نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار گروه زمینشناسی نفت و حوضههای رسوبی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 استاد گروه زمینشناسی، دانشکدۀ زمینشناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 استاد گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
In order to identify the palynofacies and to reconstruct the paleoenvironment of the Lower Cretaceous depositions in the Kopet-Dagh sedimentary basin, the Sanganeh Formation was sampled and studied. The four sections of the Sanganeh Formation were selected for correlation and comparison in the east and the center of the Kopet- Dagh Basin, respectively included Karizak, Mozduran, Sanganeh and Qarah-Su. The study of slides was done with an optical microscope. Marine palynomorphs groups, phytoclasts, amorphous organic matter, transparent to opaque amorphous organic matter ratio, brown to opaque phytoclast ratio, Peridinioid to Gonyaulacoid dinocyst ratio, abundance, and diversity of marine palynomorphs and dinoflagellates were counted and investigated. In this study, a quantitative analysis of the main palynologic elements (AOM, marine palynomorph, phytoclast) led to characterize four palynofacies types that were identified in the Karizak and Mozduran sections. Based on the palynofacies analyses and according to the plotting to Tyson diagram, we have recorded an increase in the number of phytoclasts and a decrease in the number of marine palynomorphs to the east indicating a decrease in the depth and oxygen trend in the Sanganeh Formation in these part of the Kopet-Dagh sedimentary Basin. The sedimentation rate of the Sanganeh Formation was also considered low in the studied sections.
Keywords: Palynofacies, Dinoflagellate, Kopet-Dagh, Sanganeh Formation, Lower Cretaceous
Introduction
According to Tyson (1993, 1995) and Batten (1996b), identification of palynofacies plays an essential role in determining depositional environments as well as studying the petroleum potential in sediments. The components of palynologic slides, which are used to determine palynofacies and paleoenvironmental interpretation, can be grouped into three groups: amorphous organic matter (AOM), marine palynomorphs (MP), and phytoclasts (P). Due to the Sanganeh Formation lithology, paleontologists have been interested in working the shale samples. Several studies have been done to determine the age and identify the paleoenvironment on this formation in the Kopet-Dagh basin based on different fossil groups including foraminifera, calcareous nannofossil, ammonite, and palynomorph. Four stratigraphic sections have been selected from the Sanganeh Formation in the Kopet-Dagh Basin. The studied sections from the east to the center of the Basin are included Karizak, Mozduran, Sanganeh and Qarah-Su, respectively with a thickness of 320, 355, 550, and 580 meters. In the studied sections, the lower and upper boundaries of the Sanganeh Formation are continuance with Sarcheshmeh and Aitamir formations. The aim of this study was to identify the palynofacies and the paleoenvironment of the Sanganeh Formation based on the counting and frequency of palynological content in the studied sections.
Material & Methods
A total of 370 samples were taken from the Sanganeh Formation in four sections, (Karizak, Mozduran, Sanganeh, and Qarah-Su). Samples were prepared based on the acid treating technique (HCl/HF) (Travers 2007). In this standard method, dry sediment samples were degraded with 30% hydrochloric acid (HCl) and 40% hydrofluoric acid (HF) to extract acid-resistant organic matter. These acids had been added to remove carbonates and silicates materials. In the following steps, after sieving (10 µm mesh), the samples were centrifuged with heavy liquid zinc chloride (ZnCl2), and the residual material was finally transferred to 3–5 lamellas for palynological studies. It should be noted that the samples were not oxidized.
Discussion of Results & Conclusions
Based on the relative frequency of three palynological matter categories, three types of palynofacies are recognized at the Qarah-Su section,and four types of palynofacies at the Karizak and Mozduran sections. According to these plots, we could subdivide the Sanganeh Formation into two parts in the studied sections. The first part is characterized by abundant phytoclast matter indicating a highly proximal dysoxic-anoxic basin.while the second part of the studied succession shows a change in organic matter in the samples composed of AOM and marine palynomorphs. This part is indicated by the proximal suboxic-anoxic shelf. The depositional depth showed an increase in this part. However, an exception could be observed in the Karizak section so there could be a third part and we could have observed a decrease in the depositional depth again.
The relative abundance of marine palynomorphs, phytoclasts, and amorphous organic matter, the ratio of transparent/opaque amorphous organic matter, brown/opaque phytoclast and Peridinioid/Gonyaulacoid dinocyst, and also the density and diversity of marine palynomorphs and dinoflagellates were considered at this study. The ratio of the transparent AOM to opaque AOM indicates low oxygen conditions have fluctuated over time. The absence of dinocysts at the base of succession may be due to the lack of preservation of distributed organic matter at the sediment surface, diagenesis, or the initial lack of production of dinoflagellate cysts in the marine environments (Ogg 1992). The upward trend in the peridinioid group is also considered to be near-coastal or transitional environments (Habib and Miller 1989).
