background image

www.geologicacarpathica.sk

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

, APRIL 2011, 62, 2, 171—180                                                          doi: 10.2478/v10096-011-0014-y

The ammonium content in the Malayer igneous and

metamorphic rocks (Sanandaj-Sirjan Zone, Western Iran)

VAHID AHADNEJAD

1*

, ANN MARIE HIRT

2

, MOHAMMAD-VALI VALIZADEH

3

 and

SAEED JABBARI BOKANI

4

1

Geology Department, Payame Noor University (PNU), 19395-4697 Tehran, Iran;  *ahadnejad@khayam.ut.ac.ir

2

Institute of Geophysics, ETH-Zürich, Sonneggstrasse 5, CH-8092 Zürich, Switzerland

3

School of Geology, University College of Science, University of Tehran, Tehran

4

Geological Survey of Iran (GSI), Azadi sq. Meraj St. P.O. Box 13185—1494, Tehran

(Manuscript received April 7, 2010; accepted in revised form October 11, 2010)

Abstract:  The  ammonium  (NH

4

+

)  contents  of  the  Malayer  area  (Western  Iran)  have  been  determined  by  using  the

colorimetric method on 26 samples from igneous and metamorphic rocks. This is the first analysis of the ammonium
contents of Iranian metamorphic and igneous rocks. The average ammonium content of metamorphic rocks decreases
from low-grade to high-grade metamorphic rocks (in ppm): slate 580, phyllite 515, andalusite schist 242. In the case of
igneous rocks, it decreases from felsic to mafic igneous types (in ppm): granites 39, monzonite 20, diorite 17, gabbro 10.
Altered  granitic  rocks  show  enrichment  in  NH

4

+

  (mean  61 ppm).  The  high  concentration  of  ammonium  in  Malayer

granites may indicate metasedimentary rocks as protoliths rather than meta-igneous rocks. These granitic rocks (S-types)
have  high  K-bearing  rock-forming  minerals  such  as  biotite,  muscovite  and  K-feldspar  which  their  potassium  could
substitute with ammonium. In addition, the high ammonium content of metasediments is probably due to inheritance of
nitrogen  from  organic  matter  in  the  original  sediments.  The  hydrothermally  altered  samples  of  granitic  rocks  show
highly enrichment of ammonium suggesting external sources which intruded additional content by either interaction
with metasedimentary country rocks or meteoritic solutions.

Key words: Iran, Sanandaj-Sirjan Zone, Malayer, igneous rocks, metasedimentary rocks, ammonium.

Introduction

Recent research has revealed that geological nitrogen has an
important role in geological problems such as lithogeochem-
ical  explorations  (Ridgway  et  al.  1990;  Glasmacher  et  al.
2003),  biogeochemical  implications  (Boyd  2001;  Holloway
&  Dahlgren  2002),  environmental  studies  (Crews  et  al.
2001),  and  petrological  investigations  (Honma  &  Itihara
1981; Hall 1999).

Nitrogen is a rare element in igneous rocks which is signif-

icant  for  nutrition  of  soils  and  has  an  important  role  in  pe-
trology.  It  includes  an  inorganic  component  as  fixed
ammonium,  incorporated  into  potassium  sites  of  minerals
and,  generally,  concentrated  in  micas,  feldspars,  and  clay
minerals.  Nitrogen  in  low-grade  metamorphic  and  igneous
rocks  occurs  as  NH

4

+

,  and  in  sediments  and  sedimentary

rocks  as  NH

3

  (Wedepohl  1978;  Halama  et  al.  2010).  The

concentration of NH

4

+

 in igneous rocks is generally related to

the kind and amount of the silicate minerals and the ammo-
nium contents that are available for fixation during the exist-
ence  of  the  minerals  (Stevenson  1962).  The  NH

4

ion  has  a

similar estimated ionic radius to that of K

(NH

4

+

 – 1.66

 

Å

,

K

+

  – 1.59 

Å

),  which  tends  to  explain  the  presence  of  am-

monium  in  K-bearing  minerals.  Because  of  the  stability  of
(NH

4

+

)  in  high  temperature  conditions  and  its  survival  in

metamorphism, the concentration of geological nitrogen as a
geochemical tracer in the rocks would be important to crustal
processes. In the igneous rocks it is linked to their protolith;
if  they  originate  from  melting  of  metasedimentary  rocks  or

assimilated by crustal component, their NH

4

+

 concentrations

could  be  high.  The  hydrothermal  activity  and  hydrothermal
fluids  could  readily  transport  NH

4

+

  from  other  systems  into

rocks and cause the enrichment of altered samples in NH

4

+

.

Several researchers have reported different mean concentra-

tion  of  N  for  igneous  (e.g.  Wedepohl  1978;  Hall  1999)  and
low-grade metamorphic rocks (e.g. Juster et al. 1987). Wede-
pohl  (1978)  reported  an  average  N  concentration  of  around
20 ppm for granitoids and half of that amount for the gabbroic
and dioritic rocks, whereas Hall (1999) suggested 35 ppm for
the  granitic,  6  and  2 ppm  for  the  gabbroic  and  dioritic  rocks
respectively. Juster et al. (1987) pointed out that the low-grade
metamorphic rocks routinely contain 200—400 ppm NH

4

+

.

Hall  (1993a)  believed  that  the  differences  and  uncertain-

ties on ammonium contents of rocks may have three reasons:
(1)  Because  analytical  determination  of  ammonium  and  ni-
trogen in igneous rocks was developed recently and was not
easy in the past, few workers tend to measure this element in
their  studies  and  there  is  not  enough  data  from  worldwide
rock types to gain a precise average content; (2) Determina-
tion of ammonium in igneous rocks and especially volcanic
types is difficult because of their very low ammonium con-
tent; (3) Geological processes such as alteration and country
rocks can affect enrichment of ammonium.

In this study, we performed the first ammonium measure-

ments on Iranian rocks which consist of the Malayer plutonic
and  metasedimentary  country  rocks  in  the  Sanandaj-Sirjan
Zone of Western Iran, for assessing its importance in the pet-
rological processes.

Ǻ

 

Ǻ

 

background image

172

AHADNEJAD, HIRT, VALIZADEH and JABBARI BOKANI

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

Geological setting

Sanandaj-Sirjan Zone

The investigated area is located within the Sanandaj-Sirjan

Zone (SSZ) which is a part of the Zagros orogeny. The SSZ
has  1500 km  length  from  northwest  (Sanandaj)  to  southeast
(Sirjan) in the western part of Iran and a width of 150—200 km
(Mohajjel  &  Fergusson  2000)  (Fig. 1).  It  separated  from  the
Arabian platform during the Late Triassic to the Early Juras-
sic. Mesozoic rocks are dominant in this zone and Paleozoic
rocks generally are common in the southeastern part (Berberi-
an  1995).  The  SSZ  is  characterized  by  metamorphosed  and
complexly  deformed  rocks  associated  with  abundant  de-
formed and undeformed plutons, as well as widespread Meso-
zoic volcanics. These magmatic rocks, including the Malayer
intrusive complex, generally have calc-alkaline affinities (e.g.
Ahmadi-Khalaji et al. 2007; Azizi & Jahangiri 2008; Ahadne-
jad et al. 2008a; Ghalamghash et al. 2009).

