شواهد متاسوماتیسم و دگرشکلی توده گرانیتی گوشه، شمال درود، استان لرستان

شفیعی, شکوفه; شبانیان, ناهید; داودیان, علیرضا; عزیزی, حسین

doi:10.22084/nfag.2025.30007.1641

شواهد متاسوماتیسم و دگرشکلی توده گرانیتی گوشه، شمال درود، استان لرستان

نویسندگان

شکوفه شفیعی ¹

ناهید شبانیان ²

علیرضا داودیان ²

حسین عزیزی ³

¹ دانشجوی دکترای پترولوژی، دانشکده منابع طبیعی و علوم‌زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

² استاد دانشکده منابع طبیعی و علوم‌زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

³ استاد دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

10.22084/nfag.2025.30007.1641

چکیده

توده گرانیتی گوشه در شمال شهر درود و در پهنه سنندج-سیرجان واقع شده است. مطالعات سنگ‌نگاری نشان می‌دهد که بافت‌های متداول در این گرانیت‌ گرانولار اینترلوبیت، گرانوفیریک، میرمکیتی و پرتیتی است. کانی‌ها در این سنگ‌ها از نظر اندازه تقریبا هم‌بعد دانه هستند و کانی‌های اصلی سنگ دارای تنوع نسبتاً اندک بوده و شامل کوارتز، فلدسپار آلکالی (بیش‌تر میکروکلین پرتیتی)، پلاژیوکلاز، بیوتیت می‌باشند. کانی‌های فرعی شامل میکای سفید (احتمالاً مسکویت) و در مقادیر کم‌تر، آلانیت، زیرکن و تیتانیت می‌باشند. کلریت، سریسیت و کلسیت از محصولات متداول دگرسانی در این سنگ‌ها محسوب می‌شوند. شواهد سنگ‌نگاری نشان می‌هد که به طور موضعی این سنگ‌ها دچار متاسوماتیسم شده‌اند. از طرف دیگر توده گرانیتی گوشه تا حدودی تحت تاثیر فرآیند دگرشکلی نیز قرار گرفته است. شواهد متاسوماتیسم در منطقه شامل شواهد کانی‌شناسی و بافتی بوده که شامل تشکیل آلبیت میان‌دانه‌ای، کلریتی‌شدن بیوتیت‌ها (تشکیل تیتانیت‌های کوچک بی‌شکل) و تشکیل مسکویت فنژیتی، میکروکلین دارای ماکل مشبک و شواهد بافتی شامل مشاهده بافت‌های هم‌رشدی میرمکیتی، ایجاد پرتیت لخته‌ای در فلدسپار‌های پتاسیم است. در این گرانیت‌ها متاسوماتیسم سدیک منجر به تبلور آلبیت‌های غیر‌شکل‌دار می‌شود. شواهد دگرشکلی نیز شامل حضور ساختارهای GBM، SGR و BLG در کانی‌های کوارتز و بین پلاژیوکلاز و بیوتیت و هم‌چنین وجود تا خوردگی (Kinking) در کانی‌های پلاژیوکلاز و بیوتیت است. هم‌چنین ماکل‌های دگرشکلی کلسیت از نوع I و II هستند و دمای 300-200 درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد و با شواهد دگرشکلی مطابقت دارد. پس از انجام تجزیه ریزپردازشی بر روی کانی کلریت، دماهای به دست آمده از شیمی کانی و زمین‌دماسنجی کلریت نشاندهنده تاثیر فرآیند متاسوماتیسم در دمای میانگین 310 درجه سانتی‌گراد است. این شواهد بیانگر تاثیر پدیده‌‌های‌ متاسوماتیسم و به‌ویژه دگرشکلی شکل‌پذیر بر سنگ‌های گرانیتی گوشه می‌باشد. این یافته بیانگر تداوم فازهای دگرشکلی در این پهنه در طی ترشیاری میانی تا بالایی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

متاسوماتیسم

دگرشکلی

کلریت

توده گرانیتی گوشه

پهنه سنندج-سیرجان

عنوان مقاله English

Evidence of metasomatism and deformation of the Goosheh granite body, north of Dorud, Lorestan province

نویسندگان English

Shokofe Shafiei ¹

Nahid Shabanian ²

Ali Reza Davoudian ²

Hossein Azizi ³

¹ Ph.D student of Petrology, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran

² Prof., Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran

³ Prof., Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

چکیده English

The Goosheh granite body is in north of Dorud city, as a part of the Sanandaj Sirjan Zone. Petrographically, the main textures of the granites are granular, interlobate, granophyric, myrmekite, and perthitic. The rocks are predominantly composed of equigranular minerals, and the main minerals include quartz, alkali feldspar (largely perthitic microcline), plagioclase, and biotite. Minor minerals are white mica (probably phengite muscovite) and fewer amounts of allanite, zircon, and titanite. Chlorite, sericite, and calcite are common alteration products in the rocks. Petrographic observations indicate that the rocks have undergone local metasomatism as well as deformation processes. The evidence of metasomatism in the region is reflected in both mineralogical and textural characteristics. The mineralogical evidence includes the formation of inter-grained albite, chloritization of biotites (alongside small anhedral titanites), phengitic muscovite, and microcline with tartan twinning. Textural evidence includes myrmekite intergrowth textures, and the formation of perthite patches in potassium feldspars. In these granites, sodic metasomatism has led to the crystallizing of anhedral albites. Deformation evidence is characterized by the presence of GBM, SGR, and BLG microstructures in quartz and between plagioclase and biotite, as well as kinking in plagioclase and biotite minerals. Moreover, the calcite deformation twins are classified as type I and II, showing a temperature range of 200-300 °C and is consistent with the deformation evidence. Based on the mineral chemistry of chlorite, the temperature of metasomatization is about 310 °C. Overall, the evidence shows that Goosheh granite rocks have significantly experienced both metasomatism and ductile deformation, likely occurring during the Upper Tertiary in the area.

کلیدواژه‌ها English

Metasomatism

Deformation

Chlorite

Goosheh granitic Body

Sanandaj-Sirjan Zone

Ahmadi Khalji, A., Safarzadeh, M., Tahmasbi, Z., Sepehvand, F., and Zarei, S. (2017) Mineral chemistry and geochemistry of amphibolites in northeastern Dorud (Lorestan province). Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 25(1): 95-110. (in Persian with English abstract).

Alirezaei, S., and Hassanzadeh, J. (2012) Geochemistry and zircon geochronology of the Permian A-type Hasanrobat granite, Sanandaj–Sirjan belt: A new record of the Gondwana break-up in Iran. Lithos, 151: 122-134. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.11.015.

Badr, A., Davoudian, A. R., Shabanian, N., Azizi, H., Asahara, Y., Neubauer, F., Dong, Y., and Yamamoto, K. (2018) A-and I-type metagranites from the North Shahrekord Metamorphic Complex, Iran: Evidence for Early Paleozoic post-collisional magmatism. Lithos, 300: 86-104.

Badr, M. J., Collins, A. S., Masoudi, F., Cox, G., and Mohajjel, M. (2013) The U-Pb age, geochemistry and tectonic significance of granitoids in the Soursat Complex, Northwest Iran. Turkish Journal of Earth Sciences, 22(1): 1-31. https://doi.org/10.3906/yer-1001-37.

Barber, D. J., and Wenk, H. R. (1979) Deformation twinning in calcite, dolomite, and other rhombohedral carbonates. Physics and Chemistry of Minerals, 5(2): 141-165. https://doi.org/10.1007/BF00307550.

Blatt, H., Tracy, R. J., and Owens, B. E. (2006) Petrology, Freeman and Company, New York. https://doi.org/10.3316/elixir.087410.

Bourdelle, F. (2021) Low-temperature chlorite geothermometry and related recent analytical advances: a review. Minerals, 11(2): 130. https://doi.org/10.3390/min11020130.

Buddington, A. F. (1959) Granite emplacement with special reference to North America. Geological Society of America Bulletin, 70(6): 671-747.

Burkhard, M. (1993) Calcite twins, their geometry, appearance and significance as stress-strain markers and indicators of tectonic regime: a review. Journal of Structural Geology, 15(3-5): 351-368.

Carter, N. L., and Raleigh, C. B. (1969) Principal stress directions from plastic flow in crystals. Geological Society of America Bulletin, 80(7): 1231-1264.