The distribution of palynological data on the Tyson diagram indicates the relative high amount of phytoclasts for this formation, especially in the eastern sections of the Kopet-Dagh Basin. According to the diagrams, the shallowing trend to the east can be observed, clearly in the Karizak section. Therefore, the depositional environment of the Sanganeh Formation can be considered as a shallow, coastal, and low oxygen environment in the eastern part of the study area. Towards the center of the Basin, the amount of marine palynomorphs has increased which indicates deeper and distal coast, and a relatively lack of oxygen.
The paleoenvironmental and palynological elements analysis of the Sanganeh Formation in the studied area generally show the following results:
Comparison of the three main groups of palynological components (phytoclasts, amorphous organic matter, and marine palynomorphs) in the studied sections shows that the amount of phytoclasts in all sections is almost high. The amount of amorphous organic matter and marine palynomorphs are in the next degree of abundance. Due to the relative amount of these three groups, the base of the Sanganeh Formation has shown the shallow marine deposit and proximal setting. In the middle part, the amount of organic matter is increased and the amount of phytoclasts is reduced. The amount of marine palynomorphs also shows a relative increase in this part.
Therefore, the increase in amorphous organic matters, the presence of marine palynomorphs, and the relative decrease of phytoclasts, palaeoenvironment of the sequences can be considered mud dominate distal shelf. The upper part of the studied sections, which can be seen just only in the Karizak section, indicates a decrease in depth and near-shore environments, accompanied by an increase in phytoclasts.
The Karizak section, which is the most eastern section, has the lowest marine palynomorphs and the highest phytoclasts. The Mozduran section, which is the second section from the east shows an increase in the marine palynomorph and AOM. Finally, marine palynomorphs and AOM are increased in the Sanganeh and Qarah-Su sections,indicating an increase in depth and a decrease in oxygen to the center of the Kopet-Dagh basin.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
برخلاف باور عموم، دیرینهجغرافیا نشان میدهد بهدلیل اثر حرکتهای زمینساختی، پیشروی و پسروی دریای کرتاسه مکرراً اتفاق افتاده و رسوبگذاری در پهنۀ کپهداغ بهصورت پیوسته رخ نداده است (Aghanabati 2004). با وجود این، توالیهای بازۀ زمانی کرتاسه در کپهداغ، یکی از کاملترین و ضخیمترین نهشتههای کرتاسۀ ایران است. واحدهای سنگچینهای نظیر سازندهای شوریجه، تیرگان، سرچشمه و سنگانه، در بازۀ زمانی کرتاسۀ زیرین حوضۀ رسوبی کپهداغ تشکیل شدهاند (Aghanabati 2004). در زمان آپتین پسین، حوضۀ رسوبی کپهداغ، عمق بیشتری داشته و با ورود ذرات رسی، سازند سرچشمه نهشته شده است. ورود ذرات رسی در زمان آلبین تداوم یافته که درنتیجۀ آن، سازند شیلی سنگانه تهنشست یافته است (Aghanabati 2004; Shokri et al. 2015a).
مطالعۀ رخسارههای پالینولوژیکی، رویکردی برای بازسازی محیطهای رسوبی دیرینه محسوب میشود. در این راستا، در هنگام مطالعۀ اسلایدهای پالینولوژیکی، بهجای محدودکردن پژوهش به پالینومورفها در بقایای پالینولوژیکی، تمام محتوای آلی بررسی میشود. ذرات تشکیلشده از مواد آلی، بهعنوان یک جزء رسوبی در نظر گرفته میشود. این ذرات، شرایط اولیۀ ناحیۀ منشأ و محیط تهنشستی را منعکس میکند (Tyson 1996; Mansour & Taboun 2018; Mohamed et al. 2018; Mansour et al. 2020). طبق نظر بسیاری از محققان، اجزا و نسبت مواد آلی رسوبی تهنشست یافته در محیطهای دیرینۀ دریایی، بهطور مستقیم با تغییرات سطح آب دریا در ارتباط است ( Gorin and Steffen 1991; Tyson 1995; Bombardiere and Gorin 2000; Oboh-Ikuenobe et al. 2005).
براساس مطالعات تایسون (Tyson 1993, 1995) و باتن (Batten 1996b)، شناسایی و تفکیک رخسارههای پالینولوژیکی، نهتنها در تعیین محیطهای رسوبگذاری نقش مهمی را ایفا میکند؛ بلکه برای بررسی و ارزیابی پتانسیل هیدروکربورزائی در رسوبات میزبان نیز مفید است. میتوان اجزای موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی که برای تعیین رخسارهها و تفسیر محیطی استفاده میشود، در سه گروه مواد آلی بیشکل (AOM)، پالینومورفهای دریایی (MP) و فیتوکلستها (P) جای داد.
