معرفی ماکروفسیل‌های گیاهی و زیست چینه‌نگاری برش کالشانه، شمال غرب طبس و تحلیل آب و هوای دیرینه

نوع مقاله: مقاله علمی

نویسنده

استادیار، دانشکده زمین‌شناسی دانشگاه تهران، ایران

چکیده

سازند هجدک در برش کالشانه، شمال باختر طبس گسترش خوبی دارد. این سازند در این منطقه دربردارنده تناوبی از لایه‌های سیلتستون- ماسه‌سنگ به همراه اندک لایه‌های شیلی و میان لایه‌های زغال سنگی می‌باشد. تعداد 17 گونه ماکروفسیل گیاهی متعلق به 11 جنس از راسته‌های مختلف اکوئی ستال‌ها، فیلیکال‌ها، کی‌تونیال‌ها، نیلسونیال‌ها، بنتیتال‌ها، گینکگوآل‌ها و پاینال‌ها مورد شناسایی قرار گرفتند. با توجه به حضور گونه‌های شاخص Coniopteris hymenophylloides، Klukia exilis و Elatides thomasii سن آالنین- باژوسین برای این مجموعه فسیلی خاطرنشان می‌گردد. یک زیست زون تجمعی به نام Nilssnonia sp. cf. N. bozorga-Klukia exilis Assemblage zone و سه زیر زیست زون به ترتیب از پایین به بالا به نام‌های 1- زیر زیست زون Ptilophyllum harrisianum Taxon Range zone، 2- زیر زیست زون Elatides thomasii-Sphenobaiera longifolia Concurrent Range zone و 3- زیر زیست زون Ginkgoites sp. cf. G. parasingularis - Coniopteris hymenophylloides Concurrent Range zone تعیین گردید. زیست زون تجمعی رسوبات ژوراسیک میانی برش کالشانه قابل تطابق و مقایسه با بیوزون تجمعی معرفی شده از سازند هجدک در منطقه کوچکعلی شمالی، جنوب باختر طبس و سایر زیست زون‌های هم ارز در این بازه زمانی می‌باشد. بر اساس فراوانی نسبی به‌دست آمده راسته‌های نیلسونیال‌ها، گینکگوآل‌ها، فیلیکال‌ها و اکوئی ستال‌ها به ترتیب با فراوانی نسبی 44/44%، 64/20%، 87/15% و 94/7% بیشترین حضور را در مجموعه پوشش گیاهی بازه زمانی ژوراسیک میانی در منطقه کالشانه داشته‌اند. جنس‌های نیلسونیا، سفنوبایرا، کلوکیا و اکوئی ستایتس به ترتیب با فراوانی نسبی 27/41%، 46/17%، 11/11% و 94/7% بیشترین حضور را در این منطقه داشته‌اند. بدین ترتیب، آب و هوای نیمه گرمسیری- معتدل و مرطوب برای ژوراسیک میانی این منطقه خاطرنشان می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Plant macrofossils and Biostratigraphy of the Calshaneh section, NW Tabas and its palaeoclimate analysis

نویسنده [English]

  • Fatemeh Vaez-Javadi
چکیده [English]

Jurassic deposits are well exposed in the Calshaneh area, north western of the Tabas city, Central-East Iran. It contains plant macrofossils belonging to seventeen species allocated to eleven genera of various orders such as of Equisetales, Filicales, Bennettitales, Cycadales, Caytoniales, Ginkgoales and Pinales. One biozone was recognized in the Hojedk Formation at Calshaneh section. According to occurrence of Klukia exilis and Coniopteris hymenophylloides a Middle Jurassic age is suggested for this biozones. One Assemblage zone, Nilssnonia sp. cf. N. bozorga-Klukia exilis Assemblage zone, and three subzones were recognized in this section. Subzones are from base to up 1- Ptilophyllum harrisianum Taxon range zone 2- Elatides thomasii-Sphenobaiera longifolia concurrent range zone and 3- Ginkgoites sp. cf. G. parasingularis - Coniopteris hymenophylloides concurrent range zone. This Assemblage biozone is comparable to other biozones of the same age in Iran. Furthermore, relative abundances of taxa was studied and relative abundances of order Nilssoniales, Ginkgoales, Filicales, and Equisetales were 44.44%, 20.64%, 15.87, and 7.94% respectively. It is noteworthy that variety and relative abundance of the species of Genus Nilssonia (six species and 42.27%) and species of Order Ginkgoales (two taxa and 17.46%), as a macrophyllous cycadophyte, was high within the Calshaneh area. Therefore, a humid subtropical to temperate climate is considered for this period of time in this area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plant macrofossils
  • Biostratigraphy
  • Jurassic
  • Hojedk Formation
  • Tabas
  • Palaeoclimate

موقعیت جغرافیایی و راه‌های دسترسی

روستای کالشانه در حدود 70 کیلومتری شمال‌ باختر طبس با مختصات ´7 ˚34 عرض شمالی و ´40 ˚56 طول خاوری در ناحیه ایران مرکزی- خاوری قرار دارد (شکل‌های 1 و 2). به منظور تکمیل مطالعات پیشین بلوک طبس (Vaez-Javadi 2014؛ واعظ جوادی 1393) از منظر دیرینه‌شناسی گیاهی و انجام تطابق در گستره جغرافیایی ایران، یک برش به ضخامت 584 متر مورد مطالعه قرار گرفت.

 

 

 

شکل 1- راه‌های دسترسی و موقعیت جغرافیایی برش مورد مطالعه در طبس و محدوده گسترش فلورای ژوراسیک میانی ایران (به رنگ سبز).

