نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استاد، گروه زمینشناسی، دانشکدة علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
2 دانشیار، گروه زمینشناسی، دانشگاه پیام نور تهران، صندوق پستی 19395-3697، ایران
3 دانشیار، گروه زمینشناسی، دانشکدة علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
4 دانشآموختة کارشناسی ارشد چینهشناسی و فسیلشناسی، دانشگاه پیام نور مرکز بیرجند، بیرجند، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Ammonite biostratigraphy could be used in age determination and correlation of rock units in different sedimentary basins. Qumenjan section with 125 meters thickness is mainly formed by grey sandy limestone with grey and thick-bedded limestone intercalations. The study area is located in the eastern margin of the Lut Block. For a stratigraphical study of Lower–Upper Cretaceous deposits in southwestern of Qayen area, a stratigraphic section was selected and measured. Eight ammonites, including Anisoceras, Calycoceras, Hypoturrilites, Hysteroceras, Mantelliceras, Puzosia, and Scaphites genera and thirteen representative species were identified. Based on the identified assemblage fossils and comparison with international biozones, Hysteroceras orbignyi subzone for Late Albian age, Mantelliceras mantelli biozone for the lower part of Early Cenomanian age, Mantelliceras dixoni biozone for the upper part of Early Cenomanian age, and Turrilites costatus biozone for Middle Cenomanian age is suggested. According to identified genera and species a Late Albian–Middle Cenomanian age is assigned for ammonite bearing of the section. The first occurrence of Mantelliceras mantelli is taken as the base of Cenomanian. Compression of the identified ammonites with other basins shows that the east Iran basin was a part of Tethys Realm during late Albian–middle Cenomanian.
Keywords:Biostratigraphy, Ammonite, Albian, Cenomanian, Qayen, East Iran.
Introduction
Ammonites are one of the best macrofossils for Cretaceous biostratigraphy. The Albian and Cenomanian ammonites of Kopet Dagh and Central Iran have been studied by numerous researchers such as Seyed-Emami and Aryai (1981), Seyed-Emami (1977), Seyed-Emami, (1982), Seyed-Emami et al. (1984), Immel and Seyed-Emami (1985), Seyed-Emami and Immel (1995, 1996), Immel et al. (1997), Mosavinia et al. (2007), Mosavinia and Wilmsen (2011), Mosavinia et al. (2014), and Wilmsen et al. (2015).
The Cretaceous deposits have spread in the east of Iran and in Birjand and Qayen area. These deposits have different facies. The Cretaceous rocks include conglomerate and sandstone units in the base and then changed to limestones in Late Barremain to Aptian. During Albian–Cenomanian, the depth of the sedimentary basin increased and thin-bedded limestones, marly limestones, and marls were deposited.
The Lower Cretaceous succession is composed of different rock units that are outcropped in the eastern margin of Lut Block. These deposits usually start with a basal conglomerate. “Orbitolinind Limestone” is an informal name that is used for a succession containing Orbitolina limestone and marl intercalations. Aptian–Cenomanian succession mostly is composed of detrital, marl, and carbonate beds most of which are biogenic sediments deposited in carbonate platforms. Upper Cretaceous deposits are mostly widespread in Maastrichtian (Stocklin et al. 1972; Fauvelet and Eftekharnezhad 1990). Flyschiod facies are also spread with Ophiolites in Upper Cretaceous (Aghanabati2004).
One of the oldest studies conducted in the east of Iran is published by Clap (1940). Several geological and paleontological studies have been done by several researchers such as Stocklin et al. (1972), Tirrul et al. (1983), Fauvelet and Eftekharnezhad (1990), Berthiaux et al. (1991), Raisossadat and Skelton (2005), Babazadeh et al. (2010), Khazaei et al. (2011), Raisossadat et al. (2016), Sharifi et al. (2016), Motamedalshariati et al. (2016), Raisossadat and Noori (2016), Latifi et al. (2018), Raisossadat et al. (2017) and Zarei et al. (2019).
Despite the above-mentioned studies , there still seems the need to do more studies in paleontological fields. Ammonites are known as useful fossil groups in age determination and are used as biostratigraphical and biozonation tool for the Cretaceous deposits. The aim of this study is to provide an ammonite biozonation and a short palaeobiogeographic discussion on the Cretaceous deposits of the study area.
Material & Methods
Based on the geological map and field observation, a stratigraphical section was selected and measured in the southwest of Qayen and in south of the Qumenjan Village. The geographical coordinates of the base of the section are 58° 52' 11" E 33° 32' 19" N. Sixteen rock and ammonite samples were collected. Ammonites were cleaned, covered with magnesium vapor and photographed. Collected specimens were identified. The collected samples were stored in the Department of Geology, University of Birjand.
Discussion of Results & Conclusion
The Qumenjan section with 125 meters thickness starts with a conglomerated bed at the base, and then continues with sandy limestones. The major part including a succession of grey limestone and argillaceous limestone intercalations. In this study, the following ammonites are identified: Anisoceras plicatile, Calycoceras gentoni, Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, Calycoceras sp., Hypoturrilites sp < em>., Hysteroceras orbignyi, Mantelliceras dixoni, Mantelliceras saxbii, Mantelliceras mantelli, Mantelliceras cf. lymense, Puzosia (P.) sp., Scaphites sp. Based on reported microfauna (Ahrari 2009; Moloudi 2014) and identified ammonites a Late Aptian to Middle Cenomanian age is suggested for the section.
