مطالعه محیط دیرینه و چینه‌نگاری سکانسی سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق (شمال بجنورد) بر اساس محتوای مواد ارگانیکی واحد سنگی

نوع مقاله: مقاله علمی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران، ایران

2 استاد دانشکده علوم زمین دانشگاه تهران، ایران

چکیده

  سازند سنگانه یکی از واحدهای سنگی کرتاسه تحتانی حوضه رسوب‌گذاری کپه داغ در شمال شرقی ایران می‌باشد. این سازند در برش قلعه‌جوق به‌طور عمده از شیل‌های آهکی و شیل همراه با سیلتستون و میان‌لایه‌هایی از آهک و آهک‌های شیلی تشکیل شده است . سازند سنگانه به‌طور هم‌شیب در زیر سازند آتامیر و بر روی سازند سرچشمه قرارگرفته است. سن سازند سنگانه در برش مربوطه بر اساس مجموعه پالینومورف‌های شناسایی شده، آپتین بالایی- آلبین زیرین تعیین شده است. با مطالعه خرده مواد ارگانیکی موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی، این مواد به سه گروه اصلی فیتوکلاست‌ها ( Phytoclasts ) یا پالینوماسرال ( Palynomacerals )، پالینومورف‌های دریایی ( Marine Palynomorphs ) و مواد ارگانیکی بی‌شکل ( Amorphous Organic Matters ) تقسیم گردید و چهار رخساره پالینولوژیکی: II:Marginal basin III:Proximal shelf, IV:Shelf to basin transition, V:Distal shelf, برای سازند شناسایی شد. با استفاده از نتایج پالینوفاسیس یک جایگاه رسوب‌گذاری کم‌عمق تا نسبتاً عمیق و تحت شرایط نیمه‌احیایی تا احیایی ضعیف ( suboxic - dysoxic ) برای انباش سازند در این برش پیشنهاد گردید. در تفسیر محیط دیرینه با استفاده از نمودار مثلثی پالینومورف، محیط‌رسوبی سازند سنگانه از دریایی کم عمق تا محیط نسبتاً عمیق پیشنهاد می‌شود. همین طور با بررسی نسبت‌های مواد ارگانیکی با هم‌دیگر برای هر نمونه و با تلفیق داده‌های به‌دست آمده به منظور تحلیل نوسانات سطح آب و تفکیک واحدهای سکانسی، سه سکانس رسوبی با مرزهای آن برای سازند سنگانه تفکیک گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Palaeoenvironmental study and sequence stratigraphy of Sanghaneh Formation in Qalehjegh section (North of Bojnord) using organic matter contents of the rock unit

نویسندگان [English]

  • Hossein Kazemi 1
  • Ebrahim Ghasemi-Nejad 2
چکیده [English]

