نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد، گروه حوضه‌های رسوبی و نفت، دانشکدة علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
2 استاد، گروه حوضه‌های رسوبی و نفت، دانشکدة علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
3 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکدة علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
In this paper, the biological evolution of the carbonate platform of the Taleh Zang Formation with Paleocene age in the Kermanshah region has been investigated in two stages (time interval) concentrating on fossil debris (such as algae, corals, and benthic foraminifera). For this purpose, two suitable stratigraphic of this formation in the south (Kaboutar Bala section) and southwest (Barikeh section) of Kermanshah were selected, sampled, and studied. For a broader view, the results of this study have been compared with other parts of Tethys basin around the world. The depositional environment of the studied deposits of the Taleh Zang Formation is a carbonate ramp and is probably a form a low gradient ramp due to underdeveloped coral constructions. The gradient of this platform increases from the northwest (Barikeh section) to the southwest (Kaboutar Bala section). Four biofacies were recognized in the studied successions, which include green algae, coral, green algae and benthic foraminifera as well as benthic foraminifera and green algal biofacies. In the lower parts of the Taleh Zang Formation, the presence of algal and coral biofacies (patch reefs) indicates the first stage of carbonate biological evolution of this formation, in that such biofacies has been identified in the Paleocene sequences of other Tethys sectors. Throughout the time and in the upper parts of the Taleh Zang Formation, corals have disappeared and the abundance of green algae is greatly reduced. By the presence of benthic foraminifera with low amounts of green algae, the second stage of the biological evolution of the carbonate platform of the Taleh Zang Formation in the Kermanshah region is formed. In the Early Eocene in Kermanshah region and in the studied successions, due to the seawater regression, the production of carbonates in the Taleh Zang Formation stopped and the detrital red sediments of the Kashkan Formation replaced the carbonates of the Taleh Zang Formation. However, the carbonate production of this formation continued in other areas of the Zagros sedimentary basin (Lorestan province) until the Middle Eocene.
Keywords: Biofacies, Carbonate platform biological evolution, Taleh Zang Formation, Paleocene, Kermanshah.
Introduction
During the Early Paleogene (Paleocene to Eocene), the major carbonate producers were algae, corals, and benthic foraminifera. At the end of the Early Paleogene due to the warming events such as the Paleocene–Eocene Thermal Maximum (PETM), the increase in temperatures in the oceans and CO2 in the atmosphere led to the decline of corals and the expansion of benthic foraminifera (Bernaola et al. 2007; Zamagni et al. 2012; Zhang et al. 2018, 2020). At this time, larger benthic foraminifera, which could tolerate higher temperatures, progressively became one of the main carbonate producers (Pujalte et al. 2003; Scheibner and Speijer 2008). During the Paleocene–Eocene, three biological evolutionary stages could be identified and separated in the carbonate platforms around the world (Scheibner and Speijer 2008; Zamagni et al. 2012; Martin et al. 2020). In stage one, Late Paleocene coralgal dominated platforms; in stage two, a transitional latest Paleocene platform stage with coralgal reefs dominating at middle palaeolatitudes and larger benthic foraminifera dominated platforms at low palaeolatitudes; and in stage three, Early Eocene larger foraminifera dominated platforms in all latitudes. One of the areas where Paleogene carbonates can be abundantly identified and studied is SW Iran, where during the Paleogene, the Taleh Zang Formation has unique outcrops in Kermanshah and Lorestan provinces. Algae, corals, and benthic foraminifera, which are the main producers of the carbonates, have a significant abundance in the Taleh Zang Formation in the Kermanshah region (Shalalvand 2019; Shalalvand et al. 2019 a). Previous studies on this formation have focused mainly on biostratigraphy in the Lorestan Province (Maghfouri Moghaddam et al. 2008; Rajabi et al. 2013; Shojaei Nejad et al. 2018) and in some cases determining the sedimentary environment (Zohdi and Adabi 2008), none of which mention the existence of algal and coral biofacies. In this study, besides identifying the algae and corals, the possible relationship between the biofacies changes of the Taleh Zang Formation is compared with the biological evolution of the Paleocene–Eocene carbonate platform exposed in other parts of the Tethys Basin. This study makes an attempt to cover an important gap in knowledge at middle latitudes (20° to 30°) located between the northern and southern Tethys platform.
Materials and Methods
After studying the 1/250000 map of Kermanshah (Braud 1978) and 1/250000 map of Ilam-Kuhdasht (Llewellyn 1974), the areas were survived and the outcrops (Barikeh and Kaboutar Bala outcrop sections) were selected as parts of the Zagros Paleocene deposits. Considering the aim of study, accurate sampling on these two stratigraphic sections was performed systematically at two-meter intervals. Finally, 130 hand specimens from Barikeh and 33 samples from Kaboutar Bala sections were collected for petrographic studies. Articles published by various researchers were used to recognize and study the calcareous algae (Elliott 1968; Deloffre and Radoicic 1978; Barattolo 1998; Genot and Granier 2011; Granier et al. 2013; Sobhi and Ahmed 2015; Bucur et al. 2016; Barani et al. 2017; Granier et al. 2017; Bucur et al. 2018; Barattolo et al. 2019). The identification of corals in this paper was also based on studies of different researchers (Turnsek and Kosir 2004; Bernecker and Weidlich 2005; Zamagni et al. 2012; Baron-Szabo 2018). Besides, the biofacies present in this study were identified based on field observations and compared with standard microfacies introduced by Flugel (2010).
