Document Type : Research Paper
Authors
1 Ph.D. student in Paleontology & Stratigraphy, Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Ira
3 Associate Professor, Department of Geology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Young Researchers and Elite Club, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
5 Assistant Professor - Department of Geology - Faculty of Science - Ferdowsi University of Mashhad - Mashhad - Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
مقدمه
مطالعۀ پلتفرم کربناتۀ کرتاسۀ پیشین در حاشیۀ شمالی و جنوبی تتیس با روشهای مؤثر و کارآمدی تجدیدنظر شده است و نتایج آن در قالب نوشتههای متعدد و فراوانی ارائه شدهاند (برای نمونه Föllmi et al. 1994, 2006، Schlagintweit and Ebli 1999، Arnaud-Vanneau 2006، Masse et al. 2009، Schlagintweit, 2011، Stein et al. 2012 وGodet et al. 2010, 2014). مطالعههای بخش شمالی تتیس غربی نشان میدهند پلتفرمهای کربناتۀ ژوراسیک و کرتاسۀ پیشین بخشی از یک پلتفرم وسیع بوده و بیش از دوهزار کیلومتر گسترش یافته است (Föllmi et al. 1994; Rosenbaum et al. 2004; (Carević et al. 2013. توالیهای کربناتۀ کرتاسۀ زیرین در ایران بهعنوان بخشی از تتیس شرقی گسترده و بسیار ضخیم هستند و در نواحی مختلفی از زاگرس، البرز، کپهداق و ایران مرکزی دیده میشوند (Afshar-Harb 1994; Davoudzadeh (1997. در پژوهش حاضر، ردیف رسوبات سازند تیرگان از این توالیها بررسی شد؛ بهطوریکه تجمعهای فسیلهای میکروسکوپی موجود در آن برای بایوزوناسیون کپهداق مرکزی و شرقی (بخشی از حوضهای که طی زمان کرتاسه در حاشیۀ شمالی دریای نئوتتیس گسترده شده است) استفاده شدند.
مروری اجمالی بر پیشینۀ پژوهش
نخستین بررسیهای سنگچینهنگاری و زیستچینهنگاری گسترده را Clapp (1940) و Afshar-Harb (1969, 1979) در حوضۀ کپهداق انجام دادهاند و Afshar-Harb (1969) نام سازند تیرگان را برای نهشتههای اربیتولیندار بارمین - آپتین پیشین پیشنهاد کرده است. مطالعههای Stampfli (1978) نشان میدهند سنگآهکهای اربیتولیندار مناطق خزر جنوبی نسبت به سایر نواحی ایران قدمت بیشتری دارند و پیشروی دریای کرتاسه از حوضۀ خزر جنوبی و کپهداق به سایر نواحی ایران (شرقی و مرکزی) انجام شده است؛ او سن بارمین را برای این پیشروی پیشنهاد کرده است. افرادی ازجمله Kalantari 1969, 1986، Taherpour Khalil Abad et al. 2010a, b، Carević et al. 2013، Bucur et al. 2013، Davtalab Zarghi 2010 و Rivandi et al. 2010 مطالعههای فسیلشناسی میکروسکوپی کربناتهای آبهای کمعمق کرتاسۀ پایینی را در حوضۀ کپهداق انجام دادهاند. این زمینشناسان سازند تیرگان را به بارمین (یا بارمین بالایی) - آپتین ارجاع دادهاند و Kalantari (1986) مرز بین سازندهای شوریجه و تیرگان را برابر با مرز نئوکمین - بارمین دانسته است. در تمام مطالعههای یادشده مرزهای سازند ناهمزمان در نظر گرفته شدهاند؛ درحالیکه در برخی دیگر مرزهای سازند همزمان فرض شدهاند و سازند تیرگان تنها به بارمین ارجاع داده شده است (Raisossadat and Moussavi-Harami 2000; Raisossadat 2006; Raisossadat and Shokri 2011).