 

 

شکل 2- نمای میانی و بالایی سازند هجدک در برش مورد مطالعه در محدوده تقریبی 250 متری تا انتهای ستون چینه‌شناسی برداشت شده را به نمایش می‌گذارد. (عکاس: محمدتقی بادی‌حق)

 

 

چینه‌شناسی، رخساره و محیط رسوبی سازند هجدک

Tipper (1921) نهشته‌های ماسه سنگی- شیلی زغال‌دار حوضة کرمان را با عنوان «سری‌های حاوی گیاهان ژوراسیک» نام‌گذاری نمود. Beckett (1956) این رسوبات را «سری‌های زغال‌دار» نامید. کمیته چینه‌شناسی ایران (1964 در آقانباتی 1377) این واحد سنگی را «سازند هجدک» نام‌گذاری کرد. سازند هجدک شامل تناوبی از ماسه‌سنگ آرکوزی-کوارتزی و شیل‌های سبز- خاکستری شامل رگه‌ها و عدسی‌های زغال است. سازند هجدک قابل مقایسه با عضو یا ممبر D از تقسیمات سازند شمشک معرفی شده توسط Assereto (1966) و سازند دانسیریت از گروه شمشک (Fürsich et al. 2009) و سازندهای بازه حوض و آقونج در منطقه بینالود (Wilmsen et al. 2009) می‌باشد.

آقانباتی (1377) گروه شمشک را در کوه‌های شتری به ردیف‌های جوان‌تر به لحاظ سنی منتسب می‌داند و اظهار می‌دارد که سازند نایبند در این منطقه حضور نداشته و فقط سازندهای آب حاجی، سازند بادامو و سازند هجدک در این منطقه گسترش دارند و از نظر رخساره‌ای نیز حاوی درصد فراوانی لایه‌های سنگ ماسه‌ای و کنگلومرایی هستند. لازم به تأکید است که در برش برداشت شده در این مقاله نیز گیاهان تریاس بالایی به هیچ وجه حضور نداشته و بالعکس گیاهان شاخص ژوراسیک میانی (آالنین – باژوسین) به فراوانی مشاهده شده‌اند. ایشان مرز بالایی سازند هجدک را با سازند آهکی پروده و مرز زیرین آن را سنگ آهک بادامو درنظر گرفتند. لازم به ذکر است که کارشناسان اکتشاف زغال‌سنگ نیز این منطقه را مورد مطالعه قرار دادند. محمودی (1381) گزارش زمین‌شناسی منطقه معدن زغال‌سنگ کالشانه را تهیه نمود. وی توالی مذکور را به ترتیب از پایین به بالا سازندهای آهک شتری، آب حاجی، آهک بادامو، سازند هجدک، آهک طبس، مارن بغمشاه و قلعه دختر خاطرنشان نمودند. لیکن در این گزارش به محیط رسوبی این منطقه در بازه زمانی رسوب‌گذاری سازند هجدک اشاره‌ای نشده است. با توجه به تناوب رسوبی و حضور گیاهان فسیل مشاهده شده در برش این سازند به نظر می‌رسد که این رسوبات احتمالاً در یک محیط رسوبی رودخانه‌ای- دلتایی نهشته شده باشند.

بنابر نظر سیدامامی و همکاران (1384) بلوک طبس یکی از اجزای ساختاری خرد قاره مرکز و خاور ایران است که در فاصله تریاس پسین و ژوراسیک در خاور ورقه ایران شکل گرفته است. براثر نوسان‌های جهانی سطح آب دریا و جنبش‌های متعدد زمین‌ساختی در مقیاس جهانی، منطقه‌ای و محلی، به‌ویژه در زمان‌های ژوراسیک میانی و پسین، حوضه‌های رسوب‌گذاری متعدد و متنوع با رخساره‌های سنگی متفاوت در شمال بلوک طبس شکل گرفته است. آن‌ها در این تحقیق به بازنگری و تعریف جدید ردیف‌های سنگ چینه‌ای سیستم ژوراسیک در بخش شمالی بلوک طبس پرداختند و یک الگوی ساده و عملی برای تنظیم و انطباق ردیف‌های سنگ چینه‌ای موجود ارائه نمودند. سیدامامی و همکاران (1384) در بخش شمالی بلوک طبس، سازند هجدک را با سه رخساره متفاوت در کمر بالای سازند بادامو و کمر پایین سازند پروده خاطر نشان کردند به طوری که رخساره مربوط به محیط‌های رودخانه‌ای و دشت‌های سیلابی اغلب در شمال و شمال باختر کفه طبس در منطقه کالشانه تا کوه اشلون گسترده شده و بیشتر از سنگ‌های سیلیسی- آواری خشن و دانه درشتی مانند ماسه سنگ‌های کوارتزی، کنگلومرا و لایه‌های سیلتی آغشته به زغال به همراه ساخت‌های رسوبی مانند لایه‌های موجدار و لایه‌بندی مورب به ضخامت حدود 400 متر تشکیل شده است. سازند هجدک در برش اندازه گیری شده کالشانه در این مطالعه به طور غالب از تناوبی از لایه‌های سیلتستون و ماسه‌سنگ تشکیل شده است به طوری که دربردارنده مقادیر اندکی شیل بوده و تنها دو لایه قابل توجه زغال‌سنگ در این برش یافت می‌شود. رسوبات این برش کاملاً با وضعیت چینه‌ها در منطقه کوچکعلی شمالی واقع در حدود 65 کیلومتری جنوب‌ باختر طبس با مختصات ´17 ˚33 عرض شمالی و ´18 ˚56 طول خاوری در ناحیه ایران مرکزی- خاوری که تناوب غالب رسوبی آن از شیل و سیلتستون با رگه‌های متعددی از زغال می‌باشد، متفاوت است. سازند هجدک در این برش از یک طرف بر روی سازند آهکی بادامو نهشته شده است و از سوی دیگر زیر سازند آهکی پروده (طبس) و مارن‌های سازند بغمشاه قرار گرفته است.

