background image

www.geologicacarpathica.com

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA

, AUGUST 2015, 66, 4, 257—268                                                       doi: 10.1515/geoca-2015-0024

Introduction

The  textures  and  chemical  compositions  of  magmatic  rocks
provide important information about magmatic processes. The
type of texture in igneous rocks depends on the rate of magma
cooling and crystal nucleation, growth rates and residence time
(Winkler 1949; Vernon 2004). Most of the routine textural in-
vestigation  on  igneous  rocks  deals  with  the  description  of
crystal shapes, the relationship of components with each other
and the relative size of crystals, all of which are often reported
as qualitative data (Seasman 2000; Higgins 2000; Innocenti et
al.  2013).  To  investigate  three-dimensional  state  of  grains,
Randolph & Larson (1971) proposed the Crystal Size Distri-
bution (CSD) theory for synthetic solids, which was later de-
veloped  by  Marsh  (1988)  and  applied  to  magmatic  systems
and the resultant igneous rocks. By using CSD theory, valuable
information on the ratio and density  of nucleation, crystalliza-
tion  degree,  growth  rate  and  magma  cooling  process  can  be
achieved. Some noteworthy studies on the application of CSD
to  terrestrial  rocks  such  as  crystal  shapes  and  defining  new
models to simulate solidification  of magma were done in the
1990s (e.g. Marsh 1988; Armienti et al. 1991; Cashman 1993;
Higgins 1994; Sahagian & Proussevitch 1998). In most of CSD

Crystal size and shape distribution systematics of plagioclase

and the determination of crystal residence times in the

micromonzogabbros of Qisir Dagh, SE of Sabalan volcano

(NW Iran)

HAMED POURKHORSANDI

1,2!

, HASSAN MIRNEJAD

1,3

, DAVOUD RAIESI

1

and JAMSHID HASSANZADEH

4

1

Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Tehran, Tehran 14155—64155, Iran;   hmirnejad@ut.ac.ir;  davood.raeisi@ut.ac.ir

2

CEREGE UM34, CNRS, Aix-Marseille University, 13545 Aix-en-Provence, France;  

!

pourkhorsandi@cerege.fr

3

Department of Geology and Environmental Earth Sciences, Miami University, Ohio 45056, USA

4

Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA;  jamshid@caltech.edu

(Manuscript received October 2, 2014; accepted in revised form June 23, 2015)

Abstract: The Qisir Dagh igneous complex occurs as a combination of volcanic and intrusive rocks to the south-east of the
Sabalan volcano, north-western Iran. Micromonzogabbroic rocks in the region consist of plagioclase, alkaline feldspar and
clinopyroxene  as  the  major  mineral  phases  and  orthopyroxene,  olivine,  apatite  and  opaque  minerals  as  the  accessory
minerals. Microgranular and microporphyritic textures are well developed in these rocks. Considering the importance of
plagioclase in reconstructing magma cooling processes, the size and shape distribution and chemical composition of this
mineral were investigated. Based on microscopic studies, it is shown that the 2-dimensional size average of plagioclase in
the micromonzogabbros is 538 micrometers and its 3-dimensional shape varies between tabular to prolate. Crystal size
distribution diagrams point to the presence of at least two populations of plagioclase, indicating the occurrence of magma
mixing and/or fractional crystallization during magma cooling. The chemical composition of plagioclase shows a wide
variation in abundances of Anorthite-Albite-Orthoclase (An = 0.31—64.58, Ab = 29.26—72.13, Or = 0.9—66.97),  suggesting
a  complex  process  during  the  crystal  growth.  This  is  also  supported  by  the  formation  of  antiperthite  lamellae,  which
formed as the result of alkali feldspar exsolution in plagioclase. The calculated residence time of magma in Qisir Dagh,
based on 3D crystal size distribution data, and using growth rate G = 10

—10

 mm/s, varies between 457 and 685 years, which

indicates a shallow depth (near surface) magma crystallization and subvolcanic nature of the studied samples.

Key words: Iran, Sabalan, Qisir Dagh, subvolcanic rocks, magma mixing, crystal size distribution.

studies on igneous rocks, measurements have been focused on
plagioclase, because it is the most frequent mineral in igneous
rocks, is stable in a wide spectrum of magmatic conditions, and
can  record  physico-chemical  fluctuations  within  a  magma
chamber (Gagnevin et al. 2007; Ruprecht & Wörner 2014).

Cenozoic  magmatic  activities  in  NW  Iran  are  closely

linked  to  the  collision  between  the  Afro-Arabian  and  Eur-
asian  plates  (Berberian  &  King  1981).  The  Eastern  Azer-
baijan region of Iran is part of a vast igneous province that is
situated between two inland seas, the Caspian Sea and Black
Sea (Innocenti et al. 1982; Dilek et al. 2010). The Qisir Dagh
igneous  suit,  located  between  Sarab  and  Nir  cities  in  NW
Iran,  is  mainly  composed  of  basaltic  and  andesitic  volcanic
rocks. Didon & Gemain (1976) reported a “dioritic” igneous
mass in Qisir Dagh. However, there are no adequate data on
the occurrence, formation and the relationship of these rocks
with the other igneous rocks in the region.

The aim of this study is to understand the crystallization ki-

netics of magma by means of physical and chemical observa-
tions and to use them to infer the crystallization processes of the
studied rocks. The dynamics and history of magma cooling in
Qisir Dagh, including the solidification mechanism of the mag-
ma  chamber  and  the  emplacement  level  (i.e.  volcanic  versus

background image

258

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

subvolcanic) in the associated magmatic system are inves-
tigated  by employing quantitative and qualitative petrog-
raphy, mineral chemistry and CSD of plagioclase crystals
from micromonzogabbros in the Qisir Dagh igneous suit.

General geology

The  Iranian  plateau  is  tectonically  an  active  region

within the Alpine-Himalayan orogenic belt. Closure of
the Neotethys ocean as a result of the northward motion

Fig. 2. Geological map of Qisir Dagh and the surrounding region. The highest point marks Qisir Dagh’s peak. Quadrangle shows the volcano
(Simplified after Amini 1987).

Fig. 1.  Map  showing  the  geographical  location  of  the  study
area relative to the nearby large stratovolcanoes (modified after
Lambert et al. 1974 and Dostal & Zerbi 1978).

