بررسی سنگ ­شناسی، شیمی کانی و ترموبارومتری مجموعه سنگ­های دگرگونی شمال ازنا

طهماسبی, مهسا; سپاهی گرو, علی اصغر; میری, میر محمد; ایزدیار, جواد

doi:10.22084/nfag.2024.29524.1620

بررسی سنگ شناسی، شیمی کانی و ترموبارومتری مجموعه سنگهای دگرگونی شمال ازنا

نویسندگان

مهسا طهماسبی ¹

علی اصغر سپاهی گرو ²

میر محمد میری ³

جواد ایزدیار ⁴

¹ دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

² استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران، استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

³ استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

⁴ دانشیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

10.22084/nfag.2024.29524.1620

چکیده

در شمال ازنا (پهنه سنندج – سیرجان)، مجموعهای از سنگهای دگرگونی شامل اسلیت، فیلیت، آندالوزیت استارولیت میکاشیست، هورنفلس، مرمر و ماسهسنگ دگرگون شده رخنمون دارند که در نتیجه فازهای مختلف دگرگونی و دگرشکلی در طی فرورانش نئوتتیس در ژوراسیک شکل گرفتهاند. آنالیزهای شیمیایی ریزکاو الکترونی نشان دادند که گارنتها غنی از آلماندین، بیوتیتها غنی از منیزیم، پلاژیوکلازها از نوع پلاژیوکلاز سدیک و کلریتها غنی از آهن و منیزیم هستند. بررسیهای سنگنگاری نشان میدهند که گردهمایی کانیایی گارنت + استارولیت + بیوتیت + آندالوزیت در شرایط اوج دگرگونی ناحیهای در رخساره آمفیبولیت میانی در شیستها رخداد داشته است. پس از آن و در نتیجه نفوذ تودههای گرانیتوئیدی، فاز دوم دگرگونی سبب تشکیل هورنفلسهای گارنت + آندالوزیت + بیوتیتدار شده است. این سنگها سپس دچار دگرگونی برگشتی شده که در طی آن استارولیتها و آندالوزیتها با بیوتیت + مسکوویت + کلریت جایگزین گشتهاند. نمودارهای ترمودینامیکی فازی محاسبه شده برای این سنگها نشان میدهد فاز دگرگونی ناحیهای در اوج خود به دمای حدود 550 درجه سانتیگراد و فشار 4 کیلوبار رسیده است. در دگرگونی همبری، دما تا اندازهای افزایش داشته که سبب تشکیل آندالوزیتهای بیشتر در هورنفلسها شده است. اگرچه، محتوای آلومینیوم سنگمادر این سنگها امکان تشکیل گسترده آندالوزیت را فراهم نکرده است.

کلیدواژه‌ها

شیست

هورنفلس

استارولیت

آندالوزیت

نمودار فازی

ازنا

عنوان مقاله English

Petrology, mineral chemistry, and thermobarometry of the metamorphic rock assemblages in north Azna

نویسندگان English

M. Tahmasbi ¹

A. A. Sepahi Gerow ²

M. M. Miri ³

J. Izadyar ⁴

¹ Ph. D. student. Dept., of Geology, Faculty of Science, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran

² Prof., Dept., of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, Prof., Dept., of Geology, Faculty of Science, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran

³ Assist. Prof., Dept., of Geology, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

⁴ Assoc. Prof., Dept., of Geology, Faculty of Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran

چکیده English

North Azna (the Sanandaj-Sirjan zone) hosts metamorphic complex including slate, phyllite, andalsuite staurolite schist, hornfels, marble and meta-sandstone formed by various metamorphism and deformation phases during subduction of Neo-Tethys beneath in the Jurassic. Electron microprobe analyses show that the garnets are almandine-rich, the biotites are high-Mg, the plagioclases are of sodic plagioclase and the chlorites are Fe-Mg rich. Petrographic observations reveal that the mineral assemblage garnet + staurolite + biotite + andalusite formed in the schists at peak of the regional metamorphism in the middle amphibolite facies. After that and due to intrusion of the granitoid bodies, the second metamorphism phase formed the garnet + biotite + andalusite hornfels. The rocks subsequently endured retrograde metamorphism caused substitution of the staurolite and andalusite with the biotite + muscovite + chlorite assemblage. The calculated thermodynamic phase diagram show that the regional metamorphism reached 550 °C and 4 kbar at its peak condition. In the contact metamorphism, increasing temperature caused formation of more andaluite in the hornfelses. Although, Al2O3 content of the protolith was not sufficient to form high amounts of andalusite.

کلیدواژه‌ها English

Schist

Hornfelse

Staurolite

Andalusite

Phase diagram

Azna

Alavi, M (1994) Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran: new data and interpretations, Tectonophysics, 229 (3-4), 211-38. doi.org/10.1016/0040-1951 (94)90030-2.

Azizi, H., Stern, R. J (2019) Jurassic igneous rocks of the central Sanandaj–Sirjan zone (Iran) mark a propagating continental rift, not a magmatic arc, Terra Nova, 31: 415-423. doi.org/10.1111/ter.12404.

Berberian, M., King, G (1981) Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran, Canadian Journal of Earth Sciences, 18: 210–265.

Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J (1992) An Introduction to the Rock Forming Minerals, Longman, London, 528 p.

