عنوان

پترولوژی و ژئودینامیزم سنگهای دگرگونی و گرانیتوئیدهای منطقه گرمی چای، شمال شرق میانه

شماره

پ۲۴۳۲۶

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

پترولوژی و ژئودینامیزم سنگهای دگرگونی و گرانیتوئیدهای منطقه گرمی چای، شمال شرق میانه

نام نخستين پديدآور

امیر محامد

نام ناشر، پخش کننده و غيره

علوم طبیعی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۷۹ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

زمین شناسی گرایش پترولوژی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۲/۲۲

متن يادداشت

چکیده:منطقه گرمی¬چای در حدود 35 کیلومتری شمال شهرستان میانه و در زونهای ایران مرکزی و البرز-آذربایجان واقع است. مجموعه¬های سنگی مختلفی نظیر گرانیتوئیدها، شیستها، مرمرها و کالک¬سیلیکاتها رخنمون دارند. گرانیتوئیدها از نظر سنی به دسته¬های متعلق به سیلورین، احتمالاً سیلورین و الیگومیوسن تقسیم می¬شوند. مطالعه حاضر به بررسی سنگهای دگرگونی شیستی از منظر پتروفابریک، شیمی سنگ کل، زادگاه رسوبی، مینرال شیمی و شرایط دگرگونی می¬پردازد. همچنین پتروگرافی، روابط بافتی، فازهای دگرگونی و روابط پاراژنتیک به همراه شرایط دما-فشار تشکیل سنگهای دگرگونی کربناته مورد بررسی قرار گرفته¬اند. گرانیتوئیدهای سیلورین (مسکویت گرانیتها) و احتمالاً سیلورین (آلکالی فلدسپار گرانیت) نیز مورد ارزیابی واقع شده¬اند. مسکویت گرانیتها که حاوی کانیهای پلاژیوکلاز، آلکالی فلدسپار، کوارتز و مسکویت می¬باشند با تمرکز بر روی شیمی سنگ کل، شیمی بلور، مکانیزم و واکنش ذوب برای تشکیل گرانیت، دمای تبلور، سن، پتروژنز و ژئودینامیزم مورد ارزیابی قرار گرفته¬اند. از مهمترین کانیهای شاخص موجود در این گرانیتها مسکویتهای اولیه و تورمالین می¬باشد. این سنگها صرفاً بصورت دایک در داخل شیستها مشاهده شده و از نوع MPG (muscovite-bearing peraluminous granites) می¬باشند. در مقابل آلکالی فلدسپار گرانیتها دارای کانیهای پلاژیوکلاز، آلکالی فلدسپار و کوارتز به عنوان متشکله¬های اصلی هستند. این گرانیتها بر خلاف مسکویت گرانیتها فاقد مسکویت بوده ولی بطور مشابه لوکوگرانیت هستند. همچنین بصورت یک استوک کوچک در شمال روستای سیاه منصور رخنمون داشته و دایکهایی از آن بداخل شیستها نفوذ کرده¬¬اند که حاکی از سن جوانتر آن نسبت به شیستهای میزبان می¬باشد. مسکویت گرانیتها میزان بالایی از سیلیس (21/74-52/77 درصد وزنی)، مقادیر متوسطی از عناصر آلکالن (Na2O: 23/3-21/6 درصد وزنی، K2O: 43/0-48/5) و مقدار کمی از TiO2+FeO+MgO دارند. از این رو دارای خاستگاه پوسته¬ای هستند. ضریب اشباع از آلومینیوم (ASI) برای این گرانیتها بزرگتر از 1 (پرآلومینوس) و یا بزرگتر از 1/1 (بسیار پرآلومینوس) می¬باشد. مسکویت گرانیتها از LREE نسبت به HREE غنی هستند و آنومالی منفی Eu، Ti، Nb، Th و Nd نشان می¬دهند که از جمله ویژگیهای سنگهای با خاستگاه پوسته قاره¬ای است. آلکالی فلدسپار گرانیتها نیز از LREE نسبت به HREE غنی هستند. همچنین عنصرهای Zr، Nb، Hf و Ta غنی شدگی و Ti، Eu، Ba، Sr و P آنومالی منفی نشان می¬دهند. این ویژگیها نشاندهنده سرشتA-type (A1) آلکالی فلدسپار گرانیتهاست. سری ماگمایی هر دو گرانیت کالک آلکالن و شوشونیتی می¬باشد. تیپ مسکویت گرانیتها S بوده و ترکیب ایزوتوپهای Sr و Nd آنها حاکی از منشاء پوسته قاره¬ای است. آلکالی فلدسپار گرانیتها بر اساس نمودارهای تفکیک تکتونیکی متعلق به تیپ A و زیر تیپ A1 بوده و درون صفحه¬ای می¬باشند. مکانیزم