تاریخچۀ موضوع و مطالعات پیشین
سازند سنگانه بهدلیل داشتن ماهیت شیلی، بیشتر موردتوجه دیرینهشناسان بوده است. در حوضۀ رسوبی کپهداغ، مطالعات متعددی براساس گروههای مختلف فسیلی، ازجمله فرامینیفرها، نانوفسیلهای آهکی، آمونیتها و پالینومورفها برای تعیین سن و شناسایی محیط دیرینه، دربارۀ این سازند صورت گرفته است؛ ازجمله اولین مطالعات انجامشده، عبارتند از: مطالعات فرامینیفرها (Kalantari 1969) و بررسی آمونیتها (Afshar-harb 1994). در مطالعات مذکور، سن آلبین و آپتینپسین-آلبین برای سازند سنگانه تعیین شده است. از مطالعات انجامشده دربارۀ نانوفسیلهای آهکی سازند سنگانه، میتوان به مطالعاتHadavi and Bodaghi (2009) در برش مزدوران با سن آلبین-تورونین آغازی،Mahanipour and Kani (2015) در برش شیخ با تعیین سن ابتدای آپتین پسین تا آپتین پسین؟ و Gholami-fard et al. (2017) در برشهای قلعهجق با سن آپتین پسین-آلبین آغازین و یزدانآباد با سن آپتین آغازین تا پسین اشاره کرد.
از مطالعات انجامشده درزمینۀ پالینومورفهای سازند سنگانه، میتوان به برش قلعهنو اشاره کرد (Khosaravi and Ghaseminejad 2006). سن سازند در برش مذکور آپتین و محیط رسوبی آن پروکسیمال شلف تا mud dominated oxic shelf با شرایط نیمههوازی و کمانرژی تعیین شده است. در برش باغک، بخشی از بایوزون Odontochitina operculata برای سازند سنگانه تعیین شده است (Keshmiri et al. 2014). در مطالعۀ مذکور، بررسی عناصر پالینولوژیکی و مطالعۀ آماری فاکتورهای مؤثر، نشاندهندۀ افزایش عمق محیط از سازند سرچشمه به سازند سنگانه، همراه با شرایط آرامتر، کمانرژی و کاهش اکسیژن است. از سایر مطالعات براساس استفاده از عناصر پالینولوژیکی، میتوان به (Shokri et al. 2015a) در شرق و مرکز حوضۀ کپهداغ اشاره کرد. آنها براساس مطالعۀ سیستهای داینوفلاژله و پراکندگی و توزیع جنس و گونهها، دو داینوزون را شناسایی و سن سازند را آپتین پسین-آلبین آغازین تعیین کردند. داینوزونهای تفکیکشده منطبق بر زونهای Odontochitina operculata (Evans 1966) و Pseudoceratinium turneri (Morgan 1980) است. داینوفلاژلههای معرفیشده در این مطالعه، از خانوادههایی همچون Gonyaulacystaceae، Fromeacean، Canningiaseae، Spiniferitaceae، Hystrichosphaeridiaceae، Pseudoceratiaceae، Homotrybiaceae، Cleistosphaeridiaceae، Systematophoraceae و Areoligeraceae هستند. در مطالعهای دیگر که (2014) .Shokri et al انجام داده، محیط دیرینۀ سازند سنگانه در برش روستای سنگانه، براساس عناصر پالینولوژیکی، محیط کماکسیژن تا فاقد اکسیژن و دریای حاشیهای تا دریای باز کمعمق تعیین شده است. در مطالعۀ مذکور، براساس آنالیز ژئوشیمیایی، پتانسیل انباشت مواد آلی سازند مناسب تعیین شده است. در برش دهانۀ غلامان در کپهداغ مرکزی، سن سازند سنگانه، آپتین پسین-آلبین و محیط تهنشست سازند، شرایط احیایی تا نیمه احیایی و دریای باز و کمژرفا در نظر گرفته شد (Nouri et al. 2017). در برش امیرآباد، محیط رسوبی سازند سنگانه، کم اکسیژن تا فاقد اکسیژن و دریای حاشیهای تا دریای باز کمژرفا در نظر گرفته شده است (Allameh 2019).
یکی دیگر از مطالعات انجامشده دربارۀ سازند سنگانه، بررسی پتروگرافی، آنالیز عناصر کمیاب و ایزوتوپ کربن و اکسیژن بوده است (Heidari et al. 2014). این مطالعه که بر میانلایههای آهکی سازند سنگانه انجامشده، سبب شناسایی سه فاز اکوژنز، مزوژنز و تلوژنز برای این سازند شده است.