Esna Ashari, A., Tiepolo, M., Valizadeh, M. V., Hassanzadeh, J., Sepahi, A. A (2012) Geochemistry and zircon U-Pb geochronology of Aligoodarz granitoid complex, Sanandaj-Sirjan Zone, Iran, Journal of Asian Earth Sciences, 43: 11-22. doi.org/10.1016/j.jseaes.2011.09.001.

Fazlnia, A., Miri, M. M., Saki, A (2023) Determining the conditions and factors affected partial melting in the Chah-Bazargan migmatitic xenoliths (NE Neyriz) using thermodynamic phase diagrams, researches in earth sciences shahid Beheshti university, 14: 18-31.

Foster, M. D (1960) Interpretation of the composition of trioctahedral micas, U.S. Geological Survey Professional Paper, 354: B 1-49. 10.48308/ESRJ.2023.103056.

Ghasemi, A., Talbot, C. J (2006) A new tectonic scenario for the Sanandaj–Sirjan Zone (Iran), Journal of Asian Earth Science, 26 683–693. doi.org/10.1016/j.jseaes.2005.01.003.

Guidotti, S (1984) Micas in metamorphic rocks, Mineralogy, 13: 357-476.

Hassanzadeh, J., Wernicke, B (2016) The Neotethyan Sanadaj–Sirjan zone of Iran as an archetype for passive margin–arc transitions, Tectonics, 35: 586–621. doi.org/10.1002/2015TC003926.

Mahmodi, Sh., Baharifar, A. A (2018) Metasomatism and corundum formation in migmatites of Broujerd area, Sanandaj-Sirjan Zone, Iran, Advanced applied geology, 93-81.

Mohajjel, M., Fergusson, C. L (2014) Jurassic to Cenozoic tectonics of the Zagros Orogen in northwestern Iran, International Geology Reviews, 56: 263–287. doi/abs/10.1080/00206814.2013.853919.

Miri, A., Sepahi, A., Maanijou, M., Lucci, F (2024) Rare earth element (REE) partitioning in amphibole-bearing medium grade metamorphic rocks from the Alvand Complex (Sanandaj-Sirjan Zone, NW Iran), Periodico di Mineralogia, 93: 11-33. doi:10.13133/2239-1002/18284.

Saki, A., Moazzen, M., Baharifar, A. A (2012) Migmatite microstructures and partial melting of Hamadan metapelitic rocks, Alvand contact aureole, western Iran, International geology review, 54: 1229-1240. doi/abs/10.1080/00206814.2011.636639.

Saki, A., Miri, M. M., Oberhansli, R (2020) High temperature - low pressure metamorphism during subduction of Neo-Tethys beneath the Iranian plate: evidence for mafic migmatite formation in the Alvand complex (western Iran), Mineralogy and Petrology, 539-557. doi: 10.1007/s00710-020-00721-z.

Sengor, A. M., C (1990) A New Model for the Late Paleozoic–Mesozoic Tectonic Evolution of Iran and Implications for Oman, Geological Society, London, Special Publication, 49: 797–831.

Sepahi Gero, A. A., Jafari, S. R., Moazzen, M. Shahbazi, H (2018) Study of mineral chemistry, thermobarometry and petrogenesis of migmatitic rocks of Hamedan area, Petrological Journal, 9 (1): 165-190.

Shafaii Moghadam, H., Li, X. H., Stern, R., Ghorbani, Gh., Bakhshizad, F (2016) Zircon U–Pb ages and Hf–O isotopic composition of migmatites from the Zanjan–Takab complex, NW Iran: Constraints on partial melting of metasediments, Lithos, 240 (243): 34-48.

Sheikholeslami, M. R (2015) Deformations of Palaeozoic and Mesozoic rocks in southern Sirjan, Sanandaj–Sirjan Zone, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 106: 130-149.

Stöcklin, J (1974) Possible ancient continental margins in Iran‏. 873-887p.

Vaezi Pour, M. J (1985) Geological and petrological map of 1:100000 Varcheh. (in Persion).

Vidal, O., Parra, T (2000) Exhumation paths of high-pressure metapelites obtained from local equilibria for chlorite-phengite assemblage, Geological Journal, 35: 139-161.

White, R. W., Powell, R., Johnson, T. E (2014) The effect of Mn on mineral stability in metapelites revisited: new a–x relations for manganese‐bearing minerals, Journal of Metamorphic, 32(8): 809-828. doi.org/10.1111/jmg.12095.

Whitney, D. L., Evans, B. W (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals, American Mineralogists, 95: 185–187.

Wright, W. I (1983) The composition and occurrence of garnets, American Mineralogist, 23: 436–449.

Wu, C. M., Chen, H. X (2015a) Calibration of a Ti-in-muscovite geothermometer for ilmenite-and Al2SiO5- bearing metapelites, Lithos, 212 (215): 122-127.

Wu, C. M., Chen, H. X (2015b) Revised Ti-in-biotite geothermometer for ilmenite-or rutile-bearing crustal metapelites, Science Bulletin, 60: 116-121. doi.org/10.1007/s11434-014-0674-y.

Xiang, H., Connolly, J. A. D (2022) GeoPS: An interactive visual computing tool for thermodynamic modelling of phase equilibria, Journal of Metamorphic Geology, 40 (2): 243-255. doi.org/10.1111/jmg.12626.