 Kopeh-Dagh basin is located northeast of Iran and in this basin the sedimentary beds began from middle Jurassic. The Sanghaneh Formation is one of the lower Cretaceous rock units in sections. One of the important fossils group are palynomorphs that described very abundant in this formation. Dinocysts diversity on this formation is more than other palynomorph groups. Palynological studies are done by keshmiry et al. (2014), davtalab et al. (2007) and etc. This formation here is laying on Sarcheshmeh Formation and is covered by Aitamir Formation. The age of this formation in the Qalehjegh section based on the dinoflagellate assemblage, is Late Aptian – Early Albian. Purpose of this research is palaeoenvironmental study base on palynofacies interprets and to separate sedimentary sequence Kopeh-Dagh sedimentary basin. Qalehjegh section is located between 57 ˚ 23 ’ 03 ” E and 37 ˚ 43 ’ 17 ” N. The formation comprises mainly calcareous shale and shale with siltstone and interlaminations of limestone and argillaceous limestone. The Sanghaneh Formation is studied base on several group of fossils in other using organic matter contents of the rock unit.     Material & Methods   For palaeoenvironmental and sequence stratigraphy purposes, 127 rock samples collected from the formation and prepared in the palynology laboratory.Standard preparation methods were used (Traverse 2007). Cold hydrochloric (30%) and hydrofluoric (30%) acids were used to dissolve carbonates and silicates. No oxidants or alkalis were used. The residue was neutralized and centrifuged in ZnCl2 (specific gravity 1.9), then sieved at 20 µm using a nylon mesh, and mounted on microscope slides using liquid Canada balsam and then the slides were examined in the transmittal microscope.     Discussion of Results & Conclusions   Palaeoenvironmental interpretation: Three main groups of sedimentary organic matter (SOM) can be distinguished: (1) amorphous organic matter (AOM), (2) phytoclasts including black and translucent matter and (3) palynomorphs including (dinocysts, acritarchs, foraminifera linings, spores and pollen grains). Compositional changes in palynofacies are useful in palaeoenvironmental interpretations of sedimentary rocks (Tyson, 1993). The results of all are plotted on an AOM– Phytoclasts–Palynomorphs ternary diagram after Tyson (1995). Studying Sanghaneh Formation in Qalehjegh section based on the three major groups of organic matter debris found in palynology slides (Palynomacerals or Phytoclasts, Marine Palynomorphs and Amorphous Organic Matters), four types of palynofacies were recognised: palynofacies II: Marginal basin, III: Proximal shelf, IV: Shelf to basin transition, V: Distal shelf.   Pf1: This palynofacies is marked by an increase in phytoclasts content (65-90%) compared to palynofacies III and IV, and low frequency of marine palynomorphs (5-15%) and AOM (5-25%). AOM diluted by high phytoclast input, but AOM preservation moderates to good. Generally low AOM preservation. This facies was represented Marginal dysoxic - anoxic basin . It represents type II kerogen of Tyson. This palynofacies was recognised in samples 1058, 1053, 1040, 970, 963, 918, 907, 820, 808, 772, 762, 759, 750, 744, 4946, 4944, 4907, 4894 and 4892.   Pf2: This facies is characterized by high phytoclasts (50-80%), low AOM (5-15 %) and common marine palynomorphs (15-45%). This facies was represented Heterolithic oxic shelf ("proximal shelf") and it was represented type III kerogen of Tyson (1993). This palynofacies was founded in samples 1036, 1012, 991, 987, 983, 978, 974, 952, 942, 931, 922, 910, 904, 899, 897, 885, 859, 841, 833, 830, 827, 816, 810, 791, 781, 766, 756, 5012, 5007, 5005, 5003, 5000, 4998, 4991, 4980, 4942, 4928, 4926, 4922, 4920, 4916, 4914, 4909, 4888, 4884, 4882, 4878, 4872 and 4870.   Pf3: This is characterized by low marine palynomorphs (10-25%), 4-45% AOM and a predominance of phytoclasts 40-80% of the total particulate organic matter [POM]). The facies is proportionate with fourth palynofacies (IV) of Tyson (1993). This facies is represented Shelf to basin transition and it was recognised in samples 1061, 1042, 1032, 1028, 1027, 1017, 1004, 966, 950, 948, 945, 934, 881, 877, 874, 869, 855, 851, 845, 838, 813, 806, 802, 794, 774, 5016, 5014, 5010, 4994, 4989, 4975, 4966, 4948, 4940, 4932, 4924, 4918, 4912, 4898, 4896, 4890, 4886, 4880 and 4874.   Pf4: This facies is characterized by a moderate to high abundance of Marine palynomorphs (30–70%), a moderate abundance of phytoclasts (20–45%) and a low to moderate abundance of AOM (5–30%). Rising of marine palynomorphs depends to offshore condition. The facies is proportionate with fifth palynofacies (IV) of Tyson (1993) and it represented distal shelf sedimentary environment. This palynofacies was founded in samples 1024, 1020, 1008, 955, 939, 894, 889, 879, 865, 788, 786, 4959, 4938, 4903 and 4901.   Federova (1977) and Duringer & Doubinger (1985) have used plots of spores, pollen, and microplankton in a ternary diagram to indicate general depositional environments and associated regressive-transgressive trends. This ternary is considered here as a useful tool for recognizing and indicating the possible depositional environments and changes in trends of marine sedimentation. Based on this plot, sedimentary environment of Sanghaneh Formation recommended as from shallow marine (neritic) to offshore (moderately deep). Assimilating palynofacies with palynology plot data, sedimentary environment setting of the formation on Qalehjegh section is recommended shelf area and with a suboxic-dysoxic conditions.   Separating sequences of the Sanghaneh Formation: One of approach in sequence stratigraphy is using from palaynologycal agents. In this study is used almost some agents of palynology to separate sequences. The palaynologycal agents used here is inclusive: phytoclacts percentage, opaque phytoclasts percentage, brown phytoclasts percentage, opaque to brown phytoclasts ratio, cubic to lath opaque phytoclasts ratio, AOM percentage, terrestrial palynomorphs absolute abundance, marine palynomorphs percentage and dinocysts diversity.   In Transgressive System Tract (TST) is increased marine palynomorphs (Leckie et al. 1992), AOM (Tyson 1993), dinocysts diversity (Habib 1982) and lath opaque phytoclasts contents. In contrast in this systems tract phytoclasts contents (Tyson 1993) and terrestrial palynomorphs are decreased (e.g. Habib 1982). But from TST to Highstand System Tract (HST) is descended marine palynomorphs, AOM, dinocysts diversity and lath opaque phytoclasts contents and phytoclasts, terrestrial palynomorphs and cubic opaque phytoclasts contents is ascended. In sequence boundary brown phytoclasts content and terrestrial palynomorphs are abundant (Tyson 1993) and in maximum flooding surface (mfs) opaque phytoclasts contents and marine palynomorphs are most abundant (Habib 1982). Based on palynofacies analysis tree genetic stratigraphic sequences (A, B and C) w ere recognized.   Genetic sequence A is extended until depth of 0-720 m. In this sequence TST started may be is part of the Sarcheshmeh Formation until depth of 350 m, and HST was begun from depth of 350-720 m.   Genetic sequence B is bounded by the sequence boundary A (Sb1) and the sequence boundary B (Sb2). It is started form depth of 720-1350 m. HST and HST is placed from 720-1140 and 1140-1350 m.   Genetic sequence C is bounded from down by the sequence boundary C (Sb3) and up boundary is not distinct.In this sequence TST is started from depth of 1350-1600 m and HST is started from 1600 m and continues to end of the formation.   Studying the Sanghaneh Formation in Qalehjegh section based on the three major groups of organic matter debris found in palynology slides, four types of palynofacies were recognized: II, III, IV and V. According to palynofacies analysis, the formation depositional setting varies from shallow to moderately deep environment under suboxic-dysoxic conditions. In the interpreted palaeoenvironment using ternary palynomorph plot, it is recommended that sedimentary environment of the formation is shallow marine to offshore. Statistical studies on palynofacies factors and palynomorphs plot represent sedimentary environment setting of Sanghaneh Formation in Qalehjegh section as a shelf area with suboxic-dysoxic conditions. Similarly the stratigraphic analysis of palynofacies changes led to the separation of three sequences with their boundaries. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kopeh-Dagh
  • Qaleh jegh section
  • Kopeh
  • Dagh
  • Organic matters
  • Palynofacies
  • Palaeoenvironment
  • Sanghaneh Formetion
  • Sequence stratigraphy