!

background image

259

PLAGIOCLASE CRYSTALS IN MICROMONZOGABBROS, SABALAN VOLCANO (NW IRAN)

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

of the Afro-Arabian plate and the associated subduction be-
neath  the  southern  margin  of  Eurasia  in  the  Late  Mesozoic
and Early Cenozoic had a major role in the evolution of con-
tinental crust in Iran (Stöcklin 1968; Takin 1972; McQuarrie
et al. 2003; Allen et al. 2011). These tectonic events led to the
development  of  Urumieh-Dokhtar  Magmatic  Arc  (UDMA),
Sanandaj-Sirjan  Metamorphic  Zone  (SSMZ)  and  Folded
Zagros  Zone  (FZZ)  in  Iran  (Ruttner  &  Stöcklin  1967;
Pazirandeh 1973).

Convergent motion between the Afro-Arabian and Eurasian

plates triggered intense magmatic activity in the Cenozoic that
is particularly distinguished in NW Iran, Anatolian plateau of
Turkey,  Armenia,  Georgia  and  Azerbaijan.  A  large  igneous
province that occupies an area of about 200,000 km

and hosts

large stratovolcanoes in NW Iran and Eastern Turkey (e.g. Sa-
balan, Sahand and Ararat), formed as a result of this activity
(Fig. 1) (Alberti et al. 1980; Yilmaz et al. 1990; Trifonov et
al. 2012; Kheirkhah & Mirnejad 2014). Some researchers sug-
gest that there is a petrogenetic relationship between the Ceno-
zoic magmatism of this igneous province and those of Alborz
and UDMA in Iran (Alberti et al. 1976; Innocenti et al. 1982;
Jahangiri 2007; Azizi & Moinevaziri 2009; Ahmadzadeh et al.
2010; Allen et al. 2011; Dabiri et al. 2011; Jamali et al. 2012).

Sabalan (4811 m a.s.l.)  [Sabalân/Savalan] a Plio-Quaternary

stratovolcano  located  in  the  eastern  Azerbaijan  region  of
Iran, is composed of high-K, calc-alkaline andesitic rocks that
currently  shows  hydrothermal  activities  (Alberti  et  al.  1975;
Didon & Gemain 1976; Dostal & Zerbi 1978; Ghalamghash et
al. 2013). The southern lowlands of Sabalan consist of basal-
tic and andesitic rocks of Cenozoic age, which have reached
the  surface  through  temporary  volcanic  fissures.  Contrary  to
these, Qisir Dagh, a central volcanic structure, is a product of
much more durable magmatic activity. The geological map of
the region is shown in Fig. 2 (Amini 1987). The Miocene vol-
canic rocks of Qisir Dagh are overlain by volcanoclastic sedi-
ments  of  the  pre-Sabalan  stage  (Didon  &  Gemain  1976;

Alberti  et  al.  1976;  Amini  1987).  Didon  &  Gemain  (1976)
suggest that Qisir Dagh is an eroded stratovolcano and the de-
pression which divides it into eastern and western parts is the
eroded remnant of a caldera (Fig. 3a,b). In the northeast of the
depression, which is the focus of this study, igneous rocks oc-
cur  as  dyke  swarms  and  dome-like  structures  (Fig. 3c).  Fine
grained texture and lack of volcanic structures in these rocks
suggest  a  probable  subvolcanic  origin.  Based  on  changes  in
colour, structure and weathering degree, four different variet-
ies  of  micromonzodiorite-monzogabbro  are  distinguished  in
the field (Fig. 4a).

Pourkhorsandi (2014) reports a narrow range of SiO

2

 con-

tent (53.01—56.52 %, average 54.66 %) for these rocks. Con-
sidering the classification scheme of Le Bas et al. (1986), the
studied  rocks  from  Qisir  Dagh  belong  to  the  monzodiorite-
monzogabbro class of igneous rocks (Fig. 5a). These rocks are
silica saturated/oversaturated and show high-K and shosho-
nitic affinities (Fig. 5b). The Ce/Pb ratio of the studied rock
varies between 1.6 and 3.1 (Pourkhorsandi 2014). Compared
to the ratio of  ~ 25 for magmas originating from the mantle
(Rollinson 1993), this is very low and is similar to the ratio
of the upper crustal rocks for which the average is 3.5 (Rollin-
son 1993).

For  evaluating  the  CSD  in  the  Qisir  Dagh  igneous  rocks,

we  selected  micromonzogabbro  samples  (Fig. 4b),  because
the rocks of this group are more widespread and least altered
compared to other igneous rocks in the region.

Methodology

Fifty rock samples were collected from igneous units in Qisir

Dagh  and  30  specimens  were  selected  for  petrography  and
rock classification. Among these, five thin sections from mic-
romonzogabbros were prepared for quantitative optical micros-
copy. Selected samples had a proper distance from each other

Fig. 3. a – 3D and topographic view of Qisir Dagh (Data source: Google Earth), b – geological profile of Qisir Dagh and the position of
the studied rocks (diorite in this map) (after Didon & Gemain 1976), c – panoramic view of the studied rocks of Qisir Dagh, showing mi-
cromonzogabbros as the cliffs.

background image

260

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

and  were  the  least  altered.  For  two-dimensional  size  mea-
surements,  more  than  95 %  of  the  area  of  a  thin  section,  in
X25 magnification (crossed polars) and with and without the
presence of a gypsum plate, was photographed. The gypsum
plate  increases  colour  contrast  between  crystals,  sharpens
mineral outlines and facilitates size measurements. Lamellar
twinning  and  crystal  shape  of  the  plagioclase  crystals  are
some of the criteria which were used to differentiate plagio-
clase from alkali feldspar, while comparing the section under
“normal”  cross  polarized  light  with  the  one  with  gypsum
plate  inserted.  The  subvolcanic  nature  of  the  studied  rocks
makes the process of crystal outline distinguishing and mea-
suring  difficult.  To  prevent  any  false  results,  crystals  with
unclear  outline  were  omitted  which  decreases  the  number
of  the  crystals  to  measure.  However,  the  overall  number
of  the  measured  crystals  is  more  than  those  reported  from
elsewhere (e.g. Diaz Azpiroz & Fernandez 2003). To estimate
the frequency of different size groups, the length and width
of  2266  plagioclase  grains  were  manually  and  visually
measured in the longest perpendicular directions using JMicro-
Vision  software  platform.  Extraction  of  3D  shape  and  size
distribution  data  from  raw  2D  data  was  done  using  the

CSDSlice5  spreadsheet  (Morgan  &  Jerram  2006)  and  CSD
Corrections 1.4.0 software (Higgins 2000, 2002).