Discussion of Results and Conclusion
In this paper, four biofacies of green algae, coral, green algae and benthic foraminifera as well as benthic foraminifera and green algae biofacies were identified. The abundant presence of benthic foraminifera and fragments of green algae led to the biofacies being considered as separate biofacies from the latter. According to the identified facies, the Taleh Zang Formation in the Kermanshah region was deposited in a shallow carbonate ramp during Paleocene. At this time, which is the first stage of evolution of the Paleogene carbonate platform, algae and corals are very widespread in the Taleh Zang Formation. In this stage, two separate biofacies have been identified, which include the green algae biofacies and the coral biofacies. These biofacies have also been identified in many Paleocene carbonate deposits of the Tethys Basin (Scheibner and Speijer 2008; Martin et al. 2020). During the Late Paleocene and in the Upper Thanetian, with the extinction of corals and most of the algae, the benthic foraminifera was very widespread. This is another stage (stage two) in the evolution of the carbonate platform of the Taleh Zang Formation. At this stage, two biofacies were identified and separated. These biofacies include the green algae and benthic foraminifera as well as benthic foraminifera and green algae biofacies. During the Early Eocene in Kermanshah region, in contrast to the other areas of the Zagros sedimentary Basin, the carbonate production of the Taleh Zang Formation disappears completely. At this time, Kashkan siliciclastic deposits including conglomerates and sandstones formed in a fluvial sedimentary environment (Rostami et al. 2019). In this paper, the obtained results are compared with other similar Tethyan sectors to build a broader view (Scheibner and Speijer 2008; Zamagni et al. 2012; Martin et al. 2020).
The carbonate platforms in the West Carpathians (W-Slovakia), the Pyrenean platform (France and Spain), and the Ionian Isp
lands (Greece) are located in mid-latitudes (30°–45° N). In these platforms, the major organisms in the first and second evolutionary stages are composed of coralgal reefs (Accordi et al. 1998; Baceta et al. 2005). In these areas, in the third stage of biological evolution, benthic foraminifera plays an important role, except in the Carpathian Mountains. In the Carpathian region at the end of the Paleocene, the whole reef complex was destroyed and no younger strata were recorded (Kazmer et al. 2003; Bucek and Kohler 2017).
Carbonate platforms located in Tunisia, Western Morocco, Sirte Basin (Libya), and Zagros Basin in Kermanshah region with the presence of Taleh Zang Formation, are located at intermediate latitudes (20°–30° N). During the Paleocene, in some carbonate platforms (such as Morocco) of these areas, coral reefs and benthic foraminifera are absent. The absence of corals and benthic foraminifera makes this area different from other areas (Jorry et al. 2006; Scheibner and Speijer 2008; Martin et al. 2020).
Carbonate platforms in Oman, Northwest India, and Northwest Somalia are also characterized by low latitudes (0°–20° N). Coral reefs indicate the first stage of evolution of these platforms. In the second evolutionary stage, coral reefs and benthic foraminifera are generally present. In the Early Eocene, the abundant presence of benthic foraminifera in all regions describes the third stage (Carbone et al. 1993; Sarkar 2015; Tomas et al. 2016).
Overall, it can be concluded that only two biological evolutionary stages are present in the carbonate platform of the Taleh Zang Formation in the Kermanshah region. The first stage is quite similar to the platforms of the Carpathian, Pyrenean, Ionian Islands, Libya, Northwestern India, and Northwestern Somalia. The second stage of the biological evolution of the Taleh Zang Formation is also comparable to the platforms located in Libya and Oman
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
در طول پالئوژن پیشین (پالئوسن تا ائوسن)، عمدۀ ارگانیسم‌های سازندۀ کربنات‌ها شامل جلبک‌ها، مرجان‌ها و فرامینیفرهای بنتیک بوده است. در اوایل این زمان، جلبک‌ها و مرجان‌ها غالب بوده و فرامینیفرهای بنتیک بزرگ‌تر اهمیت کمتری داشته‌اند. پس از مدتی، به دلیل رخداد افزایش دمایی پالئوسن- ائوسن (Paleocene-Eocene Thermal Maximum)، با افزایش دمای اقیانوس‌ها و همچنین افزایش CO2 (Bernaola et al. 2007; Zamagni et al. 2012; Zhang et al. 2018; Zhang et al. 2020)، ساختارهای ریفی در حوضۀ تتیس کاهش یافته و از بین رفته‌اند. در این زمان، فرامینیفرهای بنتیک به‌ویژه انواع بزرگ آنها که دمای بیشتری را تحمل می‌کنند، شکوفا و به یکی از تولیدکنندگان اصلی کربنات‌ها تبدیل شدند (Pujalte et al. 2003; Scheibner and Speijer 2008).
در زمان پالئوسن- ائوسن، سه مرحلۀ تکاملی زیستی در پلتفرم‌های کربناتۀ سرتاسر دنیا شناسایی و تفکیک شده است (Scheibner and Speijer 2008; Zamagni et al. 2012; Martin et al. 2020) که عبارت‌اند از:
در همین زمان، پلتفرم‌های کربناتۀ حوضۀ تتیس در دو بخش قرار داشته‌اند؛ پلتفرم‌های واقع در بخش‌های شمالی که در عرض‌های جغرافیایی بالای 30 درجه قرار گرفته‌اند و امروزه در اسلواکی، یونان، فرانسه، اسپانیا، ایتالیا، کوههای آلپ و قسمتی از ترکیه دیده می‌شوند؛ پلتفرم‌های بخش‌های جنوبی که عمدتاً در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر از 25 درجه هستند و در مصر، لیبی، شمال مراکش، شمال تونس، شمال غرب سومالی، شمال غرب هند، عمان و ایران رخنمون دارند (Scheibner and Speijer 2008; Pomar et al. 2017). گفتنی است در این مطالعه، سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه در طول پالئوسن، در عرض جغرافیایی حدود 19 درجة شمالی واقع شده است.