مقدمه

حوضه رسوبی کپه‌داغ در شمال خاوری ایران، بخش وسیعی از ترکمنستان و شمال افغانستان را در بر می‌گیرد. توالی رسوبی در حوضه کپه‌داغ را می‌توان از ژوراسیک میانی دنبال کرد. از ژوراسیک میانی تا اوایل الیگوسن دریایی در این قسمت وجود داشته که هر از چند گاه از عمق آن کاسته شده و دو مرتبه عمیق‌تر شده است. گاهی کنگلومرا و سنگ‌های تبخیری نیز نهشته شده‌اند. ضخامت این سنگ‌ها چندین هزار متر است و گاه به بیش از 8000 متر می‌رسد (افشار حرب 1373). سازند سنگانه یکی از واحدهای سنگی کرتاسه تحتانی حوضه رسوب‌گذاری کپه‌داغ در شمال شرقی ایران می‌باشد. سازند سنگانه در نقاط مختلف بر اساس گروه‌های مختلف فسیلی (فرامینیفرها، آمونیت‌ها، نانوفسیل‌های آهکی و پالینومورف‌ها) مطالعه شده است. یکی از مهم‌ترین گروه‌های فسیلی، پالینومورف‌ها هستند که به‌صورت فراوان در این سازند گسترده شده‌اند. تنوع سیست داینوفلاژله‌ها نسبت به سایر گروه‌های پالینومورفی برتری دارد. مطالعات پالینولوژیکی صورت گرفته بر روی سازند سنگانه می‌توان به کشمیری و همکاران (1393)، خسروی (1386) و غیره می‌توان اشاره کرد. هدف از این پژوهش، مطالعه محیط دیرینه سازند براساس تفاسیر پالینوفاسیس و نمودار مثلثی پالینومورف و تفکیک سکانس‌های رسوبی بر اساس تغییر در محتوای مواد ارگانیکی واحد سنگی می‌باشد.

' 

موقعیّت و زمین‌شناسی عمومی منطقه

سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق در شمال شهر بجنورد با مختصات ''17 '43 ˚37 عرض شمالی و ''03 '23 ˚57 طول خاوری قرار گرفته است (شکل1). ضخامت این سازند در برش قلعه‌جوق تقریباً 1650 متر است که عمدتاً از شیل‌های آهکی و شیل همراه با سیلتستون و میان لایه‌های از آهک و آهک‌های شیلی تشکیل شده است که به‌طور هم‌شیب در زیر سازند آتامیر و در روی سازند سنگانه قرار گرفته است. براساس فسیل‌های آمونیت، سن این سازند در برش الگو، آپتین فوقانی- آلبین تحتانی پیشنهاد شده است (سید امامی 1350) و براساس میکروفسیل‌ها سن آن آلبین تعیین شده است (Kalantary 1969). همین طور سن این سازند در برش باغک براساس پالینومورف‌ها آپتین میانی - آلبین میانی پیشنهاد شده است (کشمیری و همکاران 1393). سازند سنگانه در برش مربوطه براساس مجموعه داینوسیست‌ها مورد مطالعه قرار گرفته و سن آپتین بالایی تا آلبین زیرین پیشنهاد شده است.

 

روش آماده‌سازی و مطالعه

تعداد 127 نمونه برداشت شده از سازند سنگانه از برش قلعه‌جوق در آزمایشگاه پالینولوژی آماده‌سازی گردید. نمونه‌های برداشت شده از این برش، با استفاده از روش تراورس (Traverse 2007) آماده‌سازی شده‌اند. روش کار بدین گونه است که پس از شست‌و شو و خردکردن نمونه‌ها به منظور از بین بردن ترکیبات کربناته، ابتدا آنها را به مدت 24 ساعت در اسید HCl 30% و سپس برای حذف ترکیبات سیلیکاته به مدت 24 ساعت در اسید HF 30% قرار داده شده‌اند. برای جلوگیری از تشکیل ژل سیلیکاته، نمونه‌ها به مدت 20 دقیقه در اسید HCl 10% جوشانیده شده‌اند. برای جدا کردن پالینومورف‌ها از کانی‌های سنگین و سایر مواد زائد (بر اساس وزن مخصوص آنها) از کلرور روی استفاده شده است. پس از عبور دادن نمونه‌ها از الک 20 میکرون، از مواد باقی‌مانده بر روی الک اسلایدهای پالینولوژیکی تهیه گردیده است. برای مطالعه و شناسایی عناصر موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی نوسط میکروسکوپ نوری با لنزهای 10، 25 و 40 استفاده و با استفاده از دوربین دیجیتالی از نمونه‌ها عکس گرفته شده است. به منظور مطالعه آماری عناصر موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی، 300 ذره از هر نمونه شمارش شده و اطلاعات مربوطه در جدول و نمودارهای مربوطه رسم گردید.