 

رده‌بندی ماکروفسیل‌های گیاهی برش کالشانه

ماکروفسیل‌های گیاهی نسبتاً خوب حفظ شده‌ای از سازند هجدک در منطقه کالشانه، شمال غرب طبس که عمدتاً در لایه‌های سیلتستون حفظ شده بودند جمع‌آوری و برای اولین بار در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفتند. تعداد 17گونه متعلق به 11 جنس از راسته‌های مختلف اکوئی ستال‌ها، فیلیکال‌ها، کی تونیال‌ها، نیلسونیال‌ها، بنتیتال‌ها، گینکگوآل‌ها و پاینال‌ها مورد شناسایی قرار گرفتند که در شکل 6 برخی از آن‌ها ترسیم شده‌اند. تصاویر نمونه‌های فلور این برش نیز در Plates 1 تا 4 مرتب شده‌اند. گونه‌های شناسایی شده عبارتند از: Equisetites sp. cf. E. beanii، Equisetites sp.، Coniopteris hymenophylloides، Klukia exilis،Klukia crenata ‌‌Ctenis sp. cf. C. sulcicaulis،Nilssonia sp. cf. N. bozorga، Nilssonia macrophylla، Nilssonia sp. cf. N. tazarensis، Nilssonia tenuicaulis، Nilssonia undulata، Nilssonia sp.، Ptilophyllum harrisianum،Ginkgoites sp. cf. G. parasingularis، Sphenobaiera longifolia، Elatides thomasii، و Podozamites distans. رده‌بندی فلورای سازند هجدک در برش کالشانه به صورت اجمالی در زیر بیان می‌شود. به منظور کسب اطلاعات تکمیلی مربوط به سینونیمی گونه‌ها به Vaez-Javadi (2014) مراجعه شود.

Division Equisetophyta Scott, 1900

Order Equisetales Candolle ex Berchtold and Presl, 1820

Family Equisetaceae Michaux ex Candolle, 1804

Genus Equisetites Sternberg, 1833

Type species: Equisetites muensteri Sternberg, 1833

Equisetities beanii Seward, 1894 (Plate 1, Fig.1)

Equisetites sp. (Plate 2, Fig. 4)

Division Polypodiophyta Cronquist, Takhtajan & Zimmermann, 1966

Class Leptosporangiopsida Smith, 1955

Order Gleicheniales Schimper, 1869

Family Dicksoniaceae Bower, Orig. Land, 1908

Genus Coniopteris Brongniart, 1849

Type species: Coniopteris murrayana (Brongniart 1835) Brongniart, 1849

Coniopteris hymenophylloides (Brongniart, 1828) Seward, 1900 (Plate 2, Figs. 3, 6, 7; Text-fig. 6:6)

Family Schizaeaceae Bower, 1935

Genus Klukia Raciborski, 1890

Type species: Klukia exilis (Phillips, 1829) Raciborski, 1890

Klukia exilis (Phillips, 1829) Raciborski, 1890 (Plate 2, Figs. 1, 5; Plate 3, Fig.2; Text-fig. 6: 5, 8)

Klukia crenata Vaez-Javadi, 2006 (Plate 4, Fig. 4; Text-fig. 6: 9)

Division Pteridospermophyta Johnson, 1951

Class Pteridospermopsida Pant, 1957

Order Caytoniales Pant, 1957

Family Caytoniaceae Thomas, 1925

Genus Sagenopteris Presl, 1838 emend. Harris, 1964

Type species: Sagenopteris phillipsii (Brongniart, 1824) Presl, 1838

Sagenopteris sp. cf. S. nilssoniana (Brongniart, 1824) Ward, 1900 (Plate 1, Fig. 5)

Division Cycadophyta Bessey, 1907

Order Cycadales Coulter & Chamberlain, 1910

Genus Ctenis Lindley & Hutton, 1834

Type species: Ctenis sulcicaulis (Phillips, 1829) Ward, 1905

Ctenis sp. cf. C. sulcicaulis (Phillips, 1829) Ward, 1905 (Plate 3, Fig. 3; Text-fig. 6: 3)

Genus Nilssonia Brongniart, 1825

Type Species: Nilssonia brevis Brongniart, 1825

Nilssonia sp. cf. N. bozorga Barnard & Miller, 1976 (Plate 3, Fig. 5, Plate 4, Fig. 7; Text-fig. 6: 2)

Nilssonia macrophylla Jacob & Shukla, 1955 (Plate 3, Fig. 1a; Plate 4, Fig. 6b)

Nilssonia tazarensis (Sadovnikov, 1991) Schweitzer, Kirchner & van Konijnenburg-van Cittert, 2000 (Plate 3, Fig. 4; Plate 4, Fig. 7)

Nilssonia tenuicaulis (Phillips, 1829) Fox-Strangways, 1892 (Plate 4, Fig. 3; Text-fig. 6:9)

Nilssonia undulata Harris, 1932 (Plate 1, Fig. 4)

Nilssonia sp.

Division Uncertain/ ? Cycadophyta

Order Bennettitales Engler, 1892

Genus Ptilophyllum Morris, 1840

Type species: Ptilophyllum acutifolium Morris, 1840

Ptilophyllum harrisianum Kilpper, 1968 (Plate 1, Fig. 2; Text-fig. 6: 4)

Division Ginkgophyta Bessey, 1907

Order Ginkgoales Gorozhankin, 1904

Genus Ginkgoites Seward, 1900

Type species: Ginkgoites obovata (Nathorst) Seward, 1919

Ginkgoites parasingularis Kilpper, 1971 (Plate 3, Fig. 1c; Plate 4, Fig. 2; Text-fig. 6:1)

Genus Sphenobaiera Florin, 1936

Type species:Sphenobaiera spectabilis (Nathorst) Florin, 1936

Sphenobaiera longifolia (Pomel, 1849) Florin, 1936 emend. Harris & Millington, 1974 (Plate 3, Fig. 1d; Plate 4, Figs. 1, 6a; Text-fig. 6: 7)

Division Pinophyta Cronquist, Takhtajan and Zimmermann, 1966

Order Pinales Dumortier, 1829

Genus Elatides Heer, 1876

Type species: Elatides ovalis Heer, 1876

Elatides thomasii Harris, 1979 (Plate 2, Fig. 2; Plate 3, 1b)