یکی از مناطقی که می‌توان در آن به‌وفور کربنات‌های پالئوژن را شناسایی و مطالعۀ دقیق رسوب‌شناسی کرد، ایران و حوضۀ رسوبی زاگرس است که در زمان پالئوژن در آن، سازند تله‌زنگ به‌صورت محلی در مناطق کرمانشاه و لرستان رخنمون‌های بی‌نظیری دارد. این سازند در شمال غرب حوضۀ زاگرس (زیر حوضۀ لرستان) با لیتولوژی غالب سنگ آهک، محدودۀ سنی پالئوسن تا ائوسن دارد (Aghanabati 2010). مطالعات رسوب‌شناسی و محیط رسوبی سازند تله‌زنگ به‌ویژه در منطقۀ کرمانشاه بیان‌کنندة یک محیط دریایی کم‌عمق برای این نهشته‌هاست (Shalalvand et al. 2019 a, b). جلبک‌ها، مرجان‌ها و فرامینیفرهای بنتیک که از سازندگان اصلی سنگهای کربناتی هستند، در نهشته‌های سازند تله‌زنگ فراوانی و تنوع زیادی دارند.
مطالعات پیشین دربارة این سازند در استان لرستان متمرکز بوده و عمدتاً به فسیل‌شناسی (Maghfouri Moghaddam et al. 2008; Rajabi et al. 2013; Shojaei Nejad et al. 2018) و در نمونه‌هایی به تعیین نوع محیط رسوبی (Zohdi and Adabi 2008) مربوط بوده است. در هیچ‌کدام از این مطالعات، به وجود رخساره‌های جلبکی و مرجانی اشاره نشده است؛ بنابراین در این مطالعه، علاوه بر شناسایی انواع جلبک‌ها و مرجان‌ها، ارتباط احتمالی بین تغییرات رخساره‌های زیستی سازند تله‌زنگ با تکامل زیستی پلتفرم کربناته طی پالئوسن- ائوسن در دیگر نقاط دنیا نیز بررسی شده است. مطالعۀ سازند تله‌زنگ در نواحی بررسی‌شده به تکمیل اطلاعات جهانی موجود در عرض‌های جغرافیایی میانی (20 تا 30 درجه) واقع در بین پلتفرم تتیس شمالی و جنوبی کمک شایانی می‌کند.
روش پژوهش
برای انجام این پژوهش، پس از مطالعۀ پژوهش‌های پیشین و بررسی نقشه‌های زمین‌شناسی 1:250000 ایلام- کوهدشت (Llewellyn 1974) و 1:250000 کرمانشاه (Braud 1978)، توالی‌های رسوبی برش کبوتربالا و برش باریکه به دلیل سهولت دسترسی، تنوع لیتولوژیکی، عدم گسل‌خوردگی و مشخص‌بودن مرزهای زیرین و بالایی، به‌مثابة بخشی از نهشته‌های پالئوسن زاگرس انتخاب شد (شکل 1). در راستای اهداف دنبال‌شده در این مقاله، این دو برش چینه‌شناسی (برش باریکه و کبوتربالا) به‌صورت سیستماتیک و در فواصل 2متری نمونه‌برداری دقیق شد (در محل‌هایی که تغییرات رخساره‌ای شدید بود، نمونة اضافه برداشت شد). در انتها تعداد 130 نمونة سنگی از برش باریکه و 33 نمونة سنگی از برش کبوتربالا برداشت و از تمامی آنها مقطع نازک تهیه شد. به‌منظور تشخیص و تفکیک سنگ آهک از دولومیت و همچنین کربنات‌های آهن‌دار و بدون آهن، تمامی مقاطع نازک میکروسکوپی با محلول آلیزارین قرمز (Alizarin- Red- Stain) و فروسیانید پتاسیم (K. Ferricyanide) به روش Dickson 1965 رنگ‌آمیزی و به کمک میکروسکوپ پلاریزان مطالعه شد. برای تشخیص و مطالعة جلبک‌های آهکی، از آنها تصاویر میکروسکوپی تهیه و از منابع و مقالات مرتبطی استفاده شد که پژوهشگران مختلف ارائه کردند (Elliott 1968; Deloffre and Radoicic 1978; Barattolo 1998; Genot and Granier 2011; Granier et al. 2013; Sobhi and Ahmed 2015; Bucur et al. 2016; Barani et al. 2017; Granier at al. 2017; Bucur et al. 2018; Barattolo et al. 2019). مرجان‌های حاضر در این پژوهش نیز برمبنای پژوهش‌هایTurnsek and Kosir 2004; Bernecker and Weidlich 2005; Zamagni et al. 2012; Baron-Szabo 2018 بوده است. در شناسایی بافت رخساره‌های رسوبی از طبقه‌بندی‌های Dunham 1962; Embry and Klovan 1971 استفاده شده است؛ همچنین شناسایی رخساره‌های حاضر در این پژوهش برمبنای مشاهدات صحرایی و بررسی‌های آزمایشگاهی و روش Flugel 2010 انجام شده است.
شکل 1- موقعیت جغرافیایی و مسیر دسترسی به برش‌های مطالعه‌شده.
Fig 1- Geographical location and access route to the studied sections.
