دانشگاه اصفهان پترولوژی 2228-5210 17 2 2026 06 22 Application of Biotite Chemistry for Discrimination of Origion, Emplacement and Mineralization Potential of Sarbijan–Dalfard Granitoids, NW Jiroft, Kerman, SE Iran کاربرد ترکیب شیمیایی بیوتیت در تشخیص خاستگاه، جایگزینی و پتانسیل کانه‏‌زایی گرانیتوییدهای سربیژن- دلفارد، شمال‌باختری جیرفت، کرمان، جنوب‌خاوری ایران 71 94 30326 10.22108/ijp.2026.148212.1381 FA راضیه رضایی آدریانی دانشجوی دکتری، گروه پترولوژی و زمین‏‌شناسی اقتصادی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران حبیب اله قاسمی استاد، گروه پترولوژی و زمین‏‌شناسی اقتصادی، گروه پژوهشی ماگمازایی و کانه‏‌زایی در ایران، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران مسعود علی پور اصل دانشیار، گروه پترولوژی و زمین‏‌شناسی اقتصادی، گروه پژوهشی ماگمازایی و کانه‏‌زایی در ایران، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران محسن مباشری دکترا، گروه پژوهشی ماگما‏‌زایی و کانه‏‌زایی در ایران، شرکت مهندسی مشاوره‏‌ای کاواک آرای نوین معدن، کرمان، ایران سیلویا فورناسارو پژوهشگر وابسته، گروه علوم زمین، دانشگاه پیزا، پیزا، ایتالیا Journal Article 2026 01 31 <strong>Introduction</strong><br />Urumieh–Dokhtar Magmatic Arc (UDMA) as a part of Zagros orogeny is the most important Cenozoic magmatic belt in Iran (Alavi, 1994; Babazadeh et al., 2024). Lithostratigraphic and age dating evidence indicates that magmatic activity in this belt initiated during Late Cretaceous-Paleocene and continued to Pliocene-Quaternary, with the peak of the magmatism in the Middle-Late Eocene. This was followed by extensive Oligocene-Miocene intrusive magmatism and subsequently renewed during Pliocene–Quaternary by scattered volcanism (Moghadam et al., 2022a, b; Babazadeh et al., 2024). In the southeastern segment of the UDMA, particularly along the Jebal-e-Barez mountains, regional geology and zircon U–Pb geochronology record multiphase, extensive arc related magmaism from the Eocene to the Oligocene-Miocene, locally extending to the Pliocene–Quaternary (Nazarinia et al., 2020; Atapour and Aftabi, 2021; Moghadam et al., 2022a, b; Babazadeh et al., 2024). Peak of the magma emplacement occurred during the Oligocene–Miocene, characterized by intermediate to felsic plutons of the Jebal-e-Barez mountains (Chiu et al., 2013; Babazadeh et al., 2024). Biotite, a major Fe–Mg-bearing constituent of the Jebal-e-Barez intrusive complex, has a substantial capacity for incorporating Ti and Al, making it an effective monitor of crystallization conditions (temperature, pressure, oxygen fugacity), as well as for classification and discrimination of granite tectonic settings and their mineralization potential (Wones and Eugster, 1965; Wones, 1989; Abdel-Rahman, 1994; Henry et al., 2005; Nachit et al., <br />2005; Jiang et al., 2002; Uchida et al., 2007; Anderson et al., 2008; Villaseca et al., 2017). Most previous studies on the Jebal-e-Barez intrusive complex have relied on whole-rock geochemistry for petrological purposes and economic fertility assessments, whereas mineral chemistry approaches such as biotite chemistry remain sparse.<br /><strong>Geology</strong><br />The Sarbijan–Dalfard district, located northwest of Jiroft within the Jebal‑e‑Barez mountain range, represents the southern part of the UDMA. This major volcano‑plutonic complex developed in response to prolonged subduction of the Neotethys oceanic lithosphere beneath the Central Iran block, with magmatic activity persisting from the Late Cretaceous to the Neogene. In the southeastern segment of the UDMA, a compositionally diverse suite of intermediate‑felsic plutonic rocks—including diorite, monzodiorite, quartz diorite, granodiorite, and granite—intrudes the Eocene volcanic and volcano‑sedimentary rocks (Moghadam et al., 2022a, b; Babazadeh et al., 2024). The Jebal‑e‑Barez granitoids exhibit calc‑alkaline to high‑K calc‑alkaline affinities, consistent with an active continental arc setting. Moreover, the Oligocene–Miocene magmatism has been attributed to incipient collisional processes, crustal thickening, and partial melting of the oceanic slab and metasomatized mantle wedge, with variable crustal contamination (Moghadam et al., 2022a, b; Babazadeh et al., 2024).<br /><strong>Research Methods</strong><br />Representative specimens from the main lithological units (monzodiorites and granodiorites) were selected for mineral chemical analyses using a JEOL 8200 electron microprobe at the Microprobe Laboratory, University of Milan, Italy. Analyses were conducted at an accelerating voltage of 30 kV, beam currents ranging from 10⁻¹² to 10⁻⁵ A, and a counting time of 80 seconds. Biotite composition was normalized to 22 oxygens, and the Fe³⁺ content was calculated following Droop (1987) assuming charge balance within the biotite structure.