زمینشناسی عمومی و چینهشناسی برشهای موردمطالعه
چهار برش چینهشناسی برای سازند سنگانه در شرق و مرکز حوضۀ رسوبی کپهداغ انتخاب شده است. برشهای موردبررسی از شرق به غرب، شامل برشهای کاریزک با مختصات جغرافیایی ˝44.4 ΄52 ˚60 طول شرقی و˝19.1 ΄19 ˚36 عرض شمالی و ضخامت 320متر، مزدوران با مختصات ˝59.9 ΄33 ˚60 طول شرقی و ˝53.2 ΄32 ˚36 عرض شمالی و ضخامت 355متر، سنگانه با مختصات ˝52.2 ΄13 ˚60 طول شرقی و ˝5.4 ΄42 ˚36 عرض شمالی و ضخامت 550متر و قرهسو با ˝46 ΄40 ˚60 طول شرقی و˝14.04 ΄58 ˚36 عرض شمالی و ضخامت 580 متر است. سازند سنگانه در این برشها، اغلب سیمای تپهماهوری دارد و متشکل از توالیهای شیلی و مارن با میانلایههایی از سنگ آهک و سیلت است. مرزهای زیرین و بالایی سازند سنگانه، در برشهای موردمطالعه با سازندهای سرچشمه و آیتامیر بهصورت تدریجی است (شکل 1). از مشخصات ظاهری سازند سنگانه در این برشها میتوان به وجود ساختار رسوبی مخروطدرمخروط، حضور فسیل آمونیت، و نودولهایی با هستۀ آمونیتی اشاره کرد. راههای دسترسی و موقعیت جغرافیایی برشهای موردمطالعه در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 1- مرز زیرین و بالایی سازند سنگانه با سازندهای سرچشمه و آیتامیر در برش کاریزک (دید بهسمت شمال غرب)
Fig 1- Outcrop of the sanganeh formation at the karizak section
شکل 2- موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی به برشهای موردمطالعه؛ 1- برش کاریزک؛ 2- برش مزدوران؛ 3- برش سنگانه؛ 4- برش قرهسو (اقتباس با تغییرات از Shokri et al. 2014)
Fig 2- Location map of the studied sections: 1- Karizak; 2- Mozduran; 3- Sanganeh; 4- Qarah-su (after Shokri et al. 2014)
روش کار و مطالعه
برای انجام مطالعۀ پیش رو، درمجموع تعداد 370 نمونه سطحالارضی از سازند سنگانه در چهار برش کاریزک، مزدوران، سنگانه و قرهسو برداشت شده است. فواصل و نقاط نمونههای آمادهسازیشده برای هر برش در شکلهای 3 و 6 و 8 نشان داده شده است. نمونهها براساس تکنیک اسیدشویی (HCl/HF) آمادهسازی شده است (Travers 2007). در این روش، نمونههای رسوب خشک، برای استخراج مواد آلی که مقاوم به اسید است با اسیدهای هیدروکلریک 30% (HCl) و هیدروفلوئوریک 40% (HF)، تخریب شده است. هر یک از اسیدهای مذکور، بهترتیب برای انحلال کربناتها و سیلیکاتها در مراحل مختلف به نمونه اضافه شده است. در مراحل بعدی نمونهها پس از گذراندن از الک 10 میکرون، با مایع سنگین کلراید روی (ZnCl2)، برای جدایش کانیهای سنگین، خردههای چوب و عناصر غیرآلی سانتریفیوژشده و مواد باقیمانده، درنهایت به روی 3-5 لامل برای مطالعات پالینولوژیکی منتقل شده است. گفتنی است نمونهها اکسید نشده است. اسلایدهای آمادهشده با میکروسکوپ نیکون مدل Eclipse E600 مجهز به دوربین و با عدسیهای شیئی 20، 40 و 100 در آزمایشگاه پالئونتولوژی دانشگاه کانزاس آمریکا بررسی شد. تاکسای شناساییشده و ذرات پالینولوژیکی عکسبرداری شدند.
رخسارههای پالینولوژیکی و دیرینهبومشناسی سازند سنگانه در برشهای موردمطالعه
برای مطالعۀ محیط دیرینه، براساس رخسارههای پالینولوژیکی، لازم است حداقل 300 ذره در هر اسلاید شمارش شود (Tyson 1995). توصیفات متعددی از توزیع مواد آلی را میتوان در مطالعات مختلف یافت (ازجمله Boulter and Riddick 1986; Van Bergen et al. 1990; Van der Zwan 1990; Steffen and Gorin 1993a, 1993b; Tyson 1995; Batten 1996; Oboh-Ikuenobe et al. 1997, 2005; Mendonça Filho et al. 2010). دربارۀ طبقهبندیهای اولیۀ بینالمللی مواد آلی در کارگاه آموزشی مواد آلی در آمستردام بحث شد (Lorente and Ran 1991). در این کارگاه مادۀ آلی، بهعنوان مادۀ آلی پالینولوژیکی (POM) معرفی شد. POM به چهار گروه اصلی پالینومورفها، خردههای ساختاری، مواد بیشکل و مادۀ نامشخص تقسیم شد؛ سپس هرکدام از این گروهها به دستههای مختلف تقسیم شد.