Malayer intrusive complex

The Middle—Jurassic Malayer intrusive complex is an elon-

gated batholith in the northern part of the SSZ. It is composed
of  granite,  granodiorite,  diorite  and  some  small  monzonitic
and gabbroic bodies (Fig. 1). It is 35 km in length and 10 km
in  width  and  located  in  the  southwest  part  of  Malayer  city,
Western  Iran.  The  Malayer  complex  underwent  deformation

in  the  high-strain  shear  zone  and  gained  a  NW—SE  direction
parallel  to  the  SSZ.  Major  structural  features  include  thrust
faults, strike-slip faults, and a variety of cleavages and folia-
tions. Variable composition of rocks indicated different source
rocks and hybridization of mafic and felsic magmas. Analysis
of  selected  samples  using  ICP  showed  that  they  have  SiO

2

(wt. %) content from 46.82 (gabbro) to 77.35 (alkali-granite).
They  are  highly  peraluminous  to  metaluminous  with  high-K
calc-alkaline affinity (Ahadnejad et al. 2008a).

The  field,  petrography,  geochemistry,  geochronology  and

isotopic data imply that the granitoids are the hybrid products
of partial mixing between basic and granitic melts, generating
hybrid phases, such as the tonalitic rocks. During ascent and
emplacement of magma, mixing was followed by assimilation
of metasedimentary country rocks. The assimilation and con-
tamination  are  shown  by  metasedimentary  enclaves  and  an-
dalusite  xenocrysts  occurrences  in  the  granitoids  especially
next to the contacts. This feature has been detected in the Ma-
layer  pluton,  where  initial 

87

Sr/

86

Sr  ratios  increase  from  an

average of 0.7085 in the marginal Q-diorites and the 0.7087
in granodiorites, to ca. 0.7011 in the syenogranites from the
central part of pluton (Ahadnejad et al. 2011). Furthermore,
co-existence  of  antagonistic  mineral  assemblages  (e.g.
allanite + titanite + monazite + hornblende + muscovite + …)  in-
dicate  that  primary  magma  originating  from  the  mid  to  lower
crust  contaminated  by  supracrustal  materials  and  the  overall
composition is significantly affected by this process. The scat-
tered pattern of elements may have been caused by this process.

Fig. 1. Schematic map of Malayer area and its location (star) in the Sanandaj-Sirjan Zone, Western
Iran. The sample number and positions are shown as well.

U-Pb  zircon  ages  (Middle—

Jurassic)  has  been  obtained
from all rock types of complex
(Ahadnejad  et  al.  2011)  indi-
cate  that  emplacement  of  this
pluton  was  performed  during
the  subduction  of  Neotethys
under Central Iran in an active
continental  margin  tectonic
setting.  In  the  Pearce  et  al.
(1984) 

discrimination 

dia-

grams  the  studied  rocks  plot
mostly within the field of vol-
canic  arc  granites  (VAG)
(Fig. 2a  and  b).  Most  of  the
data  are  plotted  in  the  peralu-
minous  field  in  the  A/NK—A/
CNK  diagram  (Shand  1943).
Despite  relatively  high  A/
CNK values, the granitic suite
displays  some  affinities  with
I-type  granitoids,  and  some
samples  contain  hornblende
and  allanite.  The  distribution
of  samples  in  the  diagrams
FeO

t

/MgO  versus  10000 Ga/

Al  (Fig. 2d)  and  Nb  versus
10000 Ga/Al  (Fig. 2e)  pro-
posed by Whalen et al. (1987)
do not suggest A-type charac-
ter for Malayer granitoids.

background image

173

THE AMMONIUM IN THE MALAYER IGNEOUS AND METAMORPHIC ROCKS (WESTERN IRAN)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

Petrographic studies show that the texture of the granitoids

is mainly granular to porphyroid (Fig. 3a). They have mafic
microgranular and metasedimentary enclaves

 

which occur as

angular to ellipsoidal shapes ranging from several cm to 0.6
meter in size. The mafic microgranular enclaves are dioritic
in composition. The rock-forming minerals are mainly com-
posed  of  K-feldspar  (orthose  and  microcline),  plagioclase,
quartz, biotite and minor hornblende and muscovite. The ac-
cessory minerals are garnet, tourmaline, andalusite, cordier-
ite,  allanite,  titanite,  zircon  and  apatite.  The  andalusite  is
mostly  observed  in  the  contact  of  granitoids  and  metasedi-
mentary country rocks. It has reaction rims containing aggre-
gates  of  quartz,  andalusite,  muscovite,  and  biotite  with
symplectitic  relationships  which  imply  its  disequilibrium
with  the  melt.  Clarke  et  al.  (2005)  indicate  that  these  dise-
quilibrated  andalusites  in  the  granitoid  rocks  cannot  have  a
magmatic  origin  and  are  considered  to  be  xenocrystic  de-
rived  from  local  peraluminous  country  rocks.  They  may  be
released from disaggregating, contact-metamorphosed meta-
pelites into a silicate melt and, in general, such xenocrystic
grains would be out of chemical equilibrium with that melt.
Feldspars are euhedral to subhedral and frequently show ex-
solution  lamellas  of  albite  (microperthite)  (Fig. 3b).  Plagio-
clase  minerals  show  polysynthetic  twinning  and  zoning.
They experienced mechanical crash and their crash zones are

filled by quartz and alkali feldspar. Quartz shows undulatory
extinction.  Myrmekites  can  frequently  be  observed  around
feldspars.  The  secondary  minerals  formed  by  alteration  are
muscovite, clinozoisite, sericite, clay minerals, chlorite, cal-
cite and Fe-oxides.

The dioritic unit is located in the southeastern part of the

complex  and  is  accompanied  by  subordinate  gabbroic  and
quartz  monzodioritic  rocks.  It  is  lenticular  in  shape,  medi-
um- to coarse-grained, dark-coloured and mainly consists of
plagioclase, amphibole, biotite, K-feldspar, and minor quartz
(Fig. 3c). Accessory minerals are apatite, zircon, epidote and
opaque  minerals.  Andalusite  minerals  are  occasionally  seen
as xenocrysts. Apatite occurs as euhedral prismatic and acic-
ular shapes resulting from rapid cooling of minor mafic com-
ponents added to intermediate or felsic magma chambers.

A subordinate gabbroic unit is located in the corner of the

diorite.  It  is  dark-coloured,  medium-  to  coarse-grained  and
its  main  constituents  are  plagioclase,  amphibole,  olivine,
augite,  and  minor  biotite  and  alkali  feldspar  (Fig. 3d).  The
apatite, epidote, and opaque minerals are accessory minerals.

