پتروگرافی، مینرال شیمی و ترموبارومتری توده نفوذی سیناوند و انکلاوهای همراه (شمال شرق سنقر- کرمانشاه) | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 2، دوره 15، شماره 3 - شماره پیاپی 59، 1403، صفحه 18-38 اصل مقاله (2.7 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.102262 | ||
| نویسندگان | ||
| اشرف ترکیان* ؛ لیلا شمس | ||
| گروه زمینشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| انکلاوها، اطلاعات ارزشمندی در زمینه منشأ و نحوه جایگیری ماگماها، ماهیت سنگ میزبان و سن نسبی تودهها، دینامیک اتاق ماگمایی و پلوتونهای در حال سرد شدن و انواع واکنشهای داخل ماگما در اختیار زمین شناسان قرار میدهند. توده مورد مطالعه در شمال شرق سنقر و در پهنه سنندج - سیرجان با سن نسبی ائوسن بالایی تا اولیگوسن پایینی دارد. هدف از این پژوهش، بررسی روابط صحرایی و مطالعات میکروسکپی و نیز شیمی آمفیبولهای سنگ میزبان و انکلاوها، در راستای محاسبه دما و فشار هر دو انکلاو و میزبان میباشد. منطقه مورد مطالعه از گرانودیوریت - گرانیت و دیوریت تشکیل شده است. سنگهای دیوریتی، به صورت انکلاو ریز و درشت با حاشیههای واضح و اندازه متغیر رخنمون دارد. این انکلاوها عمدتاً زاویهدار بیضی و بیشکل با حاشیه تماس غالباً انحنادار میباشند. مواد و روشها این پژوهش بر مبنای مطالعات نقشههای زمینشناسی، بازدید صحرایی، تهیه مقاطع نازک و مطالعات ژئوشیمیایی انجام گرفته است. کانیهای پلاژیوکلاز و آمفیبول در مرکز تحقیقات و فرآوری مواد معدنی ایران با استفاده از دستگاه تجزیه نقطهای، در بازه زمانی تابش الکترونی 15- 20 ثانیه و جریان 20 nA آنالیز شدهاند. نتایج و بحث سنگهای میزبان: سنگهای گرانودیوریتی با فراوانی زیاد، دانه متوسط و بافت گرانولار هستند و گرانیتها متوسط تا درشت دانه و دارای بافت گرانولار است. پلاژیوکلاز(42-30 درصد) با منطقهبندی و ارتوکلاز(25-18 درصد) و کوارتز(30-23 درصد) و مقداری کانی فرعی آمفیبول، اسفن، بیوتیت، آپاتیت، زیرکن و اکسیدهای فلزی سنگهای میزبان را تشکیل میدهند. بافتهای میرمکیت، گرانوفیری، پوئیکیلیتیک و پرتیتی نیز مشهود است. انکلاها: ترکیب انکلاو دیوریتی (تا کوارتز دیوریتی) شامل پلاژیوکلاز (50 تا60 درصد)، آمفیبول (15 تا20 درصد)، پتاسیم فلدسپار (کمتر از 5 درصد)، کوارتز (3 تا 15 درصد) و کانیهای فرعی آپاتیت، اسفن و کانیهای فلزی است. بافت میکروگرانولار شود. گاهی منطقهبندی شیمیایی که نشاندهنده عدم تعادل شیمیایی در محیط تشکیل آنهاست مشهود میباشد. شیمی بلورها آمفیبول: بهطور تقریبی در تمامی ترکیبات سنگهای میزبان و انکلاو وجود دارد و از هر یک 4 نمونه (مجموعاً 8 نمونه) انتخاب و تجزیه شدند. مطابق نمودار Siدر برابر Ca+Na+K، آمفیبولها در سنگهای میزبان سرشت آذرین دارند. در میزبان و انکلاو دیوریتی آمفیبولها از نوع کلسیک و متعلق به گرانیتویئدهای تیپ I میباشند بر پایه نمودارهای لیک و همکاران آمفیبولهای سنگ میزبان از نوع منیزیوهورنبلند و هاستینگزیت و در انکلاوها، از نوع منیزیوهورنبلند و ادنیت هستند. پلاژیوکلاز: ترکیب پلاژیوکلازهای گرانیت، آلبیت با دامنه تغییرات محتوی آنورتیت 4 تا 5 درصد و گرانودیوریت آلبیت تا الیگوکلاز هستند اما در انکلاوهای دیوریتی الیگوکلاز تا لابرادوریت و محتوای آنورتیت 20 تا 55 درصد است. در هر دو انکلاو و میزبان ترکیب پلازیوکلازهای منطقهبندی شده بازتابدهنده تغییر ناشی از اختلاط/آمیختگی ماگمایی خواهد بود. واکنش انحلالی پلاژیوکلازهای کلسیکتر با یک گدازهی سدیکتر، پلاژیوکلازی را به وجود میآورد که نسبت به انواع اصلی (یعنی ترکیب هسته) از آنورتیت کمتری برخوردار است اما نسبت به مایع ماگمایی همزیست خود ممکن است کلسیکتر نیز باشد. عدم تعادل بافتی و ترکیبی قابل توجه بین هسته کلسیک و پوشش سدیک آن، به شدت بر اختلاط/آمیختگی ماگمایی دلالت دارد و البته ماندگاری و حفظ علائم، مستلزم تبلور سریع و اختلاط ناکامل است. میانگین فشار محاسبه شده برای سنگهای میزبان گرانیتی و گرانودیوریتی به ترتیب 23/4 و 31/1 و میانگین در زمان جایگزینی تـوده میزبان 77/2 کیلوبار بـه دسـت آمـده است. اما انکلاوها دارای فشار 46/2 کیلوبار هستند. دما از جمله مؤلفههایی است که بـر محاسـبه فشـار تــأثیر دارد و در دماهــای بــالا، افــزایش آلومینیــوم تتراهدری در هورنبلند افزایش مییابد و به تبـع آن، باعث افزایش آلومینیـوم کـل و افزایش فشار حاکم بر تبلور کانی و جایگزینی ماگما میگردد که این مورد در خصوص انکلاوها صادق میباشد. نتیجه گیری ویژگیهای ماکروسکوپی و میکروسکوپی این انکلاوها از جمله اندازه دانه، مورفولوژی، وجود سطح تماس و شکلهای مختلف انکلاوها، حضور بلورهای کشیده، شکل دار پلاژیوکلاز، آپاتیتهای سوزنی و در نهایت بافتهای میکروگرانولار و پوئی کلیتیک، نشانگر آن است که این انکلاوها، حاصل انجماد سریع و محصول آمیختگی ماگمای فلسیک و مافیک در منطقه مورد مطالعه میباشند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آمیختگی ماگمایی؛ انکلاو؛ دیوریت؛ گرانیتوئید؛ منطقهبندی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Petrography, mineral chemistry and thermobarometry of the Sinavand intrusive body and its enclaves (NE-Sonqor -Kermanshah) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ashraf Torkian؛ leyla Shams | ||