زمین‌شناسی و چینه‌شناسی عمومی برش‌های مطالعه‌شده
سازند تله‌زنگ در استان کرمانشاه، یکی از واحدهای کربناتۀ حوضۀ لرستان است (Falcon 1961) که در نوار چین‌خوردۀ زاگرس قرار گرفته است. با توجه به نقشۀ زمین‌شناسی، نواحی مطالعه‌شده از مجموعه‌ای از رسوبات کربناته و تخریبی سنوزوئیک و عمدتاً متعلق به محیط دریایی کم‌عمق تشکیل شده است (شکل‌های 2 و 3). در زمان پالئوسن پسین تا ائوسن، رسوبات زاگرس در یک حوضۀ پیش‌گودال باقی‌مانده در حاشیۀ شرقی صفحۀ عربی نهشته شده‌اند (Alavi 2004). با کاهش گسترش پیش‌گودال، این حوضه با یک پلتفرم کربناته جایگزین شده است. در این زمان به دلیل فعالیت‌های تکتونیکی شدید، سیستم کربناته بارها توقف کرده و جای خود را به آواری‌ها داده است؛ در لرستان این آواری‌ها با سازند کشکان و کربنات‌ها با سازندهای شهبازان و تله‌زنگ شناخته می‌شوند (Janbaz et al. 2018).
در پژوهش حاضر، دو برش چینه‌شناسی از سازند تله‌زنگ با مرزهای مشخصی در بالا و پایین انتخاب و بررسی شده است:
برش چینه‌شناسی باریکه: در جنوب غرب کرمانشاه و در کیلومتر 40 جادۀ اصلی کرمانشاه- اسلام‌آباد غرب در ارتفاعات گردنۀ چهارزبر با مختصات جغرافیایی E: 46° 41′ 00″و N: 34° 13′ 00″واقع شده است. این برش 282 متر ضخامت دارد که عمدتاً از سنگهای آهکی با لایه‌بندی نازک تا توده‌ای به همراه میان‌لایه‌هایی از مارن و همچنین دولومیت تشکیل شده است. سن سازند تله‌زنگ در برش باریکه، پالئوسن پسین در نظر گرفته شده است (Shalalvand 2019). این سازند در برش مطالعه‌شده به‌صورت پیوسته و هم‌شیب روی سازند آواری امیران قرار گرفته است. با توجه به حضور ماسه‌سنگ و کنگلومرای سازند کشکان در بخش انتهایی این برش، مرز بالا به‌صورت ناپیوسته و هم‌شیب در نظر گرفته شده است.
برش چینه‌شناسی کبوتربالا: این برش در 60 کیلومتری جنوب شهرستان کرمانشاه (در بخش شمالی نقشة زمین‌شناسی 1:250000 ایلام- کوهدشت) قرار گرفته است. مختصات جغرافیایی قاعدة برش به‌صورت E: 47° 08′ 00″ و N: 33° 56′ 00″است که در حاشیة جادۀ فرعی کرمانشاه- پل‌دختر رخنمون دارد. سازند تله‌زنگ در این برش نیز، محدودة سنی پالئوسن پسین دارد که با 65 متر ضخامت عمدتاً از سنگ آهک و مقداری دولومیت تشکیل شده است (Shalalvand 2019). مرز زیرین و بالایی برش کبوتربالا همانند برش باریکه به‌صورت پیوسته و هم‌شیب با سازند امیران و ناپیوسته و هم‌شیب با سازند کشکان مشخص می‌شود. تصاویر صحرایی سازند تله‌زنگ در برش‌های بررسی‌شده در شکل 4 مشخص است.
شکل 2- قسمتی از نقشۀ زمین‌شناسی 250000/1 کرمانشاه که محل برش مطالعه‌شده در آن مشخص شده است (Braud 1978؛ با ترسیم دوباره).
Fig 2- Part of the 1/250000 geological map of Kermanshah which the studied section is specified (Braud 1978; by redrawing).
شکل 3-قسمتی از نقشۀ زمین‌شناسی 250000/1 ایلام- کوهدشت که محل برش مطالعه‌شده در آن مشخص شده است (Llewellyn 1974؛ با ترسیم دوباره).
Fig 3- Part of the 1/250000 geological map of Ilam-Kuhdasht which the studied section is specified (Llewellyn 1974; by redrawing).
شکل 4- تصاویر صحرایی از سازند تله‌زنگ در برش‌های مطالعه‌شده؛ A. مرز زیرین سازند تله‌زنگ با سازند امیران. جهت دید به سمت شرق؛ B. نمایی نزدیک از مرز بالایی سازند تله‌زنگ با سازند کشکان. جهت دید به سمت شمال؛ C. نمایی نزدیک از سنگهای آهک متوسط تا ضخیم‌لایه؛ D. نمایی نزدیک از سنگهای آهک حاوی رخساره‌های جلبک سبز در این سازند؛ E. نمایی نزدیک از تصاویر صحرایی رخساره‌های مرجانی در این سازند.
Fig 4-Field images of the Taleh Zang Formation in the studied sections. A) Lower boundary of the Taleh Zang Formation with the Amiran Formation (view to the east). B) Close view of the upper boundary of the Taleh Zang Formation with the Kashkan Formation (view to the north). C) Close view of medium to thick-bedded limestone. D) Close view of limestone containing green algal biofacies in this formation. E) Close view of the field images of coral biofacies in this formation.
رخساره‌های زیستی سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه
ذرات تشکیل‌دهندۀ سازند تله‌زنگ در جنوب و جنوب غرب کرمانشاه عمدتاً شامل مرجان‌ها، جلبک‌های سبز داسی‌کلاداسه‌آ و فرامینیفرهای بنتیک است. رخساره‌های زیستی شناسایی‌شده از برش‌های بررسی‌شده از بخش‌های پایین به سمت بالای توالی عبارت‌اند از:
ستون چینه‌شناسی و تغییرات رخساره‌های زیستی حاضر در برش‌های بررسی‌شده در شکل 8 ارائه شده است. در جدول 1 نیز به‌طور کامل مشخصات و ویژگی‌های اصلی رخساره‌های شناسایی‌شده در سازند تله‌زنگ ارائه شده است.