(1999) Jaramillo and Oboh-Ikuenob مجموعههای پالینورخساره و نسبتها و پارامترهای آن را مطابق خط ساحلی قرار دادند. آنها از عمیقترین تا کمعمقترین بخش محیط رسوبی را بهصورت یک توالی در مجموعۀ پالینورخساره A، مجموعۀ پالینورخسارۀ D، مجموعۀ پالینورخسارۀ B و مجموعۀ پالینورخسارۀ C شرح دادند.
در تفسیر محیط دیرینه، فاکتورهای مختلفی بررسی میشود. این فاکتورها شامل نسبت فیتوکلیست قهوهای به تیره، نسبت مواد آلی بیشکل به تیره، نسبت مواد آلی بیشکل به پالینومورفهای دریایی، نسبت داینوفلاژلههای پریدینیوئید (P) به گونیالاکوئید (G)، تنوع و فراوانی پالینومورفهای دریایی و داینوفلاژلههای شاخص محیط است.
بهطورکلی، مقادیر بالای مواد آلی بیشکل (AOM) نشاندهندۀ محیطهای با پتانسیل حفظشدگی بالا و انرژی کم است. تعیین منشأ مواد آلی بیشکل معمولاً سخت است (Pacton et al. 2011). حفظشدگی مواد آلی بیشکل، بهطور مستقیم با شرایط نیمهاکسیژندار مرتبط است؛ درنتیجه این حفظشدگی با بهرهوری اولیه در ارتباط است؛ اما لزوماً اینطور نیست (Tyson 1993). درصد مواد آلی بیشکل را میتوان بهعنوان نشاندهندۀ محیطهای احیایی یا حداقل محیطهایی تفسیر کرد که موقتاً نیمهاکسیژندار تا فاقد اکسیژن با حفظشدگی بالای مواد آلی، پلانکتون برجا، یا محیطهای تهنشستی دور از منشاء هستند. در رخسارههای بالای دلتای پروکسیمال و کمانرژی، ممکن است برخی از مواد بیشکل موجود، محصول تخریب گیاهان در بالادست باشند (Piper 1995, Tyson 1995; Mendonca Filho et al. 2010; Pacton et al. 2011).
اکسیژن یکی از فاکتورهای مهم در دیرینهبومشناسی و بهویژه بازسازی محیطهای رسوبگذاری و تشکیل هیدروکربورهاست؛ زیرا شرایط اکسیژن پایین در شکلگیری هیدروکربن مهم است. بهمنظور تعیین میزان اکسیژن محیط، از نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره استفاده شده است. مواد آلی بیشکل شفاف، نشاندهندۀ شرایط بدون اکسیژن و مواد آلی بیشکل تیره، شرایط اکسیژندار را نشان میدهد (Tyson 1993). چنانچه نسبت این دو گروه بیشتر از یک باشد، شرایط فاقد اکسیژن و اگر این نسبت کوچکتر از یک باشد، حاکی از شرایط اکسیژندار است (Waveren and Visscher 1994; Bombardiere and Gorin 2000).
درصد بالای فیتوکلست، اغلب مرتبط با شرایط تهنشست در نواحی پروکسیمال است. عامل کنترلکنندۀ اصلی، فاصلۀ کوتاه حملونقل ذرات است. عوامل دیگر مانند شرایط اکسیدشدگی و مقاومت نسبی بافتهای پوششی نیز به مجاورت ناحیۀ منشأ ارتباط دارند (Mendonca Filho et al. 2010). بهطورکلی میتوان میزان فیتوکلست را به محیط نزدیک به خط ساحلی و یا جریانهای توربیدایتی در آبهای عمیق نسبت داد (Habib 1982).
نسبت فیتوکلست قهوهای به اپک، بهعنوان فاکتور لبیلیتی نیز شناخته میشود. فیتوکلستهای قهوهای به گیاهان خشکی وابسته است و نشاندهندۀ محیطهای نزدیک به ساحل است. فیتوکلستهای اپک، محیط نیمهاکسیژندار، نیمهآرام و دور از ساحل را نشان میدهد (Waveren and Visscher 1994; Schioler et al. 2002).
میزان فراوانی و تنوع پالینومورفهای دریایی، نشاندهندۀ مساعدبودن شرایط برای تولید و تنوع گونههای مختلف است و همچنین به شرایط حفظشدگی آنها بستگی دارد. در صورت عدم حفظشدگی، میزان فراوانی و تنوع، با وجود تولید بالا تقریباً ناچیز است (Sluijs et al. 2005; Zonneveld et al. 2001). داینوفلاژلهها معمولاً در شرایط مساعد ازنظر میزان دما و مواد غذایی بهسرعت تکثیر میشود، فراوانی درخور توجهی پیدا میکند و قدر مطلق آنها با دورشدن از ساحل و افزایش سطح آب زیاد میشود؛ به همین دلیل، از آنها برای تعیین موقعیت خط ساحلی استفاده میشود (Vink et al. 2000). براساس شکل سیست داینوفلاژله نیز، سیستهایی که زوائد طویل دارد، شاخص محیطهای دور از ساحل است؛ درحالیکه، اشکال با زوائد کوتاه یا فاقد زائده در محیطهای ساحلی و نزدیک به ساحل فراوان است (Götz et al. 2009).