موقعیت جغرافیایی
برش چینهشناسی روستای تیرگان در استان خراسان رضوی و در 3 کیلومتری جنوب روستای تیرگان واقع شده است. موقعیت جغرافیایی آن ˝11 ´07 °37 عرض شمالی و
˝45 ´18 °59 طول شرقی است. برش امیرآباد دومین برش چینهشناسی بررسیشده در مطالعۀ حاضر است که در
80 کیلومتری شهر مشهد و حدود 20 کیلومتری شرق روستای گوجگی با موقعیت جغرافیایی ˝40 ´33 °36 عرض شمالی و ˝02 ´04 °60 طول شرقی واقع شده است
(شکل 1).
شکل 1- الف. نقشۀ ساختاری ایران Wilmsen et al. 2009) با ترسیم دوباره(، ب. نمایش برشهای چینهشناسی مطالعهشده در کپهداق
بحث
برش چینهشناسی روستای تیرگان
برش روستای تیرگان حدود 640 متر ضخامت دارد و برای نخستینبار بهطور جزئی نمونهگیری میشود. این برش ازنظر سنگی غالباً شامل سنگآهکهای زیستی و االیتی و بهطور بخشی شامل شیل و سنگآهک مارنی و ندولار است. در مطالعۀ حاضر، مرزهای سازندی بین لایههای ژیپس (سازند شوریجه)، سنگآهکها (سازند تیرگان) و شیلها (سازند سرچشمه) قرار داده شدند و سنگآهکهای سازند تیرگان به 4 واحد تقسیم شدند (شکل 2). تقسیمبندی یادشده با سطوحی شناسایی میشود که روی تصویر گوگلارث قابلپیگیری هستند.
- واحد 1: قاعدۀ سازند تیرگان با 30 متر سنگآهکهای تودهای خاکستری تا نخودیرنگ مشخص میشود که بدون لایهبندیاند. این واحد پشت سد قرار گرفته است و ازآنجاکه گسترش جانبی ندارد در دسترس نیست و بنابراین نمونهای از این ضخامت در دست نیست؛
- واحد 2: 55 متر سنگآهکهای ضخیملایۀ خاکستری تا نخودیرنگ حاوی االیت و بیوکلاستها بالای واحد 1 وجود دارد. این ضخامت بهوسیلۀ شیلهای خاکستری با بینلایههای سنگآهک دنبال میشود. واحد 2 دارای بریوزوآی فراوان است و درنهایت با شیلهای خاکستری حاوی براکیوپودها و اسفنجهای آهکی پایان مییابد.
- واحد 3: در آغاز واحد 3، لایههای شیل خاکستری واحد 2 با حدود 115 متر سنگآهک ندولار و مارنی از تناوب شیلهای سبز تا ارغوانی جدا میشوند. روزنداران کفزی اجزای زیستی غالب این ضخامت هستند. در قاعدۀ این واحد 23 متر از سنگآهکهای ندولار مانند واحد 2 دارای بریوزوآ است هرچند به فراوانی واحد 2 نیست. این توالی با سنگآهکهای حاوی تالاسینوئیدس ادامه مییابد. در ادامۀ واحد 3، شیلهای سبز تا خاکستری با بینلایههایی از سنگآهک مارنی و مارن قرار دارند. این ضخامت بهطور بخشی پوشیده شده و ازنظر فسیلی فقیر است و عمدتاً با سنگآهکهای خاکستری در سطحی غنی از بریوزوآ پایان مییابد.
- واحد 4: نهشتههای بارمین تناوبی از سنگآهک، سنگآهک مارنی، شیل، مارن و لایههایی از سنگآهکهای ندولار و سیلتی هستند که بهطور بخشی دولومیتی شدهاند و با سطحی از نخستین ظهور اربیتولینیدهها پوشیده شدهاند. حدود 150 متر از بخش بالایی برش شامل لایههای حاوی اربیتولینیدهها است و با بخشی شروع میشود که عمدتاً از جنس سنگآهک ندولار است و ازنظر براکیوپود و دوکفهایها غنی است. اربیتولینیدهها بهسمت بالای برش دیده میشوند.
