عنوان پایان‌نامه
ژئوکرونولوژی و ژئوشیمی توده های نفوذی شمال غرب ساوه (ایران مرکزی)
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی_پترولوژی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4497;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49169
- تاریخ دفاع
- ۱۰ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- مهدی رضائی کهخائی
- استاد راهنما
- داریوش اسماعیلی
- چکیده
- چکیده توده‌های نفوذی خلخاب- نشوه و سیلیجرد در شمال‌غرب شهرستان ساوه واقع شده، در پوششی از سنگ‌های آتشفشانی- رسوبی ائوسن نفوذ نموده و بخشی از کمان ماگمایی ارومیه- دختر محسوب می‌شوند. توده نفوذی خلخاب- نشوه با مقادیر SiO2 بین wt% 71- 52 دارای طیف ترکیبی کوارتز مونزوگابرو، کوارتز مونزودیوریت، گرانودیوریت و گرانیت است و از نوع پتاسیم متوسط تا بالا، متا آلومین و نوع I می‌باشد. این توده مثال خوبی از پیکره‌های کم عمق سیلیکانه است که با دو پالس اصلی از ماگما در مرکز یک کمپلکس آتشفشانی (بازالتی تا ریوداسیتی) ائوسن رشد یافته است. تعیین سن‌های U-Pb انجام شده به روش ID-TIMS بر روی زیرکن‌ها و تیتانیت‌های جدا شده از نمونه‌ها در دانشگاه اسلو نشان می‌دهد که کوارتز مونزوگابرو در بخش غربی نفوذی در Ma 10/0 ± 94/38، یک میلیون سال قبل از کوارتزمونزودیوریت (Ma 15/0 ± 83/37) و گرانودیوریت (Ma 25/0 ± 82/37) جایگزین شده است. نتایج بارومتری نشان دهنده جایگزینی توده در عمق حدود km 3 است. مقدار An پلاژیوکلازهای موجود در کوارتز مونزوگابروها، در بین هسته و حاشیه این کانی‌ها به بالاترین حد خود می‌رسد که نشان دهنده واکنش ماگمای سازنده هسته پلاژیوکلازها با پالس (های) بعدی ماگما قبل از انجماد کامل است. در نظر گرفتن سه فرایند تنوع سنگی شامل اختلاط شیمیایی و/یا فیزیکی بین ماگماهای بازالتی و داسیتی، تفریق ثقلی بلوری و تبلور تفریقی درجا آشکار کرد که تحول ماگمای خلخاب- نشوه به احتمال زیاد توسط فرایند تبلور تفریقی درجا صورت گرفته است. این نظریه با رخنمون یافتن سنگ‌ها در ارتفاع یکسان، فقدان آنکلاوهای مافیک در سنگ‌های گرانیتوئیدی، روندهای خمیده Na2O، Sr و Eu، نسبت‌های ثابت اولیه 87Sr/86Sr (704/0 ~) و ارزش‌های ?Ndt (0/3 ~)، حجم زیاد کوارتزمونزگابروها و کوارتز مونزودیوریت‌ها در مقایسه با گرانیت‌ها و کاهش پیوسته مقدار An پلاژیوکلاز در فاز ماگمایی جوان تر (کوارتز مونزودیوریت، گرانودیوریت و گرانیت) حمایت می‌شود. همچنین دادهای ژئوشیمی روندهای تفریق پیوسته‌ای را برای نمونه‌های این توده و بخصوص فاز ماگمایی جوان تر نشان می‌دهند که با تفریق کلینوپیروکسن، پلاژیوکلاز، هورنبلند، آپاتیت و اکسیدهای Fe-Ti کنترل می‌شوند. تفریق این کانی‌ها باعث شده که بیشتر عناصر اصلی (بجز Al2O3، K2O و Na2O) دارای ارتباط منفی با SiO2 باشند؛ در حالی که Na2O، Sr، Eu و Y روندهای منحنی‌ها را دنبال کنند. تبلور تفریقی درجا از طریق تجمع فنوکریست‌های پلاژیوکلاز و پیروکسن و تمرکز این فازها در کوارتز مونزوگابروها و کوارتز مونزودیوریت‌ها در حاشیه توده در دمای بیش از ?C 800 و با پالایش فشار و تفریق هورنبلند، پلاژیوکلاز و در مراحله بعدی بیوتیت در گرانیتوئیدها در دمای بین ?C 800-700 اتفاق افتاده است. تفریق بلوری کلینوپیروکسن دارای اصلی ترین نقش در تحول ماگمای تشکیل دهنده سنگ‌های خلخاب- نشوه تا SiO2 حدود wt% 55 درصد بوده؛ هورنبلند در سنگ‌هایی با بیش از wt% 55 سیلیس تبلور یافته و سبب کاهش نسبت Dy/Yb در طی افزایش سیلیس شده است. غلظت Sr تا SiO2 % 55 افزایش یافته و سپس به همراه CaO، Al2O3 و Na2O کاهش می‌یابد. تفریق کانی‌های اپک و آپاتیت در سراسر سکانس اتفاق افتاده و افزایش K2O و Ba در مقابل SiO2، عدم تفریق چشمگیر بیوتیت و پتاسیم فلدسپار را منعکس می‌کند. توده همجوار تونالیتی- گرانودیوریتی سیلیجرد با مقادیر SiO2 بین wt% 69- 63 قدیمی تر (Ma 23/0 ± 27/40) از نفوذی خلخاب- نشوه است و یک توده مجزا را تشکیل می‌دهد. مطالعات صحرایی و داده‌های ژئوشیمیایی آشکار کرد که توده سیلیجرد دارای زوناسیون کانی شناسی و ژئوشیمیایی است که این زوناسیون با پیشروی به سمت مرکز توده فلسیک‌تر می‌شود. به عبارت دیگر با پیشروی به سمت مرکز توده درصد فراوانی پلاژیوکلاز، آمفیبول و آکسیدهای Fe-Ti و غلظت عناصر K2O،Rb ، La، Ce، Th، V و Co کاهش می‌یابد؛ در حالی که فراوانی پتاسیم فلدسپار و کوارتز و درصد وزنی عناصر SiO2 و N2O از حاشیه به سمت مرکز افزایش نشان می‌دهد. کاهش K2O،Rb ، La و Ce نسبت به SiO2 ممکن است با انجماد مذاب تحت رژیم تفریق کنوکسیونی (back-mixing) ایجاد شده باشد. عملکرد این رژیم بگونه‌ای بوده است که تبلور و کنار هم قرار گرفتن بلورهای تخته‌ای شکل پلاژیوکلاز در سنگ‌های گرانودیوریتی مرکز توده سبب رانده شدن مذاب باقی مانده بین بلوری به زون پیروکسن گرانودیوریت بین حاشیه و مرکز توده شده است. به نظر می‌رسد که واقع شدن بلورهای پیروکسن در بین پلاژیوکلازها سبب ایجاد فضایی برای این مذاب رانده شده از بخش مرکزی توده شده است. تود‌های نفوذی شمال غرب ساوه دارای مقادیر بالای Na2O (بطور میانگین wt% 69/3 ~)، نسبت مولکولی A/CNK کمتر از 1/1، نسبت Na2O/ K2O حدود 06/2 و ماهیت کالک- آلکالن هستند. نسبت‌های ایزوتوپی اولیه Nd، Sr و Pb توده‌های نفوذی شمال غرب ساوه با اشتقاق ماگما از مخلوط حدواسطی از مواد گوشته‌ای و پوسته‌ای سازگار است. همچنین داده‌های ایزوتوپی سرب‌های اولیه بدست آمده از پیروکسن‌ها و هورنبلندهای توده نفوذی خلخاب- نشوه در سمت راست خط ژئوکرون، در محدوده بازالت‌های اولیه کمان ماگمایی و در حول و حوش منحنی رشد مناطق کوهزایی زارتمن و دوی (1981) واقع می‌شوند که نشان دهنده تشکیل ماگمای توده خلخاب- نشوه در یک محیط فرورانش و منطقه کوهزایی می‌باشد. به نظر می‌رسد که ماگماتیسم این منطقه با یک پریود مشخص و مهم از ماگماتیسم ایران مرکزی در زمان ائوسن در ارتباط باشد که اگرچه بعضی از نویسندگان آن را به خاتمه فرورانش لیتوسفر اقیانوسی نئوتتیس به زیر ایران مرکزی نسبت داده‌اند، ولی شکل سینوسی نفوذی خلخاب- نشوه و محدود شدن آن به گسل‌های امتداد لغز خلخاب و کوشک نصرت، از جایگزینی این نفوذی در یک محیط کششی ایجاد شده توسط حرکت چپ لغز این گسل‌های حکایت می‌کند. جهت حرکت چپ لغز این گسل‌های ظاهراً با رژیم فشارشی ناشی از برخورد بین قاره هندوستان و بلوک افغانستان در زمان جایگزینی نفوذی خلخاب- نشوه ایجاد شده است.
