در برخی نواحی زون البرز در قاعده ی سازند شمشک، یک سری سنگ های آذرین مافیک به صورت گدازه گزارش شده است. اما، مطالعه ی دقیق برونزدهای زمین شناسی این سنگ ها در نواحی مختلف البرز شرقی نشان می دهد که این سنگ ها در مناطق قشلاق (ناحیه ی خوش ییلاق)، طزره، تالو و کلاته ی رودبار (شمال دامغان) از نوع نفوذی و به شکل سیل، دایک و استوک های کوچک و در منطقه ی چشمه علی (شمال غرب دامغان) از نوع گدازه هستند. با توجه به مطالعات صحرایی و پتروگرافی، توده نفوذی قشلاق به صورت یک سیل ضخیم (حدود 100 متری) با طیف تفریقی الیوین گابرو، گابرو، دیوریت تا مونزونیت از پائین به بالا، درون بخش قاعده ای سازند شمشک مشاهده می شود. توده ی نفوذی بازیک تالو، به صورت توده های کوچک پراکنده در بخش قاعده ای سازند شمشک نفوذ کرده و در بعضی مناطق نیز به موازات طبقات شیلی و ماسه سنگی این سازند به صورت سیل و یا دایک ادامه یافته است. مطالعات صحرایی و پتروگرافی سنگ های آذرین این منطقه نشان دهنده ی وجود یک سری تفریقی پیوسته از اولیوین گابرو تا دیوریت است. ویژگی های پتروگرافی توده ی قشلاق و تالو مشابه هم می باشد. فراوانترین کانی های موجود در این سنگ ها، پلاژیوکلاز، هورنبلند و کلینوپیروکسن هستند و بافت های غالب مشاهده شده در آن ها از نوع انباشتی، گرانولار، میکروگرانولار و افیتیک است. حضور فلوگوپیت، آپاتیت و اسفن های اولیه و ثانویه در نمونه های این مناطق، بیانگر بالا بودن میزان p2o5 و ti و ماهیت آلکالن ماگمای سازنده ی این سنگ هاست. سنگ های آذرین منطقه ی طزره و کلاته ی رودبار به صورت سیل و دایک دیابازی و یا توده هایی با ترکیب گابرو در طبقات شیلی و ماسه سنگی سازند شمشک برونزد دارند. این سنگ ها با بافت اینترگرانولار و افیتیک حاوی فنوکریست های پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن و بلورهای ریز آپاتیت هستند. سنگ های بازیک مورد بررسی در منطقه ی چشمه علی از نوع آلکالی الیوین بازالت بوده و به شدت دگرسان شده اند. این سنگ ها از فنوکریست های پلاژیوکلاز، الیوین و پیروکسن در زمینه ای ریز بلور تشکیل شده اند و بافت های پورفیری، اینترسرتال و گلومروپورفیری نشان می دهند. نمونه های مناطق چشمه علی، طزره و کلاته ی رودبار تنوع شیمیای و پتروگرافی ندارند و بنابراین نمودارهای تغییرات ترکیب مربوط به این مناطق روند خاصی را نشان نمی دهند. در حالی که در نمونه های مناطق قشلاق و تالو به دلیل تنوع پتروگرافی و ژئوشیمیایی، روندهای تفریق به خوبی مشاهده می شود. در نمودارهای تعیین سری ماگمایی و محیط تکتونیکی، ماهیت آلکالن و جایگاه درون صفحه-ی قاره ای این سنگ ها به اثبات رسیده است. بررسی تغییرات عناصر کمیاب نمونه های مناطق مورد مطالعه در نمودارهای عنکبوتی چند عنصری بهنجار شده به کندریت و گوشته اولیه، نشان دهنده غنی شدگی آن ها از lree و عناصر شدیداً ناسازگار و تهی شدگی آن ها از hree می باشد. روند موازی تغییرات عناصر نادر خاکی، آنومالی مثبت pb و بالا بودن مقادیر lile مانند ba و ce در این نمودارها به همراه طرح های موجود در نمودارهای تغییرات اکسیدهای عناصر اصلی، ناسازگار و سازگار نسبت به یکدیگر، بیانگر منشأ واحد سنگ های آذرین منطقه و نقش تبلور تفریقی همراه با هضم و آلایش ماگما با سنگ های پوسته ای، در تحول ماگمای سازنده ی سنگ های مزبور است. با توجه به مطالعات ژئوشیمیایی و پتروژنتیکی انجام شده، می توان عنوان کرد که ماگمای آلکالن سازنده ی سنگ های آلکالن مافیک قاعده ی سازند شمشک از ذوب بخشی درجه ی پائین (10 تا 15 درصدی) یک منبع گوشته ای غنی شده زیر لیتوسفر قاره ای با ترکیب گارنت ـ لرزولیتی در یک محیط کششی درون قاره ای حاصل شده اند. این محیط با رژیم کششی حاکم بر محیط های رودخانه ای ـ دلتایی حاشیه ی قاره ای غیر فعال تریاس فوقانی ـ ژوراسیک زیرین (لیاس) در زون البرز مطابقت دارد.