Hydrothermal alterations in the Malayer granitic rocks are

moderate  and  mainly  occur  on  the  corners  of  bodies,  local
shear zones and fractures. The major observed types of alter-
ations are: sericitization, silicification, chloritization, oxida-
tion  and  tourmalinization.  Sericitization  is  the  most

Fig. 2. – Ta versus Yb diagram and b – Nb versus Y (after Pearce et al. 1984) for studied rocks showing a volcanic arc setting. c – Most
of the data are plotted in the peraluminous field in A/NK—A/CNK diagram (Shand 1943). d – FeO

t

/MgO versus 10000Ga/Al and e – Nb ver-

sus 10000Ga/Al (Whalen et al. 1987) do not show A-type feature for Malayer granitoids.

background image

174

AHADNEJAD, HIRT, VALIZADEH and JABBARI BOKANI

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

widespread alteration in the rocks. It is common in feldspars
(plagioclase and alkali-feldspar) and sericitized grains reflect
the zoning. This alteration implies low pH (acidic) conditions
of  the  mineralized  fluid  (Faulkner  1992).  Chloritization  is
generally  observed  along  with  sericitization  due  to  alteration
of mainly mafic minerals (biotite and amphibole). Amphibole
and  plagioclase  minerals  have  also  been  altered  into  calcite.
The replacement of the feldspar by epidote and sericite and the
hornblende and biotite by chlorite is common and characterit-
ic of the hydrothermal alteration associated with contact meta-
morphism.

Some  small  veins  and  veinlets  of  quartz  and  also  small

quartz crystals are formed due to silicification and rocks are
normally silicified along faults and fractures. Tourmaliniza-
tion in the magmatic rocks occurs as small patches and vein-
lets  and  is  mainly  found  in  contact  with  country  rocks.
Despite  lack  of  mineral  chemistry,  the  field  observations
demonstrate  that  tourmaline  has  probably  originated  from
hydrothermal  fluids.  On  the  field  scale,  the  brown  surfaces
of  the  granitic  hills  demonstrate  chloritization  and  the  iron
oxide varnish of rocks. Locally, these rocks have been deep-
ly weathered and intensely arenized to form soils which are

used  as  wheat  farms  and  almond-tree  gardens  and  have  a
sharp boundary with non-granitic country rocks.

To quantify alteration, the Ishikawa et al. (1976) alteration

index  (AI)=100*(K

2

O+MgO)/(K

2

O+MgO+Na

2

O+CaO)  was

measured for all the granitic samples (Table 2). The key reac-
tions  measured  by  the  index  involve  the  breakdown  of  sodic
plagioclase and replacement by sericite and chlorite:

3NaAlSi

3

O

8

+K

+

+2H

+

= K Al

3

Si

3

O

10

(OH)

2

+6SiO

2

+3Na

+

     Albite                           Sericite             Quartz

2KAl

3

Si

3

O

10

(OH)

2

+3H

2

SiO

3

+9Fe

2+

+ 6Mg

2+

+ 21H

2

O =

           Sericite

= 3Mg

2

Fe

3

Al

2

Si

3

O

10

(OH)

8

+2K

+

+28H

+

             Chlorite

Reaction (1) involves a loss of Na

2

O (and CaO) and a gain

of K

2

O, whereas reaction (2) involves a loss of K

2

O and gains

in  FeO  and  MgO,  on  the  basis  of  constant  Al

2

O

3

.  Samples

Nos. 116  and  161  display  expectedly  high  AI  values  (91 %
and 92 %, respectively) and are located in the altered field of
Wilt  (1995)  but  sample  No. 106  has  a  low  value  (ca.  41 %)

Fig. 3. Photomicrographs of Malayer igneous rocks. a – The porphyroid texture of granodiorite (XPL). b – Exsolution lamellas of albite
(microperthite) in the alkali-feldspar. c – Diorite minerals (XPL). d – The olivine has been largely replaced by symplectic intergrowths
in the gabbroic rocks (XPL). (Mineral abbreviations from Kretz 1983).

(1)

(2)

background image

175

THE AMMONIUM IN THE MALAYER IGNEOUS AND METAMORPHIC ROCKS (WESTERN IRAN)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

which  plots  in  the  fresh  field  (Fig. 4).  The  samples  116  and
161  are  from  syenogranite  and  monzogranite,  respectively.
The  alteration  of  these  samples  consists  of  sericitization  of
plagioclase,  chloritization  of  biotite  and  secondary  musco-
vitization of the K-feldspar phenocrysts. The high K content
of  these  samples,  therefore,  could  be  ascribed  to  sericitized
plagioclase and secondary muscovite. The occurrence of an-
dalusite caused the high Al-content in sample No. 161. Sam-
ple  No. 106  is  from  granodiorite  and  shows  alteration  of
K-feldspar  and  biotite  to  albite,  muscovite,  chlorite  and  epi-
dote.  This  is  consistent  with  sodic-calcic  alteration  which  is
supported  by  a  chemical  analysis  that  displays  high  contents
of Na

2

O and CaO (Table 2). Despite decreases of ammonium

due to alteration of K-feldspar to sodic plagioclase (i.e. albite-
oligoclase)  (Honma  &  Itihara  1981)  and/or  epidote,  musco-
vitization of K-feldspar and chloritization of biotite probably
caused  substantial  enrichment  of  this  sample  from  ammoni-
um. This feature is in good agreement with  Hall’s (1993a) ar-
gument  about  the  high  ammonium  content  of  chloritized  bi-
otite.  Furthermore,  Honma  &  Itihara  (1981)  showed  that  the
muscovite  contains  an  average  of  ~ 40 %  of  N  concentration
in a rock. With respect to high Na

2

O, FeO, MgO and CaO and

low K

2

O content of 106 it is concluded that the reaction (2) is

responsible for alteration in this sample which is supported by
petrographic  observations  of  chloritization.  In  addition,  a
characteristic  feature  of  this  sample  is  high  Cl  concentration
which could provide a potential for ammonium concentration
via  ammonium-chlorite  bearing  inorganic  compounds?  (e.g.
NH

4

ClO, NH

4

ClO

2

, etc.). However, minerals such as amphib-

oles,  biotite  and  apatite  could  contain  chlorine.  On  the  other
hand, sample No. 56 from fresh samples shows a high AI val-
ue (ca. 81 %). Concerning petrography it seems that it is in the
incipient  step  of  alteration  via  reaction  (1)  as  shown  by  low
Na

2

O and fairly high K

2

O and H

2

O. The MgO content of this

sample is high due to occurrence of augite (clinopyroxene).

