چکیده: مجموعه ی بازالتی سلطان میدان با روند شمال شرقی-جنوب غربی در بخش شرقی رشته کوه های البرز و شمال غرب تا شمال شرق شاهرود رخنمون دارد. این مجموعه شامل جریان های متعدد گدازه ی بازالتی، آگلومرای بازالتی، توف و برخی میان لایه های نازک رسوبی است که در طول دوره ی فعالیت ماگمایی برروی هم انباشته شده اند. در این پژوهش، با توجه به گستردگی و ضخامت زیادِ این مجموعه ی بازالتی، سه رخنمون اصلی و مناسب از این مجموعه در نزدیکی روستاهای نکارمن (دره ی کلودر)، قلعه نو خرقان (دره ی چشمه سید) و خوش ییلاق انتخاب و مورد بررسی دقیق قرار گرفت. مجموعه ی بازالتی سلطان میدان در این رخنمون ها به طور همشیب بر روی سازند قلی قرار گرفته و با ناپیوستگی همشیبِ فرسایشی توسط سازند پادها پوشیده می-شود. اندازه گیری های دقیق نشان می دهند که ضخامت این مجموعه در دره ی کلودر 436 متر، در دره ی چشمه سید 1286 متر و در شرق روستای خوش ییلاق حداقل880 متر است. به طور کلی در نقشه های زمین شناسی و منابع مختلف، سن سنگ های آتشفشانیِ مجموعه ی بازالتی سلطان میدان به سیلورین نسبت داده شده و محیط تشکیلِ آن نیز زیر آبی در نظر گرفته شده است. اما مطالعه ی پالینومرف های موجود در میان لایه های شیلی در این مجموعه، بازه ی زمانی اردوویسین پسین تا ابتدای سیلورین پسین را برای تشکیل آن نشان می دهد. همچنین، شواهد مختلف از قبیل حضور میان لایه های شیلی-سیلتستونیِ سبز رنگ و حاوی پالینومرف های دریایی و براکیوپودها، گدازه های بالشی، ساخت منشوری و میان لایه های نازک ماسه سنگیِ قرمز رنگ رودخانه ای در بخش های مختلف این مجموعه بیانگر شکل گیری آن در دو محیط خشکی و زیر آبی است. مطالعات پتروگرافی نشان می دهند که بازالت های سلطان میدان دارای ترکیب کانی شناسی نسبتاً یکنواختی بوده و عموماً متحمل درجات دگرسانیِ متوسط تا شدید شده اند. در این سنگ ها، پلاژیوکلازِ لابرادوریتی و کلینوپیروکسن اوژیتی کانی های اصلی، و اکسیدهای آهن-تیتان و گاهی الیوین کانی های فرعی را تشکیل می-دهند. همچنین، کانی های کلریت، اپیدوت، کلسیت، کوارتز، اسفن و اکسیدهای آهن مهمترین کانی های ثانویه را تشکیل داده و کلریتی شدن شایع ترین دگرسانی در این مجموعه است. مهمترین بافت های موجود در سنگ های بازالتیِ سلطان میدان شامل پورفیری با خمیره ی میکرولیتی و/یا میکرولیتی-شیشه ای، میکرولیتی، سریه ایتی، جریانی، افیتیک، ساب افیتیک، اینترسرتال، بادامکی و گلومروپورفیری می باشند. ویژگی های کانی-شناسی و بافتی سنگ های منطقه بیانگر توقف ماگما در آشیانه و یا آشیانه های ماگمایی و تحول آنها از طریق تفریق ماگمایی در قبل از صعود نهایی است. نتایج مایکرپروب حاکی از خروج کلسیم و ورود سدیم به ترکیب بیشترِ پلاژیوکلازها بوده و علیرغم باقی ماندن مقادیرِ بسیار کم لابرادوریت An56)تا (An64، پلاژیوکلازها عموماً تحت عملکرد فرآیند آلبیتی شدن قرار گرفته اند (An1-2). علیرغم دگرسانیِ پلاژیوکلازها، کلینوپیروکسن ها عموماً متحمل دگرسانی نشده اند. نتایج دما-فشارسنجی بر روی کلینوپیروکسن نشانگرِ دمای تبلور بین حدود 1100 تا 1200 درجه ی سانتیگراد، فشار کمتر از 6 کیلوبار و تبلور آنها در آشیانه/آشیانه های ماگمایی واقع در اعماق کمتر از 23 کیلومتری می-باشد. شواهد ژئوشیمیایی بیانگر ماهیت انتقالی تا قلیایی ماگمای اولیه، ارتباط زایشی سنگ های این مجموعه از طریق فرآیند تبلور تفریقی با یکدیگر و عدم تأثیر و یا نقشِ ناچیز آلایش ماگمایی در