زمین دما- فشارسنجی سنگ های گابروئیدی میزبان کانه زایی اکسیدی آهن- تیتانیوم در منطقه درگز (کمپلکس افیولیتی کهنوج)

سنگ های گابروئیدی منطقه درگز با طیف سنگ شناسی فروگابرو تا پیروکسن هورنبلند گابروی درشت بلور، پیروکسن هورنبلند گابرو ریز­بلور و هورنبلند گابرو واقع در کمپلکس افیولیتی کهنوج، میزبان کانه زایی اکسید آهن تیتانیوم هستند. الیوین ها ترکیب کریزولیت تا هیالوسیدریت دارند. ارتوپیروکسن ها و کلینوپیروکسن های بررسی شده، از نوع انستاتیت و اوژیت دیوپسیدی تا دیوپسید اوژیتی است. آمفیبول های سنگ های گابروئیدی و دایک های دیابازی با ترکیب هورنبلند گابرو، منیزیم بالایی داشته و از نوع کلسیک بوده و اغلب از نوع پارگازیت، منیزیوهاستینگزیت و منیزیوهورنبلند هستند. ترکیب پلاژیوکلازها از بیتونیت در فروگابرو و پیروکسن هورنبلند گابرو تا آندزین در هورنبلند گابرو و دایک های دیابازی متغیر است. بررسی‌های زمین دما فشار­سنجی بر پایه ترکیب کلینوپیروکسن ها و آمفیبول  ها، دماهای 750 تا 1258 (زمین دماسنج پیروکسن) و 776 تا 884 درجه سانتی گراد (زمین دماسنج پلاژیوکلاز و پلاژیوکلاز هورنبلند) را به ترتیب در فشار­های 5/2 و 6 کیلوبار برای سنگ های گابروئیدی نشان‌داد. با استفاده از این دماسنجی ها، دماهای 700 تا 1145 (زمین دماسنج پیروکسن) و 911 تا 948 درجه سانتی گراد (زمین دماسنج پلاژیوکلاز‌ هورنبلند و هورنبلند) به ترتیب در فشارهای 5/2 و 6 کیلوبار برای دایک های دیابازی تخمین‌زده شد. نتایج حاصل از زمین دما فشارسنجی سنگ های گابروئیدی و دایک های دیابازی میزبان کانه زایی اکسیدی آهن تیتانیوم منطقه درگز، با عمق جای‌گیری و تبلور ماگما (34/15 تا 20/21 کیلومتری)، در بخش بالایی گوشته بالایی مطابقت دارد. مقادیر دما و فوگاسیته بالای اکسیژن به دست آمده برای سنگ های گابروئیدی، نشان دهنده شرایط اکسیدان در پیدایش این سنگ ها به همراه کانه زایی همزادی (ارتوماگمایی) اکسید آهن تیتانیوم در حین سرد­شدن و تفریق ماگما و شکل گیری این توده ها در یک حوضه کششی پشت‌کمانی است.

Geothermobarometry of Fe-Ti hosted gabbroid rocks in the Dar Gaz district (Kahnouj Ophiolitic Complex)

