بررسي فرايندهاي ماگمايي در فعاليت آتشفشاني كواترنري شمال باختر اهر؛ بر پايه مطالعات ‏ژيوشيميايي و ايزوتوپي

Investigation of Magmatic Processes in the Quaternary Volcanism in NW of ‎Ahar: A Geochemical and Isotopic Study

حجم قابل توجهي از سنگ‌هاي آتشفشاني كواترنر، در شمال باختر اهر( شمال باختر ايران) گسترش يافته‌اند. اين سنگ‌ها مورد تجزيه عناصر اصلي، فرعي، خاكي كمياب و ايزوتوپي ‏Sr- Nd‏ ‏قرار گرفته‌اند. بر پايه داده‌هاي ژيوشيميايي، اين سنگ‌ها شامل آلكالي‌بازالت، تراكي‌بازالت، تراكي‌‍آندزيت‌بازالتي و تراكي‌آندزيت با ويژگي چيره آلكالن هستند. سنگ‌هاي يادشده، از ‏مجموعه كاني‌هاي اليوين، كلينوپيروكسن، پلاژيوكلاز ± آمفيبول ± بيوتيت تشكيل شده‌اند و بيشتر بافت ميكروليتي پورفيري دارند. بر پايه بررسي‌هاي انجام شده روي عناصر اصلي و فرعي، با ‏كاهش مقادير ‏MgO، مقادير ‏Rb، ‏Ba، ‏Na2O، ‏K2O، ‏Al2O3‎‏ و ‏SiO2‎‏ افزايش و مقادير ‏Cr، ‏‎ Fe2O3*‎و ‏CaO‏ كاهش مي‌يابد. به‌طور كلي، سنگ‌هاي منطقه از عناصر ‏LIL‏ و ‏LREE‏ غني‌ و از ‏عناصر ‏HFS‏ تهي هستند. بررسي هاي ايزوتوپي ‏Sr-Nd‏ نشان مي‌دهد كه طيف تركيبي نسبت‌هاي ‏‎87Sr/86Sr‏ نمونه‌هاي مورد مطالعه از 704463/0 تا 704921/0 و نسبت‌هاي ‏‎143Nd/144Nd‏ ‏نمونه‌ها از 512649/0 تا 512774/0 متغير است. نسبت‌هاي ‏CaO/Al2O3‎‏ در برابر ‏MgO، ‏La/Sm‏ در برابر ‏Rb‏ و نيز مقادير ‏Zr‏ و ‏Ba‏ در برابر ‏Th‏ نشان مي‌دهد كه تفريق ماگمايي از راه تبلور ‏بخشي، مهم‌ترين فرايند در تكوين سنگ‌هاي منطقه بوده است. همچنين مدل‌‌سازي ‏AFC‏ و مطالعات ايزوتوپي و ميكروسكوپي بيانگر آن است كه آلايش پوسته‌اي، به‌همراه تبلور بخشي، نقش ‏مهمي در تحول سنگ‌هاي تراكي‌آندزيتي منطقه داشته است. داده‌هاي ژيوشيميايي و ايزوتوپي نشان مي‌دهد كه آميختگي ماگمايي فرايند تاثير‌گذاري در تكوين سنگ‌هاي منطقه نبوده است. ‏نسبت‌هاي ايزوتوپي نيوديميم بالا و استرانسيم پايين و نيز مقادير بالاي ‏Ni، ‏Cr‏ و ‏MgO‏ در آلكالي‌بازالت‌هاي منطقه گوياي آن است كه اين سنگ‌ها از يك ماگماي به نسبت اوليه به‌وجود ‏آمده‌اند. مدل‌سازي ‏REE‏ و بررسي نسبت‌هاي عناصر فرعي و خاكي كمياب نشان مي‌دهد كه آلكالي‌بازالت‌هاي منطقه مورد مطالعه مي‌توانند از ذوب بخشي ناچيز (1 تا 3 درصدي) يك ‏اسپينل لرزوليت به‌وجود آمده باشند. ‏

Quaternary volcanic rocks are widely developed in NW of Ahar, NW Iran. Based on geochemical data, these rocks mainly consist of alkali ‎basalts, trachybasalts, basaltic trachyandesites and trachyandesites. The major- and trace-element chemistry indicates that the lavas are ‎dominantly alkaline in character. The studied rocks display microlithic porphyritic texture with phenocrysts of olivine, clinopyroxene, and ‎plagioclase ± amphibole ± biotite. Major and trace element abundances vary along continuous trends of increasing SiO2, Al2O3, K2O, Na2O, Ba ‎and Rb decreasing CaO, Fe2O3* and Cr with decreasing MgO.The volcanic rocks in this area are characterized by the LILE and LREE ‎enrichments and negative HFSE anomalies. The Sr and Nd isotopic ratios vary from 0.704463 to 0.704921and from 0.512649 to 0.512774, ‎respectively.CaO/Al2O3 ratios versus MgO, La/Sm ratios versus Rb and Ba and Zr versus Th suggest that that fractional crystallization was a ‎major process during the evolution of magmas. AFC modeling and isotopic data as well as microscopic evidence, clearly indicate that crustal ‎contamination accompanied by the fractional crystallization played an important role in petrogenesis of the trachyandesites. Also, geochemical ‎and isotopic compositions indicate that magma mixing was not essential process in the evolution of Ahar magmas. Alkali basaltswith high ‎‎143Nd/144Nd ratio, low 87Sr/86Sr ratio and high MgO, Ni and Cr contents indicate that they crystallized from relatively primitive magmas. REE ‎modelling and Trace element ratios indicate that the alkali baslats were derived by small degrees (?1-3%) of partial melting from the spinel ‎lherzolite.‎