Chemical compositions of feldspars (both plagioclase and

alkali feldspar) were determined with JEOL JXA-8200 elec-
tron  microprobe  at  the  California  Institute  of  Technology,
using  focused  electron  beam  ( ~ 1 micrometer  in  diameter),
an  accelerating  voltage  of  15 kV  and  a  beam  current  of
25 nA. The data were reduced using the CITZAF algorithm
(Armstrong 1988).

Petrography

The studied samples are classified as micromonzogabbros,

based  on  modal  mineralogy  and  texture.  The  micromonzo-
gabbros  in  Qisir  Dagh  consist  of  plagioclase  (65—75 %),

Fig. 5.  The  position  of  igneous  rocks  from  Qisir  Dagh.  a  –
Na

2

O + K

2

O  versus  SiO

2

  diagram  (Cox  et  al.  1979),  b  –  K

2

O  vs.

SiO

2

 diagram (Peccerillo & Taylor 1976).

Fig. 4.  a  –  Different  varieties  of  micromonzodiorite  and  micro-
monzogabbro occur in Qisir Dagh, shown as dashed and dash-dotted
line,  respectively,  b  –  The  hand  specimen  image  of  micromonzo-
gabbros that was used for CSD study.

background image

261

PLAGIOCLASE CRYSTALS IN MICROMONZOGABBROS, SABALAN VOLCANO (NW IRAN)

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Fig. 6. Microphotographs of thin sections for micromonzogabbros from Qisir Dagh. a, b – Parallel and crossed polars images (respectively)
of  micromonzogabbros.  Plagioclase  (Pl),  alkali  feldspar,  olivine  (Ol)  and  pyroxene  (Opx  and  Cpx)  have  formed  microgranular  texture
(scale bar: 550 µm); c, d – Clinopyroxene is the most frequent mafic mineral in the studied rocks. PPL and XPL images (respectively)
(scale bar: 200 µm); e – Elongate apatite (Ap) crystals inside a plagioclase. Note the lineation of the apatite (scale bar: 100 µm); f – Exso-
lution lamellas of feldspar (Ex) inside a more calcic plagioclase crystal (scale bar: 100 µm).

background image

262

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Point# 

216 217 218 219 220 221 

SiO

wt. % 

65.80 63.31 52.64 62.47 63.40 65.54 

TiO

0.10 0.16 0.14 0.12 0.12 0.13 

Al

2

O

19.27 21.55 29.16 22.23 22.44 19.18 

FeO 

0.34 0.41 0.44 0.44 0.39 0.24 

MgO 

0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 

CaO 

0.70 3.36 

12.18 4.16 3.93 0.78 

Na

2

4.69 7.27 4.43 7.58 7.20 3.27 

K

2

9.58 

3.43 

0.38 

2.46 

3.06 

11.41 

Cr

2

O

0.01 0.02 0.00 0.03 0.00 0.00 

MnO 

0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.02 

Oxide totals 

100.50 99.53 99.40 99.48 

100.55 

100.57 

Ab mol % 

41.24 63.85 38.82 65.91 63.24 29.16 

An 

3.38 16.32 58.97 20.02 19.08  3.86 

Or 

55.38 19.83  2.21 14.06 17.68 66.97 

 

Table 1: Microprobe analyses of feldspar in Qisir Dagh samples.

Fig. 7.  a  –  BSI  image  showing  the  analysed  points  in  feldspars,
showing the changes in BSE image color with changing the composi-
tion of feldspar, b – Ternary orthoclase-albite-anorthite (Or-Ab-An)
diagram  showing  the  position  of  analysed  feldspars  from  Qisir
Dagh micromonzogabbros.

alkali  feldspar  (10—15 %),  olivine  (5—10 %),  opaque  miner-
als (3 %), clinopyroxene (5 %), orthopyroxene (1 %) and ap-
atite.  Microgranular,  intergranular  and  in  some  cases
microporphyritic  textures  also  developed  in  these  samples
(Fig. 6a,b).

Plagioclase  is  euhedral  to  subhedral  and  occurs  as  pheno-

cryst (average 0.2—0.8 mm) and microphenocrysts (<0.1 mm).
In  some  plagioclase  grains,  exsolution  textures  occur  as  ir-
regular dendritic veins of sodic and potassic plagioclase in-
side calcic varieties of the mineral (Fig. 6f). Subhedral alkali
feldspar occurs as phenocryst (0.1—0.7 mm) and is mainly al-
tered to sericite. Subhedral and anhedral crystals of clinopy-
roxene occur as phenocrysts ( ~ 0.5 mm) and as inclusions in
plagioclase. Possible instability of clinopyroxene in the pres-
ence of magma has led to the development of corrosion tex-
tures.  Alteration  of  clinopyroxene  to  serpentine  and  opaque
minerals  is  evident  from  the  co-presence  of  these  minerals.
Fig. 6a—d  shows  the  opaque  and  clinopyroxene  crystals,
mostly in the vicinity of each other. Orthopyroxene is euhe-
dral  to  subhedral  and  exhibits  smaller  sizes  relative  to  cli-
nopyroxene.  Olivine  ( ~ 0.2—0.7 mm)  occurs  as  euhedral  to
anhedral  gains  and  is  commonly  altered  to  iddingsite  and
serpentine.  Most  of  the  apatite  crystals  in  the  studied  rocks
show poikilitic textures, as most are lineated in pyroxene and
plagioclase (Fig. 6e).

Mineral chemistry

The microprobe analyses of plagioclase and the calculated

cation  numbers  are  presented  in  Table 1.  Fig. 7a  shows  the
backscattered electron (BSE) image of a feldspar and Fig. 7b
depicts  the  range  of  chemical  variations  of  this  mineral  in
an  Or-Ab-An  ternary  diagram.  The  brighter  patches  reflect
areas  characterized  by  higher  Ca/Na  or  K/Na  ratios.  Feld-
spar ranges in compositions An0.31 to 64.58. In the studied
samples,  plagioclase  normally  lacks  chemical  zoning  and
shows  complex  irregular  patchy  textures.  The  K  content  of
plagioclase in the studied samples is higher than that of ordi-
nary  plagioclase  in  igneous  rocks  reported  by  Deer  et  al.
(1992).  High  amounts  of  K  can  be  considered  indicative  of
a complex process that led to the development of exsolution
lamellas (e.g. perthite, antipertithe and cryptoperthite) in pla-
gioclase.

background image

263

PLAGIOCLASE CRYSTALS IN MICROMONZOGABBROS, SABALAN VOLCANO (NW IRAN)

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Theory of CSD

CSD deals with the size distribution of crystal populations

as a function of the number of crystals in a measured volume
and the amount of crystals within a series of defined size in-
tervals  (Marsh  1988).  Stereology  techniques  that  produce
CSD data consist of a body of methods for the exploration of
three-dimensional  space,  when  only  two-dimensional  sec-
tions  through  solid  bodies  or  projections  on  a  surface  are
available (Underwood 1973).