The occurrences of tonalite, granodiorite and diorite as hy-

brid  rocks,  existing  of  disequilibrated  andalusites,  garnet,  al-
lanite, acicular apatite, titanite and cordierite in the rocks, and
mafic  microgranular  and  metasedimentary  enclaves  implied
that they were probably produced by interaction of mafic and

Fig. 4. Alteration diagram proposed by Wilt (1995) (weight percent
of SiO

versus Alteration Index = (MgO + K

2

O)/(Na

2

O + K

2

O + CaO-

+ MgO) * 100) shows the altered and fresh samples fields.

felsic rocks accompanied by assimilation into metasedimenta-
ry  rocks.  This  is  supported  by  high  values  of 

87

Sr/

86

Sr

(0.70797 to 0.7108) which are measured for all plutonic rock
types at Isotope Geochemistry and Mineral Resources, ETH-
Zurich,  Switzerland,  using  the  ID-TIMS  technique.  In  addi-
tion, the high- and low-field anisotropy of magnetic suscepti-
bility (AMS) and paleomagnetic analysis that were performed
by the first author at the Paleomagnetic Laboratory of the In-
stitute  of  Geophysics  at  ETH,  show  that  the  igneous  rocks
have  low  magnetic  susceptibility  (4—706  SI)  and  belong  to
the ilmenite-series of Ishihara (1977). The value of 3 10

—3

 SI

unit (equivalent to 100 10

—6

 emu/g unit of Ishihara 1979) is

usually taken as the boundary dividing the magnatite- and il-
menite-series granitoids. The high field analyses (HFA) on the
39 among 90 drilled cores from throughout the pluton shows
that all the samples are composed of dominant paramagnetic
components except for 3 samples (8 %) which show a ferro-
magnetic  character  (Ahadnejad  et  al.  unpubl.  data).  Finally,
the biotite geochemistry of the rocks (Ahadnejad et al. 2008b)
displays  a  reduced  magma  fugacity  (10

—15

  to  10

—10 

bar)  for  a

crystallizing temperature of 700 °C at QFM buffer.

Metasedimentary rocks

The  regional  metamorphic  rocks  are  slate,  phyllite,  and

schist.  Quartz,  muscovite,  biotite  and  K-feldspar  are  the  main
components of the rocks. The micas arranged into preferred ori-
entations  and  caused  slaty  cleavages  in  slates  (Fig. 5a).  The
slates  and  phyllites  show  granular  and  lepidoblastic  to  lepido-
granoblastic  textures,  respectively.  Andalusite  and  garnet  are
the  major  porphyroblasts  in  the  schists  (Fig. 5b).  These  rocks
are  composed  of  biotite,  muscovite,  quartz  and  feldspars.  The
schistosity of the rocks is oriented in the NW-SE direction. Ac-
cording to the diagram FeO

t

/K

2

O—SiO

2

/Al

2

O

3

 (Fig. 6) suggest-

ed  by  (Herron  1988),  different  metamorphic  rock  varieties  of
Malayer (slate, phyllite and schist) correspond to clays (Fig. 6),
and have relatively uniform chemical compositions which may
indicate differences from similar sedimentary rocks.

Sampling and analytical methods

Two  groups  of  samples  were  analysed  in  this  study.  One

group  consists  of  17  samples  from  various  igneous  rocks
ranging from granite to gabbro including 3 altered samples.
The modal analysis results  indicate that they are syenogra-
nitic to gabbro (Table 1 and Fig. 7). The other group consists
of 9 samples from regional metamorphic rocks (slate, phyl-
lite  and  schist).  Samples  are  represented  all  rock  types  that
occurred  in  the  Mlayer  area  except  for  hornfels.  The  mean
amount of material collected was about 4 kg per sample. We
crushed the samples and analysed them in the AMDEL labo-
ratories, Australia for major elements and in the Geological
Survey of Iran (GSI) for ammonium.

The most popular technique for the determination of ammo-

nium in geological samples is the colorimetric method based
on the formation of indophenol blue and we used this method
to measure the concentration of ammonium in the rocks at the
Geological Survey of Iran (GSI). This method consists of sam-

background image

176

AHADNEJAD, HIRT, VALIZADEH and JABBARI BOKANI

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

ple digestion in cold HF for 7 days, followed by separation of
ammonia  by  distillation  from  alkaline  solution,  and  a  colori-
metric  finish  using  the  indophenol  blue  method.  A  detailed
description of the method is given by (Hall 1993b).

Results and discussion

In  this  reaserch  we  reported  average  ammonium  contents

of  580  for  slate,  515  for  phyllite,  242  for  andalusite  schist,

Table 1: Modal analyses of Malayer igneous rocks.

Name 

38 44 54 56 61 68 77 80 87 91 149 150 186 192 

106* 

116* 

161* 

Rock 

type 

MG Gd MG Gd  SG MG Mz  Gd  To  SG  SG  Di  Gd  Gb  Gd  SG MG 

Quartz 

21 24 23 17 22 17  4 24 25 26 39  8 19  3 23 43 18 

Alkali Feldspar 

30 16 28 19 41 30 38 25  3 38 31  3 10  3 23 34 34 

Plagioclase 

25 43 26 43 18 29 44 30 57 19 16 51 56 50 40 12 27 

Biotite 

16  7 15 16 11 16  9 11  6  6  8 12  7 10  6  6 14 

Muscovite 

0 1 0 0 4 0 0 1 1 3 2 0 1 0 1 0 0 

Amphibole 

3 5 4 1 0 3 0 5 2 4 0 13 5 13 4 0 0 

Pyroxene 

0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 8 0 12 0 0 0 

Opaque 

3 2 2 3 1 3 3 2 3 1 1 4 1 4 2 1 3 

Accessory* 

2 2 2 1 3 2 2 2 1 3 3 1 1 5 1 4 4 

Total 

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 

*Accessory minerals include: Apatite, Zircon, Allanite, Monazite, Tourmaline, Sphene, Andalusite, … .  

 

39  for  granitoids,  20  for  monzonite,  17  for  diorite,  10  for
gabbro in the Malayer rocks.

The ammonium content of the Malayer igneous rocks sys-

tematically  increases  from  basic  to  more  felsic  rocks  as  fol-
lows:  10,  17,  20,  and  39  as  averages  for  gabbro,  diorite,
monzonite, and granitoids respectively (Table 2). Among gra-

Fig. 5. a – Arrangement of platy minerals forms slaty cleavage in
the  direction  NW-SE  (XPL).  b  –  Andalusite  minerals  in  the
metasedimentary rocks of Malayer.

Fig. 6.  Classification  of  metasedimentary  rocks  from  the  Malayer
based on Herron’s (1988) diagram.