|
نام رخساره |
اجزای اصلی |
اجزای فرعی |
زیرمحیط رسوبی |
|
|
وکستون تا پکستون حاوی جلبک سبز |
جلبک‌های سبز داسی کلاداسه‌آ |
پلوئید، گاستروپود |
رمپ داخلی |
|
|
وکستون تا پکستون حاوی جلبک سبز و فرامینیفر بنتیک |
جلبک سبز، میلیولید |
دوکفه‌ای، گاستروپود، خرده‌های خارپوست |
رمپ داخلی |
|
|
باندستون تا فلوتستون مرجانی |
مرجان |
دوکفه‌ای‌های ریز، خرده‌های خارپوست |
رمپ داخلی- ابتدای رمپ میانی |
|
|
وکستون حاوی فرامینیفر بنتیک و جلبک سبز |
میلیولید، میسیلینا، خرده‌های جلبک سبز |
روتالیا، خرده‌های خارپوست، استراکودا |
ابتدای رمپ میانی |
|
جدول 1-خلاصه‌ای از مهم‌ترین مشخصات رخساره‌ای شناسایی‌شده در برش‌های مطالعه‌شده از سازند تله‌زنگ.
Table 1-A summary of the most important facies features identified in the studied sections of the Taleh Zang Formation.
شکل 5- رخسارة زیستی جلبک سبز شناسایی‌شده در مرحلة اول تکامل سازند تله‌زنگ. تصاویر A تا D. نمایی کلی از رخساره‌های جلبک سبز. نمایی نزدیک‌تر از انواع جلبک‌های سبز که عبارت‌اند از:
E)Cymopolia edwarsi,F)Cymopolia sp., G)Cymopolia elongate,H) Indopolia satyavanti, I)Clypeina aff. Occidentalis, J) Halimeda cf. fragiles,K)Cymopolia aff. Tibetica, L)Neomeris cf. plagensis.
Fig 5- Green algal biofacies identified in the first stage of evolution of the Taleh Zang Formation.
Figures A to D) Overview of green algal biofacies.
Figures E to L) Closer view of the green algae, which are: E) Cymopolia edwarsi, F) Cymopolia sp., G) Cymopolia elongate, H) Indopolia satyavanti, I) Clypeina aff. occidentalis, J) Halimeda cf. fragiles, K) Cymopolia aff. tibetica, L) Neomeris cf. plagensis
شکل 6-رخسارة زیستی مرجانی شناسایی‌شده در مرحلة اول تکامل سازند تله‌زنگ.
انواع مرجان‌ها عبارت‌اند از: A) Dendrophyllia candelabrum، B) Oculina conferta،C)Acropora sp.، D)Oculina becki ، E)Goniopora sp. ، F)Bacarella vipavica ، G)Actinacis sp. ، H).Litharaea subepithecata
Fig 6- Coral biofacies identified in the first stage of evolution of the Taleh Zang Formation. Types of corals are:
A) Dendrophyllia candelabrum, B) Oculina conferta, C) Acropora sp., D) Oculina becki, E) Goniopora sp., F) Bacarella vipavica, G)Actinacis sp., H) Litharaea subepithecata.
شکل 7- رخسارة زیستی جلبک سبز و فرامینیفر بنتیک (A, B,C). در شکل A، فلش قرمزرنگ، جلبک سبز از نوع Halimeda nana و فلش زردرنگ فرامینیفر میلیولید را نشان می‌دهد.
رخسارة زیستی فرامینیفر بنتیک و جلبک سبز (D, E, F, G, H). فرامینیفرهای شناسایی عبارت‌اند از: شکل (DElazigina sp.. شکل (EPrearhapidionina sp.. شکل H) .Miscellana miscella
این دو رخساره با توجه به فراوانی فرامینیفرهای بنتیک و عمق نسبی برش‌های مطالعه‌شده از یکدیگر تفکیک شده‌اند.
Fig 7-Green algae and benthic foraminifera biofacies (A, B, C). In figure A, the red arrow shows the green algae Halimeda nana, and the yellow arrow shows the miliolid foraminifera.
Benthic foraminifera and green algae biofacies (D, E, F, G, H). Identifying foraminifera are: D) Elazigina sp., E) Prearhapidionina sp., H) Miscellana miscella.
These two biofacies separated according to the abundance of benthic foraminifera and the relative depth of the studied sections.
شکل 8- ستون چینه‌شناسی سازند تله‌زنگ در برش‌های بررسی‌شده؛ A: برش باریکه و B: برش کبوتربالا.
Fig 8- Stratigraphic column of the Taleh Zang Formation in the studied sections. A: Barikeh succession, and B: Kaboutar Bala succession.
تکامل زیستی سازند تله‌زنگ در حوضۀ رسوبی زاگرس در منطقۀ کرمانشاه
با توجه به رخساره‌های زیستی شناسایی‌شده در سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه، این سازند در برش‌های مطالعه‌شده در یک محیط دریایی کم‌عمق از نوع رمپ کربناته نهشته شده و دربرگیرندۀ چهار رخسارۀ زیستی است. سازند تله‌زنگ در طول پالئوسن، با توجه به تغییرات تدریجی رخساره‌ها، نبود آنکوئیدها و پیزوئیدها و همچنین نبود ساخت‌های ریزشی (اسلامپ‌ها)، برش‌ها و کلسی توربیدات‌ها، یک شرایط دریایی کم‌عمق را در یک رمپ کربناته و بدون ساختارهای ریفی گسترده و پیوسته تجربه کرده است. در این پژوهش، تکامل زیستی پلتفرم کربناتة سازند تله‌زنگ در طول زمان و در دو منطقه (باریکه و کبوتربالا) بررسی شده است که به‌لحاظ عمق و شرایط رسوبی کاملاً متفاوت هستند. عمدة آلوکم‌های برش باریکه که در مناطق کم‌عمق‌تر پلتفرم کربناتة سازند تله‌زنگ واقع شده، شامل جلبک‌های سبز و فرامینیفرهای بنتیک کوچک از نوع میلیولید است. در برش کبوتربالا که در مناطقی با عمق رسوبی بیشتر واقع شده است، عمدۀ ذرات تشکیل‌دهنده را مرجان‌ها و فرامینیفرهای بنتیک از نوع میسیلینا و روتالیا تشکیل می‌دهد. همان‌گونه که بیان شد، تکامل زیستی این پلتفرم در طول زمان در هر دو منطقه به‌طور کامل بررسی شده است.
