سنگ های بازالتی نئوژن کمان ماگمایی قوچان- اسفراین، شمال شرق ایران: نشانه¬ای از بالاآمدگی گوشته از طریق پنجره ورقه اقیانوسی
محورهای موضوعی :سارا گردیده 1 * , حبیب قاسمی 2 , محمود صادقیان 3 , لایچنگ میائو 4 , چانگ فوچین 5
1 - دانشکده علوم زمین، دانشگاه شاهرود
2 - دانشکده علوم زمین، دانشگاه شاهرود
3 - دانشگاه صنعتی شاهرود
4 - آکادمی علوم چین
5 - آکادمی علوم چین
کلید واژه: بازالت سرشار از نیوبیوم, نوار ماگمایی, قوچان- اسفراین, نئوتتیس.,
چکیده مقاله :
سنگ های آذرین نئوژن در نوار ماگمایی قوچان – اسفراین (در شمال سبزوار) نشانگر ماگماتیسم پس از برخورد در زون جوش خورده شمال شرق ایران می باشند. این مجموعه آذرین به شکل گنبد، استوک، دایک و روانه به طور پراکنده و با روند شمال غرب-جنوب شرق در این نوار گسترش دارند. روانه ها و دایک های بازیک (بازالتی) در میان مارن های نئوژن و در کنار گنبدهای آتشفشانی آداکیتی رخنمون یافته اند. سنگ های مورد بررسی دارای ترکیب الیوین بازالت تا تراکی آندزی بازالت با بافت های میکرولیتی پورفیری، هیالومیکرولیتی پورفیری، گلومروپورفیری و جریانی هستند و کانی های اصلی آن ها را درشت بلورها و ریزبلورهای الیوین، کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز در زمینه شیشه ای تا میکرولیتی تشکیل می دهند. بازالت ها دارای ماهیت آلکالن سدیک بوده و نسبت به عناصر لیتوفیل بزرگ یون (LILE)، عناصر خاکی کمیاب سبک (LREE) و عناصر با شدت میدان بالا (HFSE) به ویژه نیوبیوم )30-20(Nb= غنی شدگی و از عناصر خاکی کمیاب سنگین (HREE) تهی شدگی نشان می دهد. ماگمای والد بازالت ها از ذوب بخشی 10 تا 15 درصدی یک ستون گوشته ای گارنت لرزولیتی در یک محیط زمین ساختی کششی درون کمانی در زمان میوسن تشکیل شده و از طریق سیستم های شکستگی و گسلی، به ترازهای بالاتر پوسته قاره ای صعود کرده و در حوضه رسوبی نئوژن فوران کرده است. این ستون گوشته ای از طریق شکسته شدن پنجره ورقه اقیانوسی و هجوم گوشته آستنوسفری داغ به درون گوه گوشته ای روی زون فرورانش حوضه اقیانوسی نئوتتیس سبزوار تشکیل شده است.
امینی، ب.، 1379. نقشه زمین شناسی 1:100000چهارگوش مشکان، سازمان زمین شناسی کشور.
- تنها، ع.، 1388. پتروژنز سنگهای آذرین نئوژن، شمال عنبرآباد (مشکان). پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، 162.
- رئیسی، د.، درگاهی، س.، معین زاده، س. ح.، آروین، م. و بهرام بیگی، ب.، 1392. ژئوشیمی و پتروژنز آلکالی بازالت های کواترنزی گندم بریان، شمال شهداد، استان کرمان. فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی ایران، 23 (89)، 21-32.
- صالحی نژاد، ح.، 1387. بررسی پترولوژی و ژئوشیمی گنبدهای ساب ولکانیک منطقه باشتین )جنوب غربی سبزوار(. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، 104.
- فتاحی، ا.، 1382. رخساره ها و مکانیسم فوران آتشفشان مارکوه جنوب غرب قوچان. پایان نامه کارشناسی ارشد ،دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، ، 185.
- قاسمی، ح.، صادقیان، م.، خانعلی¬زاده، ع. و تنها، ع.، 1389. سنگ¬شناسی، ژئوشیمی و سن تابش سنجی گنبدهای آداکیتی پرسیلیس کمان قاره¬ای نئوژن، جنوب قوچان. مجله بلورشناسي و كاني شناسي ايران، سال 18، 3، 347-370.