Cathelineau, M. (1986) The hydrothermal alkali metasomatism effects on granitic rocks: quartz dissolution and related subsolidus changes. Journal of Petrology, 27(4): 945-965. https://doi.org/10.1093/petrology/27.4.945.

Cathelineau, M. (1988) Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. Clay Minerals, 23(4): 471-485. https://doi.org/10.1180/claymin.1988.023.4.13.

Cathelineau, M., and Nieva, D. (1985) A chlorite solid solution geothermometer the Los Azufres (Mexico) geothermal system. Contributions to Mineralogy and Petrology, 91: 235-244. https://doi.org/10.1007/BF00413350.

Collins, L. G., and Collins, B. J. (2002) Myrmekite formation at Temecula, California, revisited: A photomicrographic essay illustrating replacement textures.

Davoudian, A. R., Genser, J., Dachs, E., and Shabanian, N. (2008) Petrology of eclogites from north of Shahrekord, Sanandaj-Sirjan zone, Iran. Mineralogy and Petrology, 92: 393-413. https://doi.org/10.1007/s00710-007-0204-6.

Davoudian, A. R., Genser, J., Neubauer, F., and Shabanian, N. (2016) 40Ar/39Ar mineral ages of eclogites from North Shahrekord in the Sanandaj–Sirjan Zone, Iran: Implications for the tectonic evolution of Zagros orogen. Gondwana Research, 37: 216-240. https://doi.org/10.1016/j.gr.2016.05.013.

Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J. (2013) An introduction to the rock-forming minerals. Mineralogical Society of Great Britain and Ireland. https://doi.org/10.1180/DHZ.

Ferrill, D. A. (1991) Calcite twin widths and intensities as metamorphic indicators in natural low-temperature deformation of limestone. Journal of Structural Geology, 13(6): 667-675.

Ferrill, D. A., Morris, A. P., Evans, M. A., Burkhard, M., Groshong Jr, R. H., and Onasch, C. M. (2004) Calcite twin morphology: a low-temperature deformation geothermometer. Journal of Structural Geology, 26(8): 1521-1529. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2003.11.028.

Groshong Jr, R. H. (1988) Low-temperature deformation mechanisms and their interpretation. Geological Society of America Bulletin, 100(9): 1329-1360.

Haapala, I. (1997) Magmatic and postmagmatic processes in tin-mineralized granites: topaz-bearing leucogranite in the Eurajoki rapakivi granite stock, Finland. Journal of Petrology, 38(12): 1645-1659.

Hattori, K., and Sato, H. (1996) Magma evolution recorded in plagioclase zoning in 1991 Pinatubo eruption products. American Mineralogist, 81(7-8): 982-994.

Heard, H. C. (1963) Effect of large changes in strain rate in the experimental deformation of Yule marble. The Journal of Geology, 71(2): 162-195. https://doi.org/10.1086/626892.

Hillier, S. T., and Velde, B. (1991) Octahedral occupancy and the chemical composition of diagenetic (low temperature) chlorites. Clay Minerals, 26(2): 149-168. https://doi.org/10.1180/claymin.1991.026.2.01.

Krivovichev, S. V., Armbruster, T., Organova, N. I., Burns, P. C., Seredkin, M. V., and Chukanov, N. V. (2004) Incorporation of sodium into the chlorite structure: the crystal structure of glagolevite, Na(Mg,Al)₆ [Si₃AlO₁₀](OH,O)₈. American Mineralogist, 89(7): 1138-1141. https://doi.org/10.2138/am-2004-0727.

Lee, M. R., and Parsons, I. (1997) Dislocation formation and albitization in alkali feldspars from the Shap granite. American Mineralogist, 82(5-6): 557-570.

Lehmann, J. (1885) Uber die Mikroklin-und Perthitstruktur der Kalifeldspathe und deren Abhangigkeit von ausseren zum Theil mechanischen Einflussen, Jahresber. Schles. Ges. Vateri. Cultur, 63: 92-100. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0666-1_3.

Li, H., Watanabe, K., and Yonezu, K. (2014) Geochemistry of A-type granites in the Huangshaping polymetallic deposit (South Hunan, China): Implications for granite evolution and associated mineralization. Journal of Asian Earth Sciences, 88: 149-167. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2014.03.004.