در زمان پالئوسن که نخستین مرحلۀ تکامل زیستی پلتفرم کربناتۀ پالئوژن است، جلبک‌ها و مرجان‌ها گسترش و فراوانی بسیار زیادی در سازند تله‌زنگ دارند. در این مرحله دو رخسارۀ زیستی مجزا در سازند تله‌زنگ شناسایی شده که شامل رخسارۀ زیستی جلبک سبز و رخسارۀ زیستی مرجانی است. این رخساره‌های زیستی که مشخص‌کنندۀ مرحلة اول تکامل پلتفرم کربناتۀ (Stage 1) سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه هستند، در بسیاری از نهشته‌های کربناتۀ پالئوسن حوضۀ تتیس نیز شناسایی شده‌اند (Scheibner and Speijer 2008; Martin et al. 2020)؛ اما همان‌گونه که بیان شد، اندازه و وسعت این ساختارهای مرجانی و جلبکی به حدی نبوده است که سدهای بزرگ و وسیعی را تشکیل دهد که در پشت آن یک محیط لاگون و محدود شکل بگیرد.
لازم به توضیح است با توجه به شیب حوضه و توزیع رخساره‌ها در دو برش مطالعه‌شده، از آنجایی که برش باریکه در بخش‌های کم‌عمق‌تر پلتفرم کربناتۀ سازند تله‌زنگ قرار گرفته است، در این مرحله با فراوانی جلبک سبز و دوکفه‌ای (رخسارة جلبک سبز) مشخص می‌شود؛ در صورتی که در برش کبوتربالا که در بخش‌های دور از ساحل پلتفرم کربناتة سازند تله‌زنگ قرار گرفته است، با حضور گستردة مرجان‌ها و خرده‌های خارپوست (رخسارۀ زیستی مرجانی) مشخص می‌شود.
در زمان پالئوسن پسین و در بخش‌های بالایی آشکوب تانتین (Upper Thanetian)، با از بین رفتن مرجان‌ها و بخش عمده‌ای از جلبک‌ها، شاهد حضور فرامینیفرهای بنتیک هستیم. این زمان که مرحلۀ دوم از تکامل زیستی پلتفرم کربناته است، فرامینیفرهای بنتیک گسترش یافته‌اند و در حال فزونی هستند. با توجه به عمق نسبی دو برش مطالعه‌شده از سازند تله‌زنگ، در این مرحله نیز دو رخسارۀ زیستی شناسایی و تفکیک شده است. این رخساره‌ها شامل رخسارۀ زیستی جلبک سبز و فرامینیفر بنتیک و همچنین رخسارۀ زیستی فرامینیفر بنتیک و جلبک سبز هستند. گفتنی است با توجه به عمق نسبتاً بیشتر محیط رسوب‌گذاری در برش کبوتربالا نسبت به برش باریکه، فراوانی فرامینیفرهای بنتیک بیشتر بوده، ولی در برش باریکه که کربنات‌ها در عمق کمتری نهشته شده‌اند، فراوانی جلبک سبز نسبت به فرامینیفر بنتیک بیشتر است. همین موضوع موجب تفکیک دو نوع رخسارۀ متفاوت در بخش‌های میانی تا انتهایی هر دو برش شده است. به‌طور خلاصه در هریک از برش‌های مطالعه‌شده از سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه، شاهد حضور مراحل اول و دوم از تکامل زیستی پلتفرم کربناته در زمان پالئوسن هستیم.
در زمان ائوسن پیشین (Early Eocene) در منطقۀ کرمانشاه برخلاف دیگر مناطق حوضۀ رسوبی زاگرس، کارخانۀ تولید کربنات سازند تله‌زنگ درنتیجۀ ورود رسوبات تخریبی قرمزرنگ (عمدتاً کنگلومرایی و ماسه‌سنگی) سازند کشکان به داخل حوضه به‌طور کامل از بین می‌رود. این تغییر واضح در لیتولوژی و اجزای تشکیل‌دهندۀ توالی‌ها، احتمالاً درنتیجۀ کاهش سطح آب دریاها یا به دلیل فعالیت‌های تکتونیکی زمان پالئوژن در منطقۀ کرمانشاه است که سبب جایگزین‌شدن محیط خشکی و رودخانه‌ای سازند کشکان (Rostami et al. 2019) به جای محیط دریایی سازند تله‌زنگ می‌شود. در شکل 9 مدل شماتیکی از روند مراحل تکامل زیستی سازند تله‌زنگ در حوضۀ زاگرس ارائه شده است. همان‌طور که در شکل نیز مشخص است، سازند کربناتۀ تله‌زنگ فقط مراحل اول و دوم تکامل را به خود اختصاص می‌دهد و مرحلۀ سوم با سازند آواری کشکان مشخص می‌شود.