 

 

شکل 1- موقعیت و راه‌های دسترسی به منطقه

 

 

محیط دیرینه سازند سنگانه

الف) پالینوفاسیس

پالینوفاسیس شامل مجموعه رسوبات حاوی اجتماع مشخص از ماده ارگانیکی پالینولوژیکی که منعکس کننده یک مجموعه خاص از شرایط محیطی و یا با طیف مشخص تولید هیدروکربن بالقوه در ارتباط است (Tyson 1993). تغییر در ساختار و ترکیب پالینوفاسیس‌ها کمک مؤثری در تفسیر محیط دیرینه دارد. مهم‌ترین کاربردهای پالینوفاسیس می‌توان به تعیین حجم و ورودی مواد آواری، تعیین جایگاه رسوب‌گذاری ( به‌طور مثال جهت روبه ساحل یا روبه‌دریا)، شناسایی روندهای پیشروی و پسروی خط ساحلی، تفکیک محیط رسوبی ازنظر شوری، شرایط اکسیداسیون و احیا، تعیین تولید مواد دیرینه[1] و پایداری ستون آب اشاره کرد (Tyson 1993). مواد یا خرده‌های ارگانیکی موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی به‌طور عمده به سه گروه اصلی فیتوکلاست‌ها (Phytoclasts) یا پالینوماسرال (Palynomacerals)، پالینومورف‌های دریایی (Marine Palynomorphs) و مواد ارگانیکی بی‌شکل (Amorphous Organic Matters) تقسیم‌بندی می‌شوند (Tyson 1995; Batten 1996). مواد آلی همانند رسوبات حمل و نقل و ته‌نشین می‌شوند از این رو نتایج حاصل از مطالعۀ مواد ارگانیکی باید با نتایج مطالعات رسوب‌شناسی تطابق داده شود (Del Papa et al. 2002). با مطالعۀ 221 اسلاید پالینولوژیکی از 127 نمونه سازند سنگانه، چهار رخسارۀ پالینولوژیکی: II:Marginal basin , III:Proximal shelf , IV:Shelf to basin transition, V:Distal shelf شناسایی گردید (شکل2) و (شکل3). مشخصات پالینوفاسیس­های مربوطه به شرح زیر است:

 

 


شکل 2- نمایش توزیع عناصر پالینولوژیکی سه‌گانه سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق در نمودار مثلثی تایسون (1993)

 


شکل 3- نمایش رخساره‌های پالینولوژیکی تفکیک شده برای سازند سنگانه در برش قلعه جوق (بدون در نظر گرفتن مقیاس)

 

 

PF-1

خرده‌های غالب در این رخسارۀ پالینولوژیکی، پالینوماسرال‌ها (PM) با مقدار 65 تا 90 درصد نسبت به کل ذرات هستند. میزان پالینومورف‌های دریایی (MP) و مواد ارگانیکی بی‌شکل (AOM) به ترتیب 5 تا 15 درصد و 5 تا 25 درصد هستند. AOM با ورود فیتوکلاست‌ها کاهش یافته ولی درعین‌حال دارای حفظ‌شدگی به‌طور متوسط تا خوب است. به‌طور کلی AOM با حفظ شدگی پایین است. فراوانی پالینومورف‌های خشکی (اسپور و پولن) بالاست ولی فراوانی پالینومورف‌های دریایی خیلی کم است. این رخساره مولد کروژن نوع III و منشأ تشکیل گاز است (Tyson 1993). این پالینوفاسیس منطبق بر پالینوفاسیس نوع II در تقسیم‌بندی تایسون (1993) است که نشان‌دهنده محیط نهشت در حاشیۀ حوضه با شرایط نیمه‌احیایی _ احیایی (Marginal dysoxic - anoxicbasin) و در برگیرندۀ شماره نمونه‌های 1058 ,1053 ,1040 ,970 ,963 ,918 ,907 ,820 ,808 ,772 ,762 ,759 ,750 ,744 ,4946 ,4944 ,4907 ,4894 ,4892 می‌باشد.

 

PF-2

در پالینوفاسیس دوم میزان پالینوماسرال حدود 50 تا 80 درصد، پالینومورف‌های دریایی 15 تا 45 درصد و مقدار مواد ارگانیکی بی‌شکل 5 تا 15 درصد می‌باشد. در این رخساره بر مقدار پالینومورف‌های دریایی افزوده می‌شود که بیان‌کننده فاصله گرفتن محیط نهشت از محیط قبلی (خط ساحلی) است. فراوانی فیتوکلاست‌ها وابسته به منشأ نزدیک خشکی تا دلتایی _ رودخانه‌ای دارد و اکسیداسیون و فرسایش در آن متداول است (Tyson 1993). فراوانی پالینومورف‌های خشکی همچنان بالا است و پالینومورف‌های دریایی (داینوسیست‌ها) به‌طور رایج زیاد می‌شوند. این رخساره مولد کروژن نوع III یا IV است و شرایط تشکیل گاز را دارد (Tyson 1993). این پالینوفاسیس منطبق بر پالینوفاسیس نوع III تایسون است که نمایانگر یک محیط شلف نزدیک به خشکی با شرایط اکسیدان (Heterolithic oxic shelf) که در برگیرندۀ شماره نمونه‌های 1036 ,1012 ,991 ,987 ,983 ,978 ,974 ,952 ,942 ,931 ,922 ,910 ,904 ,899 ,897 ,885 ,859 ,841 ,833 ,830 ,827 ,816 ,810 ,791 ,781 ,766 ,756 ,5012 ,5007 ,5005 ,5003 ,5000 ,4998 ,4991 ,4980 ,4942 ,4928 ,4926 ,4922 ,4920 ,4916 ,4914 ,4909 ,4888 ,4884 ,4882 ,4878 ,4872 ,4870 می‌باشد.