Mathematically,  the  crystal  population  density  (n)  is  de-

fined as n(L) = dN(L)/dL, where N(L) is the cumulative num-
ber  of  crystals  per  unit  volume  with  long  axes  equal  to  or
lower than L and n is the number of crystals per unit volume
in a given size class. Crystal population density is best repre-
sented by a plot of ln(n) versus crystal length (L). The histo-
grams of volume fraction (number of crystals for each size)
vs.  size  is  another  method  for  representing  the  CSD  data
(Higgins 2000; Jerram et al. 2009).

Cashman  &  Marsh  (1988)  showed  that  the  shape  of  the

CSD curves could be related to various magmatic processes
such as crystal fractionation and accumulation, magma mix-
ing  and  coarsening.  In  this  study,  the  program  CSDcorrec-
tions 1.4.0. was used to produce CSD curves, which convert
2-dimensional  intersectional  data  (length  and  width)  to  true
3-dimensional crystal size distributions by incorporating cor-
rections  for  the  intersection  probability  and  cut-section  ef-
fects. Utilization of this program also requires an estimation
of the sample fabric, grain roundness and 3D crystal shape.
Based on petrography of five thin sections, a roundness fac-

Sample

 

Number of measured crystals

 

 

Average length size (µm)

 

  QSD-10b

 

929

 420

 

QSD-12

 

418

 608

 

QSD-14

 

423

 569

 

QSD-17

 

162

 644

 

QSD-23

 

334

 684

 

Table 2: Two-dimensional parameters of plagioclase crystals.

Fig. 8. Frequency versus length (a) and width (b) histograms of the measured pla-
gioclase grains. Variation in length sizes is more than widths.

time to growth rate, we chose the value of 10

—10

 mm/s used by

Garrido et al. (2001) and Cheng & Zeng (2013) to calculate
sub-volcanic gabbroic magmatic bodies that are not too dif-
ferent from our studied rocks.

CSD results

Distribution  of  2D  length  and  width  size  (intersection  di-

mensions) data of the 2266 measured grains is presented in
Table 2  and  shown  as  a  frequency  versus  size  histogram  in
Fig. 8.  The  two-dimensional  size  average  of  plagioclase  in

tor of 0.2 is chosen for Qisir Dagh samples. The
3D shapes of the plagioclase crystals from Qisir
Dagh  were  estimated  using  the  CSDSlice 5
spreadsheet  (Morgan  &  Jerram  2006),  which
compares  the  distribution  of  2D  size  measure-
ments to  a database of shape curves for random
sections through 703 different crystal shapes and
determines a best fit 3D crystal habit based on re-
gression calculations and fitting to the database.
Crystal shapes are defined in terms of “aspect ra-
tio”  that  is  the  ratio  of  short:  intermediate:  long
(S: I: L) dimensions.

As proposed by Marsh (1988), average crystal

residence  time  is  calculated  by  employing  the
equation:

Tr = (—1/G

×m)/31536000

where Tr is the residence time (year), G is the

growth rate of crystals (mm/s), m is the slope of
the  CSD  curve  of  the  long-linear  data  and
3156000  is  a  coefficient  to  convert  seconds  to
years.  Choosing  the  appropriate  growth  rate  is
important  for  calculating  the  residence  time.
Cashman (1993) has considered a growth rate of
10

—9

 mm/s and 10

—10

 mm/s for 3 and 300 years of

cooling time, respectively. This author also con-
siders a residence time of less than 1000 years for
low-depth magmatic bodies, which are similar in
composition  to  the  Qisir  Dagh  rocks.  Based  on
the  strong  dependence  of  calculated  residence

Table 3: Calculated crystal shape parameters. S, I and L represent
short axis, intermediate axis and long axis, respectively. S/I (short
axis/intermediate axis) and I/L (intermediate axis/long axis).

Sample 

Aspect ratio 

S/I 

I/L 

Crystal shape 

  QSD-10b 

1:1.4:2.4 0.71 

0.58  Prolate 

QSD-12 

1:1.5:1.9 0.67 

0.79  Tabular 

QSD-14 

1:1.4:2.4 0.71 

0.52  Prolate 

QSD-17 

1:1.7:2.2 0.59 

0.77  Tabular 

QSD-23 

1:1.7:2.5 0.59 

0.68  Tabular 

background image

264

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Fig. 9. Frequency versus 2D sa/la (short axis/long axis) histograms of the measured samples from Qisir Dagh (red lines) together with best-
fit shape output by CSDSlice (dashed lines) and the proposed aspect ratios. The numbers on the right corner represent the aspect ratios as
represented by short axis: intermediate axis: long axis of the crystal.

the  micromonzogabbros  of  Qisir  Dagh  is  538  micrometers.
Plagioclase crystals with lengths of less than one millimeter
are  much  more  abundant  than  those  having  larger  sizes.  As
can  be  seen  in  Fig. 8,  plagioclase  crystals  show  unequal
shapes and their lengths exhibit more variation in sizes than
widths.  However,  we  considered  the  measured  plagioclase
lengths to be real and not the results of clustering of crystals
although  this  cannot  be  excluded  in  the  largest  size  bins
( > 1500 µm,  Fig. 8a),  the  other  reason  for  this  bin  could  be
the presence of xenocrystals. As a result of the fact that larger
crystals show higher degrees of K-metasomatism, this reason

Fig. 10. The position of average aspect ratio of plagioclase in igne-
ous rocks on I/L versus S/I diagram (Zingg 1935). Plagioclase from
Qisir Dagh (filled cricles) plot in prolate and tabular 3D shapes (ex-
cluding  one  sample  that  resides  between  tabular  and  equant).  S,  I
and L represent small, intermediate and long axis, respectively.