| Department of Geology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Enclaves provide valuable information for geologists, which includes the location of magmas, the nature of the host rock and the relative age of the masses, the dynamics of the magma chamber and cooling plutons, and various reactions inside the magma. The studied mass body (Sinavand Mountain) is located in the northeast of the Sonqor and in the Sanandaj-Sirjan zone with a relative age of Upper Eocene to Lower Oligocene. The purpose of this research is to investigate the field relationships and microscopic studies as well as the chemistry of amphibole crystals of the host rock and mafic microgranular enclaves (MMEs), for calculating of temperature and pressure of both the enclave and the host. The studied area consists of granodiorite-granite and diorite. The diorite rocks are exposed in the form of small and large enclaves with sharp edges and variable sizes. These enclaves are mostly angular, oval and shapeless with the contact margin often curved. Materials and Methods This research is based on studies of geological maps, field relationships, thin sections and geochemical data. Plagioclase and amphibole minerals have been analyzed in Iran Mineral Processing Research Center (Karaj) using EMP analysis, in the time 15-20 seconds and a current of 20 Na. Results and Discussion Petrography Host rocks: Granodiorite rocks are characterized by high abundance, medium grain and granular texture, and granites are medium to coarse grained and have granular texture. The host rock is composed of plagioclase (30-42%) with zoning and orthoclase (18-25%) and quartz (23-30%) and some secondary minerals of amphibole, titanite, biotite, apatite, zircon and metal oxides. Myrmikite, granophyric, poikilitic and perthitic textures are also observed. Enclaves: The composition of diorite enclave (up to quartz diorite) includes plagioclase (50-60%), amphibole (15-20%), potassium feldspar (less than 5%), quartz (3-15%) and secondary minerals apatite, sphene and Metal minerals. The texture is microgranular and sometimes there is chemical zoning that indicates chemical imbalance in the environment of their formation. Chemistry of crystals Amphibole: It is present in almost all compositions of host and enclave rocks, and 4 samples from each (8 samples in total) were selected and analyzed. According to the diagram of Si against Ca+Na+K, amphiboles in host rocks have igneous nature. Based on the charts of Lake et al., the amphiboles of the host rock are magnesio-hornblende and hastingsite, and in the enclaves, they are magnesio-hornblende and edenite. Plagioclase: The composition of plagioclase in granite is albite with a variation of anorthite content of 4 to 5% and albite granodiorite to oligoclase, but in diorite enclaves from oligoclase to labradorite and anorthite content is 20 to 55%. In both enclave and host, the composition of plagioclase is zoned and it will reflect the change caused by magmatic mixing/mixing. The dissolution reaction of more calcic plagioclase with a more sodic lava forms plagioclase that has less anorthite than the main types (i.e. core composition), but may be more calcic than its coexisting magmatic liquid. The significant textural and compositional imbalance between the calcic core and its sodic cover strongly indicates magmatic mixing and, of course, the durability and