- قاسمی، ح. و جمشیدی، خ.، 1390. ژئوشیمی، سنگ¬شناسی و الگوی تکتونوماگمایی پیشنهادی برای تشکیل سنگ¬های بازی قلیایی در قاعده¬ی سازند شمشک، زون البرز خاوری. مجله بلورشناسی و کانی¬شناسی ایران، 19، 4، 699 - 714.
- قاسمی، ح.، الهیاری، س.، طاهری، ع. و صادقیان م.، 1392. موقعیت چینه شناختی و تحلیل بافتی سنگهای آتشفشانی نوار آتشفشانی رسوبی عبای آّباد، شمال شرق شاهرود. پژوهش های چینه نگاری و رسوب شناسی، 1، 29، 25 – 42.
- قاسمی، ح. و برهمند، م.، 1392. پترولوژی و ژئوشیمی سنگ های آذرین موجود در سازند قرمز زیرین منطقه گرمسار. فصلنامه زمین شناسی ایران، 7 (26) ، 17- 33.
- قاسمی، ح.، رستمی، ح. م.، صادقیان، م. و کدخدای عرب، ف.، 1395.(الف) ماگماتیسم کششی پشت کمانی در حوضه الیگومیوسن لبه شمالی ایران مرکزی. فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی ایران، 25، 99، 239-252.
- قاسمی، ح.، سری¬زن، ر. و طاهری، ع.، 1395.(ب) ویژگی¬های خاستگاه و جایگاه زمین¬ساختی ماگماتیسم بازیک در سازند قرمز زیرین، شمال گرمسار (سمنان، ایران مرکزی). مجله پترولوژي، 7، 27 ، 105-124.
- گردیده، س.، قاسمی، ح.، صادقیان، م.، 1395. ژئوشیمی و ترکیب محل منشا گنبدهای آداکیتی نئوژن (کمان ماگمایی قوچان- اسفراین)، شمال شرق ایران. بیست و چهارمین همایش بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود، 329-335.
- گردیده، س.، قاسمی، ح.، صادقیان، م.، 1397. سن سنجی U-Pb بر روی بلورهای زیرکن، نسبت¬های ایزوتوپی Sr-Nd و زمین شیمی گنبدهای آداکیتی نئوژن کمان ماگمایی قوچان- اسفراین، شمال شرق ایران. مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران،26، 2، 453- 476.
-Ahmadi, P., Ghorbani, M.R., Coltori, M., Kuritani, T., Cai, Y., Fioretti, A.M., Braschi, E., Giacomoni, P.P., Babazadeh, Sh. and Conticelli, S., 2017. Slab-derived melt involvement in petrogenesis of the high-Nb basalts and magnesian andesites-dacites from NE Iran. Journal of Geophysical Research Abstracts, 19, 11578-1.
-Alavi, M., 1994. Tectonics of Zagros orogenic belt of Iran, new data and interpretation. Tectonophysics, 229, 211-238.
-Alamnia, Z., Karimpour, M.H., Homam, S.M. and Finger, F., 2013. The magmatic record in the Arghash region (northeast Iran) and tectonic implications. International Journal of Earth Science, 102, 1603-1625.
-Allen, M. B., Jackson, J. and Walker, R., 2004. Late Cenozoic reorganization of the Arabia-Eurasia collision and the comparison of short-term and long-term deformation rates. Tectonics, 23, 1-16.
-Bauman A., Spies O. and Lensch G.,1983 .Strantium isotopic composition of post-ophiolithic tertiary volcanics between kashmar, sabzevar and Quchan NE Iran Geodynamic project (geotraverse) in Iran, Final report. Geology Survey of Iran. 51.
-Castillo, P.R., 2008. Origin of the adakiteehigh-Nb basalt association and its implications for postsubduction magmatism in Baja California, Mexico. Geological Society of America Bulletin. 120, 451-462.
-Castillo, R.C., 2012. Adakite petrogenesis. Lithos, 134,135, 304-316.