 

PF-3

در این نوع پالینوفاسیس ذرات غالب پالینوماسرال با مقدار 40 تا 80 درصد هستند. مقدار پالینومورف‌های دریایی در حدود 10 تا 25 درصد و مواد ارگانیکی بی‌شکل به میزان 5 تا 40 درصد می‌باشد. فراوانی مطلق فیتوکلاست‌ها بستگی به نزدیکی به خشکی، منشأ و درجه نهشت مجدد دارد. Iva نیمه اکسید + ساب اکسید، IVb ساب اکسید + بدون اکسید. مقدار پالینومورف‌های خشکی متوسط تا بالاست و فراوانی پالینومورف‌های دریایی خیلی کم تا کم است. این رخساره پالینولوژیکی مولد کروژن‌های نوع II و III هست و همچنان شرایط برای تشکیل یا تولید گاز را دارد (Tyson 1993). این پالینوفاسیس متناسب با پالینوفاسیس نوع IV تایسون است که مربوط به یک محیط انتقالی از شلف به‌طرف حوضه است (Shelf to basin transition). شماره نمونه‌های 1061 ,1042 ,1032 ,1028 ,1027 ,1017 ,1004 ,966 ,950 ,948 ,945 ,934 ,881 ,877 ,874 ,869 ,855 ,851 ,845 ,838 ,813 ,806 ,802 ,794 ,774 ,5016 ,5014 ,5010 ,4994 ,4989 ,4975 ,4966 ,4948 ,4940 ,4932 ,4924 ,4918 ,4912 ,4898 ,4896 ,4890 ,4886 ,4880 ,4874 مربوط به این پالینوفاسیس می‌شوند.

 

PF-4

این نوع پالینوفاسیس میزان 20 تا 45 در صد پالینوماسرال، 30 تا 70 درصد پالینومورف‌های دریایی و 5 تا 30 درصد مواد بی‌شکل را داراست (4-6). در این رخساره دلیل پایین بودن پالینوماسرال‌ها، قرار گرفتن محیط رسوب‌گذاری در جایگاه دور از ساحل (Offshore) است و کاهش ورود مواد از خشکی است. بالا بودن پالینومورف‌های دریایی به جایگاه دور از ساحل مربوط می‌شود. AOM کم تا متوسط (معمولاً کاهش یافته) و پالینومورف‌های دریایی فراوان‌اند. پالینومورف‌های خشکی به‌طور معمول کم است. این رخسارۀ پالینولوژیکی منطبق بر رخسارۀ پالینولوژیکی نوع V تایسون است که نشان‌دهنده شرایط محیطی دور از ساحل (Distsl shelf) است. شماره نمونه‌های 1024 ,1020 ,1008 ,955 ,939 ,894 ,889 ,879 ,865 ,788 ,786 ,4959 ,4938 ,4903 ,4901 در این رخساره پالینولوژیکی جای می‌گیرند.

 

ب) نمودار مثلثی پالینومورف

فدرووا (Federova 1977) و دورینگر و دوبینگر (Duringer & Doubinger 1985) از نمودار مثلثی اسپور، پولن و میکروپلانکتون (داینوسیست‌ها و آکریتارک‌ها) برای تفسیر محیط رسوب‌گذاری و ارتباط بین روندهای پیشروی و پسروی خطوط ساحلی استفاده کردند. در این مطالعه از نمودار مثلثی پالینومورف در چگونگی تفسیر محیط رسوب‌گذاری و روند تغییرات رسوب‌گذاری دریا کمک گرفته‌شده است. به ‌طور آماری فراوانی مطلق پالینومورف‌ها (اسپور، پولن و میکروپلانکتون‌ها) در 127 نمونه برای سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق محاسبه و در نمودار پالینومورف پلات شده است. براساس این نمودار می‌توان نتیجه گرفت که محیط رسوبی سازند سنگانه در زمان نهشته شدن از دریای کم‌عمق تا نواحی دور از ساحل در نوسان است (شکل4). با تلفیق نتایج حاصل از پالینوفاسیس و نمودار مثلثی پالینومورف، می‌توان پیشنهاد کرد که جایگاه رسوبی‌گذاری سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق مربوط به شلف بوده که از حاشیه حوضه (دریای کم عمق) تا دیستال شلف (نواحی دور از ساحل) در نوسان و شرایط محیطی نیمه احیای تا احیایی ضعیف را دارا می‌باشد (شکل5). این نتایج با مطالعات انجام شده خسروی (1386) که جایگاه رسوبی سازند سنگانه را در برش قلعه نو از proximal shelf تا mud-dominated oxic shelf معرفی کرده و کشمیری و همکاران (1393) برای این سازند در برش باغک محیط کم عمق تا عمیق را پیشنهاد نموده هم‌خوانی دارد.

 

 


شکل 4- نمایش نتایج آماری فراوانی پالینومورف‌های سازند سنگانه در نمودار مثلثی پالینومورف Federova (1977) and Duringer & Doubinger (1985) و ارائه محیط رسوب‌گذاری برای این سازند.