Genus Podozamites Braun, 1843

Type species: Podozamites distans (Presl, 1838) Braun, 1843

Podozamites distans (Presl, 1838) Braun, 1843 (Plate 4, Fig. 8)

 

زیست چینه‌نگاری سازند هجدک برش کالشانه و تطابق آن با سایر برش‌های ایران

رسوبات ژوراسیک میانی سازند هجدک را می‌توان از منظر انتشار چینه شناسی ماکروفسیل‌های گیاهی آن به یک زیست زون تجمعی با نام Nilssnonia sp. cf. N. bozorga-Klukia exilis Assemblage zone تقسیم نمود (شکل 3). به‌علاوه، سه زیر زیست زون نیز در محدوده این رسوبات قابل پیشنهاد می‌باشند که به ترتیب از پایین به بالا عبارتند از: زیر زیست زون I- Ptilophyllum harrisianum Taxon Range zone، زیر زیست زون II- Elatides thomasii-Sphenobaiera longifolia Concurrent Range zone و زیر زیست زون III- Ginkgoites sp. cf. G. parasingularis- Coniopteris hymenophylloides Concurrent Range zone. لازم به تأکید است که زیست چینه‌نگاری صورت گرفته با توجه به محدوده اولین حضور مشاهده شده (First Observed Occurrence /FOO) گونه یا گونه ها و آخرین حضور مشاهده شده (Last Observed Occurrence/LOO) آن گونه یا سایر گونه/گونه‌ها انجام شده است. انتخاب گونه‌ها سلیقه‌ای نبوده بلکه با تأکید بر انتشار، اهمیت چینه‌شناسی و بوم‌شناختی آن‌ها صورت پذیرفته است. بیوزون تجمعی رسوبات ژوراسیک برش کالشانه قابل تطابق و مقایسه با بیوزون تجمعی معرفی شده از سازند هجدک در منطقه کوچکعلی شمالی واقع در حدود 70 کیلومتری باختر طبس می‌باشد. سازند هجدک در منطقه کوچکعلی شمالی دربردارنده یک زیست زون تجمعی به نام Klukia exilis-Nilssonia macrophylla Assemblage zone و چهار زیر زیست زون به ترتیب از پایین به بالا به نام‌های 1- Sagenopteris nilssoniana-Equisetites columnaris Concurrent Range zone، 2- Equisetites beanii-Ptilophyllum harrisianum Concurrent Rangezone، 3- Ginkgoites huttonii Taxon Range zone و 4- Coniopteris hymenophylloides-Nilssonia feriziensis Assemblage zone می‌باشد (واعظ جوادی 1393).

سازند دانسیریت از گروه شمشک در منطقه رودبارک، 61 کیلومتری شمال خاور سمنان نیز از گسترش خوبی برخوردار می‌باشد. تعداد 20 گونه ماکروفسیل گیاهی متعلق به 16 جنس از راسته‌های اکوئی ستال‌ها، ماراسیال‌ها، فیلیکال‌ها، بنتیتال‌ها، سیکادال‌ها، کوریستوسپرمال‌ها، کی‌تونیال‌ها، چکانوسکیال‌ها، گینکگوآل‌ها و پاینال‌ها از این سازند مورد شناسایی قرار گرفت (Vaez-Javadi 2011). دو زیست زون در این سازند تشخیص داده شد که عبارتند از: زیست زون تجمعی Equisetites beanii-Ptilophyllum minor و بیوزون تاکسون رنج زون Nilssonia sarakhs Taxon Range zone. در این مطالعه پیشنهاد می‌شود که یک زیست زون اصلی تجمعی به نام Coniopteris hymenophylloides-Equisetites beanii Assemblage biozone در نظر گرفته شود و زیست زون‌های قبلی را تا حد زیرزیست زون تقسیم‌بندی نماییم. گروه شمشک در منطقه بلده نیز گسترش بسیار خوبی دارد. تعداد 22 گونه ماکروفسیل گیاهی متعلق به 14 جنس از راسته‌های مختلفی نظیر اکوئی ستال‌ها، فیلیکال‌ها، بنتیتال‌ها، سیکادال‌ها، چکانوسکیال‌ها و پاینال‌ها از سازندهای شیرین دشت و دانسیریت تشخیص داده شد. دو زیست زون تجمعی(Assemblage zone)  مورد شناسایی قرار گرفت. زیست زون تجمعی I با اولین حضور گونه (مرز زیرین) Ptilophyllum minor و (مرز بالایی) اولین حضور Klukia exilis  و زیست زون تجمعیII  با اولین حضور گونهConiopteris hymenophylloides  و آخرین حضور گونه Ptilophyllum harrisianum  تعیین می‌شود. زیست زون I متعلق به سازند شیرین دشت و زیست زون II متعلق به سازند دانسیریت تشخیص داده شد (واعظ جوادی و عباسی 1391).

 

 

 

 

شکل 3- زیست چینه‌نگاری سازند هجدک در برش کالشانه.

 

 

رسوبات سازند بازه حوض در منطقه بینالود نیز دربردارنده افق‌های فسیل گیاهی می‌باشد. تعداد 18 گونه متعلق به 11 جنس مورد شناسایی قرار گرفت (Vaez-Javadi & Allameh 2015). دو زیست زون تجمعی در برش بازه حوض تشخیص داده شد که عبارتند از: Nilssonia rigida-Nilssonia feriziensis و زیست زون Klukia exilis-Coniopteris hymenophylloides. با عنایت به این نکته که گونه‌های شاخص ژوراسیک میانی از قبیل Coniopteris hymenophylloides، Klukia exilis و Equisetites beanii در تمامی پهنه ایران زمین از البرز تا کرمان و طبس در خلال بازه زمانی آالنین- باژوسین گسترش داشته‌اند، یک زیست زون تجمعی با مرزهای مشخص خاطرنشان می گردد.