تحول ماگما است. همچنین نمودارها و شواهد ژئوشیمیاییِ مختلف، تشکیلِ ماگمای اولیه ی سازنده ی بازالت های منطقه از ذوب بخشیِ حدود 10 تا 20 درصدیِ یک منشأ گوشته ای غنی شده ی گارنت پریدوتیتی و از اعماق حدود 100 تا 110 کیلومتر در یک محیط کششی کافتیِ درون قاره ای را نشان می دهند. نسبت های ایزوتوپی و عنصری در بازالت-های سلطان میدان بیانگر محل منشأگیریِ آنها از گوشته استنوسفری و دارای کمی تهی شدگی، و نیز غنی شدگیِ آن در نتیجه ی اختلاط و بر هم کنش متقابل با گوشته ی لیتوسفریِ زیر قاره ای (SCLM) است. به طوری که توقف پلومِ گوشته ای در زیر لیتوسفر و بر هم کنش بین پلوم و گوشته ی لیتوسفریِ زیر قاره ای شرایط مناسب برای این اختلاطِ منشأ را فراهم کرده است. علاوه بر بازالت های سلطان میدان، در منطقه ی مورد مطالعه می توان ماگماتیسم بازیکِ پالئوزوئیک زیرین- میانی را با حجمِ کمتر و به شکل دایک، سیل و گدازه در سازندهای قلی، پادها و خوش ییلاق نیز مشاهده نمود. سنگ های بازیکِ موجود در سازند قلی و واحدهای سنگی دونین به ترتیب دارای ماهیت انتقالی- آلکالن و آلکالن بوده و مشابه با بازالت های سلطان میدان در جایگاه کافت درون قاره ای شکل گرفته اند. ماهیتِ ماگمایی و جایگاه زمین ساختیِ سنگ های بازالتی منطقه، به همراه حضور ناپیوستگی های متعددِ همشیب و فرسایشی و عدم حضور ناپیوستگی زاویه دار در واحدهای سنگیِ اردوویسین تا دونین، بیانگر تداوم شرایط کشش درون قاره ای (کافت زایی) در دراز مدت و حرکات تکتونیک قائم (شاقولی) در این بخش از البرز می باشد. همچنین، شواهدِ مختلف حاکی از جایگیری یک توده ی گرانیتی کم عمق، همزمان با تشکیل مجموعه ی بازالتی سلطان میدان در منطقه ی مورد مطالعه است. قطعات درشتی از گرانیت مذکور را می توان در میان لایه های کنگلومرایی موجود در این مجموعه دید. شواهد نشان می دهند که بازه ی زمانی کوتاه بین انجماد ماگمای گرانیتی در عمق زمین تا بالازدگی، فرسایش و شرکت قطعاتِ درشت آن در میان لایه های کنگلومرایی را باید به جایگیری توده ی گرانیتی در اعماق نسبتاً کم و برخاستگی شدید منطقه ی مورد مطالعه در این زمان مرتبط دانست. از آنجائیکه شواهد پتروگرافی و نتایج دما-فشارسنجی بر روی بازالت های سلطان میدان حاکی از توقف ماگمای اولیه در درون آشیانه/آشیانه های ماگمایی واقع در اعماق کمتر از حدود 23 کیلومتر در پوسته است، احتمالاً توقفِ حجم های زیاد ماگمای داغ گوشته ای در اعماق کمِ پوسته، و انتقالِ گرمای نهان تبلور منجر به ذوب مواد پوسته ای و شکل گیری ماگمای گرانیتی در این اعماق شده است (ماگماتیسم دوگانه). ویژگی های بازالت های سلطان میدان نظیر ماهیت، ضخامت و نیز جایگاه زمین ساختیِ فوران در آنها شباهت زیادی به بازالت های طغیانی و ایالت های بزرگ آذرین (LIPs) نشان می دهند. به نظر می رسد که با توجه به حجم بالای ماگماتیسم در منطقه ی مورد مطالعه، جایگاه کافتی درون ورقه ای، ارتباط فعالیت ماگمایی با حضور پلوم های گوشته ای و نیز نزدیکیِ محلِ فوران به محلِ زایش پوسته ی اقیانوسیِ پالئوتتیس، این فعالیتِ ماگمایی نقش مؤثری را در ایجاد شکست و جدایش لیتوسفر قاره ای ایفا کرده است. همچنین، شباهت های بسیارِ میان مجموعه ی بازالتی سلطان میدان به LIPs، می تواند بیانگر این حقیقت باشد که این مجموعه ی عظیم بازالتی ممکن است بخشی از یک LIP باشد که در نتیجه ی عواملی نظیر فرسایش، انشقاق قاره ای و یا فرورانشِ بعدی، بخش عمده ی آن از بین رفته است.