شکل 2- تصویر گوگلارث از تکامل جانبی واحدهای سازند تیرگان در منطقه
روزنداران کفزی
بهمنظور تعیین سن نسبی برش روستای تیرگان مطالعۀ زیستی 300 مقطع نازک انجام شد (شکل 3). محدودۀ چینهشناسی روزنداران کفزی معرفیشده بر اساس مطالعههای Neagu and Cîrnaru 2002 است. جنس و گونههایی مانند «Dictyoconus» pachymarginalis،Everticyclammina kelleri، Feurtillia gracilis و Montsalevia salevensis شاخصهاییاند که محدودههای زمانی مشخصی دارند و ابزارهای مهمی برای زیستچینهنگاری به شمار میآیند. این گروه توصیف سنی جدیدی در مقایسه با مطالعههای قبلی در حوضۀ کپهداق ارائه میدهد که سن والانژینین تا آپتین را تأیید میکند؛ علاوهبر مطالب یادشده، گزارشی از انواعی مانند Cuneolina composauriiوFeurtillia gracilisبرای نخستینبار از این توالی ارائه میشود.. در مطالعۀ حاضر برای تعیین سن نسبی طبقهها از محدودۀ زمانی Feurtillia gracilis استفاده شد که با ظهور و ناپدیدشدن آن تعریف میشود؛ ازاینرو، بهطور غیررسمی یک تاکسون رنجزون و یک اسمبلیجزون تعریف شد که در ادامه شرح داده میشود:
Feurtillia gracilis Rang Zone
این محدودۀ زمانی با گونۀ Feurtillia gracilis تعریف میشود. محدودۀ زمانی Feurtillia gracilis بر اساس Neagu and Cîrnaru (2002) در بریازین پسین تا والانژینین جای میگیرد؛ بهطوریکه سن جوانتر از والانژینین را مشخص نمیکند. این گونه به تعداد کمی وجود دارد و برای نخستینبار تنها در سه مقطع نازک (نمونههای K3.109، K3.138 و K3.149) از شمالشرق ایران گزارش میشود که حاوی برشهایی عرضی و طولی از این گونهاند و آن را بهخوبی توصیف میکنند؛ درنتیجه، این محدودۀ زمانی سن والانژینین را برای ضخامت 138 تا 230 متری برش روستای تیرگان تعیین میکند که شامل بخشهایی از واحد 3 (115 تا 420 متری) است. باتوجهبه موقعیت چینهشناسی، ضخامت زیرین این محدوده احتمالاً به سن بریازین؟ تا والانژینین زیرین؟ مشخص میشود.
تجمعهای همراه: در بین روزنداران کفزی به نمونههای زیر اشاره میشود:
Danubiella sp., Epistomina sp., Haplophragmoides joukovski, Montsalevia salevensis
Orbitolinid Assemblage Zone
این محدودۀ زمانی با نخستین ظهور اربیتولینیدهها مشخص میشود و بخشی از سن آپتین (آپتین پیشین و میانی) را پوشش میدهد. تعداد فراوانی از فسیلهای بزرگ بهویژه براکیوپودها، دوکفهایها و اکینودرمها در این محدوده دیده میشوند. اربیتولینیدهها بهسمت بالای برش همچنان وجود دارند؛ هرچند ما بخش بالایی این محدودۀ زمانی را باتوجهبه گونۀ شاخص «Dictyoconus» pachymarginalis محدود کردیم و ضخامت 487 تا 587 متری از برش روستای تیرگان را به آن اختصاص دادیم که شامل بخشهایی از واحد 4 است. با نگاهی به موقعیت چینهشناسی، ضخامت 442 تا 487 متری این برش به سن بارمین بالایی مشخص میشود.