<br /><strong>Petrography</strong><br />The granitoid bodies of the Sarbijan–Dalfard district show a progressive fractionated series from diorite to granite. The diorites and monzodiorites exhibit coarse‑ to medium‑grained hypidiomorphic textures, characterized by plagioclase as the dominant mineral, alongside biotite and amphibole as the primary mafic phases. Granodiorites predominantly display anhedral granular textures, where plagioclase often shows polysynthetic twinning and evidence of secondary alteration. Granites are typically coarse‑grained and anhedral granular, and show granophyric and myrmekitic textures in alkali‑feldspar‑rich varieties, representing the late‑stage simultaneous crystallization of quartz and feldspar.<br /><strong>Discussion</strong><br />Biotite geochemistry in the Sarbijan–Dalfard granitoids provides key constraints on the physicochemical conditions (P, T, fO₂) of magma generation, crystallization, and emplacement, as well as classification (I, S, A), tectonic setting , and mineralization potential. Microprobe analyses of biotites in the Sarbijan–Dalfard granitoids indicate their Mg‑rich magmatic nature, crystallized under relatively high H₂O pressure and oxidizing conditions, reflecting a calc‑alkaline (I‑type) orogenic magma within a subduction‑related continental margin environment. Fe/(Fe+Mg) ratios and Al content indicate limited crustal contribution, while Ti concentrations suggest closure temperatures of 638 to 724°C, close to the crystallization conditions of granodiorite‑granite suites (Luhr et al., 1984; Henry et al., 2005). Total Al content in biotite implies emplacement pressures of 0.98–2.56 kbar, corresponding to depths of 3‑7 km in the upper crust (Uchida et al., 2007). High Mg# contents of biotites and their coexistence with Fe‑Ti oxides further support high fO₂ conditions, consistent with subduction‑related arc magmatism and minimal post‑emplacement re‑equilibration.<br /><strong>Conclusion</strong><br />Biotites of the Sarbijan–Dalfard granitoids are Mg‑rich, magmatic, and largely unaltered, recording relatively oxidizing conditions during crystallization, consistent with Fe‑Ti oxide‑bearing calc‑alkaline I‑type magmas of a subduction‑related arc setting. Thermo‑barometry estimates based on Ti and Al‑in‑biotite suggest closure temperature ranges of 630‑725 °C and pressure ranges of 1‑2.5 kbar, indicating emplacement at shallow upper crustal depths. Integration of petrography, biotite chemistry, and thermo‑barometry calculations confirms that these granitoids were generated in an oxidizing, subduction‑related environment, with significant potential for Cu mineralization.<br /><strong>Acknowledgments</strong><br />This study forms part of the first author’s PhD dissertation, which was financially supported by the Research Vice‑Presidency of Shahrood University of Technology (SUT). The authors gratefully acknowledge SUT, the staff of the Microprobe Laboratories at the University of Milan, and the esteemed reviewers of the Petrological Journal for their valuable guidance and constructive comments. توده‌های گرانیتوییدی محدودة سربیژن- دلفارد در جبال بارز بخشی از ماگماتیسم الیگوسن- میوسن در جنوب‌خاوری پهنة ارومیه- دختر را تشکیل می‌دهند. این توده‏‌ها از دیوریت، مونزودیوریت، گرانودیوریت و گرانیت ساخته شده‌اند و بافت‌ اصلی دانه‌ای بی‏‌شکل تا نیمه‌شکل‌دار دارند. بیوتیت که مهم‌ترین کانی تیره در بیشتر این توده‏‌هاست خاستگاه اولیه ماگمایی و ترکیب منیزیم‌دار دارد. دماسنجی برپایة تیتانیم درون بیوتیت، دماهای 600 تا 730 درجة سانتیگراد را برای بسته‌شدن سیستم این کانی نشان می‌دهد با شرایط تبلور و جایگزینی ماگماهای گرانیتوییدی کالک‌آلکالن سازگار است. فشارسنجی بر پایة میزان آلومینیم کل درون بیوتیت، نشان‏‌دهندة جایگیری این توده‌های درونی در فشارهای 1 تا 5/2 کیلوبار است که با ژرفای کم پوستة بالایی (ژرفاهای نزدیک به 3 تا 7 کیلومتری) همخوانی دارد. شاخص‌ فوگاسیتة اکسیژن و همیافتی بیوتیت منیزیم‌دار با فازهای اکسید آهن گواهی بر شرایط اکسیدان و تعلق این گرانیتوییدها به سری مگنتیت با پتانسیل کانه‏‌زایی مس هستند. مجموع ویژگی‌های میدانی، سنگ‏‌نگاری و شیمی کانی نشان می‌دهند توده‌های گرانیتوییدی محدودة سربیژن- دلفارد از یک ماگمای گرانیتوییدی کالک‌آلکالن متاآلومین نوعI در یک محیط کمان ماگمایی همزمان با برخورد وابسته به فرورانش در زمان الیگوسن-میوسن پدید آمده‌اند. این نتایج با یافته‏‌های به‌دست‌آمده از الگو‌های پیشنهادی برای ماگماتیسم کمانی در بخش جنوبی پهنة ارومیه-دختر همخوانی دارد. https://ijp.ui.ac.ir/article_30326_b52ed9692d619ba0bc1c1959187e6a66.pdf