- Abstract
- Abstract The Khalkhab-Nehsveh and Selijerd intrusive plutons, located in NW of Saveh city, intruded into a cover of Eocene volcano-sedimentary rocks and are a part of Urumieh-Dokhtar magmatic arc. The Khalkhab-Nehsveh pluton with SiO2 between 52 to 71 wt% ranges from quartz monzogabbro, quartz monzodiorite, granodiorite and granite; and is moderate to high K, meta-aluminous and I-type. The pluton is a good example of a shallow, silicic body grown incrementally by two main pulses of magma. It occurs in the core of an Eocene basaltic to rhyodacitic volcanic complex. U-Pb ID-TIMS ages of zircon and titanite from samples dated in Oslo University show that quartz monzogabbro in western parts of the intrusion was emplaced at 38.94± 0.10 Ma, a million years before quartz monzodiorite (37.83 ± 0.15Ma) and granodiorite (37.82 ± 0.25Ma) in the east. Thermobarometry indicates emplacement at ~ 3 km depth. Plagioclase in the early quartz monzogabbro shows an initial increase and then a decrease in An suggesting interaction with subsequent magma batches before reaching final crystallization. Considering three processes of rock variety including mixing and/or mingling between basaltic and dacitic magmas, gravitational fractional crystallization and in situ crystallization revealed that the later is the most likely process for the evolution of Khalkhab-Neshveh magma. This is supported by the occurrence of all rock types at the same level, the lack of mafic enclaves in the granitoid rocks, the curvilinear trends of Na2O, Sr and Eu, and the constant ratios of (87Sr/86Sr)i (~ 0.704) and ?Nd values (~ +3), the large volume of quartz monzogabbros and quartz mozodiorite compared to granites and steadily decreasing An content in plagioclase of the younger magmatic phase (quartz monzodiorite, granodiorite and granite) can instead be attributed to in situ fractional crystallization. Geochemical data, moreover, show subtle differentiation trends strongly controlled by clinopyroxene, plagioclase, hornblende, apatite, and Fe-Ti oxide. Fractionation of these minerals caused that most major elements (except Al2O3, K2O and Na2O) are negatively correlated with SiO2; and, Na2O, Sr, Eu, and Y follow curvilinear trends. In situ crystallization took place via accumulation of plagioclase and clinopyroxene phenocrysts and concentration of these phases in the quartz monzogabbro and quartz monzodiorite at the margin of the intrusion at T ? 800?C, and by filter pressing and fractionation of hornblende, plagioclase and later biotite in the granitoids at T between 700 to 800?C. Clinopyroxene fractionation had the main control in the evolution of the magmas up to 55% SiO2; hornblende took over from 55 wt%, resulting in decreasing Dy/Yb with increasing silica content. Sr concentration increases up to 55% SiO2, and then decreases together with CaO, Al2O3, Na2O. Fractionation of opaque minerals and apatite took place throughout the sequence. The continuous increase in K2O and Ba versus SiO2 reflect the absence of significant fractionation of biotite and K-feldspar. The nearby tonalitic-granodioritic Seljierd pluton ranged in composition from SiO2 = 63 to 69 wt% is instead older at 40.27 ± 0.23 Ma; and forms a separated pluton. Based on field and geochemical data, the Selijerd pluton contains mineralogy and geochemical zonation which goes felsic toward the inside of pluton. In other words, the percentages of plagioclase, amphibole and Fe-Ti oxides and the concentrations of K2O, Rb, La, Ce, Th, V and Co decrease toward the center of pluton, while the abundances of K-feldspar and quartz and concentrations of SiO2 and Na2O increase from the margin to the center. Decreasing of K2O, Rb, La and Ce compared to SiO2 might demonstrate that magmas solidified under a regime of convective fractionation. In the inner granodiorite, crystallisation of plagioclase with euhedral brick-like habit restricted space for trapped melt, and causes moving the interstitial melt to pyroxene granodiorite zone located between the margin and centr of pluton. The NW Saveh intrusive plutons contain high value Na2O (~ 3.9 wt% in average), A/CNK molecular ratio below 1.1, Na2O/ K2O about 2.06 and calc-alkaline affinity. Their initial isotope ratio of Nd, Sr and Pb indicate a predominant mantle derivation, with a moderate crustal component. The initial Pb isotope data obtained from pyroxene and hornblende of Khalkhab- Neshveh intrusion supports this inference as they plot to the right of the geochron in a field similar to those occupied by primitive arc basalts and around Zartman and Doe’s (1981) orogene growth curve showing formation of the pluton in subduction environment and orogenic region. It seems that the magmatic activity of studied area correspond to a major period of Eocene magmatism of Central Iran. Although some workers make related it by the final stages of consumption of the subducting oceanic plate and initiation of continental collision, the sigmoidal shape of the Khalkhab-Neshveh intrusion and its position between the strike-slip Khalkhab and Kushk nousrat faults indicate the emplacement of pluton in an extentional environment created by left lateral movement of these faults. It appears that the left lateral movement of the faults was developed by the suturing between Indian plate and Afghan block during the emplacement of Khalkhab- Neshveh intrusion.
