زمين شناسي، دگرساني، سن‌سنجي و پتروژنز توده هاي نفوذي منطقه اكتشافي هلاك آباد (شمال شرق ايران)

Geology, alteration, age dating and petrogenesis of intrusive bodies in Halak Abad prospect area, NE Iran

منطقه اكتشافي هلاك آباد در شمال شرق پهنه ايران مركزي (پهنه ساختاري سبزوار) قرار دارد. در اين پژوهش تكامل ژيوشيميايي، سن و منشا بخشي از كمان ماگمايي (توده هاي نفوذي) شمال شرقي ايران در منطقه هلاك آباد (خراسان رضوي) مورد مطالعه قرار گرفته است. رخنمونهاي سنگي به‌ترتيب سن نسبي شامل سنگهاي آتشفشاني با سرشت داسيت، آندزيت و بازالت، سنگهاي رسوبي آهكي، سنگهاي دروني شامل ديوريت، كوارتزديوريت، مونزوديوريت، كوارتز مونزونيت، گرانوديوريت و گرانيت و واحدهاي رسوبي آهك، ماسه سنگ و كنگلومراست. پذيرفتاري مغناطيسي توده هاي گرانيتوييدي بيش از SI 5- 10× 100 است، لذا متعلق به سري مگنتيت (اكسيدان) هستند. ماگماتيسم يادشده به‌طور عمده در قلمرو پتاسيم پايين (سري تولييتي) و متاآلومين قرار مي گيرند. مقادير عناصر Ti, Nb, Th, Zr در مقايسه با N-MORB كاهيدگي نشان مي دهند. الگوي عناصر كمياب روند تقريباَ مسطحي را نشان مي دهند. سن توده گرانوديوريتي بر اساس سن سنجي اورانيوم سرب زيركن 8/1± 7/99 ميليون سال (كرتاسه مياني) است و نسبت 87Sr/86Sr اوليه آنها 7047/0 است. داده هاي تركيب ژيوشيميايي و نسبتهاي ايزوتوپي 87Sr/86Sr اوليه نشان‌دهنده ماگماتيسم مرتبط با قوسهاي آتشفشاني و زون فرورانش در اين منطقه است. ماگماتيسم مورد مطالعه با ويژگيهاي محتواي بالاي Na2O (7-3 %)، مقدار كم K2O (12/0-1 %)، مقدار بالاي CaO (4 تا 7/5 %)، مقدار كم Rb (1 تا 20 پي پي ام)، محتواي كم REE (كمتر از 40)، نسبت بالاي Ba/Nb، نسبت Sm/Yb كمتر از 2، مقدار (La/Yb)N كمتر از 2، ميزان ايزوتوپ اوليه 87Sr/86Sr كمتر از 7045/0 و ميزان ?Nd اوليه 5/4+ ويژگيهاي غير گرانيتوييدهاي معمول زون فرورانش را نشان مي دهد. ويژگيهاي ژيوشيميايي و پترولوژيكي نشان‌دهنده ذوب در فشار نسبتاٌ كم (عمق كم) است. شواهد نشان‌دهنده آن است كه تشكيل اين توده گرانيتوييدي نيازمند يك ناحيه فرافرورانش است.

The Halak Abad prospect occurs in the northeastern part of Central Iran zone (Sabzevar structural zone). In this investigation, geochemical evolution, age and source of part of northeastern Iran magmatic arc (intrusive bodies) in Halak Abad area in the Khorasan Razavi province has been studied. The exposed rocks consist of volcanic rocks with andesite and dacite nature, limestone, plutonic rocks mostly diorite, quartz diorite, monzodiorite, quartz monzonite, granodiorite and granite and sedimentary rocks such as limestone, sandstone and conglomerate. Magnetic susceptibility of intrusive rocks is > 100 × 10-5 SI, so they belong to the magnetite-series (oxidized). This magmatism is mainly low-K (tholeiite series) and meta-aluminous. The amounts of Zr, Th, Nb and Ti show depletion compared to N-MORB. Trace elements behavior shows a nearly flat pattern. Age of granodiorite body based on U-Pb zircon dating is 99.7±1.8 Ma (Mid-Cretaceous) and 87Sr/86Sr initial ratio is 0.7047. The geochemical signature and 87Sr/86Sr initial ratio in the area suggest volcanic arc magmatism in subduction zone. This magmatism has characteristic such as high Na2O (3-7 %), low K2O (0.12-1 %), high CaO (4-5.7%), low Rb (1-20 ppm), low total REE ( < 40 ppm), high Ba/Nb, Sm/Yb < 2, (La/Yb)N < 5, 87Sr/86Sr initial ratio < 0.7045 and ?Nd: +4.5 show differences with normal granitoids in subduction zones. Geochemical and petrological characteristics indicate melting in relatively low pressure (shallow depth). The lines of evidence demonstrate that formation of this granitoid needs a suprasubduction zone.