منطقه مورد مطالعه در جنوب شرق شاهرود (خارتوران) و در لبه شمالی زون ساختاری ایران مرکزی قرار دارد. در این منطقه، دو توالی نسبتاً ضخیم از سنگ های آتشفشانی کرتاسه زیرین و ائوسن میانی- فوقانی رخنمون دارند. سنگ های آتشفشانی کرتاسه زیرین دارای ترکیب بازالتی تا تراکی بازالتی هستند و به صورت گدازه های بالشی ضخیم لایه همراه با میان لایه های آذرآواری و آهک های اوربیتولین دار یافت می شوند. مطالعات صحرایی و فسیل شناسی بر روی سنگ های آهکی اوربیتولین دار همراه گدازه ها نشان می دهد که آن ها در داخل یک محیط دریایی کم عمق و گرم فوران کرده اند. سنگ های بازالتی، دارای بافت های اینترگرانولار، اینترسرتال و بادامکی هستند. شواهد ژئوشیمیایی نشان می دهند که این سنگ های بازالتی دارای ماهیت آلکالن هستند و فرآیند تبلور تفریقی در تحول ماگمای سازنده آنها نقشی اساسی ایفاء نموده است. با توجه به الگوهای عناصر کمیاب و کمیاب خاکی آن ها، بازالت های مورد مطالعه به بازالت های جزایر اقیانوسی تعلق دارند. در نمودارهای تمایز محیط تکتونیکی نیز، آن ها در قلمرو بازالت های جزایر اقیانوسی (oib) قرار می گیرند. ماگماهای سازنده این سنگ ها از اعماق 100 تا 110 کیلومتری و ذوب بخشی 8 تا 12 درصدی گوشته گارنت لرزولیتی نشأت گرفته و سپس در داخل حوضه دریایی کم عمق کرتاسه زیرین ایران مرکزی فوران کرده اند. سنگ های داسیتی- آندزیتی، بر خلاف آن چه در نقشه زمین شناسی 1:100000 احمد آباد آمده است، به سن کرتاسه فوقانی نیستند و به ائوسن میانی- فوقانی تعلق دارند. در بین این سنگ ها، میان لایه های نازک آهکی نومولیت دار ائوسن میانی- فوقانی یافت می شوند. این سنگ های آتشفشانی به صورت واحدهای متناوب شامل گدازه های اسیدی (غالباً داسیتی) و حدواسط (آندزیتی) و سنگ های آذرآواری وابسته (کریستال لیتیک توف، سیلتستون توفی و ...) به همراه میان لایه های نازک آهک های نومولیتی، سیلتستون و ماسه سنگ رخنمون دارند. سنگ های آندزیتی و داسیتی مزبور بافت های پورفیری، گلومروپورفیری، اسفرولیتی و خلیج خوردگی نشان می دهند. شواهد پتروگرافی این سنگ ها از تغییر و تحولات پیوسته شامل ظهور و حذف برخی کانی ها و همچنین بافت های نامتعادل (نظیر ادخال، بافت خلیج خوردگی و منطقه بندی در فنوکریست های پلاژیوکلاز و کلینوپیروکسن) حکایت می کند. همانند دیگر نقاط ایران مرکزی، آثار کانه زایی مس در این سنگ های آندزیتی- داسیتی دیده می شود. شواهد ژئوشیمیایی این دسته از سنگ ها نشان می دهد که آنها دارای ماهیّت کالکوآلکالن هستند. این شواهد نقش تبلور تفریقی و به مقدار کمتر هضم و آلایش ماگمایی را در تکوین و تحول ماگمای سازنده سنگ های آن ها به اثبات می رساند. این سنگ ها، از عناصر کمیاب خاکی سبک (lree) و عناصر لیتوفیل بزرگ یون (lile) غنی شدگی و از عناصرکمیاب خاکی سنگین (hree) تهی شدگی نشان می دهند. آنومالی منفی عناصر با شدت میدان بالا مانند ti، nb و تا حدودی ta در این سنگ های آندزیتی- داسیتی از ویژگی های شاخص ماگماتیسم محیط های کمانی است. در نمودارهای تمایز محیط تکتونیکی، ماگمای سازنده این سنگ ها، در قلمرو کمان ماگمایی حاشیه فعال قاره ای قرار می گیرند. آن ها دارای ماهیّت آداکیتی پرسیلیس (hsa) هستند. ویژگی های ژئوشیمیایی این سنگ ها نشان می-دهند که آن ها حاصل ذوب ورقه اقیانوسی فرورانده شده نئوتتیس (اقیانوس سبزوار) و گوه گوشته-ای متاسوماتیسم شده روی آن می باشند.