شکل 9- مدل مراحل تکامل زیستی سازند تله‌زنگ در حوضۀ زاگرس. همان‌گونه که مشخص است، در مرحلة اول و در طول پالئوسن، عمدۀ ارگانیسم‌ها شامل کلنی‌های جلبک و مرجان هستند. در این مرحله، در قسمت کم‌عمق، جلبک‌های منفرد نیز حضور دارند. در مرحلۀ دوم و آخرین آشکوب پالئوسن، مرجان‌ها از بین رفته و فرامینیفرهای بنتیک جایگزین آنها شده‌اند. در این مرحله نیز تعدادی جلبک سبز در بخش‌های با عمق کم دیده می‌شود. در مرحلۀ سوم و شروع ائوسن، کربنات‌های سازند تله‌زنگ جای خود را به سازند آواری کشکان داده‌اند.
Fig 9- Model of biological evolutionary stages of the Taleh Zang Formation in Zagros Basin. As it clear, in the first stage and during the Paleocene, the main organisms include algal and coral colonies. At this stage, individual algae are also present in the shallow part. In the second stage and in the latest Paleocene, corals destroyed and replaced by benthic foraminifera. At this stage, a number of green algae are also seen in shallow areas. In the third stage in Early Eocene, the carbonates of the Taleh Zang Formation replaced by the Kashkan siliciclastic Formation.
مقایسة سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه با دیگر مناطق تتیس
در زمان پالئوژن پیشین سازند تله‌زنگ در حوضۀ رسوبی زاگرس در منطقۀ کرمانشاه در عرض جغرافیایی حدود 19 درجۀ شمالی واقع شده است (Scheibner and Speijer 2008)؛ (شکل 10). در این پژوهش سازند کربناتۀ تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه با نتایج به‌دست‌آمده از دیگر بخش‌های پلتفرم تتیس در زمان پالئوسن- ائوسن مقایسه شده است که در سرتاسر دنیا رخنمون دارند (Scheibner and Speijer 2008; Zamagni et al. 2012; Martin et al. 2020)؛ (شکل‌های 10 و 11).
همان‌طور که در شکل‌های 10 و 11 نیز مشخص است، پلتفرم‌های کربناته واقع در کوههای کارپاتین در غرب اسلواکی (شمارة 1)، رشته‌کوه پیرنه در فرانسه و اسپانیا (شمارة 2) و مجمع الجزایر آیونی در یونان (شمارة 3) در عرض‌های جغرافیایی میانی (30°- 45° N) قرار گرفته‌اند. در این پلتفرم‌ها، عمدۀ ارگانیسم‌های تشکیل‌دهندۀ مراحل تکاملی اول و دوم، متشکل از ریف‌های جلبکی- مرجانی است. در این مناطق، در مرحلۀ سوم تکامل زیستی، فرامینیفرهای بنتیک بیشترین نقش را دارند (Accordi at al. 1998; Baceta et al. 2005)، جز کوههای کارپاتین در غرب اسلواکی. در منطقۀ کارپاتین در انتهای پالئوسن، ساختارهای ریفی به‌طور کامل از بین رفته و کربنات‌های جوان‌تر از پالئوسن پسین یافت نشده است (Kazmer et al. 2003; Bucek and Kohler 2017).
پلتفرم‌های کربناتة واقع در تونس (شمارة 4)، غرب مراکش (شمارة 5)، حوضۀ سیرت در لیبی (شمارة 6) و حوضۀ زاگرس در منطقۀ کرمانشاه با حضور سازند کربناتۀ تله‌زنگ (شمارة 7)، در عرض‌های جغرافیایی حد واسط (20°- 30° N) واقع شده‌اند. در طول پالئوسن، پلتفرم‌های کربناتۀ کم‌عمق در این مناطق مانند مراکش، ریف‌های مرجانی و فرامینیفرهای بنتیک ندارند. در این منطقه، ریف‌های اویستری در مرحلۀ اول (Stage 1) و ریف‌های اویستری، بریوزوا و خارداران در مرحلۀ دوم (Stage 2) قرار دارند؛ در حالی که در اوایل ائوسن، مرحلۀ سوم (Stage 3) از تکامل زیستی این پلتفرم با نبود فرامینیفرهای بنتیک مشخص می‌شود. نبود مرجان‌ها و فرامینیفرهای بنتیک، این منطقه را از سایر مناطق دیگر مجزا می‌کند (Jorry et al. 2006; Scheibner and Speijer 2008; Martin el al. 2020).
همچنین پلتفرم‌های کربناتۀ عمان (شمارة 8)، شمال غرب هند (شمارة 9) و شمال غرب سومالی (شمارة 10) در عرض‌های جغرافیایی پایین (0°- 20° N) مشخص هستند. پلتفرم‌های حاضر در این عرض جغرافیایی، طی پالئوسن و مرحلۀ تکاملی اول با حضور ریف‌های مرجانی مشخص هستند. در پالئوسن پسین و مرحلۀ تکاملی دوم عموماً ریف‌های مرجانی و فرامینیفرهای بنتیک، این مرحله را نشان می‌دهند. در اوایل ائوسن نیز، حضور فراوان فرامینیفرهای بنتیک در تمام مناطق نشان‌دهندۀ مرحلۀ سوم از تکامل زیستی پلتفرم کربناته است (Carbone et al. 1993; Sarkar 2015; Tomas et al. 2016).
به‌طور کلی مرحلۀ نخست از تکامل زیستی پلتفرم کربناتۀ سازند تله‌زنگ در منطقۀ کرمانشاه کاملاً مشابه با پلتفرم‌های کارپاتین، پیرنه، جزایر آیونی، لیبی، شمال غرب هند و شمال غرب سومالی است. مرحلۀ دوم از تکامل زیستی سازند تله‌زنگ نیز قابل مقایسه با پلتفرم‌های واقع در لیبی و عمان است. نتایج حاصل از این مقایسه در شکل 11 ارائه شده است.