Fig. 7. Classification of granitic rocks in the QAP diagram, according
to their actual (modal) mineral constituents (after Streckeisen 1976).

background image

177

THE AMMONIUM IN THE MALAYER IGNEOUS AND METAMORPHIC ROCKS (WESTERN IRAN)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

Table 2:

 Whole 

rock 

geochemistry 

and 

ammonium 

content 

of 

Malayer 

igneou

rocks 

(SG 

Syenogranite; 

MG 

Monzogranite; 

Gd 

Granodiorit

e; 

Mz 

Monzo

n

ite; 

To 

Tonalite; 

Di 

Diorite;

Gb 

Gabbro) 

(mineral 

abbreviations 

from 

Kretz 

1983).

nitic  rocks,  the  muscovite-  and  biotite-bearing  syenogranites
have the highest values of ammonium (49 and 46 ppm). This
is  in  accordance  with  this  fact  that  ammonium  is  an  isomor-
phous  substitute  for  potassium  in  the  rock-forming  minerals
(K-feldspar, muscovite and biotite) via diagenetic recrystalli-
zation,  metamorphic  reactions  or  crystal  fractionation.  The
strongly peraluminous and potassic granitoids contain higher
concentrations  of  ammonium  than  metaluminous  granitoids
and it decreases toward monzonite, diorite and gabbro. This is
probably attributed to a general decrease in alkali earth metal
concentrations from felsic to mafic rocks.

Although  some  scatters  were  observed  in  the  diagram,

there  is  nearly  good  correlation  between  SiO

2

  and  NH

4

+

(Fig. 8a). Furthermore, the diagram of K

2

O vs. NH

4

+

 exibits a

strong  positive  correlation,  however,  in  the  altered  samples
their  correlation  is  weakly  negative  (Fig. 8b).  Figure 8  ap-
proves a good correlation between NH

4

+

 and some major ele-

ments  (e.g.  SiO

2

  and  K

2

O).  At  least  in  the  fresh  samples,

positive correlation between NH

4

+

 and SiO

2

 implies that NH

4

+

could be a good petrological tool for evaluating differentia-
tion of a rock suit. In other words, more evolved rocks have
been  enriched  in  ammonium  which  is  consistent  with  high
K-feldspar contents of these rocks. This feature is supported
by positive correlation between NH

4

+

 and K

2

O as well. These

results document the role of ammonium for balancing potas-
sium  in  the  K-bearing  minerals.  The  ammonium  has  nega-
tive  correlation  with  FeO

t

  and  CaO  (not  shown),  but  this

changes  to  positive  in  the  altered  samples.  In  general,  the
Malayer  samples  demonstrate  a  magmatic  trend  of  increas-
ing  CaO + FeO

t

+ MgO  with  decreasing  NH

4

+

  (Fig. 9).  This

feature may either indicate differentiation by fractional crys-

Fig. 8. The positive correlations of a – SiO

2

 vs. NH

4

+

, and b – K

2

O

vs. NH

4

+

.

Sa

m

pl

R

ock

 Mi

ne

ra

lo

gy

N

H

 

4

+

 Si

O

2

 Al

2

O

3

 

K

2

O N

a

2

O Fe

O

t

 Mg

O C

aO 

Sa

m

pl

R

oc

T

iO

2

 P

2

O

5

 M

nO

 

Ba 

Rb

 

Sr

 

LO

I

38

 M

G

 

Q

tz

+K

fs

+P

l+M

c+B

t+

A

mp+A

nd 

39 

67

.8

14

.90 

  3.8

4.

61

 

3.

35

 

0.

97

 

1.85 

38

 M

G

 

0.

30

 

0.13 

0.

06

   

  6

39 

   

22

182 

2.1

7

44

 G

Q

tz

+P

l+K

fs

+Bt+

A

m

p+Z

rn 

39 

64

.7

16

.60 

  3.2

3.

94

 

4.

78

 

1.

36

 

3.04 

44

 G

0.

54

 

0.16 

0.

07

   

  9

35 

   

18

285 

0.91

54

 M

G

 

Qt

z+

M

c+

K

fs+

Pl

+T

ur

 

39 

66

.2

15

.30 

  3.7

0.

90

 

4.

64

 

2.

44

 

3.82 

54

 M

G

 

0.

59

 

0.13 

0.

08

   

  4

06 

     4

0.2 

568 

1.9

7

56

 G

Qtz

+P

l+A

m

p+

K

fs

+Bt+P

x (A

ug

)+

A

nd 

39 

63

.7

15

.90 

  4.3

0.

24

 

5.

37

 

5.

01

 

2.01 

56

 G

0.

60

 

0.14 

0.

07

   

    

70

.4 

       

8.6 

247 

2.6

6

61

 S

G

 

Qt

z+

K

fs+

Mc

+P

l+

B

t+

Tur 

46 

73

.8

14

.10 

  3.6

6.

00

 

0.

48

 

0.

17

 

0.73 

61

 S

G

 

0.

05

 

0.46 

0.

00

   

    

83

.3 

   

26

  6

0.2

9

68

 M

G

 

Q

tz

+Kf

s+

Pl

+B

t+

Am

38 

65

.4

15

.80 

  3.9

2.

44

 

3.

95

 

2.

00

 

2.37 

68

 M

G

 

0.

50

 

0.20 

0.

07

   

  4

01 

   

12

215 

3.2

3

77

 M

Pl

+K

fs

+Bt+Q

tz

+A

m

20 

59

.1

18

.30 

  3.2

3.

38

 

6.

83

 

1.

95

 

5.15 

77

 M

0.

81

 

0.19 

0.

09

   

  9

00 

   

12

408 

0.5

8

80

 M

G

 

Q

tz

+P

l+K

fs

+M

c+B

t+

A

mp 

39 

69

.2

15

.40 

  3.4

2.

36

 

3.

54

 

1.

20

 

2.32 

80

 M

G

 

0.

37

 

0.16 

0.

06

   

  4

33 

   

11

317 

1.6

6

87

 To 

Q

tz

+P

l+

B

t+

Kfs

+Am

p+

Px

+M

s+

An

33 

56

.3

20

.10 

  2.6

7.

91

 

6.

42

 

2.

11

 

1.83 

87

 To 

0.

84

 

0.11 

0.

08

   

23

30 

   

32

322 

1.0

0

91

 S

G

 

Q

tz

+Kf

s+

Pl

+B

t+

Am

p+

M

s+

Tu

49 

74

.1

14

.60 

  3.8

5.

10

 

0.

35

 

0.

16

 

0.62 

91

 S

G

 

0.

07

 

0.32 

0.

00

   

    

57

.7 

   

22

  2

0.6

5

149 S

G

 

Qt

z+

M

c+

K

fs+

Pl

+Bt

+M

38 

76

.3

13

.20 

  3.1

1.

49

 

1.

70

 

0.

45

 

2.05 

149 S

G

 

0.

17

 

0.09 

0.

03

   

  3

08 

     6

4.7 

322 

1.0

3

150 Di 

Pl

+A

m

p+Bt+Q

tz

+K

fs

+P

x+Z

rn

 

17 

60

.0

17

.20 

  2.4

3.

45

 

8.

24

 

2.

26

 

3.08 

150 Di 

1.

30

 

0.12 

0.