 

 


شکل 5- نمایش جایگاه رسوبی پیشنهادی برای سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق براساس پراکندگی عوامل پالینولوژیکی (بدون در نظر گرفتن مقیاس)

 

 

تفکیک سکانس‌های رسوبی سازند سنگانه در برش مربوطه

برای تعیین تغییرات سطح آب از پارامترهای مختلفی استفاده می‌کنند از جمله: پارامترهای فسیلی و سنگ‌شناسی و... . یکی از روش‌های جدید در تعیین این شاخص، استفاده از عناصر پالینولوژیکی است. روش استفاده از عناصر پاینولوژیکی شامل پارامترهایی از قبیل: درصد فیتوکلاست‌ها، درصد فیتوکلاست‌های کدر (اُپک)، درصد فیتوکلاست‌های قهوه‌ای، نسبت فیتوکلاست‌های کدر به قهوه‌ای، نسبت فیتوکلاست‌های هم‌بعد به تیغه‌ای، درصد مواد آلی بی‌شکل، پالینومورف‌های نابرجا (اسپور و پولن)، درصد پالینومورف‌های برجا (پالینومرف‌های دریایی) و تنوع زیستی پالینومورف‌های دریای می‌باشند که به منظور تفکیک واحدهای سکانسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. نفوذ بالای فیتوکلاست‌ها با کاهش سایر ترکیبات (پالینومورف‌های دریایی و مواد ارگانیکی بی‌شکل) همراه است و از ویژگی‌های جایگاه‌های نزدیک به ساحل (Proximal) بوده که رسوب‌گذاری در نزدیک منشاء گیاهی صورت گرفته است (Tyson 1993). در رسوبات دیرینه فراوانی مطلق اسپورمورف‌ها (اسپور و پولن) به طرف دور از ساحل کاهش پیدا می‌کند (e.g. Habib 1982). مقدار پالینومورف‌های دریایی (داینوفلاژله‌ها) در TST رو به افزایش و در انتهای این سیستم تراکت در بیشترین حد خود دیده شده است (Leckie et al. 1992). فراوانی نسبی AOM از منطقه کم عمق به سمت عمیق افزایش می‌یابد و در شرایط محیطی کم اکسیژن تا فاقد اکسیژن تمرکز بالایی دارد (Tyson 1993). فیتوکلاست‌های قهوه‌ای از گیاهان خشکی مشتق شده و نشان‌دهندۀ محیط نزدیک به ساحل می‌باشند (Waveren and Visscher 1994; Schioler 2002). هر چقدر فیتوکلاست‌های قهوه‌ای مدت زمان طولانی‌تری در حضور اکسیژن محیط قرار گیرند اکسید شده و رنگ‌شان به‌صورت کدر در می‌آید. درصد فراوانی فیتوکلاست‌های کدر در سیستم تراز پایین در حد پایین بوده، به‌طوری که با بالا آمدن سریع آب یعنی TST روبه افزایش و در انتهای این سیستم ترکت به بالاترین حد خود می‌رسد و سرانجام در بازه HST باردیگر سیر نزولی خود را طی می‌کند (Gorin and Steffen 1991). با افزایش سطح آب، بر میزان مواد آلی بی‌شکل افزوده می شود و بنابراین از LST به TST بر مقدار مواد آلی بی‌شکل افزوده می‌شود (Pasley et al. 1991).

 

سکانس رسوبی اول

بر اساس فراوانی فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی و پایین بودن میزان پالینومورف‌های دریایی و AOM، مرز بالایی این سکانس در 720 متری از قاعده سازند و مرز پایینی آن در این سازند دیده نمی‌شود. فراوانی فیتوکلاست‌ها از ابتدای سازند شروع به کاهش و تا متراژ 350 متری ادامه دارد که نشان‌دهندۀ افزایش سطح آب دریاست. میزان فیتوکلاست‌های اُپک از قاعده تا 350 متر رو به افزایش بوده است. افزایش فراوانی پالینومورف‌های دریایی، AOM و تنوع پالینومورف‌های دریایی، افزایش سطح آب دریا از قاعده تا متراژ  350 متر را تأیید می‌کنند. از 350 متر تا 720 متر درصد فیتوکلاست‌ها، نسبت فیتوکلاست‌های هم‌بعد به تیغه‌ای و فراوانی پالینومورف‌های نابرجا (اسپور و پولن) افزایش یافته و اما فراوانی پالینومورف‌های دریایی، نسبت فیتوکلاست‌های اُپک به قهوه‌ای رو به کاهش است. از طرف دیگر از قاعده سازند تا 350 متر با استفاده از نتایج پالینوفاسیس پلات شده در نمودار تایسون (1993)، محیط رسوبی این بخش، از حاشیه حوضه به سمت دیستال شلف متغییر بوده و از 350 متر تا 720 متر، شرایط رسوبی دوباره از حالت دیستال شلف به پروکسیمال شلف برمی‌گردد. بنابراین بر اساس مستندات مشهود، از قاعده سازند تا 350 متر، برای سیستم تراکت­ TST و از 350 تا 720 متر برای سیستم تراکت HST پیشنهاد می‌شود (شکل6).

