نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
استادیار، گروه معدن، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره) قزوین، ایران
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسنده [English]
In this study, the sediments of Qom Formation were investigated in South East of Kashan. This Formation with a thickness of about 339 m consists of marl, limestone and marly limestone that disconformity lie between Lower Red Formation and conglomerate of Pliocene at the top. The study of 113 samples taken from the section led to the identification of 34 species and12 genera of calcareous nannofossils. In this study were used of biozonation introduced by Martini for study of biostratigraphy and determination age of Qom Formation. According to distribution of the index species, created four distinct biostratigraphic marker zones in this section, described as nanno floral zones Triquetrorhabdulus carinatus zone (NN1), Discoaster druggii zone (NN2), Sphenolithus belemnos zone (NN3) and Helicosphaera ampliaperta zone (NN4). As a result of this study and based on the identified zones, the age of Qom Formation in the South East of Kashan is Late Chattian to Burdigalian/Langhian.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
یکی از گستردهترین نهشتههای ترشیری در ایران مرکزی، رسوبات دریایی سازند قم است که اولین بار در نواحی اطراف قم توسط Stahl (1911) بر اساس مطالعات چینهشناسی و فسیلشناسی خصوصاً بررسی ماکروفسیلها مورد شناسایی قرار گرفت (خسرو تهرانی 1386). بررسی پیشینه تحقیق بیانگر آن است که افراد زیادی بر روی سازند قم کار کرده و نتایج خود را بهصورت انتشار گزارشهای مختلف و یا مقالات معتبر ارائه نمودهاند. بزرگنیا در سالهای 1961و 1965 به مطالعه عضوهای a,b,c1,c2,c3 از نهشتههای ناحیه الگو و بررسی این سازند در سایر مناطق ایران پرداخته است. همچنین از بین مطالعات انجام شده درباره سازند قم که به تعیین سن، بررسی محیط رسوبی و فاسیس سازند قم میپردازد میتوان به برخی از مقالات و کتب منتشر شده نظیر Stocklin and Setudehnia 1971; Furrer and Soder 1955; Kalantari 1964; Rahaghi 1980; Seyrafian and Toraby 2005; Khaksar and Maghfouri-Moghadam 2007, Daneshian and Dana 2007; باغبانی 1375؛ دانشیان و بختیاری 1381؛ لاسمی و امین رسولی 1382؛ آقانباتی 1383؛ دانشیان و درخشانی 1387؛ هادوی و الماسینیا 1387؛ دانشیان و قنبری 1388 اشاره نمود. در تمامی این مطالعات به رسوبات (آهکی و مارنی) سازند قم بهعنوان آخرین نشانههای پیشروی دریا در ایران مرکزی اشاره شده که البته غالباً با ناپیوستگیهایی بین سازندهای قرمز قارهای تحتانی و فوقانی قرار گرفته است. برش نمونه این سازند نیز در نواحی مختلف در اطراف قم مطالعه شده است (Bozorgnia 1965; Seyrafian and Toraby 2005; Khaksar and Maghfouri-Moghadam 2007 ). سازند قم در ایران مرکزى سنگ مخزن نفت و گاز است و بههمین علت از اهمیت زیادى برخوردار است (رضایی 1392). این سازند از نظر لیتولوژى بهسرعت تغییر رخساره داده بهطورى که تمامی واحدهاى آن در بسیارى از نواحى وابسته مشاهده نمىشود. البته در برش مورد مطالعه واقع در جنوب شرق کاشان تمامی واحدهای a تا f شناسایی شده است. لذا از مهمترین مسائلی که میتوان با توجه به گسترش وسیع این سازند در ایران، خصوصاً در حوضه رسوبی ایران مرکزی بررسی نمود تعیین سن دقیق واحدهای تشکیلدهنده آن توسط گروههای مختلف فسیلی (خاکسار و بهراممنش تهرانی 1390؛ کام بخش و همکاران 1393) از جمله نانوفسیلهای آهکی است. بههمین جهت این مسأله سبب شد تا ویژگیهای چینهشناسی زیستی آن بر اساس این گروه فسیلی مورد بررسی دقیقتر قرار گیرد.