!

background image

265

PLAGIOCLASE CRYSTALS IN MICROMONZOGABBROS, SABALAN VOLCANO (NW IRAN)

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

sounds  likely.  Calculated  crystal  shape  data  are  presented  in
Table 3. I/L and S/I factors were calculated from the aspect ra-
tio data. Fig. 9 shows the population shape curves of normal-
ized frequency vs. short axis/long axis ratio together with the
best-fit  shape  output  by  CSDSlice 5  for  the  studied  samples
from Qisir Dagh rocks. Dotted lines are the data of some stan-
dard crystals from the data source of CSDSlice 5 and the red
lines are our data. Dotted lines show the most similar crystal
shapes to our data and have been considered to be similar to
our sample crystal factors.

The I/L versus S/I diagram of Zingg (1935) is used here to

present the data and to evaluate the 3D shapes. As can be seen

Fig. 11. CSD diagrams of the studied plagioclase crystals from Qisir Dagh. Note the non-linear trend of the diagrams. Dotted lines are the
regression lines calculated based on the frequency of all crystal sizes. Horizontal axis unit is millimeter.

in  Fig. 10,  the  majority  of  the  plagioclase  crystals  are  either
prolate or tabular in 3D shape, and one sample (QSD-17) is in-
termediate between tabular and equant shapes.

Higgins  (2006)  states  that  there  is  a  possible  relationship

between the shape of a crystal and its size. To evaluate this
theory,  we  compared  the  lengths  of  studied  plagioclase
grains in 2D with those of the 3D shapes (Table 3). Contrary
to Hastie et al. (2013), the average length of prolate plagio-
clase crystals in the studied rocks is less than the amount of
those in tabular crystals.

The CSD curves for plagioclase from Qisir Dagh are pre-

sented in Fig. 11. All of the CSD curves, except the sample

background image

266

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Table 4: Calculated residence time for micromonzogabbros of Qisir
Dagh based on quantitative textural investigation.

Sample 

Residence time 

(years) 

Regression line 

slope 

Regression 

intercept 

  QSD-10b 

685 –2.16 2.20 

QSD-12 

621 –1.96 1.48 

QSD-14 

457 

–1.44 

0.91 

QSD-17 

463 –1.46 0.51 

QSD-23 

460 –1.45 0.71 

QSD-10b,  are  concaved  up  and  do  not  follow  a  classic
straight  line  trend.  The  proportion  of  larger  crystals  in  the
studied rocks is low and their sizes are so variable compared
to  smaller  crystals,  which  may  contribute  to  the  relatively
big error of the big segment of CSD curves. The selected re-
gression lines are the ones responsible for the most frequent
crystal size intervals (in this case small crystals) that are de-
picted in CSD curves as the long and straight line in the mid-
dle of the curve. These regression lines are drawn based on
all  the  size  intervals  and  since  the  relatively  small  crystals
are more frequent, these lines mostly follow the segments of
CSD curves which are related to these crystals. Taking a sim-
ple  assumption  of  plagioclase  steady-state  magma  chamber
model and continuous growth rate of 10

—10

 mm/s for gabbroic

rocks of dyke structures (Garrido et al. 2001; Cheng & Zeng
2013),  the  crystal  residence  times  of  plagioclase  from  Qisir
Dagh are calculated to be less than 1000 years (Table 4).

Discussion

In almost all of the CSD studies, the interpretations dealing

with  the  cooling  conditions  of  magma  have  been  done  on
CSD  curves.  Straight  CSD  curves  form  in  a  simple  magma
cooling process while non-straight CSD curves indicate occur-
rence of physico-chemical variations (caused by magma mix-
ing, crystal differentiation, etc.) through magma solidification
(e.g. Cashman & Marsh 1988; Higgins 1996, 2000). Compari-
son  of  CSD  curves  of  the  mircomonzogabbros  from  Qisir
Dagh (Fig. 11) with the standard CSD models of Vinet & Hig-
gins (2010) (Fig. 12) suggests the similarity of CSD curves of
this study to the curve presented in Fig. 12e. As mentioned be-
fore,  CSD  curves  of  the  studied  samples  show  notable  slope
changes and are concave up in shape. Concave up CSD curves
are  considered  to  be  evidence  of  hybrid  crystal  size  popula-

Fig. 12. Schematic examples of processes that can influence the shape of the CSD (after Higgins 2006, modified by Vinet & Higgins 2010).
– increase in undercooling (or saturation), b – increase in residence time or growth rate, – accumulation and fractionation of crys-
tals, d – coarsening, e – magma mixing (or mixing of two crystal populations).

tions,  formed  due  to  magma  mixing,  crystal  differentiation
and crystal coarsening (alone or in conjunction) inside magma
chamber  and/or  during  magma  ascent  (Salisbury  et  al.  2008;
Yu et al. 2012; Van der Zwan et al. 2013; Ngonge et al. 2013).
Since microscopic studies show no evidence of textural coars-
ening in the studied rocks, it is likely that magma mixing and/
or crystal differentiation played important roles in the forma-
tion of plagioclase crystals in Qisir Dagh.

It  has  been  shown  by  Kouchi  et  al.  (1986)  and  Higgins

(2006)  that  3D  shapes  of  crystals  have  a  close  relationship
with the conditions of magma crystallization. These authors
mention  that  crystallization  of  magma  in  a  dynamic  system
and  with  a  high  variation  in  chemical  potential  produces
long and thin crystals. Unequant shape of the studied plagio-
clase crystals in our study suggests a similar physico-chemi-
cal condition.

In addition to quantitative petrographic data, the chemistry

of the plagioclase crystals is in accordance with a non-simple
magma  crystallization  trend.  Occurrence  of  exsolution  tex-
tures in plagioclase as well as their microscopic and chemi-
cal attributes point to the influence of chemical and physical
processes on the formation of the micromonzogabbros. Tem-
perature, pressure and the amount of K are the most impor-
tant  factors  responsible  for  the  development  of  exsolution
textures (particularly antiperthite) in plagioclase. With an in-
crease in temperature and change in the position of O atoms,
large K

+

 ions can easily replace the Na

+

 ions and on cooling

form  exsolution  textures.  Alongside  the  effect  of  tempera-
ture,  potassic  metasomatism  is  considered  important  in
forming  an  exsolution  texture  (Sen  1959;  Bown  &  Gay
1971; Parsons & Brown 1983). Chemical data of the studied
plagioclase  suggest  the  effects  of  such  activities  (tempera-
ture increasing and potassic metasomatism) through crystal-
lization of the rocks that are also noticeable in CSD curves.