تشخیص مرز بارمین - آپتین بر اساس اربیتولینیدههای مشاهدهشده غیرممکن است؛ اما حضور گونۀ شاخص یادشده تعیین میکند این محدودۀ زمانی جوانتر از بخش پایینی آپتین پسین نیست و ما قاعدۀ نهشتههای آپتین را در ضخامت 487 متری برش قرار دادیم که معادل با ظهور نخستین اربیتولینیدهها است. گفتنی است حضور گونۀ Balkhania balkhanica از برخی نواحی مانند افغانستان میانی و شمالشرق ایران در بارمین- آپتین گزارش شده است (Schroeder and de Lapparent 1967). در مطالعۀ حاضر، حضور این گونه بین ضخامت 480 تا 490 متری سن بارمین- آپتین را تأیید میکند. ازجمله روزنداران کفزی عبارتند از:
Ammodiscus cf. glabratus, Balkhania cf. balkhanica, Cuneolina sp., Debarina hahounerensis, Dictyopsella sp., Gaudryna sp., Iraqia cf. hensoni, Meandrospira favrei, Montseciella sp., Neotrocholina friburgensis, N. sabbati, Patellina sp., Praeorbitolina? P. transiens?, Pseudocyclammina hedbergi, Simplorbitolina sp., Valserina sp.?.
شکل 3- تصاویر میکروسکوپی و گسترش روزنداران کفزی در طول برش روستای تیرگان
برش چینهشناسی امیرآباد
برش امیرآباد حدود 80 متر ضخامت دارد و شامل سازند تیرگان و بخش قاعدهای سازند سرچشمه است. این برش ازنظر سنگی غالباً شامل سنگآهکهای زیستی، آرژیلی و مارنی به همراه لایههای شیلی - مارنی سازند سرچشمه است. مرزهای سازندی همانند برش روستای تیرگان بین لایههای ماسهسنگی و کنگلومریت (سازند شوریجه)، سنگآهکها (سازند تیرگان) و شیلها (سازند سرچشمه) قرار داده شدند و 3 واحد برای سنگآهکهای سازند تیرگان تعریف شد (شکل 4):
- واحد 1: واحد 1 که رخسارۀ پلتفرم کربناته نامیده میشود تناوبی از سنگآهکهای نازک تا ضخیملایهای است که شامل حدود 6/1 متر لایههای شیل، سنگآهک و سنگآهک آرژیلی در بخش قاعدهای است. باتوجهبه مطالعههای میکروسکوپی، اجزای اسکلتی و غیراسکلتی لایههای قاعدهای، بیشتر حملشدهاند. روزنداران کفزی اجزای زیستی غالب این ضخامتاند؛ همچنین در بالاترین بخش این واحد، خروج از آب و کارستیشدن وجود دارد که بهشکل کارست همراه با حفرههای ریز (Microcave) دیده میشود و سطح فرسایشی را مشخص میکند.
- واحد 2: همانطور که در شکل (4) دیده میشود لایۀ قرمزرنگ (خاک قدیمی) روی سطح فرسایشی این واحد قرار گرفته است و در ادامه با توالیای از شیل و مارن خاکستری با بینلایههای سنگآهک نازکلایه دنبال میشود و درنهایت با ضخامتی از لایههای سنگآهک مارنی و آرژیلی پایان مییابد. واحد 2 کربناتهای همیپلاژیک نامیده میشود زیرا دارای رسوبات دانهریز همراه با بقایایی از قطعههای موجودات شناور است.
- واحد 3: سطح بالایی سازند تیرگان همانند برش روستای تیرگان با پیشروی شیلها و مارنهای سازند سرچشمه مشخص میشود. بخشی از سازند سرچشمه واحد 3 را شامل میشود.