Based on the identified ammonites, the following biozones is suggested for the studied section:
Hysteroceras orbignyi subzone: this subzone is introduced as an index subzone for the Late Albian. Range of this zone is from the first occurrence of Hysteroceras orbignyi to the first occurrence of Mantelliceras mantelli. The associate ammonite is Puzosia sp. The thickness of this subzone is 25 meters.
Mantelliceras mantelli Interval Zone: This zone is reported from south of the UK, France, Spain, and Portugal and south of Africa. Mantelliceras mantelli is discussed as index zone of Early Cenomanian. The range of this zone is from the first occurrence of Mantelliceras mantelli to the first occurrence of Mantelliceras dixoni. The associate ammonites are Hyphoplites cf. costosus, Hypoturrilites cf. gravesianus, Scaphites sp. The thickness of this subzone is 19 meters.
Mantelliceras dixoni Interval Zone: This zone is an index zone for lower part of Middle Cenomanian. However, this zone could confirm Middle Cenomanian. The range of this zone is from the first occurrence of Mantelliceras dixoni to the first occurrence of Turrilites costatus. The associate ammonite is Mantelliceras cf. lymense. The thickness of this subzone is 14 meters.
Turrilites costatus Interval Zone: This zone is introduced by Hancock (1991). Alabushev (1995) introduced it as a subzone. Wilmsen et al. (2007) mentioned Anisoceras plicatile and Turrilites costatus as index fossils for Acanthoceras rhotomagense Zone. Kennedy and Gale (2015) reported Calycoceras gentoni from Middle Cenomanian. Acanthoceras rhotomagense is reported as the index zone of Middle Cenomanian. In the studied section A. rhotomagense has not been reported. Therefore, based on the occurrence of Turrilites aff. costatus Zone, Middle Cenomanian age is suggested for the upper part of the section. The associate assemblages include Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, Calycoceras gentoni, Anisoceras plicatile and Calycoceras sp.
Latitudinal and provincial control of ammonite faunas was common throughout the Mesozoic. Both the ranks (realm, province, etc.) and names have varied from author to author. Tectonic movements and sea-level changes (regressions and transgressions) caused seaways connecting basins to open marine or close and led to several distinct new basins or limitation of seaways and between marine basins. Thus, numerous sub-realms and provinces have been named.
Three biogeographic realms existed during the Mesozoic; Boreal Realm embraced the Arctic basins and the seas extending southward from there over parts of North America, Northern Europe, and Siberia. The Boreal seas were largely landlocked but linked by narrow seaways to the Tethyan Realm. The Tethyan Realm includes low latitude areas such as Africa, the Pacific, the Middle East, and America, and centered on the Paleo-Tethys Ocean. An Austral Realm has also been proposed for high southerly latitudes (Stevens 1973).
To study the palaeobiogeographic conditions of Upper Albian–Lower Cenomanian in eastern Iran, the ammonite fauna of the studied section was compared with other reported ammonites from different areas. The reported ammonites from east of Iran show affinity with those reported from Kopet Dagh, Central Iran, Europe, and USA. The absence of Scholenbachia that is an index genus of the Boreal Realm and the presence of some genera such as Anisoceras, Scaphites, Hypoturrilites, and Puzosia could suggest that the study area is a part of Tethys Realm. However, the presence of Mantelliceras could show the effects of the influence of Boreal.
The analysis of the ammonite stratigraphic distribution in the selected section in east of Iran allowed us to establish the faunal succession for the Upper Albian–Middle Cenomanian in the region. Based on identified assemblage, the following biozones are suggested. Hysetroceras orbignyi subzone is suggested as index zone of Late Albian, Mantelliceras mantelli Zone could confirm lower part of Early Cenomanian, Mantelliceras dixoni Zone is known as the upper part of Early Cenomanian and Turrilites costatus Zone is suggested as Middle Cenomanian. Compression of the identified ammonites with other basins shows that the east Iran basin was a part of Tethys Realm during Late Albian–Middle Cenomanian.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
آمونیتها از بهترین فسیلها برای مقایسة زیستچینهنگاری در کرتاسه محسوب میشوند. مرزهای آشکوبهای کرتاسه براساس آمونیتها و سایر گروههای فسیلی مطالعه شده است. در ایران نیز، آمونیتهای آلبین و سنومانین را افرادی چون Seyed-Emami and Aryai (1981), Seyed-Emami (1977), Seyed-Emami (1982), Seyed-Emami et al. (1984), Immel and Seyed Emami (1985), Seyed-Emami and Immel (1995, 1996), Immel et al. (1997), Mosavinia et al. (2007), Mosavinia and Wilmsen (2011), Mosavinia et al. (2014), Wilmsen et al. (2015) در نواحی کپهداغ و ایران مرکزی مطالعه کردهاند.
نهشتههای کرتاسه در ایران با پیشروی دریایی روی بیشتر نقاط ایران آغاز شد و بازشدگیهای چندشاخهای، رسوبات حوضة عمیق، جریانهای گدازة دیابازی و نهشتههای شیب قارهای شکل گرفتند. طی کرتاسة پایینی و میانی، نهشتههای کربناتة دریایی در سراسر ناحیه دستخوش تغییر شکل شدیدی شد و این امر تا پایان دورة کرتاسه ادامه یافت (Berberian and King 1981).