 

انتشار چینه‌شناسی و جغرافیایی ماکروفسیل‌های گیاهی منطقه کالشانه

رسوبات ژوراسیک میانی در سرتاسر البرز، حوضه کرمان و منطقه طبس گسترش بسیار خوبی دارد (جدول 1). اطلاعات مرتب شده در این جدول یکنواختی پوشش گیاهی در سرتاسر پهنه ایران در خلال ژوراسیک میانی را خاطرنشان می‌سازد.

 

 

جدول 1- انتشار چینه‌شناسی گونه‌های ماکروفسیل گیاهی سازند هجدک منطقه کالشانه در پهنه ایران.

 

 

 

 

 

 

بررسی فراوانی نسبی فلور کالشانه

فراوانی نسبی جنس‌ها و راسته‌های ماکروفسیل گیاهی در این مطالعه مورد توجه قرار گرفت زیرا چگونگی پراکنش و توزیع فلور فسیلی این منطقه با به‌دست آمدن آمار حاصله از دقت بیشتری برخوردار می‌شود. بررسی فراوانی نسبی فلور این منطقه بر پایه 63 نمونه فسیل جمع‌آوری شده صورت می‌گیرد که در جدول 2 و نمودارهای شکل‌های 4 و 5 مرتب شده‌اند.

 

 

جدول 2- فراوانی نسبی جنس‌ها و راسته‌های ماکروفسیل‌های گیاهی جمع‌آوری شده از برش کالشانه.

اسامی راسته ها

تعداد

درصد فراوانی نسبی%

اسامی جنس‌ها

تعداد

درصد فراوانی نسبی%

Equisetales

5

94/7

Equisetites

5

94/7

Filicales

10

87/15

Klukia

7

11/11

Coniopteris

3

76/4

Caytoniales

1

59/1

Sagenopteris

1

59/1

Cycadales

28

44/44

Ctenis

2

17/3

Nilssonia

26

27/41

Bennettitales

3

76/4

Ptilophyllum

3

76/4

Ginkgoales

13

64/20

Ginkgoites

2

17/3

Sphenobaiera

11

46/17

Pinales

3

76/4

Ealtides

2

17/3

Podozamites

1

59/1

 

 

بر اساس فراوانی نسبی به‌دست آمده راسته‌های نیلسونیال‌ها، گینکگوآل‌ها، فیلیکال‌ها و اکوئی‌ستال‌ها به ترتیب با فراوانی نسبی 44/44%، 64/20%، 87/15% و 94/7% بیشترین حضور را در مجموعه پوشش گیاهی بازه زمانی ژوراسیک میانی در منطقه کالشانه داشته‌اند. جنس‌های نیلسونیا، سفنوبایرا، کلوکیا و اکوئی ستایتس به ترتیب با فراوانی نسبی 27/41%، 46/17%، 11/11% و 94/7% بیشترین حضور را در این منطقه داشته‌اند (شکل‌های 4 و 5).

 

 

 

 

شکل 4- نمودار فراونی نسبی راسته‌های ماکروفسیل گیاهی منطقه کالشانه.

 

 

شکل 5- نمودار فراوانی نسبی جنس‌های ماکروفسیل گیاهی منطقه کالشانه.

 

 

تحلیل تراز گیاهی و آب و هوای دیرینه فلورای کالشانه

به منظور تحلیل وضعیت آب و هوایی این بازه زمانی بر مبنای فلورای به‌دست آمده ابتدا پیشینه نظرات ارائه شده در زمینه آب و هوا و اقلیم‌های آن را مختصراً توضیح داده و سپس روش‌هایی را که متعاقباً پس از بیست سال بهبود یافته و با دقت بیشتری عمل می‌کنند ارائه می‌شود. Vakhrameev (1991) در کتاب خود به جمع‌بندی فلورای مطالعه شده از تمامی نیمکره شمالی پرداخت. وی صرفاً بر پایه جنس برگ‌های گزارش شده نواحی فیتوکوریای موجود در خلال دوره‌های ژوراسیک و کرتاسه را از شمال به جنوب به چهار ‌ناحیه یا منطقه اصلی تقسیم نمود که عبارتند از: 1- ناحیه سیبریایی- کانادایی؛ 2- ناحیه اروپایی- سینایی؛ 3- ناحیه استوایی و 4- ناحیه جنوبی یا اُسترآل. این نواحی با کمربندهای آب و هوایی نسبتاً گرم، نیمه گرمسیری (نیمکره شمالی) و گرمسیری و نیمه گرمسیری (نیمکره جنوبی) تعیین می‌شوند. وی خاطر نشان می‌سازد که ماکروفسیل‌های گیاهی به‌دست آمده از اوراسیا حاکی از آن هستند که در مقایسه با ژوراسیک پایانی و کرتاسه آغازی، دورها یا اِپوک‌های ژوراسیک آغازی و میانی به لحاظ آب و هوا کمتر تفکیک گردیده‌اند و عموماً نشان‌دهنده میزان بالای رطوبت و شیب یا گرادیان دمایی پائین‌تری هستند. چنین یکنواختی و همگنی ترکیب فلور در مناطق گسترده‌ای در خلال این بازه‌های زمانی، بیانگر روند تکاملی آهسته‌ای در مجموعه گیاهی می‌باشد. وخرمیف (1991) ناحیه اروپایی – سینایی یا یوروسینین را که از غرب و جنوب اروپا تا سراسر نیمه جنوبی اروپایی شوروی سابق و آسیای مرکزی و جنوب چین تا ساحل اقیانوس اطلس گسترش داشته است، به سه ایالت یا اقلیم (Province) تقسیم می‌نماید. این ایالات‌ها عبارتند از: 1- ایالت اروپایی؛ 2- ایالت آسیای میانه و 3- ایالت آسیای شرقی. همچنین، وی ایالت آسیای میانه به سه زیراقلیم یا زیرایالت (sub-province) قابل تقسیم می‌داند: 1- زیراقلیم ماوراء خزری؛ 2- زیراقلیم هیسارو 3- زیراقلیم فِرگانا. وی همچنین تأکید می‌نماید که گونه Klukia exilis یک گونه شاخص برای ژوراسیک میانی آسیای میانه تا انگلستان در باژوسین می‌باشد. وی امکان منتسب دانستن فلور شمال (البرز) و جنوب شرق ایران را به زیراقلیم ماوراء خزری که در بخش جنوبی آن استقرار یافته است را اظهار می‌دارد. داده‌های وخرمیف ایران تنها بر پایه مقالات منتشر شده توسط Barnard (1965, 1967)، Kilpper (1964) وSadovnikov (1976) و Poliansky et al. (1975) بوده است در حالی که هم اکنون از یک طرف مقالات بی‌شمار دیگری منتشر شده واطلاعات ذی‌قیمتی فراهم گردیده و از طرف دیگر روش‌های تحلیل داده‌ها نیز بهبود یافته است.