موقعیت منطقه و روش مطالعه
برش مورد مطالعه در جنوب شرق کاشان- شرق نواب با مختصات ناحیهای به طول جغرافیایی شرقی '38 °51 و عرض جغرافیایی شمالی ' 50° 33واقع شده است (شکل 1). دسترسی به برش مورد مطالعه از طریق مسیر جاده کاشان به نطنز و مسیر فرعی روستای شادیان امکانپذیر است. ضخامت سازند قم در برش مورد نظر در حدود 339 متر است که از نظر رسوبشناسی عمدتاً از مارن، سنگ آهک و آهک مارنی تشکیل شده است. سازند قم با ناپیوستگی بر روی نهشتههای Lower Red Formation (L.R.F) و در رأس در زیر کنگلومرای پلیوسن قرار داشته و واجد تمامی عضوهای a تا f است. لذا بعد از انتخاب رخنمون، برداشت 113 نمونه بهطور سیستماتیک از قاعده تا راس برش انجام گرفت. آمادهسازی نمونههای حاوی نانوفسیلهای آهکی به روش اسمیر اسلاید انجام شد (Bown & Young 1998). به منظور شناسایی نانوفسیلها و نیز مطالعات زیست چینهای از مقالات و کتب مختلفی نظیر Perch-Nielsen 1985 استفاده شده است. اسلایدها توسط میکروسکوپ، هم در نور معمولی (PPL)و هم در نور پلاریزه (XPL) مطالعه و از گونههای مختلف آن عکسبرداری بهعمل آمد.
شکل 1- بخشی از نقشه زمینشناسی 1:250000 و موقعیت منطقه مورد مطالعه در جنوب شرق کاشان (اقتباس از زاهدی و عمیدی 1359)
بحث
بیواستراتیگرافی نانوفسیلهای آهکی
الگوی تکاملی نانوفسیلهای آهکی، شاخص زیست چینهنگاری دقیقی برای مطالعات بیواستراتیگرافی محسوب میشود. تنوع، فراوانی و پراکندگی وسیع این گروه فسیلی در نواحی جغرافیایی مختلف بویژه عرضهای جغرافیایی پایین از یکسو و بازه زمانی کوتاه از سویی دیگر به سودمندی آنها به عنوان ابزاری دقیق در مطالعات جامع فسیلشناسی میافزاید (Perch–Nielsen 1985). لذا در این زمینه تحقیقات فراوانی توسط دانشمندان بر روی تاکسونهای مختلف نانوفسیلهای آهکی در زمانهای مزوزوئیک و سنوزوئیک انجام شده است. افرادی نظیر Martini (1971)، Okada & Bukry (1980) و Perch–Nielsen (1985) به توصیف تاکسونومی و بررسی عوامل پالئواکولوژیکی نانوفسیلها در سنوزوئیک پرداختهاند که تحقیقات آنها زیر بنای مطالعات امروزی را تشکیل میدهد. در مطالعه حاضر از حضور نانوفسیلهای آهکی جهت مطالعات چینهشناسی زیستی استفاده شده است. در این برش، فراوانی گونهها و جنسهای مختلف نانوفسیلهای آهکی خوب و در این مطالعه 34 گونه و 12جنس از این گروه فسیلی شناسایی گردید. تصاویر برخی از مهمترین گونهها در پلیت مربوط به شکل 2 آورده شده است. با استفاده از گونههای شاخص و جامعه فسیلی همراه، زونبندی مورد نظر انجام و در نهایت با زونبندیهای استاندارد جهانی (Martini 1971; Okada & Bukry 1980) مقایسه گردید. مطابق زونبندی ارائه شده، چهار بیوزون NN1, NN2, NN3, NN4 مشخص شد. بر این اساس میتوان با توجه به فسیلهای شاخص، آشکوبهای متعلق به زمانهای الیگوسن و میوسن را از یکدیگر تفکیک نمود. در این مطالعه تعیین زونهای مذکور بر اساس اولین ظهور و نیز آخرین حضور گونههای شاخص صورت گرفت. در شرح بیوزونها حروف NP بیانگر نانوپلانکتونهای پالئوژن (Nannoplankton Paleogene) و NN بیانگر نانوپلانکتونهای نئوژن (Nannoplankton Neogene) از زونبندی مارتینی (1971) و CP بیانگر کوکولیتهای پالئوژن (Coccoliths Paleogene) و CN بیانگر کوکولیتهای نئوژن (Coccoliths Neogene) از زونبندی اکادا و بوکری (1980) است. شرح بیوزونها و تعیین اشکوبهای متعلق به آنها بقرار زیر است (جدول1).