سنگهای کرتاسة پایین بلوک لوت ویژگیهای عمومی سنگهای آهک اربیتولیندار کرتاسة ایران مرکزی را دارند که بهصورت پیشرونده و در بیشتر جاها بهطور ناپیوسته روی سنگهای تریاس بالایی- ژوراسیک میانی (گروه شمشک) یا سنگهای کهنتر نشستهاند. دادههای دیرینهشناسی نشان میدهد پیشروی دریا از زمان آپتین آغاز شده و تا آلبین و گاهی تا سانتونین ادامه داشته است. همانند دیگر نقاط ایران مرکزی پیشروی دریا با نهشتههای آواریهای درشتدانه آغاز و به سمت بالا ریزدانه میشود (Darvishzadeh 1991).
نهشتههای کرتاسه در شرق ایران در نواحی بیرجند و قائن گسترش خوبی دارند. این نهشتهها بهصورت رخسارههای مختلف دیده میشوند. نهشتههای کرتاسة زیرین بهطور گسترده متشکل از واحدهای متنوع سنگی است که در حاشیة شرقی بلوک لوت رخنمون دارند. این نهشتهها معمولاً با یک قاعدة کنگلومرایی شروع میشود. سنگهای آهک اربیتولیندار کرتاسة زیرین، عنوانی غیررسمی است که بهطور مشترک در ایران مرکزی و شرق ایران دربارة سنگهای آهک حاوی اربیتولین به کار برده میشود که در بعضی نقاط با مارن همراه است. ردیفهای رسوبی آپتین- سنومانین غالباً از طبقات آواری، مارنی و کربناته تشکیل شدهاند و بخش بزرگی از آنها رسوبات بایوژنیکی است که روی سکوهای کربناتة گسترده و عریض نهشته شدهاند. نهشتههای کرتاسة بالایی بیشتر در ماستریش تین گسترش داشتهاند (Stocklin et al. 1972; Fauvelet and Eftekhar nezhad 1990). ردیفهای کرتاسه با رخسارة فلیش همراه با مجموعههای افیولیتی نیز در شرق ایران گسترش دارد (Aghanabati 2004).
منطقة مطالعهشده در جنوب غربی قائن و در حاشیة شرقی بلوک لوت قرار گرفته است و ازنظر زمینشناسی جزو واحدهای شرق ایران محسوب میشود. واحدهای کرتاسه در منطقة قائن عمدتاً از کنگلومرا، مارن، مارنهای آهکی و سنگ آهک تشکیل شدهاند (Fauvelet and Eftekhar nezhad 1990).
بهمنظور انجام این پژوهش، یک برش چینهشناسی در رسوبات کرتاسه در جنوب غرب شهرستان قائن و در جنوب روستای قومنجان انتخاب شده است. این برش با مختصات جغرافیایی 33 درجه و 32 دقیقه و 19 ثانیه عرض شمالی و 58 درجه و 52 دقیقه و 11 ثانیه طول شرقی به ضخامت 125 متر اندازهگیری، توصیف و نمونهبرداری شده است (شکل 1). برای دسترسی به منطقة مدنظر، پس از طی 70 کیلومتر از جادة آسفالتة بیرجند- قائن و رسیدن به سهراهی روم به سمت چپ و طی مسافت 35 کیلومتر از جادة آسفالته به طرف سرایان به روستای قومنجان میرسیم که با عبور از داخل روستا، برش مطالعهشده در 5کیلومتری جنوب روستا واقع شده است (شکل 1).
شکل 1- موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی به منطقة مطالعهشده
Fig 1- Geographical position and access roads to study area
پیشینة پژوهش
از قدیمیترین پژوهشهای انجامشده در منطقه، پژوهش Clap (1940) است که نهشتههای فلیشی شرق ایران متعلق به کرتاسة بالایی و سنوزوئیک آغازین را معرفی کرده است.
از دیگر پژوهشهای انجامشده در منطقه، پژوهش Stocklin et al. (1972) است که بهمنظور شناسایی مقدماتی لوت مرکزی انجام شده است.
Tirrul et al. (1983)زمین درز سیستان را مطالعه کردهاند.
Fauvelet and Eftekharnezhad (1990) گزارش نقشة چهارگوش 250000/1 قائن را منتشر کردند.
Berthiaux et al. (1991) نقشة زمینشناسی 250000/1 قائن را تهیه کردند.
نخستین گزارش از مطالعة ماکروفسیل مربوط به رودیستها از منطقة قائن در شرق ایران است که Raisossadat and Skelton (2005) منتشر کردهاند.
Babazadeh et al. (2010) بایواستراتیگرافی و بررسی روند تکاملی اربیتولینها را در توالی سریهای رسوبی کرتاسه در حاشیة شرقی بلوک لوت، جنوب غرب قائن، در قالب مقاله ارائه کردهاند.
Khazaei et al. (2011) دوکفهایهای رودیست (خانوادة رکوئینیده) را در رسوبات کرتاسة پیشین جنوب غرب قائن، شرق ایران معرفی کردند.
Raisossadat et al. (2016) دربارة چینهنگاری، دیرینة بومشناسی و دیرینة زیستجغرافیای رسوبات کرتاسه در شرق بلوک لوت، ناحیة قائن بحث کردند.
Sharifi et al. (2016) آمونیتهای آلبین- سنومانین ناحیة غرب قائن را معرفی کردند.