preservation of the signs requires rapid crystallization and incomplete mixing. The average pressure calculated for granite and granodiorite host rocks is 4.23 and 1.31 kbars, respectively, and the average pressure at the time of host mass replacement is 2.77 kbars. But the enclaves have a pressure of 2.46 kbars. Temperature has an effect on pressure calculation, and at high temperatures, the increase of tetrahedral aluminum in hornblende increases, and as a result, it increases the total aluminum and increases the pressure of mineral crystallization and magma replacement, which is true for enclaves. Conclusion The macroscopic and microscopic characteristics of these enclaves, including grain size, morphology, presence of contact surface and different shapes of enclaves, the presence of elongated, shaped plagioclase crystals, needle apatite crystals and finally microgranular and poikilitic textures, indicate that these enclaves are the result of rapid cooling and mingling/ mixing of felsic and mafic magmas. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Magma mingling, Enclave, Diorite, Granitoid, Zoning | ||
| مراجع | ||
|
Agemar, T., Wörner, G. and Heumann A., 1999. Stable isotopes and amphibole chemistry on hydrothermally altered granitoids in the North Chilean Precordillera: a limited role for meteoric water? Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 136(4), p. 331-344. Alishahi, A. and Zarin Koob, M.H., 2014. Studying the tectonic setting, alteration evidences and mineral potentials in the young alkaline lavas of the Nasfande area (northeast of Nehbandan, east of Iran), Research in Earth Sciences, v. 6(21), p. 1-18. Amidi, S.M., 1967. Lithological of igneous rocks, S-Qorveh, Kurdistan, Master's thesis, University of Tehran. Anderson, J.L. and Diane, R.S., 1995. The effects of temperature and fO₂ on the Al-in-hornblende barometer. American Mineralogist, v. 80(5-6), p. 549-559. Anderson, J.L, 1996. Status of thermo-barometry in granitic batholiths. Earth Sciences reviews, v. 87, p. 125-138. Anderson, J.L., Barth, A.P., Wooden, J.L. and Mazdab, F., 2008. Thermometers and thermobarometers in granitic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, v. 69, p. 121-42. Arvin, M., Dargahi, S. and Babaei, A.A., 2004. Mafic microgranular enclave swarms in Chenar granitoid stock, NW of Kerman, Iran: evidence for magma mingling, Journal of Asian Earth Sciences, v. 24(1), p. 105-113. Azim Bagirad, A., 2016. Study of intrusive rocks in the NE-Sonqor (Kermanshah province); based on petrography and mineral chemistry, Master's thesis, Bu-Ali Sina University, p. 77. Bellon, H. and Broud, J., 1975. Donnes nouvelles sur le domaine metamorphique du Zagros (zone de Sanandaj-Sirjan) au niveau de Kermanshah-Hamadan (Iran), Nature, age et interpretation des series metamorphiques et des intrusions, evolution structural. – Fac. Sci. Orsay, Paris. 14. Berberian, M. and King, G.C.P., 1981. Towards the Paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences, v. 18, p. 210-265. Best, M.G., 2003. Igneous and Metamorphic Petrology, Blackwell Publishing, Berlin. Blundy, J.D. and Holland, T.J.B., 1990. Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer, Contributions to mineralogy and petrology, v. 104(2), p. 208-224. Baxter, S. and Feerly, M., 2002. Magma mixing and mingling textures in granitoids: Examples from the Galway Granite, Connemara, Ireland, Mineralogy and Petrology, v. 76, p. 63-74. Chappell, B.W., 1996. Magma mixing and the production of compositional variation within granite suites: Evidence from the granites of southeastern Australia", Journal of petrology, v. 37, p. 449-470. Collins, L.G., 1996. Origin of myrmekite and metasomatic granite: Myrmekite, ISSN: 1526-5757, elcteric internet publication, v. 1. Cosca, M.A., Essene, E.J. and Bowman, J.R., 1991. Complete chemical analyses of metamorphic constrains on their P–T dependence, European Journal of Mineralogy, v. 5, p. 