تشکیل گرانیتهای تیپ S ذوب بخشی و واکنش ذوب، آبزدایی مسکویت است. این گرانیت متعلق به سیلورین بوده و زیرکنهایی به سن پرکامبرین (ادیاکاران) نیز در داخل آنها وجود دارند. برای تشکیل این گرانیت دو سناریوی احتمالی پیشنهاد شده است. با توجه به ماهیت MPG مسکویت گرانیتها و عدم تأثیر مستقیم گوشته در شکل گیری آنها، احتمالاً در یک زون برشی و توسط مکانیزم گرم شدگی برشی (shear-heating) تشکیل شده¬اند. این مکانیزم توسط گرم شدگی واتنشی در پاسخ به تنشهای زون برشی به همراه گرمای واپاشی مواد رادیواکتیو عمل می¬کند. سناریوی دوم با توجه به حضور زیرکنهای سیلورین و ادیاکاران (Ediacaran) پیشنهاد شده است. با توجه به اینکه همه زیرکنها منشاء ماگمایی دارند سنگهای ماگمایی که قبلاً تشکیل شده¬اند (در طول Ediacaran) منشاء احتمالی مسکویت گرانیتها هستند. در مدل ژئودینامیکی ارائه شده برای تشکیل و تکوین مسکویت گرانیتهای منطقه گرمی¬چای، فرورانش اقیانوس پروتوتتس در اواخر پرکامبرین-اوایل کامبرین متوقف و ایران مرکزی با ایران شمالی+توران برخورد کرده است. شکلگیری گرانیتهای برخوردی به سن 558 میلیون سال از ذوب سنگهای شیستی منطقه نتیجه این برخورد بوده است. سپس در زمان سیلورین (432 میلیون سال) فازهای کششی و رژیم اپی کانتیننتال منجر به نازک شدگی لیتوسفر و صعود پلومهای گوشته¬ای شده است. متعاقباً گرانیتهای برخوردی اواخر پرکامبرین ذوب و دایکهای مسکویت گرانیتی تشکیل شده¬اند. بنابراین مسکویت گرانیتهای سیلورین گرمی¬چای دارای منشاء غیر مستقیم از شیستهای منطقه و منشاء مستقیم از گرانیتهای برخوردی پرکامبرین هستند. رژیم کششی سیلورین احتمالاً باعث تشکیل گرانیتهای تیپ A1 منطقه گرمی¬چای نیز شده است. بنابراین سن احتمالی آلکالی فلدسپار گرانیتها نیز سیلورین می¬باشد. سنگهای دگرگونی شیستی بزرگترین رخنمون سنگی منطقه را به خود اختصاص می¬دهد. ترکیب کانی شناسی این سنگها شامل بیوتیت، مسکویت، کردیریت، آندالوزیت و کوارتز می¬باشد. بررسیهای پتروفابریک حاکی از شکل گیری همزمان با تکتونیک پورفیروبلاستهای کردیریت (دگرگونی ناحیه¬ای) در این سنگهاست. دو فاز دگرگونی ناحیه¬ای (RMP1 و RMP2)، یک فاز دگرگونی مجاورتی (CM) و دو فاز دگرشکلی (D1 و D2) شناسایی شده¬اند. ژئوشیمی عناصر اصلی حاکی از سنگ مادر شیلی و گری¬وکی برای متاپلیتهاست. سنگ آذرین مولد این رسوبات دارای سرشت آندزیتی و داسیتی/ریوداسیتی بوده و درجه دگرسانی شیمیایی (CIA و CIW) سنگ آذرین اولیه متوسط بوده است. همچنین محیط تکتونیکی تشکیل رسوب حاشیه فعال قاره¬ای بدست آمده است. متاپلیتهای گرمی-چای در مقایسه با PAAS و UCC غنی از Cs، La و Ce و تهی از Sr، Nb و Ta می¬باشند. نمونه¬های معرف در نمودارهای سازگاری در داخل مثلثهای پاراژنتیک قرار می¬گیرند که حاکی از تعادلی بودن آنهاست. بر اساس سودوسکشنهای استاندارد برای متاپلیتها، بازه دمایی و فشاری تشکیل درجه بالاترین پاراژنز بترتیب 535 تا 635 °C و 1-3 کیلو بار بوده است. با توجه به سن سیلورین برای دایکهای مسکویت گرانیتی (حاصل از فازهای کششی)، شیستهای میزبان این دایکها به احتمال زیاد متعلق به پرکامبرین بوده و در زمان فرورانش و برخورد قاره¬ای اواخر پرکامبرین تکوین یافته¬اند. کانیهای دیوپسید و ترمولیت سنگهای کربناته محصول دگرگونی ناحیه¬ای بوده و کانیهای آنتیگوریت، فورستریت و ولاستونیت در طول دگرگونی مجاورتی تشکیل شده¬اند. کسر مولی CO2 سیال کمتر از 1/0 بوده و دمای تشکیل دما بالاترین پاراژنز حدود 600 °C ارزیابی شده است.