شکل 10- نقشۀ دیرینة جغرافیای پالئوسن- ائوسن و توزیع ارگانیسم‌ها در میانه‌های پالئوسن (Stage 1)، پالئوسن پسین (Stage 2) و اوایل ائوسن (Stage 3). (برگرفته از Scheibner and Speijer 2008 و همچنین وب‌سایت https://www.odsn.de/odsn/services/paleomap/about_map.html با رسم دوباره و اعمال تغییرات). شماره‌های واقع در این تصویر براساس اطلاعات ارائه‌شده در متن و شکل 11 است و به ترتیب عبارت‌اند از: 1) West Carpathians، 2) Pyreanean، 3) Ionian Islands، 4) Tunisia، 5) West Morocco، 6) Libya، 7) Zagros Basin (Kermanshah, Iran)، 8) Oman، 9) NW India، 10) NW Somalia.
Fig 10- Paleogeographical map of Paleocene-Eocene and distribution of organisms in the mid-Paleocene (Stage 1), Late Paleocene (Stage 2) and Early Eocene (Stage 3). (Adapted from Scheibner and Speijer 2008 as well as https://www.odsn.de/odsn/services/paleomap/about_map.html by redrawing and applying changes). The numbers in this image are based on the information presented in the text and Fig 11 and are: 1) West Carpathians, 2) Pyreanean, 3) Ionian Islands, 4) Tunisia, 5) West Morocco, 6) Libya, 7) Zagros Basin (Kermanshah, Iran), 8) Oman, 9) NW India, 10) NW Somalia.
شکل 11- طرحی شماتیک از ارگانیسم‌های غالب مرتبط با مراحل سه‌گانۀ تکامل زیستی پلتفرم‌های کربناتة تتیس که در شکل 10 ارائه شد (برگرفته از Scheibner and Speijer 2008 با رسم دوباره و اعمال تغییرات). حوضه‌های واقع در عرض‌های جغرافیایی میانی (30- 45 درجه)، حد واسط (20 تا 30 درجه) و زیرین (پایین‌تر از 20 درجه) با خطوط سیاه تیره از یکدیگر جدا شده‌اند. همان‌طور که مشاهده می‌شود، ارگانیسم‌های غالب و رخساره‌های حوضۀ زاگرس در ناحیة کرمانشاه به‌طور کامل مشابه با مراحل اول از پلتفرم‌های شمارة 1، 2، 3، 6، 9 و 10 و مراحل دوم از پلتفرم‌های شمارة 6 و 8 است.
Fig 11- A schematic picture of the dominant organisms associated with the three stages of biological evolution of the Tethys carbonate platforms as shown in Fig 10 (taken from Scheibner and Speijer 2008, with redrawing and modification). The thick black lines separate the basins at middle (30 - 45°), intermediate (20 - 30°) and low (below 20°) paleolatitudes. As it clear, the dominant organisms and biofacies of the Zagros Basin in Kermanshah region are completely similar to the first stages of platforms 1, 2, 3, 6, 9 and 10 and the second stages of platforms 6 and 8.
نتیجه
سازند تله‌زنگ به سن پالئوسن در منطقۀ کرمانشاه، در یک رمپ کربناتۀ کم‌عمق نهشته شده است. مرز زیرین و بالایی سازند تله‌زنگ در برش‌های بررسی‌شده به ترتیب با سازندهای امیران و کشکان مشخص می‌شود. رخساره‌های شناسایی‌شده از توالی‌های مطالعه‌شده، بیان‌کنندة دو مرحله در تکامل زیستی این پلتفرم کربناته است. مرحلۀ نخست طی پالئوسن روی داده که با ترکیبی از رخساره‌های زیستی جلبکی و مرجانی مشخص و در بخش‌های ابتدایی تا میانی هر دو برش دیده می‌شود. مرحلۀ دوم تکامل زیستی پلتفرم کربناتۀ سازند تله‌زنگ در انتهای پالئوسن پسین با فراوانی فرامینیفرهای بنتیک و حضور جلبک‌های سبز توصیف می‌شود. این مرحله، بخش‌های میانی تا انتهایی هر دو برش را به خود اختصاص می‌دهد؛ با این تفاوت که در برش باریکه با توجه به عمق کم نهشته‌ها، جلبک‌های سبز فراوان است، ولی در برش کبوتربالا به دلیل عمق نسبتاً بیشتر نهشته‌ها، فرامینیفرهای بنتیک گسترش بیشتری دارند. روند رسوب‌گذاری رخساره‌های زیستی پالئوسن در بسیاری از مواقع کاملاً مشابه با نهشته‌های همزمان در دیگر نقاط دنیاست؛ در حالی که در زمان ائوسن شرایط برای تشکیل رسوبات کربناته در منطقۀ مطالعه‌شده (کرمانشاه) کاملاً از بین رفته است. با شروع ائوسن در منطقۀ مطالعه‌شده، شاهد رسوب‌گذاری سازند آواری کشکان با فراوانی کنگلومرا و ماسه‌سنگ در یک محیط رسوبی رودخانه‌ای هستیم.
سپاسگزاری
در این پژوهش، جلبک‌های شناسایی‌شده به تأیید استادان متخصص در این زمینه ازجمله دکتر کوروش رشیدی (دانشگاه یزد) و دکتر Filippo Barattolo (دانشگاه ناپل ایتالیا) رسیده است که از آنها سپاسگزاری می‌شود. از دکتر Francesca R. Bosellini (دانشگاه مودنا رجیو امیلیای ایتالیا)، دکتر Baron-Szabo (مرکز تحقیقاتی اسمیتسونین واشینگتن دی‌سی) و همچنین دکتر Dragica Turnsek (آکادمی علوم و هنر اسلوونی)، به دلیل شناسایی مرجان‌های حاضر، تشکر و قدردانی می‌شود.
)