همچنین بایواستراتیگرافی و گروههای شکلی فرامینیفرهای کرتاسه در منطقة قائن را Motamedalshariati et al. (2016)، گاستروپودهای کرتاسة ناحیة قائن را Raisossadat and Noori (2016)، زیستچینهنگاری نانوفسیلهای آهکی کرتاسة پیشین خاور ایران، شمال باختر قائن را Latifi et al. (2018)، رخسارة اورگونین در جنوب غرب قائن را Raisossadat et al. (2016)، بایواستراتیگرافی فرامینیفرهای آلبین- سنومانین در جنوب غرب قائن را Raisossadat et al. (2017) و ریزرخسارهها و محیط رسوبی نهشتههای کرتاسة زیرین را Zarei et al. (2019) مطالعه کردهاند.
با همة پژوهشهای انجامشده در منطقه، هنوز در زمینههای مختلف به مطالعات بیشتری نیاز است. فونای آمونیتی به نسبت سایر گروههای فسیلی کمتر مطالعه شده است. آمونیتها از گروههای فسیلی مفید در تعیین سن لایهها و بایوزوناسیون طی کرتاسه هستند. بایوزونهای جهانی خوبی برای آشکوبهای کرتاسه معرفی شده است. هدف از این پژوهش، بررسی زیستچینهنگاری نهشتههای کرتاسه در منطقة مطالعهشده برمبنای آمونیتهای موجود است؛ همچنین از آمونیتها در تفسیرهای جغرافیای دیرینة حوضههای رسوبی و ارتباطات دریایی در تاریخ گذشتة زمین بهره برده میشود.
روش انجام پژوهش
پس از نمونهبرداری، آمونیتها تمیز و با بخار نوار منیزیم پوشش داده و از آنها عکسبرداری شد؛ همچنین نمونهها با منابع معتبر که در متن به آنها اشاره شده است، شناسایی شد. تصاویر پلیتها در نرمافزار فتوشاپ و سایر شکلها در نرمافزار کورل ترسیم شد. نمونهها در گروه زمینشناسی دانشگاه بیرجند نگهداری میشوند.
تحلیل یافتههای پژوهش
چینهشناسی
نهشتههای پس از نئوکومین کرتاسه در ناحیة قائن تنوع سنگشناسی خوبی دارند. نهشتههای کرتاسة زیرین عمدتاً رخسارة سکوی قارهای دارند. این مجموعه شامل واحدهای کنگلومرا و ماسهسنگهای قاعدهای است که سپس به سنگهای آهک مرتفع چهرهساز با سن بارمین فوقانی تا آپتین تبدیل میشود. طی آلبین تا سنومانین، عمق حوضة رسوبی بیشتر و واحدهای سنگهای آهک لایهنازک و آهکهای مارنی و مارن بر جای گذاشته میشود. مجموعة توالیهای کرتاسة بالایی نیز با تنوع زیاد در رخسارهها (مارن، سنگ آهک، کنگلومراهای درون سازندی و ولکانیکها) و ناپیوستگیها مشاهده میشود (Fauvelet and Eftekhar nezhad 1990).
در ناحیة پژوهش، قدیمیترین واحدهایی که برونزد (JK) دارند، به ژوراسیک پسین- آغاز کرتاسة پیشین منتسب هستند؛ سپس یک واحد کنگلومرایی قرمزرنگ دیده میشود. این واحد ضخامت متفاوت در منطقه دارد و رنگ آن نیز متغیر است و همیشه کاملاً قرمز نیست. واحدهای ماسهسنگی نیز بهصورت بین لایهای در آن دیده میشود. بقیة واحدهای سنگی کرتاسة پیشین با سن بارمین تا آلبین روی آن نهشته شده است. مجموعة واحدها یک توالی پیشروی دریایی را نشان میدهد (شکل 2).
شکل 2- نقشة زمینشناسی ناحیة پژوهش؛ ترسیم دوباره با تغییرات از Amidi and Navaie 2008
Fig 2-Geological map of study area, redrawn with modification after (Amidi and Navaie 2008)
برش قومنجان با 125 متر ضخامت شامل توالی سنگهای آهک ماسهای خاکستری با میانلایههای مارن و آهکهای ضخیملایة خاکستری است. قاعدة توالی با یک لایة کنگلومرا و ماسهسنگ شروع میشود (شکل 3.الف). کنگلومرا به رنگ قرمز تیره است و از سیمانشدگی ذرات درشت رسوبی با گردشدگی مناسب و مادة زمینهای سیلیس، رس، کلسیت و اکسید آهن تشکیل شده است. قلوهسنگهای موجود بیشتر از جنس سنگ آهک و ماسهسنگ است. معمولاً فضای بین دانهها با گل یا ماسه پر میشود. در بالای این کنگلومرا، یک لایة سنگ آهک حاوی مرجان دیده میشود (شکل 3.ب).
