E., Dick, H. J. B. and Hofmann, A. W., 2001- Coupled major and trace elements as indicators of the extent of melting in mid-ocean-ridge peridotites. Nature, 410, 677-681 (https://doi.org/10.1038/35070546).
Hoogerduijn Strating, E. H., Rampone, E., Piccardo, G. B., Drury, M. R. and Vissers, R. M. L., 1993- Subsolidus emplacement of mantle peridotites during incipient oceanic rifting and opening of the Mesozoic Tethys (Voltri Massif, NW Italy). Journal of Petrology 34, 901-927 (https://doi.org/10.1093/petrology/34.5.901).
Jaroslow, G. E., Hirth, G. and Dick, H. J. B., 1996- Abyssal peridotite mylonites: implications for grain-size sensitive flow and strain localization in the oceanic lithosphere. Tectonophysics 256, 17–37 (https://doi.org/10.1016/0040-1951(95)00163-8).
Matsumoto L. and Arai S., 2001- Morphological and chemical variations of chromian spinels in dunite–harzburgite complexes from the Sangun zone (SW Japan): implication for mantle/melt reaction and chromite formation processes. Mineralogy and Petrology 73, 305-323 (https://doi.org/10.1007/s007100170004).
Melluso, L. and Sethna, S. F., 2011- Mineral compositions in the Deccan igneous rocks of India: An Overview. In: J., Ray, G., Sen, B., Ghosh (Eds.), Topics in igneous petrology. Springer 7, 35-159 (https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-90-481-9600-5_7).
Moghadam, H. S., Corfu, F. and Stern, R. J., 2013- U-Pb zircon ages of Late Cretaceous Nain- Dehshir ophiolites, Central Iran. Journal of the Geological Society, London 170, 175-184 (https://doi.org/10.1144/jgs2012-066).
Moghadam, H. S., 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 341, 1016-1028 (https://doi.org/10.1016/j.crte.2009.06.011).
Morimoto, N., 1989- Nomenclature of pyroxenes. The Canadian Mineralogist, 27, 143-156 http://canmin.geoscienceworld.org/content/27/1/143.full.pdf).
Nimis, P. and Taylor, W. R., 2000- Single pyroxene thermobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and evaluation of the Cr-in-pyroxene barometer and enstatite solvus thermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 139, 541-554 (https://doi.org/10.1007/s004100000156).
Passchier, C. W. and Trouw, R. A. J., 2005- Microtectonics. 2nd edition, Springer, Verlag, Berlin (https://doi.org/10.1007/978-3-662-08734-3).
Presnall, D. C., Gudfinnsson, G. H. and Walter, M. J., 2002- Generation of mid-ocean ridge basalts at pressures from 1 to 7 GPa. Geochimica et Cosmochimica Acta 66, 2073-2090 (https://doi.org/0016-7037/02 $22.00).
Rampone, E., Piccardo, G. B., Vannucci, R. and Bottazzi, P., 1997- Chemistry and origin of trapped melts in ophiolitic peridotites. Geochimica et Cosmochimica Acta 41, 4557-4569 (https://doi.org/10.1016/S0016-7037(97)00260-3).
Rampone, E., Piccardo, G. B., Vannucci, R., Bottazzi, P. and Ottolini, L., 1993- Subsolidus reactions monitored by trace-element partitioning: the spinel-facies to plagioclase-facies transition in mantle peridotites. Contributions to Mineralogy and Petrology 115, 1-17 (https://doi.org/10.1007/BF00712974).
Rampone, E., Romairone, A., Abouchami, W., Piccardo, G. B. and Hofmann, A. W., 2005- Chronology, petrology, and isotope geochemistry of the Erro-Tobbio peridotites (Ligurian Alps, Italy): Records of late Palaeo zoic lithospheric extension. Journal of Petrology 46, 799-827 (https://doi.org/10.1093/petrology/egi001).
Rietmeijer, F. J. M., 1983- Chemical distinction between igneous and metamorphic orthopyroxenes especially those coexisting with Ca-rich clinopyroxenes: A re-evaluation. Mineralogical Magazine 47, 143-151 (https://doi.org/10.1180/minmag.1983.047.343.04).
Roeder, P. L., Campbell, J. H. and Jamieson, H. E., 1979- A re-evaluation of the olivine-spinel geothermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology 68, 325-334 (https://doi.org/10.1007/BF00371554).
Seitz, H. M., Altherr, R. and Ludwig, T., 1999- Partitioning of transition elements between orthopyroxene and clinopyroxene in peridotitic and websteritic xenoliths: new empirical geothermometers. Geochimica et Cosmochimica Acta 63, 3967-3982 (https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00163-5).
Sharkovski, M., Susov, M. and Krivyakin, B., 1984- Geology of the Anarak area (Central Iran), Explanatory text of the Anarak quadrangle map, 1:250,000, V/O Technoexport Report 19, Geological Survey of Iran, Tehran, 143 p (http://www.gsi.ir).
Shirdashtzadeh, N., Torabi, G., Meisel, T. C., Arai, S., Bokhari, S. N. H., Samadi, R. and Gazel, E., 2014- Origin and evolution of metamorphosed mantle peridotites of Darreh Deh (Nain Ophiolite, Central Iran): Implications for the Eastern Neo-Tethys evolution. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie-Abhandlungen, 273(1), 89-120 (https://doi.org/10.1127/0077-7749/2014/0418).
Shirdashtzadeh. N., Kachovich. S., Aitchison. J. C. and Samadi. R., 2015- Mid-Cretaceous radiolarian faunas from the Ashin Ophiolite (western Central-East Iranian Microcontinent). Cretaceous Research 56, 110-118 (https://doi.org/10.1016/j.cretres.2015.04.003).
Skrotzki, W., Wedel, A., Weber, K. and Müller, W. F., 1990- Microstructure and texture in lherzolites of the Balmuccia massif and their significance regarding the thermomechanical history. Tectonophysics 179, 227-251 (https://doi.org/10.1016/0040-1951(90)90292-G).
Tartarotti, P., Susini, S., Nimis, P. and Ottolini, L., 2002- Melt migration in the upper mantle along the Romanche Fracture Zone (Equatorial Atlantic). Lithos 63, 125-149 (https://doi.org/10.1016/S0024-4937(02)00116-0).
Ueda, T., Obata, M., Di Toro, G., Kanagawa, K. and Ozawa, K., 2008- Mantle earthquakes frozen in mylonitized ultramafic pseudotachylytes of spinel-lherzolite facies. Geology 36(8), 607-610 (https://doi.org/10.1130/G24739A.1).
Warren, J. M. and Hirth, G., 2006- Grain size sensitive deformation mechanisms in naturally deformed peridotites. Earth and Planetary Science Letters 248(1-2), 438-450 (https://doi.org/10.1016/j.epsl.2006.06.006).
Whitney, D. L. and Evans, B. W., 2010- Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist 95, 185-187 (https://doi.org/10.2138/am.2010.3371).
Wood, B. J. and Banno, S., 1973- Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems. Contributions to Mineralogy and Petrology 42, 109-124 (https://doi.org/10.1007/BF00371501).