231-291. Chappell, B.W. and White, A.J.R., 1991. Restite enclaves and the restite model, In Enclaves and granite petrology, p. 375-381. Clemens, J.D., 2006. Melting of the continental crust: Fluid regimes, melting reactions, and source-rock fertility, Cambridge University Press, p. 297-331. Deb, T. and Bhattachryya, T., 2018. Interaction between felsic granitoids and mafic dykes in Bundelkhand Craton: A field, petrographic and crystal size distribution study, Indian Academy of Sciences, v. 127(7), p. 1-14. Deer, W.A., Howie, A. and Sussman, J., 1986. An interdiction to rock- forming minerals, 17th. Longman Ltd, 528 p. Didier, J. and Barbarin, B., 1991. The different types of enclaves in granites—nomenclature. In: Didier, J., Barbarin, B. (Eds.), Enclaves and Granite Petrology. Developments in Petrology, 13. Elsevier, Amsterdam, the Netherlands, p. 19-23. Didier, J., 1991. The main types of enclaves in the Hercynian granitoids of the Massif Central, France, In: Didier, J., Barbarin, B. (Eds.), Enclaves and Granite Petrology. Developments in Petrology, 13. Elsevier, Amsterdam, the Netherlands, p. 47-61. Eshraghi, S.A., Jafarian, M.B. and Eghlimi, B., 1996. Geological Map of Sonqor 1:100,000. Geological Survey, Iran. [In Persian with English Abstract]. Esawi, E.K., 2004. AMPH-CLASS: An Excel spreadsheet for the classification and nomenclature of amphiboles based on the 1997 recommendations of the International Mineralogical Association, Computers & Geosciences, v. 30(7), p. 753-760. Giret, A., Bonin, B. and Leger, J.M., 1980. Amphibole compositional trends in oversaturated and undersaturated alkaline plutonic ring-composition, The Canadian Mineralogist, v. 18(4), p. 481-495. Hibbard, M.J., 1991. Textural anatomy of twelve magma-mixed granitoid systems, In Enclaves and granite petrology, p. 431-444. Hossain, I., Tsunogae, T. and Rajesh, H.M., 2009. Geothermobarometry and fluid inclusions of dioritic rocks in Bangladesh: Implications for emplacement depth and exhumation rate. Journal of Asian Earth Sciences, v. 34, p. 731-749. Holland, T. and Blundy, J., 1994. Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry, Contributions to mineralogy and petrology, v. 116(4), p. 433-447. Hynes, A., 1982. A comparison of amphiboles from medium-and low-pressure metabasites, Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 81(2), p. 119-125. Huaimin, X., Shuwen, D. and Ping, J., 2006. Mineral chemistry, geochemistry and U-Pb SHRIMP zircon data of the Yangxin monzonitic intrusive in the foreland of the Dabie orogen. Science in China Series D., v. 49(7), p. 684-695. Hammarstrom, J.M. and Zen, E., 1986. Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer, American Journal of Science, v. 71, p. 1297-1313. Hollister, L.S., Grissom, G.C., Peters, E.K., Stowell, H.H. and Sisson, V.B., 1987. Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons, American Mineral, v. 72, p. 231-239. Kazemi, K., Kananian, A. and Sarjughian, F., 2013. Evidence of high temperature metamorphism in the margin of the Kiki granitoid massif, Central Iran, Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, v. 1, p. 3-14. Leake, B.E., Woolly, A.R., Arps, C.E.S., Birch, W.D., Gilbert, M.C., Grice, J.D., Hawthorne, F.C., Kato, A., Kisch, H.J., Krivovichev, V.G., Linthout, K., Laird, J., Mandarino, J., Maresch, W.V., Nickel, E.H., Rock, N.M.S., Schmucher, J.C., Smith, D.C., Stephenson, N.C.N., Unungaretti, L., Whittaker, E.J.W. and Youzhi, G., 1997. Nomenclature of amphiboles; report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on new minerals and mineral names, Mineralogical magazine, v. 61, p. 295-310. Leake, B.E., Woolley, A.R., Birch, W.D., Burke, E.A.J., Ferraris, G., Grice, J.D., Hawthorne, F.C., Kisch, H.J., Krivovichev, V.G., Schumacher, J.C., Stephenson, N.C.N. and Whittaker, E.J.W., 2004. Nomenclature of amphiboles: Additions and revisions to the International Mineralogical Association, s amphibole nomenclature, American