ریز و همکارن (2000) توانستند یک سیستم دو متغیره همزمان را بر مبنای دو محور جنس و مکان طراحی نمایند. نتایج دسته‌بندی و مرتب سازی 57 جنس برگ فسیل ژوراسیک آغازی از 196 مکان در نیمکره شمالی به این امر منتج گردید که انواع سیکادوفیت‌ها و کونی‌فرهای ریزبرگ (microphyll) در یک سمت و مخروطیان بزرگ برگ (macrophyll) و گینکگوفیت‌ها در سمت دیگر جدول مرتب شدند. آن‌ها برای بیان عددی وضعیت آب و هوایی به هر جنس نمره‌ای تخصیص دادند به طوری که جنس زامیت با نمره صفر مبین نزدیکی به استوا یا محدوده آب و هوای گرمسیری است و جنس رافلیا با نمره 100 در انتهای دیگر محدوده آب و هوایی و مدار جغرافیایی یعنی آب و هوای سرد یا خنک و عرض جغرافیایی بالاتر از 60 درجه گسترش داشته است. بدین ترتیب، گیاهان این دو گروه ندرتاً به طور همزمان و در یک محل حضور داشته‌اند. این موضوع منتج به این نتیجه گردید که ریخت‌شناسی برگ‌های فسیلی با آب و هوا مرتبط است به گونه‌ای که اشکال با برگ کوچک اندازه اعم از سیکادوفیت‌ها و کونی‌فرها غالباً دارای کوتیکول‌های ضخیم بوده و با محیط‌های خشک و گرم سازگار شده‌اند در مقابل برگ‌های خزان‌پذیر کونی‌فرها و گینکگوفیت‌ها با شرایط فصل سرد و یا تاریک سازگاری یافته‌اند. سایر گروه‌های گیاهی نظیر سفنوفیت‌ها، سرخس‌ها و سیکادوفیت‌های بزرگ برگ در میانه جدول قرار گرفته و به جرأت می‌توان گفت که تعداد اندکی از آن‌ها تحمل تنش‌های آبی را داشته‌اند. سپس با میانگین‌سازی مقیاس (از صفر تا صد) برای 32 جنس متداول در هر سه فاصله (interval) زمانی نهایتاً یک «تراز گیاهی» به‌دست آمد. بدین‌سان، مشخص گردید که سیکادوفیت‌ها و کونی‌فرهای میکروفیل دارای نمرات پایین بوده‌اند در حالی که کونیفرهای بزرگ برگ و گینکگوفیت‌ها از نمرات بالاتری برخوردار گردیدند. سرخس‌هایی نظیر Todites, Cladophlebis, Coniopteris و سیکادوفیت‌های بزرگ برگ در مرکز و میانه این تراز در امتداد جنس‌های سفنوفیت از قبیل Equisetites قرار می‌گیرند.

بر اساس برقراری تراز گیاهی مطابق این روش میانگین عددی نمره تراز گیاهی (Floral Gradient) مجموع ماکروفسیل‌های گیاهی برش کالشانه عدد 5/58 را به‌دست می‌دهد (جدول 3)که بیانگر وضعیت میانه‌ای در جدول و حاکی از آب و هوایی معتدل و نیمه گرمسیری و یا ارتفاع بالاتر نسبی (با توجه به فراوانی نسبی سیکادال‌ها و گینکگوآل‌ها) این نقطه جغرافیایی بوده است. لازم به ذکر است که منطقه طبس (امروزه در عرض جغرافیایی 34-33 درجه قرار داشته و دارای آب و هوای خشک و کم بارش می باشد) بنابر نظر سیدامامی و همکاران (2004) در محدوده زمانی ژوراسیک میانی- پسین با حوضه کرمان یک بلوک با عنوان «ریزقاره ایران مرکزی» را تشکیل می‌داده است. این بلوک در خلال مزوزوئیک به بلوک ایران می‌پیوندد و سرزمین یکپارچه‌ای را تشکیل می‌دهد. نمره تراز گیاهی به‌دست آمده در چاه شماره 169 کوچکعلی عدد 2/56 و نمره تراز گیاهی مزینو واقع در 82 کیلومتری باختر طبس با مختصات ´21 ˚33 عرض شمالی و ´9 ˚56 طول خاوری با عدد 8/55 مشابهت زیاد آب و هوایی این سه منطقه را نشان می‌دهد. مناطق بلده (واعظ جوادی و عباسی 1391) و رودبارک (Vaez-Javadi 2011) که امروزه از یک طرف در عرض جغرافیایی 36 درجه شمالی قرار داشته و از طرف دیگر در ارتفاع بالاتری نسبت به طبس قرار دارند تراز گیاهی معتدل‌تری (به طور فصلی خنک) را به ترتیب با نمره تراز 4/63 و 2/65 نشان می‌دهند. نشانه این امر هم حضور جنس برگ‌های بسیاری از گینکگوفیت‌ها می‌باشد هر چند که در تمامی این مناطق رطوبت نسبی هوا کماکان بالا بوده است.

 

 

جدول 3- هم ترازی جنس‌های شاخص با عرض جغرافیایی و نمره تراز محلی آن.