Based  on  CSD  calculations,  and  using  the  growth  rate

G = 10

—10

 mm/s,  model  residence  times  of  the  studied  rocks

are  less  than  1000  (457  to  685)  years  (Table 4).  The  ob-
served variations in the residence times could be developed
in  a  thermally  heterogeneous  magma  chamber.  Short  resi-
dence  times  of  this  range  compared  to  those  of  coarse
grained igneous rocks are believed to be indicative of a low-
depth  and  subvolcanic  magmatic  system  (Cashman  1993)
that  has  formed  the  microcrystalline  rocks  of  Qisir  Dagh.
Low  residence  times  justify  the  microcrystalline  texture  of
the studied rocks and are indicative of formation of the mi-

background image

267

PLAGIOCLASE CRYSTALS IN MICROMONZOGABBROS, SABALAN VOLCANO (NW IRAN)

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

cromonzogabbros  from  Qisir  Dagh  in  a  subvolcanic  mag-
matic system (Vernon 2004; Gill 2010).

Conclusions

Results  of  CSD  and  mineral  chemistry  data  of  mi-

cromonzogabbros from Qisir Dagh suggest that:

" Based  on  measurements  of  2266  crystals,  the  average

length size of plagioclase is 538 micrometers which points to
the  microcrystalline  texture  of  the  host  rock  and  its  forma-
tion in a subvolcanic magmatic system;

" Plagioclase crystals show unequal shapes in intersection

dimensions. The size variation of crystal lengths is also more
common than the widths which indicates the crystals are un-
equant;

" The majority of the plagioclase crystals are either prolate

or tabular in 3D shape. The average length of prolate plagio-
clase crystals is less than that in tabular crystals;

" Non-straight and concave up shapes of CSD curves indi-

cate the presence of at least two crystal populations formed
as the result of magma mixing and/or crystal differentiation.
The process of magma mixing is also supported by the min-
eral chemistry of plagioclase and the formation of exsolution
textures in plagioclase grains;

" Calculated  model  residence  times  for  plagioclase  crys-

tals  in  Qisir  Daghi  are  less  than  457—685  years,  using
G = 10

—10

 mm/s,  indicating  rapid  cooling  in  a  subvolcanic

magmatic system with thermal heterogeneity.

Acknowledgments:  The  authors  would  like  to  thank  D.J.
Morgan and D.A. Jerram for providing CSDSlice spreadsheet
and also H. Altafi, S. Nezamdoost and B. Arefi for their assis-
tance with the field work. Dr. I. Petrík is thanked for editorial
handing of the paper and for providing us with valuable scien-
tific comments. Reviews and comments by Prof. H. Yu and an
anonymous reviewer are very much appreciated.

References

Ahmadzadeh  Gh.,  Jahangiri  A.,  Lentz  D.  &  Mojtahedi  M.  2010:

Petrogenesis  of  Plio—Quaternary  post-collisional  ultrapotassic
volcanism in NW of Marand, NW Iran. J. Asian Earth Sci. 39,
1—2, 37—50.

Alberti  A.A.,  Comin-Chiaramonti  P.,  Di  Battistini  G.,  Sinigoi  S.  &

Zerbi M. 1975: On the magmatism of the Savalan volcano (north—
west Iran). Rend. Soc. Ital. Mineral. Petrol. 31, 2, 337—350.

Alberti  A.A.,  Comin-Chiaramonti  P.,  Sinigoi  S.,  Nicoletti  M.  &

Petrucciani  C.  1980:  Neogene  and  Quaternary  volcanism  in
Eastern Azerbaijan (Iran): some K—Ar age determinations and
geodynamic implications. Int. J. Earth Sci. 69, 1, 216—225.

Alberti A.A., Comin-Chiaramonti P., Di Battistini G., Nicoletti M.,

Petrucciani C. & Sinigoi S. 1976: Geochronology of the East-
ern Azerbaijan volcanic plateau (north—west Iran). Rend. Soc.
Ital. Mineral. Petrol.
 32, 2, 579—589.

Allen M.B., Mark D.F., Kheirkhah M., Barfod D., Hashem Emami

M. & Saville C. 2011: 

40

Ar/

39

Ar dating of Quaternary lavas in

northwest Iran: constraints on the landscape evolution and in-
cision  rates  of  the  Turkish—Iranian  plateau.  Geophys.  J.  Int.
185, 3, 1175—1188.

Amini B. 1987: Geological Map of Meshginshahr, Scale 1:100,000.

Geol. Surv. Iran Publ., Tehran.

Armienti P., Innoncenti F., Pareschi M.T., Pompilio M. & Roscchi

S. 1991: Crystal population density in not stationary volcanic
systems: Estimate of olivine growth rate in basalts of Lanzarote
(Canary Islands). Miner. Petrology 44, 3—4, 181—196.

Armstrong  J.T.  1988:  Quantitative  analysis  of  silicate  and  oxide

minerals: comparison of Monte Carlo, ZAF, and U(qz) proce-
dures. In: Newbury D.E. (Ed.): Microbeam analysis. Proceed-
ings of the 23

rd

 Annual Conference of the Microbeam Analysis

SocietySan Francisco Press, San Francisco, 239—246.

Azizi H. & Moinevaziri H. 2009: Review of the tectonic setting of

Cretaceous  to  Quaternary  volcanism  in  northwestern  Iran.  J.
Geodyn.
 47, 4, 167—179.

Berberian M. & King G.C.P. 1981: Towards a paleogeography and

tectonic evolution of Iran. Canad. J. Earth Sci. 18, 2, 210—265.

Bown M.G. & Gay P. 1971: Lunar antiperthites. Earth Planet. Sci.

Lett. 11, 1—5, 23—27.

Cashman K.V. 1993: Relationship between plagioclase crystalliza-

tion and cooling rate in basaltic melts. Contr. Mineral. Petrol-
ogy
 113, 1, 126—142.

Cashman K.V. & Marsh B.D. 1988: Crystal size distribution (CSD)

in  rocks  and  the  kinetics  and  dynamics  of  crystallization.  II.
Makaopuhi lava lake. Contr. Mineral. Petrology 99, 3, 292—305.