-Clague, D. A. and Frey, F.A., 1982. Petrology and trace element geochemistry of the Honolulu Volcanics, Oahu: Implications for the oceanic mantle below Hawaii, I. Journal of Petrology, 23, 447-504.
-Coban, H., 2007. Basalt magma genesis and fractionation in collision- and extensionrelated provinces: A comparison between eastern, central and western Anatolia. EarthScience Reviews, 80, 219-238.
-Defant, M.J., Jackson, T.E., Drummond, M.S., De Boer, J.Z., Bellon, H., Feigenson, M.D., Maury, R.C. and Stewart, R.H., 1992. The geochemistry of young volcanism throughout western Panama and southeastern Costa Rica: an overview Journal Geological Soceity London, 149, 569-579.
-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. Jurnal of Geophysical Research, 95, 21503-21521.
-Ellam, R. M., 1992. Lithosperic thickness as a control on basalt geochemistry.Geology, 20,153- 156.
-Emami, M. H., 2001. Magmatism in Iran. Geological Survey of Iran, Tehran (in Persian). 440.
-Gazel, E., Hoernle, K., Carr, M.J., Herzberg, C., Saginor, I., Van den Bogaard, P.,Hauff, F., Feigenson, M. and Swisher III, C., 2011. Plumeesubduction interaction in southern Central America: mantle upwelling and slab melting. Lithos, 121,117-134.
-Ghasemi, H., Rostami, M., Sadeghian, M. and Kadkhodaye, F., 2016. Back- arc extensional magmatism in the Oligo-Miocene basin of the Central Iran. Scientific Quarterly Journal of Geological Survey of Iran. In Persian with English abstract. Geosciences, 25, 99, 239-253.
-Gill, R., 2010. Igneous rocks and processes apractical guide. Department of Earth Sciences Royal Holloway University of London, 472.
-Hart, S.R., Hauri E.H., Oschmann L.A. and Whitehead J. A., 1992. Mantle plumes and entrainment; isotopic evidence. Science, 256, 5056, 517-520
-Hart, W.K., Woldegabriel, G., Walter, R.C. and Mertzman, S.A., 1989 . Basaltic volcanism in Ethiopia: constraints on continental rifting and mantle interactions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94, B6, 7731-7748.
-Hastie, A.R., Mitchell, S.F., Kerr, A.C., Minifie, M.J. and Millar, I.L., 2011. Geochemistry of rare high-Nb basalt lavas: are they derived from a mantle wedge metasomatised by slab melts? Geochem. Cosmochem. Acta, 75, 5049-5072.
-Harker, A., 1909. The Natural History of Igneous Rocks. Methuen, London , 255.
-Hofmann, A.W., Jochum, K., Seufert, M. and White, M., 1986. Nb and Pb in oceanic basalts: new constraints on mantle evolution. Earth Planet Science Letters, 79, 33-45.
-Hofmann, A.W., 1997. Mantle geochemistry: the message from oceanic magmatism. Nature 385, 219–229.
-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.
-Imaoka, T., Nakashima, K., Kamei, A., Itaya, T., Ohira, T., Nagashima, M., Kono, N. and Kiji, M., 2014. Episodic magmatism at 105 Ma in the Kinki district, SW Japan:petrogenesis of Nb-rich lamprophyres and adakites, and geodynamic implications.Lithos, 184-187, 105-131
-Jamshidi, Kh., Ghasemi, H. and Sadeghian, M., 2014. Petrology and geochemistry of the Sabzevar post-ophiolitic high silica adakitic rocks. Scientific Quarterly Journal of University of Isfahan, Iran. In Persian with English abstract. Petrology, 5, 17, 51-68.
-Jamshidi, Kh., Ghasemi, H., Troll, V.R., Sadeghian, M. and Dahren, B., 2015a. Magma storage and plumbing of adakite-type post-ophiolite intrusions in the Sabzevar ophiolitic zone, NE Iran. Journal of Solid Earth, 6, 49-72.