شکل 3- تصاویر صحرایی از برش مطالعهشده؛ 3.الف. تصویر کلی از واحد مطالعهشده که با خطوط قرمز مشخص شده است؛ شکل 3.ب. واحد کنگلومرایی قاعده؛ شکل 3.پ. یکی از واحدهای سنگ آهک؛ شکل 3.ت. واحدهای مارن و سنگ آهک مارنی؛ شکل 3.ج. بالاترین واحد سنگ آهک
Fig 3- Field photo from studied section. 3A. General photo, studied succession is limited with red lines; 3B. Basal conglomerate units; 3C. one of limestone beds; 3D. intercalation of marl and marly limestones; 3E. upper most limestone bed
سپس توالی با سنگ آهک کریستالین، سنگ آهک مارنی و سنگ آهک ادامه مییابد. سنگهای آهک رنگ خاکستری روشن و لایهبندی خوب دارند. سنگهای آهک کریستالین لایهمتوسط و سنگهای آهک و سنگهای آهک مارنی معمولاً لایهمتوسط تا لایهنازک هستند (شکلهای 3.پ و 3.ت). خردههای رودیست در بین لایهها یافت میشود. توالی سنگ آهک کریستالین (شکل 3.ج)، سنگ آهک و سنگ آهک مارنی چند بار در ستون تکرار میشود؛ این امر شاید با تغییرات سطح تراز دریا مرتبط باشد. در سنگهای آهک مارنی، نمونههای آمونیت یافت شده است؛ همچنین نمونههای اکینوئید در آنها یافت میشود. در بالای توالی مطالعهشده، یک سنگ آهک ضخیملایه و تودهای با سن ژوراسیک- کرتاسه دیده میشود که براساس نقشة زمینشناسی روی این واحد رانده شده است.
Ahrari (2009) فرامینیفرهای زیر را از این ناحیه گزارش کرده است:
Bolivinopsis sp., Charentia cuvilleri, Cuneolina sp., Favusella sp., Haplophragmoides sp., Hedbergella washitensis, Hedbergella sp., Lenticulina sp., Marginotrancana sp., Nezzazata aff. simplex, Nezzazata sp., Spirilina sp., Calcisphaeroula innominata, Pithonella ovalis. وی براساس این مجموعة فسیلی، سن آپتین پسین؟- سنومانین پیشین را پیشنهاد کرده است.
همچنین Moloudi (2014) فرامینیفرهای Atactolituola subgoodlandensis, Palorbitolina lenticularis, Dorothia sp., Favusella washitensis, Gaudryinopsis cf. gradata, Lenticulina sp., Praechrysalidina infracretacea, Rotalipora appenninica, Simplorbitolina aquitanica, Verneuilinasp., با سن آپتین پسین- آلبین را برای قسمت پایینی و میانی پیشنهاد میکند و برای قسمت بالایی با توجه به موقعیت چینهشناسی به سن سنومانین پیشین اعتقاد دارد.
در این مطالعه از این برش، آمونیتهای Anisoceras plicatile, Calycoceras gentoni, Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, Calycoceras sp., Hypoturrilites sp., Hysteroceras orbignyi, Mantelliceras dixoni, Mantelliceras saxbii, Mantelliceras mantelli, Mantelliceras cf. lymense, Puzosia (P.) sp., Scaphites sp. گزارش میشود که بیشتر در قسمت میانی و بالایی برش گسترش دارند (شکل 4). با توجه به حضور میکروفونا و ماکروفونای شناساییشده، سن آپتین پسین تا سنومانین میانی برای این برش پیشنهاد میشود.
زیستچینهنگاری
دربارة بایوزوناسیون کرتاسه براساس آمونیتها در حوضة تتیس در سالهای اخیر بحث شده است. در این پژوهش، زونبندی برمبنای آمونیتها برای کرتاسه بهویژه در آشکوب سنومانین و آلبین ارائه شده است (جدول 1).
بایوزوناسیون آشکوبهای آلبین- سنومانین
فونای آمونیتی و زیستچینهنگاری آشکوبهای آلبین و سنومانین در اروپا، آفریقا، آسیا و آمریکا توصیف و مطالعه شده است. بایوزونهایی که برای آلبین پسین در مقیاس جهانی ارائه شده، بیشتر براساس فونای آمونیتی موجود در اروپا تنظیم شده است. در سالهای اخیر، نویسندگان مختلف دربارة گزارشهایی بحث کردهاند که به تعیین استانداردهای جهانی منجر شده است. ازجمله Owen (1976, 1996, 1999, 2007), Owen and Mutterlose (2006), Amedro and Robaszynski (2008), Scott (2009)؛ همچنین Kawabe et al. (2003) در ژاپن، Medina and Riccardi (2005)در آرژانتین، Alabushev (1995) در روسیه و Barragán et al. (2011) در آمریکای مرکزی. کارگروه آمونیتی کرتاسة پایینی IUGS در سالهای اخیر برای بایوزوناسیون آشکوبهای کرتاسة پایینی اقدام کرده که بهصورت گزارشهایی منتشر شده است (Reboulet et al. 2006, 2009, 2011, 2014, 2018).
فونای آمونیتی ایالات اروپایی ازجمله انگلیس و شمال غرب آلمان در مواردی قابل مقایسه با فونای آمونیتی ایالات تتیسی قفقاز، ماداگاسکار، کلمبیا، ونزوئلا، شمال آسیا و آفریقاست. Marcinowski (1980) آمونیتهای لهستان و شرق آلمان (آلمان شرقی)، Baraboshkin (1999)بایوزونهای کرتاسة بالایی شمال قفقاز و Gale et al. (1999) بایوزونهای منگیشلاک و کریمه را دوباره بررسی کردند. در کشور فرانسه نیز Kennedy and Gale (2006) و Kennedy and Latil (2007) در مناطق مختلف پژوهشهایی انجام دادهاند. Wilmsen et al. (2007) بایوزونهای آلبین بالایی- سنومانین میانی از جنوب انگلستان و شمال آلمان را مطالعه کردهاند. Lopez-Horgue et al. (2009) فونای آمونیتی کرتاسة بالایی از شمال اسپانیا را بررسی کردند. در ژاپن میتوان به مطالعات Kawabe (2003) اشاره کرد. Yazykova (2004) بایوزوناسیون کرتاسه را در شرق روسیه بررسی کرد. Clark (1965) آمونیتهای آلبین- سنومانین تگزاس را گزارش کرد.
