ژئوشيمي، خاستگاه ژئوديناميكي و منشأ احتمالي ارتوگنيس‌هاي كوهستان بلقيس، شمال باختري ايران

Geochemistry, geodynamic setting and probable origin of orthogneiss in Belqeis Mountain (NW of Iran

منطقه­ مورد مطالعه در شمال­ خاوري تكاب به عنوان بخشي از مجموعه دگرگوني تكاب شامل سنگ ­هاي دگرگوني مختلف همانند شيست­ه اي رسي، ارتوگنيس، متابازيت­ ها و متااولترامافيك ­ها و مرمر است. اين سنگ ­ها بخشي از پوسته­ قاره­اي ايران زمين هستند كه بر اثر عملكرد فازكوه زايي پان­آفريكن در پروتوروزوييك پاياني - كامبرين آغازين دگرگون و دگرريخت شده ­اند و بر اثر عملكرد فاز كوه زايي آلپ پاياني در ترشياري، توسط توده ­هاي نفوذي بسياري با تركيب حدواسط تا اسيدي مورد هجوم قرار گرفته ­اند. بر پايه داده­هاي ژئوشيميايي، سنگ مادر ارتوگنيس‌هاي كوهستان بلقيس پتاسيمبالاست و به سري ماگمايي كالك­آلكالن تعلق دارد و فرايند­هاي تفريق بلوري و آميختگي ماگمايي نقش بسزايي در تحول آن داشته است. الگوي تغييرات عناصر كمياب بهنجار شده با كندريت و گوشته اوليه نشان‌دهنده غني­شدگي اين سنگ­ها از LREE و LILE، تهي­شدگي آنها از HREE و HFSE و وجود بي‌هنجاري­هاي منفي Eu, Nb, Ti, Ba, Sr, P در بيشتر نمونه­هاست كه اين در كنار موقعيت نمونه­ ها در نمودارهاي تمايز محيط زمين‌ساختي و نيز ميزان پايين TiO2 و P2O5 همراه با نسبت پايين Nb/Zr نشان از شكل‌گيري سنگ­هاي مورد مطالعه در محيطي مرتبط با فرورانش و حاشيه فعال قاره­اي تا محيطي برخوردي دارد. همچنين شواهدي همچون نسبت La/Nb بزرگ‌تر از 1 نمونه­ هاي مورد مطالعه، مقدار به نسبت بالاي نسبت­ هاي (Zr/Nb (14.7), Th/Nb (1.5), Ba/Nb (58), La/Nb (3 و (Ti/Zr (14.9، نسبت­ هاي La/Sm)n, Nb/Ce) كه به مقادير ارائه شده براي پوسته (به ­ترتيب برابر با 0/23 و 4/52) بسيار نزديك است (به‌طور ميانگين برابر با 0/24 و 3/76 )؛ همگي منشأ گوشت ه­اي محض را براي نمونه ­هاي مورد مطالعه رد مي‌كنند و به نظر مي­رسد تلفيقي از ماگماهاي پوسته­اي و گوشته­اي در تكوين اين نمونه ­ها دخيل بوده است. همه اين ويژگي­ هاي ژئوشيميايي در كنار رخنمون سنگ­هاي افيوليتي و زمين‌درزهاي كهن (سرپانتينيت ­ها، متامافيك و متا اولترامافيك ­ها) در پيرامون اين سنگ­ هاي دگرگوني درجه متوسط تا بالا نشان مي‌دهد كه پس از پايان فرورانش سنگ‌كره اقيانوسي، رژيم برخوردي در منطقه حاكم شده است.

As a part of Takab Metamorphic Complex (TMC), Belqeis Mountain has a variety of metamorphic rocks including orthogneiss, pelitic schists, meta-ultramafics and mafic rocks and dolomitic marbles. This complex was metamorphosed, faulted and folded during Late Neoproterozoic-Early Cambrian Pan-African orogeny and invaded by granitoid pertinent to the subduction of the Neo-Tethys oceanic crust beneath the Iranian crust during Tertiary. Geochemically, the protolith of orthogneiss of Belqeis Mountain is high K and has calc-alkaline affinity and both fractional crystallization and magma mixing have been incorporated significantly to produce the protolith of them. The pattern of trace elements normalized to chondrite and primitive mantle points to enrichment in LILE and LREE, depletion of HFSE and HREE and shows negative anomalies in Eu, Ba, Nb, Sr, Ti and P. Depletion in HFSE was accompanied with enrichment of LILEs and LREEs indicating the generation of protolith in subduction setting related to active continental margins. Tectonic discrimination diagrams suggest a combination of volcanic arc and continental collision settings for the studied samples. There are many evidence including La/Nb>1 and relatively high values of several ratios such as Zr/Nb (14.7), Th/Nb (1.5), Ba/Nb (58), La/Nb (3), Ti/Zr (14.9), Nb/Ce (0.24) and (La/Sm)n (3.76),close to crust values, confirming that mantle was not incorporated solely but both crust and mantle sources were contributed in origin of these rocks. All aforementioned points in addition to occurrence of paleo-suture zone and ophiolitic rocks (i.e. serpentinites, meta-mafic and meta-ultramafic rocks) around these medium to high grade metamorphic rocks confirm that subduction of an oceanic lithosphere followed by collision in the study area.