IntroductionThe Kahnouj FeTi ore district is located 25 km southeast of Kahnouj city associated with the large gabbro intrusion of the Kahnouj ophiolitic complex. This ophiolite is one of the largest ophiolite assemblages of Iran (SE Iran), and part of neotethyan ophiolites (Kananian et al., 2001; Ghasemi Siani et al., 2021b). The Dar Gaz district is located in the middle part of Kahnouj ophiolitic complex and it is classified as the main ortomagmatic FeTi ore mineralization. Although the geothermobarometric of irontitanium oxide minerals in the Dar Gaz district has been studied by Karimi Shahraki et al. (2019), the geothermometry of silicate minerals (especially ferromagnesian) in the Dar Gaz gabrroic rocks has not been performed. Therefore, the main aim of this study is to determine the crystallization temperature and replacement of gabbroic rocks hosting FeTi mineralization of the Dar Gaz district, using geothermometry of ferromagnesian silicate mineral. Material and methodsA total of 100 thinpolish sections from different parts of the mining area were prepared and studied at the Iran Mineral Processing Research Center (IMPRC) and the Kharazmi University of Tehran with a Zeiss Axioplan 2 microscope. In order to achieve the temperature conditions of gabbroic rocks formation, 64 points (20 points of olivine, 13 points of clinopyroxene, 3 points of orthopyroxene, 14 points of plagioclase and 14 points of amphibole) from ferrogabbro to coarsegrained pyroxenehornblende gabbro, 42 points (11 points of olivine, 10 points of clinopyroxene, 1 point of orthopyroxene, 8 points of plagioclase and 12 points of amphibole) from pyroxenehornblende to finegrained olivine gabbro, 30 points (12 points of clinopyroxene, 10 points of plagioclase, 8 points of amphibole) from finegrained hornblende gabbro and 20 points (3 points of clinopyroxene, 11 points of plagioclase and 5 points of amphibole) from the diabasic dike of the Dar Gaz district were analyzed using CAMECA SX 100 electron microscopy (EPMA) with 20 kV and 20 nA conditions in the IMPRC. Discussion The mafic rocks of the Dar Gaz district include ferrogabbro to coarsegrained pyroxenehornblende gabbro, finegrained pyroxenehornblende gabbro, hornblende gabbro and diabasic dikes. Ferrogabbro to coarsegrained pyroxenehornblende gabbro is one of the most important host rocks for FeTi mineralization in the district.According to the thermobarometers, the formation temperature and pressure of gabbroic rocks in the Dar Gaz district are in the range of 750 to 1258°C and a pressure of 2.5 and 6 kbars (clinopyroxene and amphibole barometers), and dibasic dikes are in the range of 700 to 1145°C and a pressure of 2.5 and 6 kbars were obtained. The highest crystallization temperature related to finegrained pyroxenhornblende gabbro unit (754 to 1258 °C) is the base of the sequence.The ascending of asthenosphere in the backarc tectonic settings are from a magmatic chamber with a depth of about 15.34 to 21.20 km, and a pressure of about 4 to 8 kbars upwards. The average geometric results of pyroxeneilmenite mineral pair geothermometry and pyroxene geothermometer of these rocks, their equilibrium temperature was determined between 901 to 1228°C, which is close to the magmatic temperatures.With comparison of temperature (700 to 1258°C), pressure (4 to 8 kbars) and oxygen fugacity (19.25 to 25.25 bars) obtained for gabbroid rocks hosting FeTi oxide mineralization with the temperatures obtained from ilmenite and titanomagnetite by Karimi Shahraki et al. (2019), it can be concluded that oxide mineralization is classified as orthomagmatic and occurs during the replacement, cooling and fraction of basic magma and formation of gabbroid intrusion associated with fractional crystallization. ConclusionThermometry of pyroxenes at 2.5 kbars pressure indicates a temperature of 750 to 1258 °C for gabbroid bodies and 700 to 1145 °C for diabaic dikes. Thermometry of plagioclase and hornblendeplagioclase at 6 kbars pressure for coarsegrained ferrogabbro, finegrained pyroxenehornblende gabbro, hornblende gabbro and diabasic dikes are 868, 884, 776 and 784 °C, respectively. Amphibole thermometers at 6 kbar pressure for coarsegrained ferrogabbro, finegrained pyroxenehornblende gabbro, hornblende gabbro and diabasic dikes are 911, 948, 937 and 946°C, respectively. Comparison of temperature, pressure and high oxygen fugacity values obtained for gabbroic rocks and ilmenite and titanium magnetite ores of the Dar Gaz district, indicating oxidation conditions associated with fractional crystallization is the main factor for control of orthomagmatic mineralization in the backarc environment.