آمونیتهای سنومانین در فرانسه در منطقة سارته (Sarthe) را Hancock (1959) و در جنوب فرانسه را Thomel (1961) و Porthault et al. (1966) بررسی کردهاند که اهمیت آنها در ارتباط فونای اروپا با فونای شمال آفریقاست. در کشورهای اسپانیا و پرتقال مطالعات کلاسیک را Wiedmann (1959, 1964) در کرتاسة بالایی انجام داده است. در روسیه و خاورمیانه میتوان به Basse de Menorval (1937) و Avnimelech and Shoresh (1962) و در انگلستان به پژوهش جامع Kennedy (1971) اشاره کرد. Renz (1968, 1982) آمونیتهای کرتاسة ونزوئلا را بررسی کرد.
همانطور که اشاره شد، با استفاده از بایوزونهای آمونیتی در کرتاسه، سن نهشتهها با دقت تعیین میشود؛ برای نمونه برای آشکوب آلبین با سن حدود 13 میلیون سال، 12 بایوزون ارائه شده است که هر بایوزون با تقریب حدود یک میلیون سال در تعیین سن کمک میکند (Reboulet et al. 2018). دربارة آشکوب سنومانین نیز با سن حدود 6 میلیون سال، 8 بایوزون ارائه شده (Kennedy and Gale 2006) که هر بایوزون سنی کمتر از یک میلیون سال را مشخص میکند که در نوع خود بسیار مفید است.
در این پژوهش چهار مجموعه شناسایی شده است؛ مجموعة اول شامل گونههای Puzosia sp., Hysteroceras orbignyi، مجموعة دوم شامل گونههای Hyphoplites cf. costosus, Hypoturrilites cf. gravesianus, Mantelliceras mantelli, Scaphites sp.,، مجموعة سوم شامل گونههای Mantelliceras dixoni, Mantelliceras cf. lymense و مجموعة چهارم شامل گونههای Calycoceras gentoni, Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, و Calycoceras sp. Anisoceras plicatile, و Turrilites cf. costatus است (شکل 4).
شکل 4- بایوزوناسیون پیشنهادی برش مطالعهشده برمبنای آمونیتهای شناساییشده
Fig 4- Proposed biozonation based on identified ammonites in studied section
جدول 1- مقایسة بایوزونهای استاندارد با بایوزونهای پیشنهادی در برش مطالعهشده
Table 1- Correlation of standard biozones with suggested biozones in studied section
Hysteroceras orbignyi subzone: این زیرزون بهمثابة شاخص بخش زیرین آلبین پسین از زون Mortoniceras inflatum را Marcinowski and Naidin (1976), Owen (1996, 1999), Baraboshkin (1999), Lopez-Horgue et al. (2009), Gale et al. (1996), Gradstein et al. (2004), Magniez-Jannin and Rat (1980), معرفی کردهاند (شکل 4). فسیل همراه این زیرزون Puzosia sp. است. ضخامت این زون 25 متر است. محدودة این زون از اولین ظهور Hysteroceras orbignyi تا اولین ظهور Mantelliceras mantelli در نظر گرفته شده است. آمونیت شاخص این زون Hysteroceras orbigniy از ناحیة شیرکوه یزد را Seyed-Emami and Immel (1995) و از ناحیة کپهداغ را Mosavinia et al. (2014) و Mosavinia et al. (2014) گزارش کردهاند.
Mantelliceras mantelli Interval Zone: این زون را در جنوب انگلستان Kennedy (1971)، در فرانسهHancock (1959) و Thomel (1961)، در اسپانیا و پرتقال Wiedmann (1959) و در جنوب آفریقاCollignon (1964) و Kennedy et al. (2015) بهمثابة شاخص سنومانین پیشین معرفی کردهاند (شکل 4). بنا بر مطالعات Delamette and Kennedy (1991)، Lopez-Horgue et al. (2009) و Gale et al. (1996) گونة Mantelliceras mantelli بهمثابة زون M. mantelli، شاخص بخش پایینی سنومانین پیشین معرفی شده است. ضخامت این زون 19 متر است. محدودة این زون از اولین ظهور Mantelliceras mantelli تا اولین ظهور Mantelliceras dixoni در نظر گرفته شده است. فسیلهای همراه این زون عبارتاند از: Hyphoplites cf. costosus, Hypoturrilites cf. gravesianus, Scaphites sp. . گونة Mantelliceras mantelli؛ علاوه بر پژوهشهای یادشده در کشورهای آلمان، سوئیس، ایران، الجزایر، تونس، آفریقای جنوبی و ژاپن نیز گزارش شده است (Collignon 1964; Kennedy et al. 1979; Mosavinia and Wilmsen 2011; Kennedy et al. 2015; Kennedy and Gale 2015). این زون را از ناحیة کپهداغ Moradi Salimi et al. (2012) و از ایران مرکزی Wilmsen et al. (2013) گزارش کردهاند.