جدول 1- جدول پراکندگی نانوفسیلهای آهکی و زیست زونبندی بر مبنای گونههای شاخص نانوفسیلی در برش نواب در جنوب شرق کاشان
Triquetrorhabdulus carinatus zone (NN1)
اولین زون زیستی در این مطالعه زون NN1 است که بر روی نهشتههای قرمز تحتانی (L.R.F) قرار دارد. این بیوزون از آخرین حضور گونه Helicosphaera recta یا Sphenolithus ciperoensis تا اولین ظهور گونه Discoaster druggii ادامه دارد. این زون معادل با زون CN1 از زونبندیOkada & Bukry (1980) است. ضخامت این زون 14 متر و سن آن بر اساس حضور گونههای مذکور، اواخر الیگوسن (شاتین)- اوایل میوسن (آکیتانین) تعیین شد. مجموعه نانوفسیلهای آهکی شناسایی شده در این زون زیستی شامل گونههای زیر است:
Braarudosphaera bigelowii, Cyclicargolithus floridanus, Cyclicargolithus abisectus, Clausicoccus fenestratus, Coccolithus pelagicus, Coccolithus miopelagicus, Discoaster calculosa, Discoaster deflandrei, Discoaster druggii, Helicosphaera gertae, Helicosphaera obliqua, Helicosphaera euphratis, Helicosphaera intermedia, Helicosphaera recta, Helicosphaera scissura, Reticulofenestra bisecta, Reticulofenestra locker, Pontosphaera japonica, Pontosphaera multipora, Pyrocyclus orangensis, Sphenolithus belemnos, Sphenolithus capricornutus, Sphenolithus calyculus, Sphenolithus delphix, Sphenolithus conicus, Sphenolithus compactus, Sphenolithus ciperoensis, Sphenolithus moriformis, Triquetrorhabdulus carinatus, Zygrhablithus bijugatus.
Discoaster druggii zone (NN2)
دومین زون زیستی شناسایی شده زون NN2 است. این زون زیستی از اولین ظهور گونه Discoaster druggii تا آخرین حضور گونه Triquetrorhabdulus carinatus تعریف میشود. این زون معادل با زون CN1c از زونبندی Okada & Bukry (1980) است. ضخامت این زون 181 متر و سن آن بر اساس حضور گونههای شاخص، اوایل میوسن (آکیتانین-بوردیگالین) تعیین شد. نانوفسیلهای آهکی شناسایی شده در این زون زیستی عبارتند از:
Braarudosphaera bigelowii, Cyclicargolithus floridanus, Coccolithus pelagicus, Coccolithus miopelagicus, Discoaster druggii, Discoaster deflandrei, Helicosphaera ampliaperta, Helicosphaera granulate, Helicosphaera obliqua, Helicosphaera perch-nielseniae, Helicosphaera euphratis, Helicosphaera intermedia, Helicosphaera scissura, Pontosphaera multipora, Pyrocyclus orangensis, Sphenolithus belemnos, Sphenolithus conicus, Sphenolithus compactus, Sphenolithus dissimilis, Sphenolithus moriformis, Triquetrorhabdulus carinatus, Zygrhablithus bijugatus.
Sphenolithus belemnos zone (NN3)
این زون زیستی از آخرین حضور گونه Triquetrorhabdulus carinatus تا آخرین حضور گونه Sphenolithus belemnos ادامه دارد. این زون معادل با زون CN2 از زونبندی Okada & Bukry (1980) است. ضخامت این زون 91 متر و سن آن بر اساس آخرین حضور گونههای شاخص ذکر شده، اشکوب بوردیگالین متعلق به زمان اوایل میوسن است. در انتهای زون به علت وجود لایههای تبخیری ژیپس و گچ، هیچ یک از گونههای نانوفسیلی مشاهده نشد. به نظر میرسد که لایههای تبخیری بخش انتهایی زون را تشکیل داده چرا که آخرین حضور گونه S. belemnos بعد از اتمام لایههای تبخیری است. مجموعه نانوفسیلهای آهکی شناسایی شده در این زون زیستی شامل گونههای زیر است:
Braarudosphaera bigelowii, Cyclicargolithus floridanus, Coccolithus pelagicus, Coccolithus miopelagicus, Discoaster druggii, Discoaster deflandrei, Helicosphaera ampliaperta, Helicosphaera granulata, Helicosphaera obliqua, Helicosphaera euphratis, Helicosphaera intermedia, Helicosphaera scissura, Pontosphaera multipora, Sphenolithus belemnos, Sphenolithus conicus, Sphenolithus compactus, Sphenolithus moriformis, Zygrhablithus bijugatus.
Helicosphaera ampliaperta zone (NN4)
آخرین زون زیستی شناسایی شده از برش چینهشناسی قم، زون NN4است. این زون از آخرین حضور گونه Sphenolithus belemnos تا آخرین حضور گونه Helicosphaera ampliaperta تعریف میشود. زون NN4 معادل با زون CN3 از زونبندی Okada & Bukry (1980) است. ضخامت این زون 55 متر و مرز تحتانی این زون توسط آخرین حضور گونه S. belemnos و بخش بالایی برش مورد مطالعه توسط آخرین حضور گونه Helicosphaera ampliaperta شناسایی شد. سایر تجمعات فسیلی همراه در این زون شامل گونههای زیر است:
Braarudosphaera bigelowii, Cyclicargolithus floridanus, Coccolithus pelagicus, Discoaster druggii, Discoaster deflandrei, Helicosphaera granulata, Helicosphaera obliqua, Helicosphaera euphratis, Helicosphaera intermedia, Helicosphaera scissura, Pontosphaera multipora, Sphenolithus belemnos, Sphenolithus compactus, Sphenolithus moriformis, Zygrhablithus bijugatus.