 

 

 

شکل 6- تفکیک سکانس‌های رسوبی سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق براساس تغییر در محتوای مواد ارگانیکی

 

Transgressive System Tract: این محیط رسوبی از حاشیه حوضه به طرف دیستال شلف است. میزان فیتوکلاست‌ها و میزان فیتوکلاست‌های اُپک هم بعد، کاهش یافته و بر فراوانی نسبی پالینومورف‌های دریایی (MP) و مواد ارگانیکی بی‌شکل (AOM) افزوده شده است. از نظر سنگ‌شناسی، این ضخامت به‌طور عمده از شیل همراه با میان لایه‌های از سیلتستون و سنگ آهک می‌باشد.

Maximum Flooding Surface: در این سطح میزان تنوع، فراوانی پالینومورف‌های دریایی به‌ویژه داینوسیست‌ها و فراوانی فیتوکلاست‌های اُپک نسبت به فرم‌های قهوه‌ای افزایش یافته و معرف محیط دیستال شلف است.

Highstand System Tract: میزان پالینومورف‌های دریایی و AOM روبه کاهش و مقدار فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی افزایش یافته است. لیتولوژیکی این مجموعه شامل شیل و شیل‌های آهکی همراه با میان لایه‌های از شیل آهکی می‌باشد.

Sequence boundary: این سطح به دلیل بالا بودن حجم فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی و پایین بودن پالینومورف‌های دریایی و AOM بیانگر پایین بودن سطح آب دریاست و محیط رسوب‌گذاری حاشیه حوضه را بیانگر است.

 

سکانس رسوبی دوم

سکانس رسوبی دوم از مرز سکانسی اول (720 متر) شروع شده و تا متراژ 1350 متر ادامه دارد. فراوانی فیتوکلاست‌های قهوه‌ای و پالینومورف‌های خشکی تا 1140 متر روند کاهشی را طی کرده‌اند ولی از متراژ 1140 تا 1350 متر این دو فاکتور روند افزایشی را نشان می‌دهند. فراوانی پالینومورف‌های دریایی، AOM و تنوع زیستی داینوسیست‌ها از مرز سکانسی اول (SB) تا 1140 متر افزایش یافته است اما به طرف متراژ 1350 متر، فراوانی پالینومورف‌های دریایی، میزان AOM، فراوانی فیتوکلاست‌های اُپک تیغه‌ای کاهش می‌یابد. بنابراین از 720 تا 1140 متر مربوط به سیستم تراکت TST و از 1140 تا 1350متر، برای سیستم تراکت HST پیشنهاد شده است (شکل6).

 

Transgressive System Tract: محیط رسوب‌گذاری از حاشیه حوضه به طرف دیستال شلف تغییر می‌کند. مقدار پالینومورف‌های دریایی و AOM افزایش و نسبت فیتوکلاست‌های هم‌بعد به تیغه‌ای، حجم فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی کاهش یافته است. این مجموعه شامل شیل‌های آهکی با میان لایه‌های از شیل و آهک‌های شیلی می‌باشد.

Maximum flooding surface: این سطح در محیط رسوب‌گذاری از نوع دیستال شلف واقع است که در این سطح پالینومورف‌های دریایی به‌ویژه داینوسیست ها و AOM در حداکثر میزان خود قرار دارند اما حجم فیتوکلاست ها خیلی پایین بوده است. در واقع این سطح اشاره به رسوب گذاری دیستال شلف دارد.

Highstand System Tract: محیط رسوبی از دیستال شلف به طرف پروکسیمال می‌باشد که از میزان پالینومورف‌های دریایی و AOM به مرور کاسته شده و بر مقدار فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی افزوده شده است. این ضخامت از به‌طور عمده از شیل آهکی با میان لایه‌های از آهک‌های شیلی تشکیل شده است.

Sequence boundary: در این سطح حجم فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی در حد بالا و فراوانی پالینومورف‌های دریایی و AOM در حداقل مقدار خود می‌باشد. این سطح بیانگر محیط رسوب‌گذاری حاشیه حوضه می‌باشد.

 

سکانس رسوبی سوم

سکانس رسوبی سوم از متراژ 1350 متر شروع و به احتمال زیاد تا قسمتی از سازند آتامیر را در بر می‌گیرد. تنوع داینوسیستی و پالینومورف‌های دریایی از 1350 تا 1600 متر روند افزایشی را نشان می‌دهند ولی میزان فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی در این ضخامت روند کاهشی داشته‌اند. نهایتاً از 1600 متر تا انتهای سازند این بار میزان فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی روند افزایشی داشته و پالینومورف‌های دریایی و تنوع داینوسیستی روند کاهشی را طی کرده‌اند. از این رو از 1350 تا 1600 متر برای سیستم تراکت TST و از 1600 متر تا انتهای سازند برای سیستم تراکت HST پیشنهاد می‌شود (شکل6).

Transgressive System Tract: محیط رسوب‌گذاری از حاشیه حوضه به طرف دیستال شلف می‌باشد. مقدار پالینومورف‌های دریایی و AOM افزایش و نسبت فیتوکلاست‌های هم‌بعد به تیغه‌ای، حجم فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی کاهش یافته است. شیل‌های آهکی و آهک‌های شیلی عمده تشکیل‌دهنده این ضخامت می‌باشند.

Maximum flooding surface: در این سطح پالینومورف‌های دریایی به‌ویژه داینوسیست‌ها و AOM در حداکثر میزان خود قرار دارند اما حجم فیتوکلاست ها در این سطح خیلی پایین است. در واقع این سطح اشاره به محیط رسوبی دیستال شلف دارد.