Cheng L. & Zeng L. 2013: Nature of subvolcanic magma chambers

in Emeishan province, China: evidence from quantitative tex-
tural  analysis  of  plagioclase  megacrysts  in  the  giant  plagio-
clase basalts. IAVCEI 2013 Scientific Assembly, A79.

Cox  K.G.,  Bell  J.D.  &  Pankhurst  R.J.  1979:  The  interpretation  of

igneous rocks. George Allen and Unwin, London, 1—464.

Dabiri R., Hashem Emami M., Mollaei H., Chen B., Vosogi Abedini

M.,  Rashidnejad  Omran  N.  &  Ghaffari  M.  2011:  Quaternary
post-collision  alkaline  volcanism  NW  of  Ahar  (NW  Iran):
geochemical  constraints  of  fractional  crystallization  process.
Geol. Carpathica 62, 6, 547—562.

Deer W.A., Zussman J. & Howie R.A. 1992: An introduction to the

rock-forming minerals. 2nd ed. Prentice Hall, China, 1—712.

Diaz Azpiroz M. & Fernandez C. 2003: Characterization of tectono-

metamorphic events using crystal size distribution (CSD) dia-
grams. A case study from the Acebuches metabasites (SW Spain).
J. Struct. Geol. 25, 935—947.

Didon J. & Gemain Y.M. 1976: Le Sabalan, volcan plio—quaternaire

de  l’Azerbaidjan  oriental  (Iran):  étude  géologique  et  pétro-
graphique de l’édifice et de son environnement regional. Unpubl.
PhD  Thesis,  Université  Scientifique  et  Médicale  de  Grenoble
,
France, 1—166.

Dilek Y., Imamverdiyev N. & Altunkaynak |. 2010: Geochemistry

and  tectonics  of  Cenozoic  volcanism  in  the  Lesser  Caucasus
(Azerbaijan)  and  the  peri-Arabian  region:  collision-induced
mantle dynamics and its magmatic fingerprint. Int. Geol. Rev.
52, 4—6, 536—578.

Dostal  J.  &  Zerbi  M.  1978:  Geochemistry  of  the  Savalan  volcano

(northwestern Iran). Chem. Geol. 22, 31—42.

Gagnevin D., Waight T.E., Daly J.S., Poli G. & Conticelli S. 2007:

Insights  into  magmatic  evolution  and  recharge  history  in  Ca-
praia Volcano (Italy) from chemical and isotopic zoning in pla-
gioclase  phenocrysts.  J.  Volcanol.  Geotherm.  Res.  168,  1—4,
28—54.

Galamghash J., Mousavi Z., Hassanzadeh J. & Schmitt A.K. 2013:

Sabalan Volcano, Northwest Iran: Geochemistry and U—Pb zir-
con geochronology. Geol. Soc. Amer. Meeting, A363—9.

Garrido C.J., Kelemen P.B. & Hirth G. 2001: Variation of cooling

rate  with  depth  in  lower  crust  formed  at  an  ocean  spreading
ridge: Plagioclase crystal size distributions in gabbros from the
Oman ophiolite. Geochem. Geophys. Geosystems, 2.

        Doi 10.1029/2000GC000136

background image

268

POURKHORSANDI, MIRNEJAD, RAIESI and HASSANZADEH

G

G

G

G

GEOL

EOL

EOL

EOL

EOLOGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPA

OGICA CARPATHICA

THICA

THICA

THICA

THICA, 2015, 66, 4, 257—268

Gill R. 2011: Igneous rocks and processes, a practical guide. Wiley-

Blackwell, Malaysia, 1—472.

Hastie W.W., Watkeys M.K. & Aubourg C. 2013: Characterisation of

grain-size, shape and orientation of plagioclase in the Rooi Rand
dyke swarm, South Africa. Tectonophysics 583, 145—157.

Higgins  M.D.  1994:  Numerical  modeling  of  crystal  shapes  in  thin

sections: Estimation of crystal habit true size. Amer. Mineralo-
gist
 79, 113—119.

Higgins M.D. 1996: Crystal size distributions and other quantitative

textural  measurements  in  lavas  and  tuff  from  Egmont  volcano
(Mt. Taranaki), New Zealand. Bull. Volcanol. 58, 2—3, 194—204.

Higgins  M.D.  2000:  Measurement  of  crystal  size  distributions.

Amer. Mineralogist 85, 1105—1116.

Higgins M.D. 2002: A crystal size-distribution study of the Kigla-

pait layered mac intrusion, Labrador, Canada: evidence for tex-
tural coarsening. Contr. Mineral. Petrology 144, 3, 314—330.

Higgins M.D. 2006: Verification of ideal semi-logarithmic, lognor-

mal  or  fractal  crystal  size  distributions  from  2D  datasets.  J.
Volcanol. Geotherm. Res. 
154, 1—2, 8—16.

Innocenti F., Mazzuoli R., Pasquare G., Radicati Di Brozolo F. &

Villari L. 1982: Tertiary and quaternary volcanism of the Erzu-
rumkars  area  (Eastern  Turkey):  Geochronological  data  and
geodynamic  evolution.  J.  Volcanol.  Geotherm.  Res.  13,  3—4,
223—240.

Innocenti S., Ann del Marmol M., Voight B., Andreastuti S. & Fur-

man  T.  2013:  Textural  and  mineral  chemistry  constraints  on
evolution of Merapi volcano, Indonesia. J. Volcanol. Geotherm.
Res
. 261, 20—73.

Jahangiri  A.  2007:  Post-collisional  Miocene  adakitic  volcanism  in

NW Iran: Geochemical and geodynamic implications. J. Asian
Earth Sci.
 30, 3—4, 433—447.

Jamali H., Yaghubpur A., Mehrabi B., Dilek Y., Daliran F. & Mesh-

kani  A.  2012:  Petrogenesis  and  tectono-magmatic  setting  of
Meso—Cenozoic magmatism in Azerbaijan province, Northwest-
ern Iran. In: Al-Juboury A. (Ed.): Petrology – new perspectives
and applications. Intech, 39—56. ISBN: 978—953—307—800—7

Jerram D.A., Mock A., Davis G.R., Field M. & Brown R.J. 2009:

3D crystal size distributions: A case study on quantifying oliv-
ine populations in kimberlites. Lithos 112, S1, 223—235.