 

 

نتیجه

سازند هجدک در منطقه کالشانه گسترش خوبی دارد. این سازند دربردارنده ماکروفسیل‌های گیاهی نسبتاً خوب حفظ شده‌ای است که  برای اولین بار در این مطالعه مورد شناسایی قرار گرفتند. یک ستون چینه‌شناسی از این سازند برداشت گردید و زیست چینه‌نگاری آن انجام شد. تعداد 17 گونه ماکروفسیل گیاهی متعلق به 11 جنس از راسته‌های مختلف اکوئی‌ستال‌ها، فیلیکال‌ها، کی‌تونیال‌ها، نیلسونیال‌ها، بنتیتال‌ها، گینکگوآل‌ها و پاینال‌ها مورد شناسایی قرار گرفتند. با توجه به حضور گونه‌های شاخص Coniopteris hymenophylloides، Klukia exilis و Elatides thomasii سن آالنین- باژوسین برای این مجموعه فسیلی خاطرنشان می‌گردد. یک زیست زون تجمعی به نام Nilssnonia sp. cf. N. bozorga-Klukia exilis Assemblage zone و سه زیر زیست زون به ترتیب از پایین به بالا به نام‌های 1- زیر زیست زون Ptilophyllum harrisianum Taxon Range zone، 2- زیر زیست زون Elatides thomasii-Sphenobaiera longifolia Concurrent Range zone و 3- زیر زیست زون Ginkgoites sp. cf. G. parasingularis- Coniopteris hymenophylloides Concurrent Range zone تعیین گردید. زیست زون تجمعی رسوبات ژوراسیک میانی برش کالشانه قابل تطابق و مقایسه با بیوزون تجمعی معرفی شده از سازند هجدک در منطقه کوچکعلی شمالی، جنوب باختر طبس و سایر زیست زون‌های هم ارز در این بازه زمانی می‌باشد. بر اساس برقراری تراز گیاهی، میانگین عددی نمره تراز گیاهی (Floral Gradient) مجموع ماکروفسیل‌های گیاهی برش کالشانه عدد 5/58 به‌دست آمد. این عدد قابل مقایسه با نمره تراز گیاهی به‌دست آمده از چاه شماره 169 کوچکعلی طبس با عدد 2/56 و مزینو با عدد 8/55 مشابهت زیاد آب و هوایی این سه منطقه را نشان داده که بیانگر وضعیت میانه‌ای در جدول و حاکی از آب و هوایی مرطوب و نیمه گرمسیری تا معتدل و یا با ارتفاع نسبی بالاتر (با توجه به فراوانی نسبی سیکادال‌ها و گینکگوآل‌ها) در این نقطه جغرافیایی بوده است.

 

آقانباتی، س. ع.، 1377، چینه شناسی ژوراسیک ایران، جلد اول: انتشارات سازمان زمین شناسی ایران، تهران، 355 ص.

سعادت نژاد، ج، ع. قادری و ن. نعیمی قصابیان، 1388، مطالعه و معرفی ماکروفسیل‌های گیاهی توآرسین باژوسین منطقة گراخک  شاندیز، شمال خاور ایران: رخساره‌های رسوبی، جلد 2، ش 2، ص 203-173.

سیدامامی، ک. ف. فورزیش و م. ویلمسن، 1384، یافته‌های تازه پیرامون سیستم ژوراسیک در شمال بلوک طبس (خاور ایران مرکزی): فصلنامه علوم زمین، انتشارات سازمان زمین‌شناسی، ش 57، ص 97-78.

محمودی، ع.، 1381، گزارش نهایی اکتشاف و زمین‌شناسی معدن زغال‌سنگ کالشانه: گزارش داخلی و برای پروانه شماره 31272.

واعظ جوادی، ف.، 1387، ماکروفسیل‌های گیاهی ایران: انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، 236 ص .

واعظ جوادی، ف. و ع. پورلطیفی، 1383، معرفی چند ماکروفسیل گیاهی از گلمکان، شمال خاور ایران: فصلنامه علوم زمین، انتشارات سازمان زمین‌شناسی، ش 51-52، ص107-98.

واعظ جوادی، ف.، 1391، ماکروفسیل‌های گیاهی منطقه تیار، جنوب آمل، تعیین سن و تطابق آن با سایر افق‌های گیاهی ایران: فصلنامه علوم زمین، انتشارات سازمان زمین‌شناسی، ش 83، ص 237-229.

واعظ جوادی، ف.، و ن. عباسی، 1391، معرفی ماکروفسیل‌های منطقه بلده (البرز مرکزی)، تعیین سن و بیوستراتیگرافی آن‌ها: نشریه پژوهش‌های چینه‌نگاری و رسوب‌شناسی، دوره 28، ش 48 (3)، ص 64-37.

واعظ‌جوادی، ف.، 1393، بیوستراتیگرافی رسوبات ژوراسیک میانی کوچکعلی، طبس و معرفی بیوزون فراگیر Coniopteris hymenophylloides-Klukia exilis در گستره ایران: سی و سومین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، تهران.

Alavi, M. and G. Barale, 1970, Étude prèliminaire de la flore de la formation de Shemshak dans la region de Djam: Bulletin de la Société Linnean de Lyon, v. 39 (8), p. 241-252.

Assereto, R., 1966, The Jurassic Shemshak Formation in Central Elburz (Iran): Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, v. 72 (4), p. 1133-1182.

Barnard, P.D.W., 1965, The geology of the upper Djadjerud and Lar valleys (North Iran) II. Palaeontology. Flora of the Shemshak Formation Part 1. Liassic plants from Dorud: Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia,v. 71 (4), p. 1123-1168.

Barnard, P.D.W., 1967, The geology of the upper Djadjerud and Lar valleys (North Iran) II. Palaeontology. Flora of the Shemshak Formation Part 2. Liassic plants from Shemshak and Ashtar: Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, v. 73 (2), p. 539-588.

Beckett, P.H., 1956, Coal deposits near Kerman, South Persia: Economic Geology,v. 51, p. 197-198.