-Jamshidi, Kh., Ghasemi, H. and Miao, L., 2015b. U-Pb age dating and determination of source region composition of post-ophiolite adakitic domes of Sabzevar. Scientific Quarterly Journal of University of Isfahan, Iran. In Persian with English abstract. Petrology, 6, 23, 121-138.
-Kepezhinskas, P.K., Defant, M.J. and Drummond, M.S., 1996. Progressive enrichment of island arc mantle by melteperidotite interaction inferred from Kamchatka xenoliths. Geochim. Cosmochim. Acta 60, 1217-1229.
-Kirkpatrichk, R.G.,1977. Nucleation and growth of plagioclase, Makaopuhe and Alane lava lakes Kilauea volcano, Hawaii. Geological Society of America Bulletin, 88, 78-84.
-Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen A. and Zanettin B.A ., 1986. chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram, Journal of Petrology, 27 ,745-750.
-Khalatbari Jafari, M., Babaie, H.A. and Gani, M., 2013a. Geochemical evidence for Late Cretaceous marginal arc-to-backarc transition in the Sabzevar ophiolitic extrusive sequence, northeast Iran. J. Asian Earth Science, 70-71, 209-230.
-Lentz, D.R., 1998. Petrogenetic evolution of fesic volcanic sequences associated with Phanerozoic volcanic-hosted massiv sulfide systems: The role of extentional geodynamics. Ore Geology Reviews. 289-327.
-Li, C.F., Li, X.H., Li, Q.L., Guo, J.H., Li, X.H. and Yang, Y.H., 2012. Rapid and precise determination of Sr and Nd isotopic ratios in geological samples from the same filament loading by thermal ionization mass spectrometry employing a single-step separation scheme, Analytica Chimica Acta, 727 54-60.
-Li, Z. and Chen, B., 2014. Geochronology and geochemistry of the Paleoproterozoicmeta-basalts from the Jiao-Liao-Ji Belt, North China Craton: Implications for petrogenesis and tectonic setting. Precambrian Research, 255, 653–667.
-Maury, R.C., Defant, M. J., Bellon, H., Jacques, D., Joron, J.-L., McDermott, F. and& Vidal, P., 1998. Temporal geochemical trends in northern Luzon arc lavas (Philippines): implications on metasomatic processes in the island arc mantle. Bulletin de la Société Géologique de France, 69, 1, 69–80.
-Maghfouri, S., Rastad, E., Mousivand, F., Lin, Y. and Zaw, Kh., 2016. Geology, ore facies and sulfur isotopes geochemistry of the Nudeh Besshi-type volcanogenic massive sulfide deposit, southwest Sabzevar basin, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 125,1-25.
-Mazaheri, S.A., 2015. Petrogenesis of adakite and high-Nb basalt association in the SW of Sabzevar Zone, NE of Iran: Evidence for slab meltemantle interaction. Journal of Afeican Earth Science, 116, 170-181.
-McBirney, A. R., 1993. Igneous petrology, Second edition, John and Bartlett. Publication, 507.
-Münker, C.,1998. Nb/Ta fractionation in a Cambrian arc/back arc system, New Zealand: Source constraints and application of refined ICPMS techniques. Chemical Geology, 144, 23–45.
-Nakamura, M. and Shimakita S., 1974. Dissolution origin and syn-entrapment compositional chang of melt inclusion in plagioclase, Earth andP Planetary Science Letters, 161, 119-133.
-Pearce, J.A. and Peate, D.W., 1995. Tectonic implications of the composition of volcanic arc magmas. Annual Review of Earth Planet Science, 23, 251-285.
-Reagan, M.K. and Gill, J.B., 1989. Coexisting calcalkaline and high-niobium basalts from Turrialba volcano, Costa Rica: implications for residual titanites in arc magma sources. Journal of Geophysical Research, 94, 4619–4633.
-Rollinson, H.R.,1993. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman, 325.
-Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, M. and Moin Vazir, 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, 22, 26-34.
-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, 126, 317-343.
-Sajona, F.G., Maury, R.C., Bellon, H., Cotton, J., Defant, M. J., Pubellier., M. and Rangin, C., 1993. Initiation of subduction and the generation of slab melts in western and eastern Mindanao, Philippines. Geology, 21, 1007-1010.
