Petrography and geochemistry of the Ab-e-Haji Formation in Central Iran: implications for provenance and tectonic setting in the southern part of the Tabas block

• Autores: Mahdi Shadan, Mahboobeh Hosseini-Barzi
• Localización: Revista mexicana de ciencias geológicas, ISSN-e 2007-2902, ISSN 1026-8774, Vol. 30, Nº. 1, 2013, págs. 80-95
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Petrografía y geoquímica de la Formación Ab-e-Haji en Iran central: implicaciones para la procedencia y el ambiente tectónico en la parte sur del bloque de Tabas
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• Resumen
  • español

    Estudios petrográficos de areniscas y geoquímica de lutitas de la Formación Ab-e-Haji del Jurásico Inferior, perteneciente a la parte sur del bloque de Tabas en Irán central, se emplearon para constreñir la proveniencia, ambiente tectónico y condiciones de intemperismo. Las areniscas están constituidas principalmente por cuarzo y fragmentos líticos sedimentarios y metamórficos de bajo grado y, por lo tanto son de naturaleza cuarzolítica (Qm38-F2-Lt60, Qt58-F2-L40). Sin embargo, el análisis modal, con presencia de líticos muy inestables, de la Formación Ab-e-Haji indica poco transporte de los componentes de las areniscas desde un cinturón de pliegues y cabalgaduras a la cuenca de antepaís. Diagramas de discriminación basados en el contenido de elementos mayores y traza indican la participación de fuentes recicladas en el depósito de la Formación Ab-e-Haji, las cuales, en la parte superior de la sección, fueron probablemente mezcladas con una fuente félsica menor. Anomalías negativas de Eu, similares a las que presentan la Lutita Australiana Post-Arqueana (PAAS, por sus siglas en inglés), así como el empobrecimiento en Ca, Na, Cs, Ba y Rb y una baja relación de K2O/Al2O3 en las lutitas estudiadas, sugiere una baja abundancia de feldespato en la fuente. El empobrecimiento en los metales de transición (Cu, Sc, Ni, Cr y V) puede explicarse por la derivación de una fuente más silícica y fraccionada que la PAAS. Además, de acuerdo con el diagrama de La-Th-Sc y las relaciones La/Sc, Th/Cr y Th/Sc, los sedimentos de la Formación Ab-e-Haji están dentro del rango de sedimentos finos derivados de fuentes silícicas. Los patrones de elementos de las tierras raras (REE) normalizados a condrita son similares a los de la PAAS, con enriquecimiento de tierras raras ligeras (LREE), anomalía negativa de Eu y un patrón casi plano de las tierras raras pesadas (HREE), características similares a las de rocas fuente con componentes félsicos y (meta)sedimentarios. Se interpreta que el desplazamiento de fallas intracuenca, como la falla de basamento activa Kuh-Banan, y la exposición de sucesiones supracrustales (cinturón de pliegues y cabalgaduras), constituyeron un área fuente mixta que aportó sedimentos a la cuenca de antepaís Ab-e-Haji. Esta actividad tectónica pudo estar relacionada con la orogenia Eo-Cimmeriana en Irán central durante el Tirásico tardío al Jurásico. Por otra parte, los datos del conteo de puntos en areniscas de la Formación Ab-e-Haji apunta a condiciones climática semihúmedas, lo cual es respaldado por los valores del índice químico de alteración de las lutitas de esta formación, los cuales indican intemperismo moderado a intenso de las rocas parentales en el área fuente.

  • English

    Sandstone petrography and shale geochemistry from the lower Jurassic Ab-e-Haji Formation, in the southern part of Tabas block, were used to constrain provenance, tectonic setting and weathering conditions. The sandstones consist mainly of quartz and sedimentary and low grade metamorphic lithic fragments and therefore, show quartzolithic nature (Qm38-F2-Lt60, Qt58-F2-L40). However, modal analysis as well as highly labile lithics in Ab-e-Haji sandstones point to short transport of sandstone components from a recycled source of a fold thrust belt to its nearby foreland basin. Discrimination diagrams based on major and trace elemen content point to a role of recycled sources for the deposition of Ab-e-Haji Formation, which at the upper part of the section were probably mixed with a minor felsic source.

    Negative Eu anomalies, similar to those displayed by Post-Archean Australian Shale (PAAS), along with depleted Ca, Na, Cs, Ba and Rb, and low K2O/Al2O3 ratios in studied shales, suggest low abundance of feldspar in the source terrane. Depletion of transition metals (Cu, Sc, Ni, Cr, and V) can be explained by derivation from a more silicic and fractionated source than the PAAS. Moreover, the geochemical results from La-Th-Sc diagram as well as La/Sc, Th/Cr, and Th/Sc ratios of Ab-e-Haji sediments are within the range of fine-grained sediments derived from silicic sources. The chondrite-normalized rare earth elements (REE) patterns of samples are similar to those of PAAS, with light REE enrichment, a negative Eu anomaly, and almost flat heavy REE pattern, similar to those of a source rock with felsic and (meta) sedimentary components. Most probably, displacement of intrabasinal faults, such as the active Kuh-Banan basement fault, and exposure of supracrustal successions (fold thrust belt) provided a mixed source area that supplied the sediments for the Ab-e-Haji foreland basin. This tectonic activity could have been related to the Eo-Cimmerain orogeny in central Iran during the Late Triassic to Jurassic. Furthermore, the point counting data from Ab-e-Haji sandstones imply a semi humid climatic condition, which is supported by the CIA (chemical index of alteration) values for the shales of this formation, which indicate moderate to intense weathering of the parent rocks in the source area.