Mahmoudi, S., Corfu, F., Masoudi, F., Mehrabi, B., and Mohajjel, M. (2011) U–Pb dating and emplacement history of granitoid plutons in the northern Sanandaj–Sirjan Zone, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 41(3): 238-249. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2011.03.006.

Moradi, A., Shabanian, N., Davoudian, A. R., Azizi, H., Santos, J. F., and Asahara, Y. (2022) Geochronology and petrogenesis of the Late Neoproterozoic granitic gneisses of Golpayegan metamorphic complex: a new respect for Cadomian crust in the Sanandaj-Sirjan zone, Iran. International Geology Review, 64(10): 1450-1473.

Passchier, C. W., and Trouw, R. A. (2005) Microtectonics, Springer Science & Business Media, 366p.

Plümper, O., and Putnis, A. (2009) The complex hydrothermal history of granitic rocks: multiple feldspar replacement reactions under subsolidus conditions. Journal of Petrology, 50(5): 967-987. https://doi.org/10.1093/petrology/egp028.

Putnis, A., Hinrichs, R., Putnis, C. V., Golla-Schindler, U., and Collins, L. G. (2007) Hematite in porous red-clouded feldspars: evidence of large-scale crustal fluid-rock interaction. Lithos, 95(1-2): 10-18.

Rong, J., and Wang, F. (2016) Metasomatic Textures in Granites, Springer. Mineral, 22: 143-144.

Rowe, K. J., and Rutter, E. H. (1990) Palaeostress estimation using calcite twinning: experimental calibration and application to nature. Journal of Structural Geology, 12(1): 1-17. https://doi.org/10.1016/0191-8141(90)90044-Y.

Sahandi, M. R., Radfar, J., Hosseini Dost, S. J., and Mohjjel, M. (2006) Geological Map in scale 1:100000 of Shazand, Geological and Mineral Exploration Organization of the country, sheet number 5857. (in Persian)

Schmid, S. M., Paterson, M. S., and Boland, J. N. (1980) High temperature flow and dynamic recrystallization in Carrara marble. Tectonophysics, 65(3-4): 245-280. https://doi.org/10.1016/0040-1951(80)90077-3.

Shabanian, N., and Neubauer, F. (2024) From Early Jurassic intracontinental subduction to Early-Middle Jurassic slab break-off magmatism during the Cimmerian orogeny in the Sanandaj-Sirjan Zone, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, p. 106153.

Shabanian, N., Davoudian, A. R., Dong, Y., and Liu, X. (2018) U-Pb zircon dating, geochemistry and Sr-Nd-Pb isotopic ratios from Azna-Dorud Cadomian metagranites, Sanandaj-Sirjan zone of western Iran. Precambrian Research, 306, pp. 41-60.

Shakerardakani, F., Li, X. H., Neubauer, F., Ling, X. X., Li, J., Monfaredi, B., and Wu, L. G. (2020) Genesis of early Cretaceous leucogranites in the Central Sanandaj-Sirjan zone, Iran: Reworking of Neoproterozoic metasedimentary rocks in an active continental margin. Lithos, 352, p. 105330.

Simpson, C. (1985) Deformation of granitic rocks across the brittle-ductile transition. Journal of Structural Geology, 7(5): 503-511. https://doi.org/10.1016/0191-8141(85)90023-9.

Simpson, C., and Wintsch, R. P. (1989) Evidence for deformation‐induced K‐feldspar replacement by myrmekite. Journal of Metamorphic Geology, 7(2): 261-275.

Tavakoli, N., Davoudian, A. R., Shabanian, N., Azizi, H., Neubauer, F., Asahara, Y., and Bernroider, M. (2020) Zircon U-Pb dating, mineralogy and geochemical characteristics of the gabbro and gabbro-diorite bodies, Boein–Miandasht, western Iran. International Geology Review, 62(13-14): 1658-1676.

Tsurumi, J., Hosonuma, H., and Kanagawa, K. (2003) Strain localization due to a positive feedback of deformation and myrmekite-forming reaction in granite and aplite mylonites along the Hatagawa Shear Zone of NE Japan. Journal of Structural Geology, 25(4): 557-574.

Turner, F. J., and Ch'ih, C. S. (1951) Deformation of Yule marble: Part III—Observed fabric changes due to deformation at 10,000 atmospheres confining pressure, room temperature, dry. Geological Society of America Bulletin, 62(8): 887-906.