با توجه به تجزیهوتحلیل کمّی گروههای مختلف از منطقۀ موردمطالعه، مجموعۀ رخسارههای پالینولوژیکی هر برش به شرح زیر تفکیک شده است. در این مطالعه، رخسارههای پالینولوژیکی شناساییشده در برشهای کاریزک و مزدوران، با برشهای سنگانه (Shokri et al. 2014) و قرهسو (Shokri et al. 2015b) مقایسه و تطابق داده شده است.
برش قرهسو
فاکتورهای مؤثر در تفسیر محیط رسوبی دیرینۀ سازند سنگانه در برش قرهسو ترسیم شده است (شکل 3). تفسیر محیط رسوبی دیرینۀ این برش، با توجه به فاکتورهای محاسبهشده به شرح زیر است:
نسبت P/G: همانگونه که پیشتر اشاره شد، از نسبت سیستهای P/G بهمنظور تعیین میزان تولید مواد ارگانیکی استفاده میشود. بررسی نسبت بین این دو گروه حاکی از تغییرات جزئی در میزان گروه P بوده؛ بنابراین، میزان تولید تنها در این بخش بالا بوده است. در سایر قسمتها با عدم حضور گروه پریدینیوئید روبهرو هستیم که بهطورکلی بیانگر محیط عمیقتر، شوری و مواد غذایی کمتر است. از گونههای مربوط به گروه P میتوان به Subtilisphaera و از گروه G به Spiniferites اشاره کرد.
نسبت AOM شفاف به تیره: پارامتر نسبت مواد ارگانیکی بیشکل شفاف به تیره در برش قرهسو اندازهگیری شده است. این نسبت در برش موردمطالعه، حاکی از غالببودن نسبی مواد ارگانیکی بیشکل شفاف در ابتدای سازند است که در ادامه، در نیمۀ دوم و نزدیک به انتها، این نسبت عکس میشود و مواد ارگانیکی بیشکل تیره غالب است. این روند بهطورکلی محیط، فاقد اکسیژن بوده و در بخشی از سازند در قسمت انتهایی، به محیط اکسیژندار تبدیل شده است (شکل 3).
نسبت AOM به پالینومورفهای دریایی: بررسی نسبت مواد ارگانیکی بیشکل به پالینومورفهای دریایی، بهمنظور تعیین میزان اکسیژن صورت گرفته است. این پارامتر در طول برش موردمطالعه، بیانگر بالابودن این نسبت و درنتیجه محیط کماکسیژن با سرعت رسوبگذاری پایین است.
فراوانی و تنوع پالینومورفهای دریایی: تنوع و فراوانی پالینومورفهای دریایی در طول برش قرهسو روند نسبتاً پایداری را در نیمۀ ابتدایی سازند نشان میدهد و بیانگر تنوع و فراوانی کم تا متوسط برای این بخش است که حاکی از کمبود اکسیژن است؛ اما در ادامه و در نیمۀ بالایی، تنوع و فراوانی متوسط تا زیاد است که نشاندهندۀ افزایش نسبی میزان اکسیژن در این برش است.
داینوفلاژلههای شاخص: مجموعه داینوسیستی ثبتشده در برش قرهسو، غلبۀ گروههای کوریت و پروکسیموکوریت را نشان میدهد؛ از آن جمله میتوان جنس Oligosphaeridium را نام برد. مجموعۀ داینوسیستی حاکی از محیط دریای باز و نریتیک خارجی است (شکل 4).
چگونگی توزیع و فراوانی گروههای پالینولوژیکی نسبتبه هم، برای تعیین پالینورخسارههای سازند سنگانه در برش قرهسو براساس نمودار تایسون (Tyson 1989, 1993, 1995) در (Shokri et al. 2015b) مطالعه شده و در آن سه پالینورخساره (II- IV- VII) تفکیک شده است. روند تغییرات میزان خردههای آلی در مطالعۀ مذکور، نشان میدهد مواد آلی بیشکل (AOM) و پالینومورفهای دریایی در ابتدای سازند، نسبتاً پایین و درصد فیتوکلست بالاست. در نیمۀ بالایی، میزان مواد آلی بیشکل و نیز پالینومورفهای دریایی افزایش یافته است (شکل 8).