متن يادداشت

Abstract Garmichay area is located 35 km to the north of Miyaneh Township and in the Central Iran or Alborz-Azarbaijan geostructural zones. Several lithological unites outcrop such as granitoids schists, marbles and calc-silicates. The granitoids, geochronologically belong to Silurian, probably Silurian and Oligocene categories. The present study investigates the schsits in terms of petrofabrics, whole rock geochemistry, provenance, mineral chemistry and metamorphic conditions. Moreover, petrography, textural relationships, metamorphic phases and paragenetic relations as well as the P-T conditions of carbonate metamorphic rocks are evaluated. The Silurian granitoids (muscovite-granites) and probably Silurian granites (alkali-feldspar granites) are also scrutinized. Muscovite granites that contain plagioclase, alkali-feldspar, quartz and muscovite are investigated in terms of whole rock chemistry, mineral chemistry, granite generation mechanism and melting reaction, crystallization temperature, chronology and petrogenesis. An index mineral in these rocks is muscovite as well as tourmaline. The muscovite granites do not feature large bodies and they are only observed in the form of dykes intruding schists and are of MPG (muscovite-bearing peraluminous granites) nature. Contrastingly, the alkali-feldspar granites contain plagioclase, Alkali-feldspar and quartz with no muscovite. They are, however, leucogranites as well. Besides, they are observed as a small stock to the north of Siyah Mansoor village, dykes of which have crosscut the schists and therefore are younger than the host metamorphic rocks. The muscovite granites have high abundances of SiO2 (74.21-77.52 wt%), medium abundances of alkalines (Na2O: 3.23-6.21 wt%, K2O: 0.43-5.48 wt%) and small abundances of TiO2+FeO+MgO. Therefore, they are of crustal origin. The ASI is >1 (peraluminous) and >1.1 (strongly peraluminous). The muscovite granites are enriched in LREE in relation to HREE and feature negative Eu, Ti, Nb, Th and Nd anomalies that imply continental crust signatures. The alkali-feldspar granites are also enriched in LREE in relation to HREE. Moreover, the Zr, Nb, Hf and Ta show enrichment, whereas the Ti, Eu, Ba, Sr and P depict negative anomalies. These features illustrate the A1 nature of the granites. The magmatic series for both granites are shoshonitic and calc-alkaline. The muscovite granites are S-type and their Sr-Nd isotopic features have revealed a continental crust source. Alkali-feldspar granites, however, are of A1-type nature and are formed in a within-plate tectonic setting. The generation mechanism and the melting reaction for the S-type granite have been partial melting and muscovite-dehydration, respectively. This granite belongs to Silurian, although some older zircons of Precambrian age (Ediacaran) are also identified. Two possible scenarios are proposed to generate muscovite granites. Considering the MPG nature of the granites and the lack of direct mantle participation, they are formed in a shear zone through shear-heating mechanism. This mechanism acts via strain-heating that is a thermal reaction to the stress imposed on rocks in a given shear zone. This heating along with internal heat production (radioactive elements) results