مجموعه دگرگونی- آذرین دلبر با روند شمال شرقی- جنوب غربی در حاشیه شمالی زون ساختاری ایران مرکزی و در 130 کیلومتری جنوب شرق شاهرود در بخش جنوب شرقی منطقه بیارجمند واقع شده است. سنگهای آذرین و دگرگونی در دو بخش شمال شرقی (کوه کلاته علاءالدین) و جنوب غربی منطقه (غرب کوه ملحدو) رخنمون دارند. مجموعه دلبر با مرز ناپیوسته توسط واحدهای رسوبی ژوراسیک و کرتاسه در ارتفاعات مرکزی منطقه معروف به کوه ملحدو پوشیده شده است. سنگهای دگرگونی مجموعه دلبر طیف ترکیبی متنوعی از ماسه سنگهای دگرگون شده (متاپسامیت و متاگری وک)، متاپلیت ها (فیلیت ، میکاشیست و پاراگنیس )، متاکربناتها (مرمرآهکی و مرمردولومیتی) و متابازیت ها (آمفیبول شیست، آمفیبولیت و گارنت آمفیبولیت) را شامل می شوند. حضور متاکربناتها در بخشهای بالایی مجموعه دگرگونی به طور متناوب با متاپلیتها نشاندهنده تناوب رسوبگذاری در حوضه رسوبی اولیه به دلیل تغییر در عمق حوضه و شرایط رسوبگذاری می باشد. متابازیت ها به اشکال دایک و به ندرت سیل یا روانه های گدازه های بازیک دگرگون شده در لابلای سنگهای میکاشیستی- گنیسی رخنمون دارند و بر اساس مطالعات صحرایی و پتروگرافی، دارای ترکیبات آمفیبول شیست، آمفیبولیت و گارنت آمفیبولیت هستند. ویژگیهای سنگ شناسی و محدوده سنی توالی رسوبی پروتولیت مجموعه دگرگونی دلبر با ویژگیهای سازندهای قدیمی ایران مرکزی از جمله کهر و تاشک تشابه دارد. گرانیتها و لوکوگرانیتهای آناتکسی به صورت بسته ها و رگه های پگماتیتی، دایک ها، آپوفیزها و توده های کوچک مقیاس در مجموعه دگرگونی نفوذ کرده اند. مجموعه دگرگونی – آذرین دلبر و واحدهای سنگی ژوراسیک زیرین توسط دایک های دیابازی ژوراسیک میانی قطع شده اند. این دایک ها در آهک های ماسه ای و فسیل دار ژوراسیک بالایی (معادل سازند دلیچای) و آهک های کرتاسه زیرین (نئوکومین) نفوذ نکرده و دارای سن ژوراسیک میانی هستند. سنگ های متاپلیتی از مجموعه کانیهای کوارتز + فلدسپار ± موسکوویت + بیوتیت ± گارنت + پلاژیوکلاز ± کیانیت ± استارولیت تشکیل شده اند. ظهور زونهای کلریت، بیوتیت، گارنت، استارولیت، کیانیت و سیلیمانیت در سنگهای متاپلیتی بیانگر دگرگونی ناحیه ای نوع بارووین در شرایط رخساره های شیست سبز تا آمفیبولیت بالایی است. کاهش فراوانی بیوتیت و افزایش مقدار ارتوز در سنگهای متاپلیتی و متاپسامیتی، نشان می دهد تخریب و آبزدایی بیوتیت، پتاسیم لازم برای شکل گیری بخش های غنی از ارتوز و ایجاد مناظر میگماتیتی را فراهم نموده است. این تحوّلات حاکی از شروع ذوب بخشی و ایجاد مذابهای فلسیک متشکّل از کوارتز و ارتوز است که به شکل بسته، لامینه های ریز مقیاس و یا رگه های پگماتیتی حاوی تورمالین و موسکوویت در لابلای سنگهای دگرگونی میزبان نفوذ کرده اند. نتایج بدست آمده از مطالعات دما- فشارسنجی محدوده دماهای 468 تا 498 درجه سانتیگراد و فشارهای 4/6 تا 2/7 کیلوبار برای سنگهای میکاشیستی و محدوده دماهای 645 تا 706 درجه سانتیگراد و فشارهای 8 تا 13 کیلوبار برای