شکل 4- نمایی از واحدهای معرفیشدۀ برش امیرآباد
روزنداران کفزی
مطالعۀ فسیلی حدود 66 مقطع نازک از سازند تیرگان در برش امیرآباد انجام شد (شکل 5). همچنین 26 نمونۀ نرم از سازند سرچشمه شستشو و مطالعه شدند. نتایج به شناسایی محدودههای سنی برای سازند تیرگان منجر شدند؛ درحالیکه نمونههای سازند سرچشمه دارای انواع شاخص برای تعیین سن نبودند. روزندارانی مانند Balkhania balkhanica و Orbitolinopsis cf. nikolovi شاخصهایی هستند که محدودههای زمانی مشخصی دارند و ابزارهای مهمی برای زیستچینهنگاری به شمار میآیند. این گروه سن بارمین پسین تا آپتین را تأیید میکند. همچنین برای نخستین بار گزارشی از برخی جنس و گونهها مانندConorbinella azerbaidjanica وOrbitolinopsis cf. nikolovi از این توالی ارائه میشود. در مطالعۀ حاضر بهطور غیررسمی یک اسمبلیجزون تعریف شد که شرح داده میشود:
Orbitolinid Assemblage Zone
این محدودۀ زمانی همانند برش روستای تیرگان با نخستین ظهور اربیتولینیدهها مشخص میشود و سن آپتین پیشین را پوشش میدهد. همچنین حضور گونۀ Balkhania balkhanica از قاعدۀ برش به سن بارمین پسین گزارش میشود. اربیتولینیدهها بهسمت بالای برش همچنان وجود دارند اگرچه ما بخش بالایی این محدوده را با درنظرگرفتن سطح فرسایشی موجود در بالاترین بخش واحد 1 محدود کردیم و ضخامت حدود 17 متر از سازند تیرگان را به آن اختصاص دادیم. در بین روزنداران کفزی گونۀ شاخص Orbitolinopsis cf. nikolovi از پایینترین بخش این محدودۀ زمانی دارای اهمیت در بایوزوناسیون است. O. nikoloviفسیلی شاخص برای آپتین پیشین است (Hfaiedh et al. 2013). حضور این گونه همراه با روزنداران دیگر مانند Conorbinella azerbaidjanica، Paleodictyoconus sp. و Sabaudia briacensis سن آپتین پیشین را تأیید میکند.
شکل 5- تصاویر میکروسکوپی و گسترش روزنداران کفزی در طول برش امیرآباد
نتایج
در پژوهش حاضر، دو توالی کربناته از نهشتههای کرتاسۀ پایینی حوضۀ کپهداق نمونهگیری و مطالعه شدند. باتوجهبه مطالعههای فسیلشناسی، یافتههای جدید از روزنداران کفزی دو محدودۀ زمانی را مشخص میکنند که عبارتند از: Feurtillia gracilis range zone (Valanginian) و Orbitolinid assemblage zone (Aptian).
برش روستای تیرگان توالیهای کاملی از نهشتههای کرتاسۀ پایینی را نشان میدهد. مقایسۀ این برش با برش چینهشناسی دیگر (برش امیرآباد) در حوضۀ کپهداق (محتوای فسیلی و تصاویر گوگلارث) نشان میدهد شروع این توالیها همزمان نیست؛ بهطوریکه در برش روستای تیرگان نهشتههای پیشرونده روی درۀ قدیمی قرار گرفتهاند و احتمالاً از بریازین شروع میشوند و در برش امیرآباد، بخشهای مرتفعتری از منطقه تحت پیشروی قرار گرفتهاند و شروع این پیشروی را بارمین پسین نشان میدهد؛ احتمالاً این نتیجهای از فرونشینیهای بلندمدت حوضۀ کپهداق طی کرتاسۀ پیشین است که در پی فاز کوهزاییهای سیمرین ایجاد شده است. همچنین، برش چینهشناسی روستای تیرگان دید جامعی از سازند تیرگان به دست میدهد و زمینه را برای مطالعههای بهتر و کاملتر نهشتههای کرتاسۀ پایینی در شمالشرق ایران فراهم میکند.
سپاسگزاری
نویسندۀ اول از حمایت و مشاورۀ استادان گرامی خانم دکتر Annie Arnaud-Vanneau و آقای پروفسور Karl B. Föllmi در راستای پیشبرد پروژۀ حاضر سپاسگزاری میکند.