تحول سازوکار آتشفشانی در بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه-دختر

در این پژوهش پایگاه ژئوشیمی زمین‌مرجع متشکل از 99 آنالیز شیمیایی در طول حدود 200 کیلومتر از بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه‌دختر (از شمال تا شرق اصفهان) مورد کنکاش قرار‌گرفت. این محدوده بین طول های جغرافیایی ´15°51 و ´57°52 شرقی و عرض های جغرافیایی ´35°32 و ´47°33 شمالی واقع‌شده است. این پایگاه داده از بین داده‌های ژئوشیمیایی سنگ کل منتشر‌شده در پهنه مورد بررسی که دو شرط مهم را داشته اند، انتخاب شدند. اول اینکه داده ها دارای مختصات جغرافیایی صحیح و یا نقشه مختصات دار باشند، دوم اینکه آنالیزها توانایی تفکیک سری های ماگمایی و تشخیص آداکیت ها را داشته باشند (عناصر کمیاب y، yb، lu، sr با دقت مناسب گزارش شده اند). این آنالیزها در سه دسته سنی ائوسن، الیگوسن پلیوسن و پلیوکواترنر قرار می گیرند. یک نمودار جریانی برای شناسایی سری ماگمایی نمونه ها طراحی‌شد و کلیه داده ها به‌صورت نظام مند بر مبنای آن مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که ماهیت ماگماتیسم فاز اول اغلب کالک‌آلکالن، فاز دوم معمولاً شوشونیتی و فاز سوم اغلب آداکیتی بوده است. با استفاده از نمودارهای تعیین درصد ذوب‌بخشی سنگ های ماگمایی مشخص شد که نمونه های کالک‌آلکالن از ذوب‌بخشی حدود 15 درصد گوه گوشته ای اسپینلگارنت لرزولیت به‌دست آمده‌اند. برآورد می شود که نمونه های شوشونیتی از ذوب‌بخشی حدود 3 درصد گوه گوشته ای با ترکیب اسپینل‌گارنت لرزولیت حاصل شده اند. آداکیت ها حاصل ذوب پوسته اقیانوسی فرورانده‌شده هستند و بر اساس درصد ذوب‌بخشی منشا به دو دسته قابل تفکیک اند. دسته اول، نمونه های منطقه کجان و کهنگ که از ذوب‌بخشی حدود 10 درصد گارنت آمفیبولیت حاصل شده اند و دسته دوم، نمونه های منطقه جوشقان قهرود که نزدیکی بیشتری با سنگ منشا هورنبلند اکلوژیت دارند، ذوب‌بخشی حدود 6 درصد نشان می دهند.البته باید توجه داشت این تفاسیر برمبنای داده‌های موجود است و در آینده با در دست‌ داشتن داده‌های صحیح مختصات‌دار بیشتر، این پایگاه داده می‌تواند کامل تر شده و ارزیابی دقیق تری از تحولات ژئوشیمی سنگ های آتشفشانی منطقه ارائه نماید.

Evolution of the volcanic mechanism in the central part of the Urumieh-Dokhtar magmatic arc