Corsin, P., and G. Stampfli, 1977, La formation de Shemshak dans l’Elburz oriental (Iran) flore - stratigraphie – paléogéographie: Geobios, v. 10, p. 509-571. 

Fakhr, M.S., 1977, Contribution  a l'étude  de  la  flore Rhéto  – Liasique de la formation  de Shemshak de l'Elbourz (Iran): Mémoire de Section de Science, v. 5, p. 1-178, Paris.

Fürsich, F.T, M. Wilmsen, and K. Seyed-Emami, 2009, Lithostratigraphy of the Upper Triassic-Middle Jurassic Shemshak Group of northern Iran:  Geological Society London, Special Publications, v. 312, p. 120-160.

Kilpper, K., 1964, Über eine Rät/LiasFlora aus dem nördlichen Abfall des Alburs Gebirges in Nord-Iran. Teil 1: Bryophyta und Pteridophyta: Palaeontographica B, v. 114, p. 1-78.

Kilpper, K., 1968, Einige Bennettiteen-Blätter aus dem Lias von Karmozd-Zirab: Journal of the Linnean Society (Botany),v. 61, p. 129-135.

Kilpper, K., 1971, Über eine Rät/Lias-Flora aus dem nördlichen Abfall des Alburs-Gebirges in Nord-Iran. Teil II: Ginkgophyten-Belaubungen: Palaeontographica B, v. 133 (4-6), p. 89-102.

Polyansky, B.V., D.S. Safronov, & T.A. Sykstel, 1975, Upper Triassic and Jurassic deposits of South-Eastern Iran (Kerman Area): Bulletin of MOIP. Otd. Geology, v. 50 (6), 5-15. (In Russian)

Rees, P.Mc.A., A.M. Ziegler, and P.J. Valdes, 2000, Jurassic phytogeography and climates: new data and modern comparisons. In: Huber, B.T., Macleod, K.G., Wing, S.L. (Eds.), Warm Climates in Earth History: Cambridge University Press, Cambridge, p. 297–318.

Sadovnikov, G., 1976, The Mesozoic flora of Alborz and central Iran and its stratigraphic importance: National Iran Steel Company of Iran, Tehran, 118 p., 13 pls.

Sadovnikov, G.N., 1984, Die Flora der Kohleformation des Elburs. III. Gheshlagh-Flora, Atlas: Akademii NaukSSSR, Institute of Geology, N 839-84 Dep., 83 p. (In Russian)

Sadovnikov, G.N., 1991, On some gymnosperms from the late Triassic of North Iran: Paleontological Journal,v. 4, p. 95-106. (In Russian)

Schweitzer, H.J. and M. Kirchner, 1995, Die rhäto-jurassischen Floren des Iran und Afghanistans. 8. Ginkgophyta: Palaeontographica B, v. 237 (1-3), p. 1-58.

Schweitzer, H. J. and M. Kirchner, 1996, Die rhäto-jurassischen Floren des Iran und Afghanistans. 9. Coniferophyta: Palaeontographica B, v. 238 (4-6), p. 77-139.

Schweitzer, H.J. and M. Kirchner, 1998, Die rhäto-jurassischen Floren des Iran und Afghanistans. 11. Pteridospermophyta und Cycadophyta I. Cycadales: Palaeontographica B, v. 248 (1-3), p. 1-85.  

Schweitzer, H.J. and M. Kirchner, 2003, Die rhäto-jurassischen Floren des Iran und Afghanistans 13. Cycadophyta. III. Bennettitales: Palaeontographica B, v. 264 (1-6), p. 1-166.

Schweitzer, H. J., J.H.A. van Konijnenburg- van Cittert and J. van Der Burg, 1997, The Rhaeto-Jurassic flora of Iran and Afghanistan. 10. Bryophyta, Lycophyta, Sphenophyta, Pterophyta-Eusporangiate and Protoleptosporangiate: Palaeontographica B, v. 243, p. 103-192.

Schweitzer, H.J., U., M. Kirchner and J.H.A. van Konijnenburg-van Cittert, 2000, The Rhaeto-Jurassic flora of Iran and Afghanistan. 12. Cycadophyta II. Nilssoniales: Palaeontographica B, v. 279 (1-6): 1-108.

Schweitzer, H.J., U. Schweitzer, M. Kirchner, J.H.A. van Konijnenburg-van Cittert, J. van der Burgh and R. A. Ashraf, 2009, The Rhaeto-Jurassic flora of Iran and Afghanistan. 14. Pterophyta, Leptosporangiatae: Palaeontographica B, v. 279 (1-6), p. 1-108.

Seyed-Emami, K., F.T. Fürsich and M. Wilmsen, 2004, Documentation and significance of tectonic events in the northern Tabas Block (East-Central Iran) during the Middle and Late Jurassic: Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia,v. 110 (1), p. 163-171.

Tipper, G.H., 1921, The geology and mineral resources of eastern Persia: Record of Geological Survey of Indiav. 53 (1), p. 51-80.

Vaez-Javadi, F., 2011, Middle Jurassic flora from the Dansirit Formation of the Shemshak Group, Alborz, north Iran: Alcheringa, v. 35 (1), p. 77-102.

Vaez-Javadi, F., 2014, Triassic and Jurassic floras and climate of central-east Iran: Geological Survey of Iran, Rahi Pub., 254 p.

Vaez-Javadi, F. and M. Allameh, 2015, Biostratigraphy of the Bazehowz Formation at its Type section, SW Mashhad based on plant macrofossils: Geopersia, v. 5 (1), p. 27-44.

Vakhrameev, V.A., 1991, Jurassic and Cretaceous floras and climates of the Earth: Cambridge University Press, Great Britain, 318 p.

Wilmsen, M., F.T. Fürsich, and J. Taheri, 2009, The Shemshak Group (Lower-Middle Jurassic) of the Binalud Mountains, NE Iran: stratigraphy, depositional environments and geodynamic implications: Geological Society of London, Special Publications, v. 312, p. 175-188.