in melting. The second scenario is proposed considering the existence of Ediacaran along with Silurian zircons in the muscovite granites. Due to the magmatic nature of all zircons previous crustal rocks (Ediacaran granites and or gneisses) are the possible progenitors of the muscovite granites. In the geodynamic model offered for the generation and evolution of the muscovite granites the subduction of the Prototethys Ocean beneath Central Iran during late Precambrian-early Cambrian halted and central Iran has collided with northen Iran+Turan. The formation of 558 Ma collisional granites is the consequence of this collision and the partial melting of Garmichay schists. Then, during Silurian (432 Ma) the extensional regime yielded lithospheric thinning, mantle plume rising and the partial melting of the previously formed granites (558 Ma) to form muscovite granite dykes in the studied area. Therefore, the muscovite granites of the Garmichay area have their roots directly in the Precambrian collisional granites and indirectly in the schsits. The aforementioned extentional regime has probably generated the A1 granites of the studied area. Accordingly, the possible age of this granitic body is Silurian. The schists make up the largest rock type in the Garmichay area and are composed of biotite, muscovite, cordierite, andalusite and quartz. The petrofabric investigation of the schists has revealed the syn-tectonic nature of cordierite porphyroblasts (regional metamorphic). Two regional (RMP1 and RMP2), one contact metamorphic (CM) and two deformational (D1 and D2) phases are identified. The sedimentary progenitor for the schists has been shale/greywacke. The ancient igneous body before sedimentation has been an andesite and dacite/rhyodacite in nature. The CIA/CIW parameters depict medium weathering and alteration degrees in the source area. Besides, the sedimentary rock has been precipitated in an active continental margin setting. Garmichay metapelites in comparison with PAAS and UCC are enriched in Cs, La and Ce depleted in Sr, Nb and Ta. The representative samples lie inside the paragenetic triangles a fact that implies their stable conditions. Based on the standard pseudosections for the metapelites the temperature and pressure of the highest degree paragenesis have been estimated as 535-635 °C and 1-3 kbar, respectively. Considering the Silurian age of the extensional regime muscovite granite dykes, the host schists probable belong to Precambrian and have been evolved during the aforementioned late-Precambrian subduction and collision. Diopside and tremolite of the carbonate rocks are formed during regional metamorphism whereas antigorite, forsterite and wollastonite are formed during contact metamorphism. Finally, the XCO2 of the fluid has been lower than 0.1 and the temperature of the highest paragenesis has been estimated as 600 °C.

عنوان گونه گون

Petrology and geodynamism of metamorphic rocks and granitoids of Garmichay area, northeastern Mianeh, NW Iran

عنصر شناسه اي

‏محامد،

عنصر شناسه اي

‏مجرد،

ساير عناصر نام

‏امیر

ساير عناصر نام

‏منیر

کد نقش

تهيه کننده

کد نقش

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏مؤید،

ساير عناصر نام

‏محسن

تاريخ

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

‏ تبریز