Mantelliceras dixoni Interval Zone: این زون را Kennedy and Gale 2006بهمثابة شاخص بخش میانی سنومانین پیشین معرفی کردهاند (شکل 4). پیش از این Mantelliceras dixoni بهمثابة زیرزون شاخص بخش بالایی سنومانین پیشین معرفی شده بود (Kennedy and Hancock 1978). این زون با وجود Mantelliceras dixoni و Mantelliceras cf. lymense در برش مطالعهشده مشخص میشود. ضخامت این زون 14 متر است. این زون در بالای زون Mantelliceras mantelli دیده میشود (شکل 4). گونة Mantellicears dixoni از جنوب انگلستان، فرانسه، شمال اسپانیا، آلمان، سوئیس، ایران، تونس، آفریقای جنوبی، ماداگاسکار، ژاپن و مکزیک گزارش شده است (Kennedy et al. 2015). این گونه را فقط Immel and Seyed-Emami (1985) از کلاهقاضی اصفهان گزارش کردهاند.
Turrilites costatus Interval Zone: این زون را Hancock (1991) و Alabushev (1995) Turrilites costatus بهمثابة زیرزون یا زون سنومانین میانی معرفی کردهاند (شکل 4). Wilmsen et al. (2007)گونههایAnisoceras plicatile, و Turrilites costatus را بهمثابة شاخص زون Acanthoceras rhotomagense معرفی کردهاند. Calycoceras gentoni را Kennedy and Gale (2015) از سنومانین میانی گزارش کردهاند.
زون Acanthoceras rhotomagense بهمثابة یک زون شاخص سنومانین میانی شناخته شده (Kennedy 1971; Hancock 1991; Robaszynski et al. 1994; Kennedy and Gale 2006) (شکل 4)، اما تاکنون از برش مطالعهشده گزارش نشده است؛ بنابراین در برش مطالعهشده، زون Turrilites aff.costatus برای بالاترین قسمت برش پیشنهاد میشود. مجموعة آمونیتی این زون شامل Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, Turrilites aff.costatu Calycoceras gentoni, Calycoceras sp., Anisoceras plicatile, است. برای این قسمت از برش، سن سنومانین میانی پیشنهاد میشود.
نتیجه
قلمروهای زیستی آمونیتها طی مزوزوئیک با عرضهای جغرافیایی و ایالتهای زیستی کنترل میشده است. در این زمینه پژوهشگران مختلفی برای ارائة واحدهای پالئوبیوژئوگرافی اقدامکردهاند. عواملی چون تکتونیک و تغییرات سطح دریا شامل پیشرویها و پسرویها به ایجاد حوضههای جدید یا محدودشدن راههای ارتباطی حوضههای دریایی منجر میشده است. تاکنون قلمروها یا ایالتهای زیستی متفاوتی را نویسندگان مختلف ارائه کردهاند؛ ازجمله Rawson (1981)، Wiedmann (1988)، Hoedemaeker (1990)، Page (1996) و Westermann (2000 a, b). براساس این پژوهشها، سه قلمرو بزرگ زیستی طی مزوزوئیک وجود داشته است؛ قلمرو بورال شامل حوضههای اقیانوس منجمد شمالی که به طرف جنوب گسترش داشته و قسمتهایی از آمریکای شمالی، شمال اروپا و سیبری بوده است. این قلمرو از طریق راههای دریایی باریکی با قلمرو تتیس مرتبط بوده است؛ قلمرو تتیس که شامل عرضهای جغرافیایی پایینتر و مناطقی چون آفریقا، اقیانوس آرام، خاورمیانه و آمریکا بوده است. درنهایت قلمروی به نام آسترال را نیز Stevens (1973) برای عرضهای جغرافیایی بالای آمریکای جنوبی پیشنهاد کرده است. در مطالعات پالئوبیوژئوگرافی از پراکندگی جغرافیایی جنسهای فسیلی برای یافتن ارتباط میان ایالتهای زیستی دیرینه استفاده میشود.
در برش مطالعهشده با بالاآمدن جهانی سطح آب دریا، شرایط برای زیست آمونیتها فراهم شده است و بهسرعت گسترش یافتهاند. برای بررسی شرایط پالئوبیوژئوگرافی آلبین بالایی- سنومانین زیرین در شرق ایران، فونای آمونیتی در برش مطالعهشده با دیگر آمونیتهای گزارششده از کپهداغ، ایران مرکزی و سایر نقاط جهان مقایسه شده است (جدول 2).
آمونیتهای گزارششده از شرق ایران علاوه بر کپهداغ و ایران مرکزی، با اروپا (Kennedy 1971; Marcinowski 1980; Immel 1987; Kennedy et al. 2005)، آمریکا (Anderson 1958; Clark 1965) و آفریقا (Collignon 1964; Kennedy and Klinger 1975) نیز مقایسه شده است. نبود جنس Scholenbachia که مشخصة قلمرو بورال بوده و وجود جنسهایی مانند Anisoceras,Scaphites, Hypoturrilites, و Puzosia، نشاندهندة این موضوع است که ناحیة مطالعهشده، قسمتی از قلمرو تتیس بوده است؛ اگرچه وجود جنس Mantelliceras، آثاری از نفوذ قلمرو بورال را نشان میدهد (Page 1996; Wright et al. 1996).