سنگهای گنیسی گارنت دار نشان می دهد که به ترتیب مبیّن طیفی از رخساره های شیست سبز تا آمفیبولیت بالایی در سنگهای متاپلیتی است. نتایج ترموبارومتری های انجام شده با استفاده از جفت گارنت- هورنبلند در گارنت آمفیبولیت های مورد مطالعه، محدوده های دمایی 592 تا 693 درجه سانتیگراد و فشارهای 31/12 تا 4/13 کیلوبار را نشان می دهد که با شرایط رخساره آمفیبولیت فوقانی و شرایط فشاری معادل با فشار پایداری کیانیت مطابقت دارد. نتایج سن سنجی u-pb زیرکن های گنیس ها و گرانیت های مجموعه دلبر بر اساس داده های بدست آمده از آنالیزهای ایزوتوپی به روش های sims و la-icpms، میانگین سنی 541 تا 547 میلیون سال معادل با اواخر نئوپروتروزوئیک- اوایل کامبرین (اواخر ادیاکارن - اوایل کامبرین) را نشان می دهد. الگوهای ree سنگهای متاپلیتی و گرانیتی منطقه در مقایسه با مقادیر مرجع پوسته ای با الگوی عناصر ree پوسته قاره ای فوقانی مطابقت دارند و ارتباط ژنتیکی این سنگ ها با یکدیگر و منشأ پوسته ای آنها را تأیید می کند. این سنگ ها بر اساس نمودارهای تعیین جایگاه زمین ساختی، در محیط های حاشیه فعال قاره ای و یا جزایر کمانی قاره ای تشکیل شده اند. گرانیتها و لوکوگرانیتهای آناتکسی مورد مطالعه، ترکیب گرانیتی با ماهیت کالک آلکالن تا کالک آلکالن پتاسیم بالا و پرآلومین نشان می دهند. ویژگیهای ژئوشیمیایی این سنگها دلالت بر منشأ پوسته ای و پروتولیتی رسوبی با ترکیبات متاگری وکی- متاپسامیتی تا متاپلیتی دارد. ارتوآمفیبولیت های (متابازیت ها) مورد مطالعه دارای ترکیبی معادل با آندزی بازالتهای ساب آلکالن هستند و ویژگیهای ژئوشیمیایی آنها از جمله تهی شدگی از nb, ti و zr و غنی شدگی از pb و عناصر lile شاخص ماگماهای وابسته به زونهای فرورانش می باشد. ماگماتیسم مافیک پروتولیت ارتوآمفیبولیت ها همزمان با کشش و نازک شدگی پوسته ای در حوضه پشت کمان ماگمایی کادومین، شکل گرفته اند. با مقایسه مجموعه دلبر با برخی مناطق حاشیه ای گندوانا در جهان از جمله در هیمالیا، حاشیه پلاتفرم عربی، ایران و ترکیه، استنباط می شود، این مجموعه دارای ویژگیهای گندوانایی و ماهیت کالک آلکالن حاشیه فعال قاره ای هستند و در خلال کوهزایی کادومین در بازه زمانی نئوپروتروزوئیک پایانی – کامبرین آغازین شکل گرفته اند. دایکهای دیابازی قطع کننده مجموعه دلبر دارای ترکیبی معادل با گابرو و مونزوگابرو و ماهیت آلکالن تا ساب آلکالن هستند. این سنگها از ذوب بخشی درجه پایین یک منبع گوشته ای غنی شده اسپینل لرزولیتی و فاقد گارنت منشأ گرفته و در محیطهای کششی حوضه های پشت کمان ماگمایی ایجاد شده از فرورانش لیتوسفر اقیانوسی نئوتتیس به زیر لیتوسفر قاره ای ایران مرکزی در ژوراسیک میانی شکل گرفته اند. نتایج تعیین سن دایک های مافیک قطع کننده مجموعه دلبر u-pb بر روی آپاتیت-های جدا شده از این سنگها، محدوده زمانی 152 ± 35 ma را نشان می دهد که معادل با ژوراسیک میانی می باشد و با روابط چینه شناسی آنها با سنگهای میزبانشان کاملاً مطابقت دارد.