برش سنگانه
براساس مطالعۀ (Shokri et al. 2014) در برش سنگانه، چهار پالینورخساره (II- IV-VI-VII) منطبق بر تایسون (Tyson 1993) تفکیک و شناسایی شده است (شکل 10). حضور جنس Spiniferites بههمراه فیتوکلستها در ابتدای سازند که بهطور متناوب با داینوسیستهای با زواید بلند ازجمله Oligosphaeridium و Hystrichosphaeridiumدیده میشود، بیانگر نوسانات سطح آب دریاست. جنسهای Cribrospheridium و Subtilisphaera در ادامۀ توالی، بیانگر محیطهای دریای حاشیهای و نزدیک به ساحلاند. در نمونههای مربوط به انتهای سازند، تنوع و فراوانی داینوسیستها رو به افزایش است. این امر نشاندهندۀ شرایط مطلوب زیستی برای آنهاست. همچنین در مطالعۀ (Shokri et al. 2014)، نسبت AOM شفاف به تیره نیز بررسیشده که این نسبت در اکثر نمونهها بیشتر از یک ذکر شده است. این امر بیانگر شرایط کماکسیژن یا نبود اکسیژن در زمان رسوبگذاری است. فاکتورهای دیگری ازجمله نسبت فیتوکلستهای قهوهای به فیتوکلست اپک نیز در پژوهش مذکور بررسی شده است.
شکل 3- نمودار شاخصهای پالینولوژیکی سازند سنگانه در برش قرهسو (AOM، مواد ارگانیکی بیشکل؛ MP، پالینومورفهای دریایی؛ B/Op، نسبت فیتوکلست قهوهای به اپک؛ AOM(Transparent/Opaqe)، نسبت مواد ارگانیکی بیشکل شفاف به تیره؛ Diversity، تنوع؛ Abundance، فراوانی)
Fig 3- Chart showing lithological column, vertical stratigraphic distributions of palynofacies and paleoenvironmental parameters of the Karizak section.
برش مزدوران
در برش مزدوران، ذرات پالینولوژیکی و پالینومورفهای دریایی شمارش شده و نمودار فراوانی آنها ترسیم شده است (شکل 6). با توجه به نمودارهای حاصل از اطلاعات آماری، محیطهای رسوبی دیرینۀ سازند سنگانه در برش مذکور به شرح زیر است:
نسبت فیتوکلست قهوهای به تیره: تغییرات نسبت فیتوکلست قهوهای به تیره یا لبیلیتی در برش مزدوران، نشاندهندۀ پایینبودن این فاکتور و یا بهعبارتی، بالابودن میزان فیتوکلست تیره است. در بخش میانی و انتهایی سازند، این نسبت پایین است که این امر افزایش عمق را بازگو میکند (شکل 6).
نسبت AOM شفاف به تیره: تغییرات روند نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره، حضور تقریباً برابر این دو گروه را نشان میدهد. بر این اساس، میتوان برای این برش محیط نیمهاکسیژندار را در نظر گرفت.
فراوانی و تنوع پالینومورفهای دریایی: حضور پالینومورفهای دریایی در برش مزدوران، در هفت نمونه ملاحظه شده است و سایر نمونهها بهندرت و یا خالی از حضور این گروه بودهاند. حفظشدگی پالینومورفهای دریایی در برش مزدوران، مناسب نیست و اغلب تنوع کمی دارد. با وجود این، فراوانی برخی جنسها، ازجمله Cribroperidium در برخی اسلایدها بسیار چشمگیر است (شکل 4).
داینوفلاژلههای شاخص جنس Cribroperidinium از جنسهای غالب در برش مزدوران است. حضور جنس Cribroperidinium میتواند حاکی از نهشتهشدن در عرضهای بالا و آبهای سرد باشد (Brinkhuis and Schiøler 1996). حضور جنسهایی از گروه Cribroperidinium و Circuludinium شاخص شرایط نریتیک داخلی است (Mahmoud and Moadwad 2000; Wilpshaar and Leereveld 1994)
شمارش ذرات پالینولوژیکی فیتوکلست، مواد آلی بیشکل، پالینومورفهای دریایی و پیادهکردن آنها بر دیاگرام مثلثی تایسون (Tyson 1989, 1993)، به تفکیک چهار پالینورخساره I، II، V و VI در برش مزدوران منجر شده است (شکلهای 5 و 6):
I: Highly proximal dysoxic-anoxic basin
II: Marginal dysoxic-anoxic basin
V: Mud dominated oxic (distal) shelf
VI: proximal suboxic-anoxic shelf
تغییرات میزان ذرات آلی و پالینورخسارهها در طول برش چینهشناسی مزدوران، نشاندهندۀ میزان بالای فیتوکلست، بهخصوص در نیمۀ ابتدایی سازند سنگانه است. میزان مواد آلی بیشکل (AOM)، در نیمۀ دوم برش افزایش مییابد و تقریباً در یک سوم انتهایی برش نیز، میزان پالینومورفهای دریایی افزایش چشمگیری را نشان میدهد.
شکل 4- داینوفلاژلههای شاخص محیط در برشهای موردمطالعه (بزرگنمایی 500 برابر):
A C- Circulodinium sp.; B- Cribroperidinium globulatum (Gitmez and Sarjeant 1972) Helenes, 1984; D- Cribroperidinium orthoceras (Eisenack 1958) Davey 1969a; E- Oligosphaeridium complex (White 1842) Davey and Williams 1966b; F- Oligosphaeridium abaculum Davey 1979a; G- Spiniferites multibrevis (Davey and Williams 1966a) Below 1982c; H- Subtilisphaera sp.