Mineralogist, v. 89, p. 883-887. Johnson, M.C. and Rutherford, M.J., 1989. Experimental calibration of the aluminumin-hornblende geobarometer with application to Long Valley Caldera (California) volcanic rocks. Geology, v. 17, p. 837-841. Mohammadi, M., 2016. Geochemistry and tectonic setting of intrusive rocks in the north-east of Sonqor (Kermanshah province), Master's thesis, Bu- Ali Sina University, p. 80. Otten, M.T., 1984. The origin of brown hornblende in the Artfjillet gabbro and dolerites, Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 86, p. 189-199. Kumar, S. and Rino, V., 2006. Mineralogy and geochemistry of microgranular enclaves in Palaeoproterozoic Malanjkhand granitoids, central India: evidence of magma mixing, mingling, and chemical equilibration, Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 152(5), p. 591-609. Stein, E. and Dietl, C., 2001. Hornblende thermobarometry of granitoids from the Central Odenwald (Germany) and their implications for the geotectonic development of the Odenwald, Mineralogy and Petrology, v. 72(1-3), p. 185-207. Shelley, D., 1993. Igneous and metamorphic rocks under the microscope, Cambridge University Press, 205 p. Schmidt, M.W., 1993. Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental study at 650 C, AM.J.Sci., v. 293, p. 1011-1060. Shams L., 2019. Study of enclaves of granitic mass body, NE-Sonqor (Sinadand Mountain, Kermanshah Province), Master's Thesis, Bu Ali Sina University. Tahmasbi, Z., Khalili, M., Ahmadi, A., Sarjoghian, F., 2010. Geochemical and mineralogical evidence for magma mixing in enclaves of Astaneh area (south western Arak), Iranian Crystallography and Mineralogy, v. 17(4), p. 591-608. Torkian, A., 2012. Textural and mineral chemistry features of the Qorveh granitoid complex (Kurdistan): evidence for magma mingling/mixing processes. Iranian Crystallography and Mineralogy, v. 20(2), p. 331-342. Torkian, A., Mohebbi, Kh. and Sepahi, A.A., 2015. Petrology of gabbroic- dioritic intrusions in the Parishan Mountain (south of Qorveh), Kurdistan, Petrological Journal, v. 6( 23), p. 27-44.Torkian, A. and Furman, T., 2016. The significance of mafic microgranular enclaves in the petrogenesis of the Qorveh Granitoid Complex, northern Sanandaj-Sirjan Zone, Iran, journal of mineralogy and geochemistry, v. 192(2), p. 117-133.Tulloch, A.J. and Challis, G.A., 2000. Emplacement depths of Paleozoic‐Mesozoic plutons from western New Zealand estimated by hornblende‐AI geobarometry, New Zealand Journal of Geology and Geophysics, v. 43(4), p. 555-567. Ridolfi, F., Renzulli, A. and Puerini, M., 2010. Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes. Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 160, p. 45-66. Uchida, E., Endo, S. and Makino, M., 2007. Relationship between solidification depth of granitic rocks and formation of hydrothermal ore deposits. Resource Geology, v. 57(1), p. 47-56. Vernon, R.H., 2014. Petrochemistry of the silicic-mafic complexes at Vesturhorn and Austurhorn, Iceland: evidence for zoned/stratified magma, Austalian Journal of Earth Sciences, v. 61, p. 227-239. Vogel, T.A., Younker, L.W., Wilband, J.T. and Kampmaeller, E., 1984. Magma mixing: the Marsco suite, Isle of Skye, Scotland, Contribiutions to Mineralogy and Petrology, v. 87, p. 231-241. Vyhneal, C.R., McSween, H.Y. & Speer, J.A., 1991, Hornbland chemistry in southern Appalachian granitoids: implications for aluminum hornblende thermobarometry and magmatic epidote stability, American Mineralogist, v. 76, p. 176-188 Whitney, D.L. and Evans, W.E., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals, American mineralogist, v. 95(1), p. 185-187. Zorpi, M.J., Coulon, C., Orsini, J.B. and Cocirta, C., 1989. Magma mingling, zoning and emplacement in calc-alkaline granitoid plutons, Tectonophysics, v. 157(4), p. 315-329. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 21,457 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 531 |
||