بر این اساس سن بخش فوقانی برش مورد مطالعه به علت آخرین حضور گونه Helicosphaera ampliaperta بوردیگالین/لانگین پیشنهاد میشود. با توجه به زونهای مطالعه شده (NN1- NN4) و بر اساس حضور گونههای شاخص متعلق به آب و هوای گرم، همچنین میتوان به بررسی وضعیت آب و هوایی در زمان نهشته شدن رسوبات بر مبنای نانو فسیلهای آهکی پرداخت. فراوانی و حضور گونههایی مانند Sphenolithus dissimilis, Sphenolithus ciperoensis, Sphenolithus moriformis, Sphenolithus compactus, Sphenolithus belemnos, Sphenolithus capricornutus, Sphenolithus delphix, Discoaster deflandrei, Sphenolithus calyculus, Helicosphaera euphratis, Helicosphaera obliqua, Helicosphaera intermedia, Discoaster druggii, Pontosphaera multipora, Triquetrorhabdulus carinatus که از گونههای شاخص دریایی و متعلق به عرضهای جغرافیایی پایین هستند (Perch–Nielsen 1985; Villa and Persico 2006; Bown et al. 2008; Villa et al. 2008) در برش مورد مطالعه، میتواند بیانگر وجود شرایط آب و هوای گرم در زمان تهنشینی حوضه مورد نظر است.
نتیجه
در مطالعه سازند قم در جنوب شرق کاشان نتایج زیر بهدست آمد:
1- بر مبنای مطالعات انجام گرفته بر روی نانوفسیلهای آهکی زونهای شناسایی شده در این برش شامل بیوزونهای Triquetrorhabdulus carinatus zone (NN1), Discoaster druggii zone (NN2), Sphenolithus belemnos zone (NN3) و Helicosphaera ampliaperta zone (NN4) است.
2- در این مطالعه 34 گونه متعلق به 12 جنس از گروه نانوفسیلهای آهکی شناسایی شد.
3- بر اساس حضور گونههای شاخص عرضهای جغرافیایی پایین و تجمعات فـــسیلی همراه از گروه نانو فسیلهای آهکی میتوان پیشنهاد کرد که حوضه از شرایط آب و هوایی گرمی در زمان رسوبگذاری خود برخوردار بوده است.
4-بر مبنای این تحقیق، سن رسوبات سازند قم در برش مورد مطالعه از اواخر شاتین تا بوردیگالین/ لانگین پیشنهاد میگردد.
Taxonomic index
Braarudosphaera bigelowii (Gran and Braarud, 1935) Deflandre, 1947
Clausicoccus fenestratus (Deflandre and Fert, 1954) Prins, 1979
Coccolithus miopelagicus Bukry, 1971
Coccolithus pelagicus (Wallich, 1877) Schiller, 1930
Cyclicargolithus abisectus (Muller, 1970) Wise, 1973
Cyclicargolithus floridanus (Roth and Hay in Hay et al., 1967) Bukry, 1971
Discoaster calculosa Bukry, 1971
Discoaster deflandrei Bramlette and Riedel, 1954
Discoaster druggii Bramlette and Wilcoxon, 1967
Helicosphaera ampliaperta Bramlette and Wilcoxon, 1967
Helicosphaera euphratis Haq, 1966
Helicosphaera gertae Bukry, 1981
Helicosphaera granulate Burky and Percival, 1971
Helicosphaera intermedia Martini, 1965
Helicosphaera oblique Bramlette and Wilcoxon, 1967
Helicosphaera perch-nielseniae Haq, 1971
Helicosphaera recta Haq, 1966
Helicosphaera scissura Miller, 1981
Pontosphaera japonica
Pontosphaera multipora (Kamptner, 1948) Roth, 1970
Pyrocyclus orangensis (Bukry, 1971) Backman, 1980
Reticulofenestra bisecta (Hay, Mohler, and Wade, 1966) Roth, 1970
Reticulofenestra locker Muller, 1970
Sphenolithus belemnos Bramlette and Wilcoxon, 1967
Sphenolithus calyculus Bukry, 1985
Sphenolithus capricornutus Bukry and Percival, 1971
Sphenolithus ciperoensis Bramlette and Wilcoxon, 1967
Sphenolithus compactus Backman, 1980
Sphenolithus conicus Bukry, 1971
Sphenolithus delphix Bukry, 1973
Sphenolithus dissimilis Bukry and Percival, 1971
Sphenolithus moriformis (Bronnimann and Stradner, 1960) Bramlette and Wilcoxon, 1967
Triquetrorhabdulus carinatus Martini, 1965
Zygrhablithus bijugatus (Deflandre in Deflandre and Fert, 1954) Deflandre, 1959