-Sajona, F.G., Bellon, H., Maury, R.C., Pubellier, M., Cotton, J. and Rangin, C.,1994. Magmatic response to abrupt changes in geodynamic settings: Pliocene-Quaternary calc-alkaline lavas and Nb-en-riched basalts of Leyte and Mindanao (Philippines). Tectono-physics, 237, 47-72
-Sajona, F.G., Maury, R.C., Bellon, H., Cotton, J. and Defant, M.J., 1996. High field strength element enrichment of Pliocene-Pleistocene island arc basalts, Zamboanga Peninsula, western Mindanao (Philippines). Jurnal Petrol, 37, 693-726.
- Samuel, M.D., Moussa, H.E. and Azer, M.K., 2007. A-type volcanics in Central Eastern Sinai, Egypt. Journal of African Earth Sciences, 47, 203–226.
-Shafaii Moghadam, H., Rossetti, F., Lucci, F., Chiadra, M., Gerdes, A., Martinez, M.L., Ghorbani, Gh. and Nasrabady, 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, 248-251, 517-535.
-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, 31, 3013-3042.
-Shelly, D., 1993. Igneous and Metamorphic Rocks under microscope: classification features, microstructures and mineral preferred orientations, Chapman and Hall, London, 405.
-Shojaat, B., Haanipak, A., Mobasher, K. and Ghazi, A., 2003. Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, North Central Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 21, 1053-1067.
-Spies O., Lensch G. and Mihem A.,1983.Geochemistry of the post-ophiolitic Tertiary volcanics between Sabzevar and Quchan (NE Iran). GSI, 51, 247-266.
-Srivastava, R.K. and Singh, R.K., 2004 .Trace element geochemistry and genesis of recambrian sub alkaline mafic dykes from the central Indian craton: evidence for mantle metasomatism. Jurnal of Asia Earth sciences, 23, 373-389.
-Stolz, A.J., Jochum, K.P., Spettle, B. and Hofmann, A.W.,1996. Fluid- and melt-related enrichment in the subarc mantle: Evidence from Nb/Ta variations in island-arc basalts. Geology, 24(7), 587-590.
-Straub, S.M., Gómez-Tuena, A., Zellmer, G.F., Espinasa-Perena, R., Stuart, F.M., Cai, Y., Langmuir, C.H., Martin del Pozzo, A.L. and Mesko, G.T., 2013. The processes ofmelt differentiation in arc volcanic rocks: insight from OIB-type arc magmas in the central Mexican Volcanic Belt. Journal of Petrology, 54, 665–701.
Sun, S. and McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes,in: Saunders, A.D., Norry M.J. (Eds.), Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society London, 42, 313–345.
-Saunders, A.D. and Norry, M.J., 1979. Magmatism in oceanic basins. Geology Society of London, 42, 313 – 345.
-Von Blanckenburg, F. and Davies, J.H., 1995. Slab breakoff: a model for syncollisional magmatism and tectonics in the Alps. Tectonics, 14, 120-131.
-Wass, S.Y. and Roger, N.W., 1980. Mantle metamorphism- Precursor to alkaline continental volcanism. Geochimica et Cosmochimica Acta, 44, 1811-1823.
-Wilson, M., 1989. Igneous Petrogenesis: a global tectonic approach. Unwin Hymen, London, 466.
-Yang, Y., Heng, Zhang, H.F., Chu, Z.Y., Xie, L.W. and Wu, F.Y., 2010. Combined chemical separation of Lu, Hf, Rb, Sr, Sm and Nd from a single rock digest and precise and accurate isotope determinations of Lu-Hf, Rb-Sr and Sm-Nd isotope systems using multi-collector ICP-MS and TIMS. International Journal of Mass Spectrometry, 290, 120-126.
-Zhao, J.H. and Zhou, M.F., 2007 . Geochemistry of Neoproterozoic mafic intrusions in the PanzhihuaNdistrict (Sichuan Province, SW China): Implications for subduction - related metasomatism in the upper mantle. Journal of Precambrian Research, 152, 27-47.
-Zindler, A. and Hart, S., 1986. Chemical Geodynamics.Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 14, 493-571.