IntroductionCenozoic volcanic activities in the UrumiehDokhtar Magmatic Arc (UDMA) have occurred in three main pulses of Eocene, upper OligocenePliocene, and PioQuaternary (Dilek et al., 2010, Sayari, 2015). Magmatic activities in the UDMA until a few years ago were marked with calcalkaline and occasionally shoshonitic signatures. Recent studies have reported postcollisional adakites in some parts of the UDMA (e.g., Ghadami et al., 2008; Omrani et al., 2008; Sayari, 2015; Sayari and Sharifi, 2018). Since magmatic genesis of calcalkaline, shoshoitic, and especially adakites are absolutely different, variation in the volcanism nature of Iran is a key to recognition of geodynamic evolution of Iran. This study tries to analyze the volcanic evolution in the central part of the UDMA by systematically processing of geochemical database for three main Cenozoic volcanic pulses.     Materials and methodsWhole rock reliable ICPMS analysis data from scientific texts having exact location coordinates were gathered to form a geochemical geodatabase which includes 99 samples. This database spatially covers around 200 km in the central part of the UDMA from 51°15´E and 33°47´N (north of Isfahan) to 52°57´E and 32°35´N (east of Isfahan).   ResultsAnalysis of the geochemical geodatabase indicates that none of the samples belong to alkaline and tholeiitic magmatic series. About 71 percent of group 1 (volcanic pulse of Eocene) are calcalkaline, and the remaining 29 percent are shoshonitic. About 67 percent of group 2 (volcanic pulse of OligoceneMiocene) are shoshonitic, and the remaining 33 percent are calcalkaline. About 88 percent of group 3 (volcanic pulse of PlioQuaternary) are adakite, and the remaining nearly 12 percent are both calcalkaline/shoshonitic (samples CN4, JS13, OG4 and SK1 of Khodami, 2009). Adakitic samples are situated in two areas in JoshaghanGhohrud and KajanKahang. Sayari and Sharifi (2018) showed that there is a correlation between UDMA adakites and positive lithospheric thickness anomalies. They showed that adakites in the central part of UDMA are restricted to 4 regions exactly where lithosphere and crust are anomalously thicker than the surrounding. In the areas where adakites lie, lithosphereasthenosphere boundary (LAB) is situated deeper than 212 km (Sayari and Sharifi, 2018). The geochemical aspect of the studied adakites which are all related to the third volcanic pulse of UDMA shows that they have been derived from the subducted slab. They do not have adakitelike or crustderived adakites characteristics. DiscussionThe results indicate that volcanic activities from Eocene to Quaternary have evolved from calcalkaline to shoshonitic signatures and then turned into adakitic nature. Calcalkaline and shoshonitic magmatism resulted from partial melting of the mantle wedge, while adakitic magmatism resulted from partial melting of the subducted slab. This means that the origin of the third volcanic pulse has shifted from mantle wedge to slab. According to the La/Sm versus La diagram (Aldanmaz, 2000) calcalkaline samples have been derived from about 15% partial melting of the spinelgarnet lherzolite, and the shoshonitic samples have resulted from about 3% partial melting of the spinelgarnet lherzolite. Based on La/Yb versus Yb diagram (Bourdon et al., 2002), adakites from KajanKahang have been derived from about 10% partial melting of the garnet amphibolite. Moreover, the Adakites from JoshaghanGhohrud have resulted from about 6% partial melting of the hornblende eclogite. AcknowledgmentThe authors would like to thank the management of the Regional Water Company of Isfahan, Graduate School of the University of Isfahan, and Ms. Fatemeh Darvishzadeh.T ReferencesAldanmaz, E., Pearce, J.A., Thirlwall, M.F. and Mitchell, J.G., 2000. Petrogenetic evolution of late Cenozoic, postcollision volcanism in western Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 102(1–2): 67–95. https://doi.org/10.1016/s03770273(00)001827Bourdon, E., Eissen, J.P., Gutscher, M.A., Monzier, M., Samaniego, P., Robin, C., Bollinger, C. and Cotton, J., 2002. Slab melting and slab melt metasomatism in the Northern Andean Volcanic Zone: adakites and highMg andesites from Pichincha volcano (Ecuador). Bulletin de la Société Géologique de France, 173(2): 195–206. https://doi.org/10.2113/173.3.195Dilek, Y., Imamverdiyev, N. and Altunkaynak, S., 2010. Geochemistry and tectonics of Cenozoic volcanism in the Lesser Caucasus (Azerbaijan) and the periArabian region: collisioninduced mantle dynamics and its magmatic fingerprint. International Geology Review, 52(4–6): 536–578.Ghadami, G., Moradian, A. and Mortazavi, M., 2008. Postcollisional Plio–Pleistocene adakitic volcanism in Central Iranian volcanic belt: geochemical and geodynamicimplications. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 19(3): 223–235. Retrieved June 11, 2021 from https://journals.ut.ac.ir/pdf_31896_3d5550b30b2590c75543469f305410a2.htmlKhodami, M., 2009. Petrology of PlioQuaternary volcanic rocks in southeast and northwest of Isfahan. Ph.D. Thesis, University of Isfahan, Isfahan, Iran, 174 pp. (in Persian with English abstract) Retrieved June 11, 2021 from https://lib.ui.ac.ir/dL/search/default.aspx?Term=6027 Field=0 DTC=3Omrani, J., Agard, P., Witechurch, H., Benoit, M., Prouteau, G. and Jolivet, L., 2008. Arc magmatism and subduction history beneath the Zagros Mountains, Iran: a new report of adakites and geodynamic consequences. Lithos, 106(3–4): 380–398. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2008.09.008Sayari, M., 2015. Petrogenesis and evolution of OligocenePliocene volcanism in the central part of UrumiehDokhtar Magmatic Arc (NE of Isfahan). Ph.D. Thesis, University of Isfahan, Isfahan, Iran, 195 pp. (in Persian with English abstract) Retrieved June 11, 2021 from https://lib.ui.ac.ir/dl/search/default.aspx?Term=12518 Field=0 dtc=3Sayari, M., Sharifi, M., 2018. Anomalies in the depth of the asthenospheric mantle: key to the enigma of adakites in the UrumiehDokhtar magmatic arc. Neues Jahrbuch für MineralogieAbhandlungen: Journal of Mineralogy and Geochemistry, 195(3): 227–245. https://doi.org/10.1127/njma/2018/0093