12

   

  3

38 

   

19

216 

1.2

8

186 G

Qtz

+P

l+K

fs

+Bt+

A

m

p+A

nd+A

ln 

35 

62

.7

17

.50 

  3.8

4.

08

 

4.

60

 

0.

92

 

3.31 

186 G

0.

46

 

0.11 

0.

06

   

14

10 

   

13

380 

1.9

2

192 G

Pl

+A

m

p+P

x+

Bt+O

10 

46

.8

21

.40 

  1.0

0.

66

 

13

.70 

5.

52

 

6.23 

192 G

2.

33

 

0.06 

0.

26

   

  1

16 

     2

271 

1.4

0

?
106

G

Q

tz

+P

l++K

fs

+A

m

p+Bi

+M

s+E

p+

C

hl

+A

nd

 

66 

63

.7

15

.40 

  2.6

3.

66

 

5.

42

 

2.

85

 

4.32 

?
106

 Gd

 

0.

60

 

0.14 

0.

10

   

  5

37 

   

16

103 

0.8

6

?
116

SG

 

Qt

z+

K

fs+

Pl

+B

t+

C

hl

+Se

58 

76

.9

13

.40 

  6.8

0.

19

 

0.

89

 

0.

46

 

0.52 

?
116

 SG

 

0.

06

 

0.02 

0.

01

   

    

36

.2 

     7

125 

0.4

9

?
161

M

G

 

Q

tz

+Kf

s+

Pl

+B

t+

An

d+

C

hl

+S

er 

60 65

.2

19

.70 

10.6

0.

13

 

0.

90

 

1.

01

 

0.82 

?
161

 MG 

0.

17

 

0.27 

1.

01

   

    

13

 

   

10

156 

0.8

2

 

AS

I D

AI%

 

Tot

al

 

0.

99 8

42

.63 

10

0.0 

1.

07 7

39

.57 

99

.4

 

1.

22 6

56

.80 

99

.9

 

1.

81 5

80

.64 

10

0.1 

0.

93 9

36

.27 

99

.8

 

1.

26 7

55

.13 

99

.9

 

0.

99 5

37

.87 

99

.7

 

1.

31 6

49

.57 

99

.7

 

1.

05 7

32

.73 

99

.3

 

1.

06 9

41

.39 

99

.9

 

1.

38 8

50

.35 

99

.7

 

1.

23 5

42

.01 

99

.6

 

1.

03 7

39

.38 

99

.6

 

1.

58 2

48

.85 

99

.4

 

0.

92 6

40

.76 

99

.8

 

1.

55 8

91

.07 

99

.7

 

1.

49 8

92

.41 

10

0.7 

 

background image

178

AHADNEJAD, HIRT, VALIZADEH and JABBARI BOKANI

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

Fig. 9.  The  relationship  between  FeO

t

+ CaO + MgO  and  NH

4

+

  con-

tents in the fresh and altered igneous rocks. Note the magmatic and
alteration trends (symbols are as Fig. 8).

Fig. 10. The  diagram  of  alkali  ratios  (Na

2

O/K

2

O)  versus  ammoni-

um  content  of  Malayer  plutonic  rocks  show  enrichment  of  altered
samples (symbols are as Fig. 8).

tallization or production by partial melting of metasedimen-
tary rocks. On the other hand, altered samples show an alter-
ation  trend  of  increasing  CaO + FeO

t

+ MgO  with  increasing

NH

4

(Fig. 9).

The alkali ratios (Na

2

O/K

2

O) against ammonium contents

diagram shows distinctive ammonium enrichment for altered
samples (Fig. 10). As seen in the diagram, by decreasing val-
ue of Na

2

O/K

2

O, which implies increasing of alteration (Hall

1999),  the  ammonium  contents  are  raised.  The  variability
and scattering of data can be explained by assimilation pro-
cesses  that  involved  additional  ammonium  from  country
rocks.  This  is  supported  by  abundant  metasedimentary  en-
claves as assimilation traces in igneous rocks. However, no
clear correlation between rock type and NH

4

+

 content is evi-

dent from this diagram.

Because Rb is incorporated in K minerals and Sr in Ca min-

erals,  during  fractional  crystallization,  Sr  tends  to  become
concentrated  in  plagioclase,  leaving  Rb  in  the  liquid  phase.
Hence, the Rb/Sr ratio in residual magma may increase over
time,  resulting  in  rocks  with  increasing  Rb/Sr  ratios  with  in-
creasing differentiation. Typically, Rb/Sr increases in the or-
der  plagioclase,  hornblende,  K-feldspar,  biotite,  muscovite.
The Rb/Sr ratios of the studied igneous rocks increased from
mafic to felsic rocks. The ammonium contents correlate posi-
tively  with  Rb/Sr  ratios  (Fig. 11)  which  indicate  increasing
ammonium concentration in more differentiated rocks.

Generally, the wide range of ammonium concentration in

the granitoids prevent us classifying them into I- and S-type
based on their ammonium content (e.g. Hall 1999; Kohút &
Pieczka  2003).  The  S-type  granitic  rocks,  which  originate
from molten sedimentary rocks, may have different values of
the  NH

4

+

  due  to  inhomogeneous  sources  and  overlap  with

I-types. However, Tainosho & Itihara (1988) show that NH

4

+

contents  of  biotites  from  S-type  granitic  rocks  are  higher
than  those  for  I-type  granitic  rocks.  In  the  Malayer  grani-

Fig.  11.  NH

4

+

  vs.  Rb/Sr  diagram  for  Malayer  igneous  rocks.  Note

the  high  concentration  of  ammonium  in  the  most  evolved  rocks
(symbols are as Fig. 8).

toids, because most of the NH

4

+

 data overlap, it is difficult to

distinguish I- and S-types granitoids.

The samples of 106, 116, and 161 were selected from al-

tered ones for assessing alteration effects on the ammonium
concentration in granitoids. The results show that the ammo-
nium content is high in these rocks (Table 2).

Hall  et  al.  (1991)  assumed  that  in  the  altered  granites,  the

hydrothermal  solutions  have  introduced  additional  ammoni-
um from an external source to the granitic plutons. This source
could  be  decay  of  nitrogeneous  organic  compounds  of  sedi-
ments  or  soil  that  converted  to  ammonia.  Subsequently,  the
ammonia immediately converted to the ammonium ion by so-
lution  in  groundwater  and  can  then  be  incorporated  into  sili-
cate minerals and preserved indefinitely. This is a significant
petrological  characteristic  of  ammonium  that  enables  geolo-
gists to distinguish initial hydrothermal alteration in granites.

background image

179

THE AMMONIUM IN THE MALAYER IGNEOUS AND METAMORPHIC ROCKS (WESTERN IRAN)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

The  2  samples  from  slates,  4  samples  from  phyllites  and  3

samples from schists of the Malayer metasedimentary country
rocks were analysed. As shown in Table 3, ammonium is pro-
gressively  depleted  from  slate  with  580 ppm,  to  the  phyllite
with  515 ppm  and  andalusite  schist  with  242 ppm.  Bebout  &
Fogel (1992) suggested that during regional and contact meta-
morphism,  the  ammonium  contents  decrease  with  increasing
temperature. This is fully confirmed by our research, where the
ammonium contents decrease from low-grade metamorphic to
schists.  This  feature  may  reflect  a  loss  of  nitrogen  by  break-
down of NH

4

+

-bearing minerals during thermal decomposition,

devolatilization, or cation exchange (Hallam & Eugster 1976).