Kheirkhah M. & Mirnejad H. 2014: Volcanism from an active con-

tinental collision zone: a case study on most recent lavas within
Turkish—Iranian plateau. J. Tethys 2, 2, 81—92.

Kouchi A., Tsuchiyama A. & Sunagawa I. 1986: Effect of stirring

on crystallization kinetics of basalt: texture and element parti-
tioning. Contr. Mineral. Petrology 93, 4, 429—438.

Lambert R.S.J., Holland J.G. & Owen P.F. 1974: Chemical petrology

of  a  suit  of  calc-alkaline  lavas  from  Mount  Ararat,  Turkey.
J. Geology 82, 4, 419—438.

Marsh B.D. 1988: Crystal size distribution (CSD) in rocks and the

kinetics and dynamics of crystallization. I. Theory. Contr. Min-
eral. Petrology 
99, 3, 277—291.

McQuarrie N., Stock J.M., Verdel C. & Wernicke B.P. 2003: Ceno-

zoic evolution of Neotethys and implications for the causes of
plate motions. Geophys. Res. Lett. 30, 20.

        Doi 10.1029/2003GL017992
Morgan D.J. & Jerram D.A. 2006: On estimating crystal shape for

crystal size distribution analysis. J. Volcanol. Geotherm. Res.
154, 1—2, 1—7.

Ngonge  E.D.,  Archanjo  C.J.  &  Hollanda  M.H.B.M.  2013:  Plagio-

clase  crystal  size  distribution  in  some  mesozoic  tholeiitic
dykes in Cabo Frio-Buzios, Rio de Janeiro, Brazil. J. Volcanol.
Geotherm. Res.
 255, 26—42.

Parsons I. & Brown W.L. 1983:  A  TEM  and  microprobe  study  of

a two-perthite alkali gabbro: implications for the ternary feld-
spar system. Contr. Mineral. Petrology 82, 1, 1—12.

Pazirandeh  M.  1973:  Distribution  of  volcanic  rocks  in  Iran  and  a

preliminary  discussion  of  their  relationship  to  tectonics.  Bull.
Volcanol.
 37, 4, 573—585.

Pourkhorsandi  H.  2014:  Geochemistry  of  subvolcanic  rocks  from

Qisir  Dagh,  South—East  of  Savalan  volcano,  (North—West)
Iran. Unpubl. M.Sc. Thesis, University of Tehran, Iran, 1—145
(in Farsi).

Randolph  A.D.  &  Larson  M.A.  1971:  Theory  of  particulate  proc-

esses:  Analysis  and  techniques  of  continuous  crystallization.
Academic Press, New York, 1—268.

Ruprecht P. & Wörner G. 2014: Variable regimes in magma systems

documented in plagioclase zoning patterns: El Misti stratovol-
cano and Andahua monogenetic cones. J. Volcanol. Geotherm.
Res.
 165, 3—4, 142—162.

Ruttner  A.  &  Stöcklin  J.  1967:  Geological  Map  of  Iran,  Scale

1 : 100,000. Geol. Surv. Iran Publ., Tehran.

Sahagian D.L. & Proussevitch A.A. 1998: 3D particle size distribu-

tions  from  2D  observations:  stereology  for  natural  applica-
tions. J. Volcanol. Geotherm. Res. 84, 3—4, 173—196.

Salisbury M.J., Bohrson W.A., Clynne M.A., Ramos F.C. & Hoskin

P. 2008: Multiple plagioclase crystal populations identified by
crystal size distribution and in situ chemical data: implications
for  timescales  of  magma  chamber  processes  associated  with
the  1915  eruption  of  Lassen  Peak,  CA.  J.  Petrology  49,  10,
1755—1780.

Seaman  S.J.  2000:  Crystal  clusters,  feldspar  glomerocrysts,  and

magma envelopes in the Atascosa Lookout lava flow, Southern
Arizona, USA: recorders of magmatic events. J. Petrology 41,
5, 693—716.

Sen  S.K.  1959:  Potassium  content  of  natural  plagioclases  and  the

origin of antiperthites. J. Geology 67, 5, 479—495.

Stöcklin J. 1968: Structural history and tectonics of Iran, a review.

Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 52, 7, 1229—1258.

Takin M. 1972: Iranian geology and continental drift in the Middle

East. Nature 235, 5334, 147—150.

Trifonov V.G., Ivanova T.P. & Bachmanov D.M. 2012: Evolution

of  the  central  Alpine—Himalayan  belt  in  the  Late  Cenozoic.
Russ. Geol. Geophys. 53, 3, 221—233.

Underwood E.E. 1973: Quantitative stereology for microstructural

analysis. In: McCall J.L. & Mueller W.M. (Eds.): Microstruc-
tural analysis, tools and techniques. Plenum Press, New York,
35—66.

Ustunisik G., Kilinc A. & Nielsen R.L. 2014: New insights into the

processes  controlling  compositional  zoning  in  plagioclase.
Lithos 200—201, 80—93.

Van der Zwan F.M., Chadwick J.P. & Troll V.R. 2013: Textural his-

tory  of  recent  basaltic-andesites  and  plutonic  inclusions  from
Merapi volcano. Contr. Mineral. Petrology 166, 1, 43—63.

Vernon R.H. 2004: A practical guide to rock microstructures. Cam-

bridge University Press, New York, 1—655.

Vinet N. & Higgins M.D. 2010: Magma solidification processes be-

neath  Kilauea  volcano,  Hawaii:  a  quantitative  textural  and
geochemical study of the 1969—1974 Mauna Ulu lavas. J. Pe-
trology
 51, 6, 1297—1332.

Winkeler H.G.F. 1949: Crystallization of basaltic magma as recorded

by variation of crystal-size in dikes. Mineral. Mag. 28, 557—574.

Yilmaz Y., Moorbath F. & Mitchell J.G. 1990: Genesis of collision

volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. J. Volcanol. Geotherm.
Res.
 44, 1—2, 189—229.

Yu H., Xu J., Lin C., Shi L. & Chen X. 2012: Magmatic processes

inferred  from  chemical  composition,  texture  and  crystal  size
distribution of the Heikongshan lavas in the Tengchong volca-
nic eld, SW China. J. Asian Earth Sci. 58, 1—15.

Zingg Th. 1935: Beitrag zur Schotteranalyse. Unpubl. PhD Thesis,

Universität Zürich, Switzerland, 1—140.