Highstand System Tract: محیط رسوبی از دیستال شلف به طرف پروکسیمال می‌باشد که از میزان پالینومورف‌های دریایی و تنوع داینوسیستی به مرور کاسته شده و بر مقدار فیتوکلاست‌ها و پالینومورف‌های خشکی افزوده شده است. لیتولوژی این مجموعه شامل سیلتستون، آهک‌های شیلی و شیل‌های آهکی می‌باشد.

 

نتیجه‌گیری

با مطالعه مواد ارگانیکی موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی، برای سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق، چهار رخساره پالینولوژیکی: II:Marginalbasin , III:Proximal shelf , IV:Shelf to basin transition , V:Distal shelf شناسایی شد. براساس اطلاعات به‌دست آمده از پالینوفاسیس و نمودار مثلثی پالینومورف جایگاه رسوبی سازند سنگانه مربوط به شلف بوده که از حاشیه حوضه تا نواحی دیستال شلف در نوسان بوده و شرایط محیطی نیمه احیای تا احیایی ضعیف را دارا می‌باشد. همچنین با بررسی نسبت‌های مواد ارگانیکی با هم‌دیگر برای هر نمونه و با تلفیق داده‌های به‌دست آمده به منظور تحلیل نوسانات سطح آب و تفکیک واحدهای سکانسی، سه سکانس رسوبی با مرزهای آن برای سازند سنگانه در برش قلعه‌جوق تفکیک گردید.



[1]Palaeoproductivity

افشار حرب، ع.، 1373، زمین‌شناسی ایران کپه‌داغ: سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 275 ص.

سید امامی، ک.، 1350، کرتاسه بالایی در ایران: نشریه دانشکده فنی، دوره دوم، ش21، ص60-81 .

خسروی، ر، 1386، پالینواستراتیگرافی سازند سنگانه در برش قلعه‌نو، شرق کپه‌داغ: دانشگاه تهران، رساله کارشناسی ارشد

کشمیری، م.، ا. قاسمی‌نژاد، ع. عاشوری، یزدی م. مقدم و ا. جمالی، 1393، پالینولوژی و پالئواکولوژی سازندهای سرچشمه و سنگانه در برش چینه‌شناسی باغک واقع در شرق کپه‌داغ: مجله پژوهش‌های چینه‌نگاری و رسوب‌شناسی دانشگاه اصفهان، ش3، ص 17-33.

Batten, D.J., 1996, Chapter 26A. Palynofacies and palaeoenvironmental interpretetion. In: Jansonius, J. McGregor, D.C. (Eds.), Palynology: Principlesand Applications: American Association of Stratigraphic Palynologists’ Foundation, Dallas, v. 3, p. 1011-1064.

Duringer, P. and J. Doubinger, 1985, La palynologie: un outil de characterisation des facies marins et continentaux a la limite Muschelkalk Superieur – Lettenkohle: Science Geologie Bulletin, Strasbourg, v. 38, p. 19-34.

Federova, V.A., 1977, The significance of the combined use of microphytoplankton, spores, and pollen for differentiation of multi-facies sediments, In: S.R. Samoilovich and N.A. Timoshina (Eds.), Questions of Phytostratigraphy: Trudy Neftyanoi nauchno-issledovatelskii geologorazvedochnyi Institut (VNIGRI) Leningrad, v. 398, p. 70-88 (in Russian).

Gorin, G. and D. Steffen, 1991, Organic facies as a tool for recording eustatic variations in marine fine-grained carbonates- example of the Ber-riasian stratotype at Berrias (Ardeche, SE France): Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 85, p. 303-20.

Habib, D., 1982, Sedimentary supply origin of Cretaceous black shales, In: S.O. Schlanger and M.B. Cita, (Eds.) Nature and Origin of Cretaceous Carbon-Rich Facies Academic Press, London, p. 113-27.

Habib, D., Y. Eshet and R. Van Pelt, 1994, Palynology of sedi-mentary cycles. In: Traverse, A. (Ed.), Sedimentation of Organic Particles: Cambridge University Press, Cambridge, p. 311-335.

Kalantari, A., 1969, Foraminifera from the Middle Jurassic – Cretaceous successions of Kopet-Dagh region (N.E. IRAN): NIOC. Laboratories, Tehran, Publication No. 3, 298 p

Leckie, D.A., C. Singh, J. Bloch, M. Wilson, and J. Wall, 1992, An anoxic event at the Albian-Cenomanian boundary: the Fish Scale Marker Bed, northern Alberta, Canada: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 92, p. 139-66.

Pasley, M.A., W.A. Gregory, and G.F. Hart, 1991, Organic matter variations in transgressive and regressive shales: Organic Geochemistry, v. 17, p. 483-509.

Schioler, P., 2002, Palynofacies ans sea-level changes in the middle Coniacian-Late Campanian (Late Cretaceous) of the East Coast Basin, New Zealand: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 188, p. 101-125.

Traverse, A., 2007, Paleopalynology, Second Edition, Springer, 816 p.

Tyson, R. V., 1993, Palynofacies analysis - In: Jenkins D. J. (Ed.) - Applied Micropalaeontology: Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, p. 153-191.

Tyson, R. V., 1995, Sedimentary organic matter, organic facies and palynofacies: Chapman and Hal, London, 616 p.

Waveren, I. and H. Visscher, 1994, Analysis of the composition and selective reservation of organic matter in surfical deep-sea sediment from a high Productivity area (Bandasa, Indonesia): Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecplogy, v. 112, p. 85-111.