Conclusions

(i) The current paper presents the first ammonium analysis

for Iranian rocks in the Malayer area. The results show that
ammonium  contents  increase  from  mafic  (gabbro)  to  felsic
(granite) igneous rocks. This is probably caused by increas-
ing of potassic minerals in felsic types. Due to good correla-
tion between K and ammonium, it is concluded that at least
in  granitoids  the  main  carrier  of  NH

4

+

  is  biotite  and  musco-

vite.  In  the  case  of  mafic  types,  feldspars  could  be  suitable
hosts for ammonium.

(ii) The altered granitoids are highly enriched in ammoni-

um (with an average of 61 ppm) compared with those fresh
samples  (39 ppm)  which  suggests  that  the  solutions  feed
rocks for ammonium from external sources.

(iii)  There  is  a  significant  negative  correlation  between

NH

4

+

 and mafic elements (CaO + FeO

t

+ MgO). This implies a

magmatic  trend  for  ammonium  concentration  in  igneous
rocks and documents that ammonium concentration increas-
es during differentiation of a rock suit.

(iv) It is difficult to ascribe the Malayer granitic rocks to I- or

S-type granitoids, on the basis of ammonium contents.

(v)  The  altered  samples  show  the  opposite  trend  of  in-

creasing NH

4

with increasing mafic elements.

 (vi) The metasedimentary rocks have high concentration of

ammonium  which  may  imply  nitrogen  rich  source  materials
(clays). The micas are the NH

4

+

 carrier in metamorphic rocks.

(vii)  Progress  in  metamorphism  caused  a  decreasing  of

ammonium  contents  in  metamorphic  rocks  by  thermal  de-
composition and devolatilization.

Acknowledgments: The authors would like to thank Dr. Mi-
lan  Kohút  and  Igor  Petrík  for  their  constructive  comments.

Table 3: Major elements and ammonium content of Malayer metamorphic rocks.

Sample Rock  Mineralogy 

NH

4

+

 SiO

2

 Al

2

O

3

  K

2

O Na

2

O FeO

t

 MgO CaO  TiO

2

 MnO P

2

O

5

 LOI  Total 

200 Slate 

Qtz+Kfs+Ms+Grt 

584 68.31 17.46 4.12 0.14 7.08 1.08 0.46 1.03 0.11 0.09 0.25  

100.13 

201 Slate 

Qtz+Kfs+Ms+Grt 

577 65.74 19.23 4.35 0.17 6.74 0.97 0.39 0.87 0.06 0.13 0.91  

 

 

99.56 

209 Phyllite 

Qtz+Ms+Bt+Kfs+Grt  518 67.12 16.38 3.15 0.10 7.09 0.97 0.23 0.94 0.14 0.14 3.41  

 

 

99.67 

211 Phyllite 

Qtz+Ms+Bt+Grt 

511 63.28 20.84 4.21 0.09 6.47 0.86 0.19 1.02 0.09 0.15 2.67  

 

 

99.87 

232 Phyllite 

Qtz+Ms+Bt+Grt+Kfs  514 65.10 19.40 3.77 0.12 7.32 0.94 0.17 1.01 0.09 0.14 1.92  

 

 

99.98 

237 Phyllite 

Qtz+Ms+Bt+Grt+Kfs++Ser 

519 67.41 17.52 3.94 0.09 7.10 0.91 0.22 0.93 0.11 0.11 1.46  

 

 

99.8 

241 Schist 

Qtz+Ms+Bt+And+Grt  258 64.74 21.23 3.31 0.11 6.81 0.93 0.19 1.01 0.12 0.14 1.07  

 

 

99.66 

250 Schist 

Qtz+Ms+Bt+And+Sil+Grt 

231 65.17 18.71 2.95 0.86 7.04 0.79 0.21 0.89 0.91 0.12 2.09  

 

 

99.74 

256 Schist 

Qtz+Ms+Bt+And+Grt+Crd 

239 63.82 21.19 3.11 0.93 6.75 0.92 0.24 1.03 0.86 0.16 0.84  

 

 

99.85 

 

This research was financially supported by the Iran National
Science Foundation, Grant No. 86103/32.

References

Ahadnejad V., Valizadeh M.V. & Esmaeily D. 2008a: The role of

shear  zone  on  the  emplacement  of  Malayer  Granitoid  Com-
plex, NW Iran. J. Appl. Sci. 8, 4238—4250.

Ahadnejad V., Valizadeh M.V., Esmaeily D. & Bokani S.J. 2008b:

Setting In-House XRF reference material for minerals; a case
study-  biotite  minerals  of  Malayer  Granitoid  rocks  (Western
Iran). J. Appl. Sci. 8, 4369—4375.

Ahadnejad  V.,  Valizadeh  M.V.,  Deevsalar  R.  &  Rezaei-Kahkhaei

M. 2011: Age and geotectonic position of the Malayer grani-
toids:  Implication  for  plutonism  in  the  Sanandaj-Sirjan  Zone,
W Iran. Neu. Jb. Geol. Palaont. Abh. 

doi: 10.1127/0077-7749/

2011/0149.

Ahmadi-Khalaji  A.,  Esmaeily  D.,  Valizadeh  M.D.  &  Rahimpour-

Bonab  H.  2007:  Petrology  and  geochemistry  of  the  granitoid
complex of Boroujerd, Sanandaj-Sirjan zone, western Iran. J.
Asian Earth Sci.
 29, 859—877.

Azizi H. & Jahangiri A. 2008: Cretaceous subduction related volca-

nism  in  the  northern  Sanandaj-Sirjan  Zone,  Iran.  J.  Geodyn.
45, 178—190.

Bebout G.E. & Fogel M.L. 1992: Nitrogen-isotope compositions of

metasedimentary rocks in the Catalina schists, California: Im-
plications  for  metamorphic  devolatilization  history.  Geochim.
Cosmochim. Acta 
56, 2839—2849.

Berberian M. 1995: Master blind thrust faults hidden under the Za-

gros  folds:  active  basement  tectonics  and  surface  morphotec-
tonics. Tectonophysics 241, 193—224.

Boyd  S.R.  2001:  Ammonium  as  a  biomarker  in  Precambrian

metasediments. Precambrian Res. 108, 159—173.