سنگهای آذرین پساافیولیتی با طیف ترکیبی آندزیت/تراکی آندزیت، تراکی داسیت/داسیت و ریولیت/ریوداسیت به شکل گنبد، استوک و دایک و به صورت گسترده، مجموعه افیولیتی سبزوار )کرتاسه بالایی پالئوسن( را قطع کردهاند. کانیهای اصلی سازنده این سنگها را پلاژیوکلاز و آمفیبول تشکیل می- دهند. این سنگها، بافتهای متنوع فلسیتی پورفیری، میکرولیتی پورفیری، غربالی، جریانی و گلومروپورفیری را نشان میدهند . شیمی آمفیبولهای کلسیک از هاستینگزیت منیزیمدار و چرماکیت در ترکیبات آندزیتی/تراکیآندزیتی تا هورنبلند منیزیمدار در ترکیبات داسیتی متغیر است. همه آمفیبولها حاوی مقادیر پائین al# ( 21 / 0 <( و در تعادل با میزان h2omelt بین 2 / 4 تا 3 / 10 ( 5 / 0 ±( درصد وزنی هستند که با محدوده این مقادیر در ماگماهای کالکوآلکالن اولیه آبدار سازگار است. ترکیب پلاژیوکلازها نیز بین an70 تا an8 تغییر میکند. مطالعات ژئوشیمیایی نشانگر سرشت کالکوآلکالن و متاآلومین تا پرآلومین این سنگها به عنوان شاخص کمانهای آتشفشانی است. غنی شدگی از lile و lree و تهیشدگی از hree در نمودارهای بههنجار شده به ترکیب گوشته اولیه و کندریت قابل مشاهده است. این ویژگیها به همراه مقادیر بالای na2o ، al2o3 ، تمرکز بالای sr ، نسبت بالای sr/y و تهیشدگی از hree و y به همراه نسبت پائین k2o/na2o و تهی شدگی از hfse در نمونهها با محدوده مقادیر این عناصر در ماگماهای آداکیتی پرسیلیس ) hsa ( مطابقت دارد. سن جایگزینی این سنگها در زون افیولیتی سبزوار از طریق سن سنجی u–pb به روش shrimp ii بر روی کانی زیرکن، حدود 45 میلیون سال به دست آمده است. براساس مطالعات دما فشارسنجی آمفیبول، دما فشارسنجی پلاژیوکلاز مذاب و فشارسنجی کلینوپیروکسن مذاب، - - - - بلورهای پلاژیوکلاز غالباً در فشارهای mpa 350 ( 468 - 130 ( متبلور شدهاند، در حالی که، بلورهای آمفیبولها دو سطح تبلور یکی در فشارهای کم ) mpa300 ~( و دیگری در فشارهای بالاتر ) mpa700 ( را نشان میدهند که با فشارهای محاسبه شده برای تبلور کلینوپیروکسن ) mpa730 - 550 ( مطابقت دارد. حضور آمفیبول به همراه کلینوپیروکسن بدون حضور فنوکریست پلاژیوکلاز در یک نمونه دایک آندزیتی mg دار با تفریق آمفیبول از ماگماهای آبدار در سطوح تبلور عمیق مطابقت دارد. این امر میتواند بیانگر یک فرایند مهم در تشدید ویژگیهای آداکیتی سنگهای تحول یافتهتر مورد مطالعه )داسیت و ریولیت( در اعماق باشد. امّا نتایج فشارسنجی به همراه شواهد عدم تعادل مانند منطقه بندی نوسانی در پلاژیوکلاز و بافت غربالی با حاشیههای غنی از an در نمونههای تحول یافتهتر نشان میدهند که تفریق نهایی ماگما در یک سیستم ماگمایی باز در سطوح پوسته بالایی رخ داده است. سنگهای پساافیولیتی زون سبزوار حاوی مقادیر نسبت- های ایزوتوپی اولیه 87sr/86sr ( 703790 / 0 تا 704758 / 0 (، و ) ma 45 ) ?nd ( 26 / 5+ تا 54 / 6 +( مشابه با این مقادیر در ترکیبات morb هستند و با ویژگیهای ایزوتوپی ترکیبات آداکیتی حاصل از ذوب ورقههای اقیانوسی فرورانده شده سنوزوئیک مطابقت دارند. نتایج نشان میدهند که ماگمای اولیه سازنده سنگهای آداکیتی زون سبزوار از ذوب بخشی یک منبع گارنت آمفبیولیتی یا اکلوژیتی حاصل از دگرگونی لیتوسفر اقیانوسی فرورانده شده سبزوار در ائوسن آغازین حاصل شده است .