جدول 2-مقایسة فونای آمونیتی شرق ایران با فونای کپهداغ، ایران مرکزی و سایر نقاط جهان در آلبین میانی تا سنومانین زیرین
Table 2- Comparison of ammonite fauna of east of Iran (this study) with Kopet Dagh, Central Iran and other part of the world during Middle Albian- Middle Cenomanian
This study |
Central Iran |
Kopet dagh |
Europe |
Africa |
USA |
Mantelliceras |
Seyed-Emami and Aryai 1981; Seyed-Emami et al. 1984
|
Kennedy 1971; Kennedy and Hancock 1971; Marcinowski 1980; Immel 1987 |
Madagascar- Collingnon 1964
|
Cobban 1978 |
|
Calycoceras |
Immel and Seyed-Emami 1985 |
|
|||
Puzosia |
|
Wright and Wright 1951; Kennedy 1971 ; Ayoub-Hannaa et al. 2018 |
Madagascar- Collingnon 1964; South Africa - Kennedy and Klinger 1975 |
|
|
Scaphites |
Seyed-Emami 1977; Kennedy et al. 1979; Seyed-Emami 1982; Immel and Seyed-Emami 1985 |
|
Immel 1987; |
Madagascar Collingnon 1964, 1964 |
|
Hypoturrilites |
Kennedy et al. 1979 |
Klinger and Kennedy 1978 |
|
||
Hyphoplites |
Immel et al. 1997 |
Wright and Wright 1948 |
|
Scott 2009 |
|
Anisoceras |
Seyed-Emami 1977, Seyed-Emami and Immel 1995; Kennedy et al. 1979; Seyed-Emami 1982; Immel and Seyed-Emami 1985 |
Immel et al. 1997
|
Madagascar Collingnon 1964, 1964 |
||
Hysteroceras |
Seyed-Emami and Immel 1995 |
|
Spath 1932; Lopez-Horgue et al. 2009; Matrion 2010; Ayoub-Hannaa et al. 2018 |
|
Clark 1965 |
turrilites |
Seyed-Emami 1977; Kennedy et al. 1979; Seyed-Emami 1982; Immel and Seyed-Emami 1985 |
Immel et al. 1997 |
با توجه به آنچه تاکنون بیان شد، برش قومنجان با 125 متر ضخامت شامل توالی سنگهای آهک ماسهای خاکستری با میانلایههای مارن و آهکهای ضخیملایة خاکستری، اندازهگیری شده است. مطالعة ماکروفسیلها به شناسایی آمونیتهای Anisoceras plicatile, Calycoceras gentoni, Calycoceras (Newboldiceras) asiaticum, Calycoceras sp., Hypoturrilites orbignyi, Hysteroceras sp., Mantelliceras dixoni, Mantelliceras saxbii, Mantelliceras mantelli, Mantelliceras cf. lymense, Turrilites cf.costatus, Puzosia sp., Scaphites sp. منجر شده است که بعضی از آنها برای نخستینبار از شرق ایران گزارش میشوند. براساس مجموعة فسیلی شناساییشده، زیرزون Hysetroceras orbignyi بهمثابة شاخص بخش زیرین آلبین پسین، زون Mantelliceras mantelli بهمثابة شاخص بخش پایینی سنومانین پیشین، زون Mantelliceras dixoni بهمثابة شاخص بخش بالایی سنومانین پیشین و زون Turrilites costatus بهمثابة شاخص سنومانین میانی پیشنهاد شده است. برای نهشتههای حاوی آمونیت، سن آلبین پسین- سنومانین میانی تعیین شده است. نخستین حضور Mantelliceras mantelli، قاعدة سنومانین را مشخص میکند. پیشنهاد میشود با توجه به مجموعة فسیلی یافتشده، سن واحد سنگی مطالعهشده که در نقشة زمینشناسی کرتاسة پیشین بیان شده است، بازنگری شود؛ همچنین مجموعة آمونیتی گزارششده از این برش نشان میدهد حوضة شرق ایران طی آلبین- سنومانین جزئی از حوضة تتیس و از طریق راههای دریایی با سایر حوضههای موجود در قلمرو تتیس در ارتباط بوده است.
تشکر و قدردانی
نویسندگان لازم میدانند از دکتر Jens Lehmann از دانشگاه برمن آلمان و دکتر Hugh Owen از موزة تاریخی طبیعی لندن برای مشاوره در تأیید بعضی نمونههای شناساییشده تشکر کنند.
Plate 1- A-c:Mantelliceras gentoni(Brongniart 1822), sample no. G4-15 A- Aperture view, B- lateral view, C- ventral view; D-E: Hypoturrrilites cf. gravesianus (Orbigny, 1842), sample no.G4-10, D-ventral view, E- lateral view; F-G: Mantelliceras mantelli (J. Sowerby 1814), sample no. G4-10, F- ventral view, G- lateral view; H-I: Scaphites sp., G4-10, H- lateral view, I- aperture view; J-K: Calycoceras sp., sample no.G4-15, J- lateral view, K- ventral view.
Plate 2- A-b: Puzosia sp., sample no. G4-7, A- lateral view, B- aperture view; C-E: Hyphoplites cf. costosus Wrightand Wright 1949, sample no. G4 10, C- lateral view, D- aperture view, E- ventral view; F-H: Mantelliceras dixoni Spath 1926, sample no. G4-13, F- ventral view, G- lateral view, H- Aperture view; I-J: Turrilites aff. costatus Lamarck 1801, G4-15, I- lateral view, J- lateral view; K-L: Hysteroceras orbignyi(Spath 1922), sample no. G4-7, K- lateral view, L-ventral view; M-N: Anisoceras plicatile (J. Sowerby 1819), sample no. G4- 15, M-- lateral view, N- lateral view; O-Q: Calycoceras (Newboldiceras)asiaticum(Jimbo 1894), sample no. G4-15, O- lateral view, P- aperture view, Q- ventral view; R-S: Mantelliceras aff. lymense Spath 1926, sample no. G4- 13, R- lateral view, S- ventral view.