Clarke D.B., Dorais M., Barbarin B., Barker D., Cesare B., Clarke

G., El Baghdadi M., Erdmann S., Foerster H.J., Gaeta M., Got-
tesmann  B.,  Jamieson  R.A.,  Kontak  D.J.,  Koller  F.,  Gomes
C.L., London D., Morgan G.B. (VI.), Neves L.J.P.F., Pattison
D.R.M., Pereira A.J.S.C., Pichavant M., Rapela C.W., Renno
A.D., Richards S., Roberts M., Rottura A., Saavedra J., Toselli
A.J.,  Ugidos  J.M.,  Uher  P.,  Vilaseca  C.,  Visona  D.,  Whitney
D.L., Williamson B. & Woodard H. 2005: Occurrence and ori-
gin of andalusite in peraluminous felsic igneous rocks. J. Pe-
trology
 46, 441—472.

Crews  T.E.,  Kurina  L.M.  &  Vitousek  P.M.  2001:  Organic  matter

and  nitrogen  accumulation  and  nitrogen  fixation  during  early
ecosystem development in Hawaii. Biogeochem. 52, 259—279.

Faulkner E.L. 1992: Introduction to Prospecting. Geological Survey

Branch, Canada, Mineral Resources Division, Paper, 1986—4.

Ghalamghash J., Nédélec A., Bellon H., Vousoughi Abedini M. &

Bouchez J.L. 2009: The Urumieh plutonic complex (NW Iran):

background image

180

AHADNEJAD, HIRT, VALIZADEH and JABBARI BOKANI

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 2, 171—180

A  record  of  the  geodynamic  evolution  of  the  Sanandaj-Sirjan
zone  during  Cretaceous  times.  Part  I.  Petrogenesis  and  K/Ar
dating. J. Asian Earth Sci. 35, 401—415.

Glasmacher U.A., Zentilli M. & Ryan R. 2003: Nitrogen distribu-

tion  in  Lower  Palaeozoic  slates/phyllites  of  the  Meguma  Su-
pergroup, Nova Scotia, Canada: implications for Au and Zn-Pb
mineralisation and exploration. Chem. Geol. 194, 297—329.

Halama R., Bebout G.E., John T. & Schenk V. 2010: Nitrogen recy-

cling in subducted oceanic lithosphere: The record in high- and
ultrahigh-pressure  metabasaltic  rocks  Geochim.  Cosmochim.
Acta
 74, 1636—1652.

Hall A. 1993a: The influence of secondary alteration on the ammo-

nium content of granites,  exemplified by  the  Rosses complex
of Donegal. Mineral. Mag. 57, 591—598.

Hall  A.  1993b:  Application  of  the  indophenol  blue  method  to  the

determination  of  ammonium  in  silicate  rocks  and  minerals.
Appl. Geochem. 8, 101—105.

Hall  A.  1999:  Ammonium  in  granites  and  its  petrogenetic  signifi-

cance. Earth Sci. Rev. 45, 145—165.

Hall  A.,  Bencini  A.  &  Poli  G.  1991:  Magmatic  and  hydrothermal

ammonium in granites of the Tuscan magmatic province, Italy.
Geochim. Cosmochim. Acta 55, 3657—3664.

Hallam M. & Eugster H.P. 1976: Ammonium silicate stability rela-

tions. Contr. Mineral. Petrology 57, 227—244.

Herron M.M. 1988: Geochemical classification of terrigenous sands

and shales from core or log data. J. Sed. Res. 58, 820—829.

Holloway  J.M.  &  Dahlgren  R.A.  2002:  Nitrogen  in  rock:  Occur-

rences and biogeochemical implications. Global  Biogeochem.
Cy
. 16, 1118—1134.

Honma H. & Itihara Y. 1981: Distribution of ammonium in miner-

als of metamorphic and granitic rocks. Geochim. Cosmochim.
Acta
 45, 983—988.

Ishihara S. 1977: The magnetite-series and ilmenite-series granitic

rocks. Min. Geol. 27, 293—305.

Ishihara S. 1979: Lateral variation of magnetic susceptibility of the

Japanese granitoids. J. Geol. Soc., Japan 85, 509—523.

Ishikawa Y., Sawaguchi T., Iwaya S. & Horiuchi M. 1976: Delinea-

tion of prospecting targets for Kuroko deposits based on modes
of  volcanism  of  underlying  dacite  and  alteration  haloes.  Min.

Geol. 26, 105—117 (in Japanese with English abstract).

Juster T.C., Brown P.E. & Bailey S.W. 1987: NH

+

4

-bearing illite in

very low grade metamorphic rocks associated with coal, north-
eastern Pennsylvania. Amer. Mineralogist 72, 555—565.

Kretz R. 1983: Symbols for rock-forming minerals. Amer. Mineral-

ogist 68, 277—279.

Kohút M. & Pieczka A. 2003: Ammonium content in the Hercynian

Granites  of  the  Western  Carpathians  and  its  petrogenetic  sig-
nificance. GeoLines 16, 53—54.

Mohajjel M. & Fergusson C.L. 2000: Dextral transpression in Late

Cretaceous  continental  collision,  Sanandaj-Sirjan  Zone,  west-
ern Iran. J. Struct. Geol. 22, 1125—1139.

Pearce J.A., Harris N.B.W. & Tindle A.G. 1984: Trace element dis-

crimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic
rocks. J. Petrology 25, 956—983.

Ridgway  J.,  Appleton  J.D.  &  Levinson  A.A.  1990:  Ammonium

geochemistry in mineral exploration – a comparison of results
from the American cordelleras and the southwest Pacific. Appl.
Geochem
. 5, 475—489.

Shand S.J. 1943: Eruptive rocks. Their genesis, composition, classi-

fication,  and  their  relation  to  ore-deposits  with  a  chapter  on
meteorite. 2nd edition. John Wiley & Sons, New York, 1—444.

Stevenson  F.J.  1962:  Chemical  state  of  the  nitrogen  in  rocks.

Geochim. Cosmochim. Acta 26, 797—809.

Streckeisen  A.L.  1976:  To  each  plutonic  rock,  its  proper  name.

Earth Sci. Rev. 12, 1—33.

Tainosho Y. & Itihara Y. 1988: The difference in NH content of bi-

otites between I-type and S-type granitic rocks in Australia. J.
Geol. Soc., Japan
 94, 749—756.

Wedepohl K.H. 1978: Handbook of Geochemistry. V2. Heidelberg,

New York.

Whalen J.B., Currie K.L. & Chappell B.W. 1987: A type granites:

Geochemical characteristics, discrimination, and petrogenesis.
Contr. Mineral. Petrology 95, 407—419.

Wilt J. 1995: Correspondence of alkalinity and ferric/ferrous ratios

of  igneous  rocks  associated  with  various  types  of  porphyry
copper deposits In: Pierce F.W., Bolm J. et al. (Eds.): Porphy-
ry copper deposits of the American Cordillera Arizona. Geol.
Soc. Digest 
20, 180—200.