Fig 4-paleoenvironmental Index Dinoflagellates at the studied sections (X500)
A, C- Circulodinium sp.; B- Cribroperidinium globulatum (Gitmez and Sarjeant 1972) Helenes 1984; D- Cribroperidinium orthoceras (Eisenack 1958) Davey 1969a; E- Oligosphaeridium complex (White 1842) Davey and Williams 1966b; F- Oligosphaeridium abaculum Davey 1979a; G- Spiniferites multibrevis (Davey and Williams 1966a) Below 1982c; H- Subtilisphaera sp.
برش کاریزک
داینوفلاژلهها در برش کاریزک بهندرت حضور داشته و تعداد انگشتشماری از آنها در برخی اسلایدها با حفظشدگی نامناسب به ثبت رسیده که قابلمحاسبه در تعیین فاکتورهای مختلف نبوده است (شکلهای 5 و 6). نمودار برخی فاکتورهای قابلبررسی برای این برش ترسیم و در ادامه ارائه شده است (شکل 6). شایان ذکر است در این برش، فاکتورهایی ازقبیل نسبت مواد آلی بیشکل به پالینومورفهای دریایی، فراوانی و تنوع پالینومورفهای دریایی و همچنین نسبت گروه پریدینیوئید به گونیالاکوئید، بهدلیل عدم حضور پالینومورفهای دریایی محاسبه نشدهاند.
نسبت فیتوکلست قهوهای به اپک: نمودار تغییرات نسبی این فاکتور، حاکی از غالببودن فیتوکلست قهوهای در برش کاریزک است که در بخش میانی، کمی نوسان و کاهش را نسبتبه فیتوکلستهای تیره نشان میدهد.
نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره: یکی از موارد درخور توجه در مطالعات دیرینهبومشناسی، تعیین میزان اکسیژن در رسوبات دریایی است. روند تغییرات این نسبت، تغییر کم بین این دو را نشان میدهد و تقریباً برابر یک است.
تفکیک عناصر اصلی پالینولوژیکی و پیادهکردن بر دیاگرام سه گانۀ (Tyson 1993) مواد آلی بیشکل-پالینومورفها- فیتوکلستها (APP) در این برش، به شناسایی چهار پالینورخسارۀ I، II، VI و IX منجر شد (شکلهای 5، 7 و 10).
I: Highly proximal dysoxic-anoxic basin
II: Marginal dysoxic-anoxic basin
VI: Proximal suboxic-anoxic shelf
IX: Disatal suboxic-anoxic basin
پالینورخسارۀ اول: بالابودن نسبت اجزای قارهای به دریایی، نشاندهندۀ محیطهای رسوبگذاری نزدیک به منشأ است. این پالینورخساره را در بخشهای ابتدایی سازند میتوان مشاهده کرد.
پالینورخسارۀ دوم: بیشترین تمرکز نمونهها در رخسارۀ نوع II است که میزان فیتوکلست بالایی در این برش دارد. با توجه به بالابودن این گروه از عناصر پالینولوژیکی که با مواد آلی بیشکل (AOM) کم همراهاند، میتوان نهشتههای این بخش را مربوط به نواحی کمعمق و ساحلی دانست. تعداد انگشتشمار پالینومورفهای دریایی نیز تأییدی بر این مطلب است.
پالینورخسارۀ سوم: این رخساره منطبق بر رخسارۀ نوع VI دیاگرام تایسون (Tyson 1989, 1993) است. میزان مواد آلی بیشکل در این رخساره افزایش یافته است.
پالینورخسارۀ چهارم: این رخساره که منطبق بر رخسارۀ نوع IX از دیاگرام تایسون (Tyson 1989, 1993) است، تنها سه نمونه در آن جای دارد. براساس مطالعات تایسون (Tyson 1993, 1995)، نمونههای نهشتهشده در محدودۀ این رخساره، در حوضۀ دیستال نیمهاکسیژندار-فاقد اکسیژن، با فراوانی بسیار پایین پالینومورفها همراه است. این امر میتواند بهدلیل پوشیدهشدن حوضههای عمیق غنی از آلژینات یا رسوبات چینهبندیشدۀ دریای شلف، بهویژه در حوضههای فقیر از رسوب رخ دهد (Carvalho et al. 2013).
نمودار تغییرات پالینورخساره در این برش، نشاندهندۀ حضور غالب فیتوکلستها و میزان بسیار ناچیز پالینومورفهای دریایی است. میزان مواد آلی بیشکل، در بخش میانی سازند افزایش یافته و در بخشهای ابتدایی و پایانی، حضور فیتوکلستها غالب است (شکل 7).
شکل 5- پالینورخسارههای تفکیکشده در برش کاریزک و مزدوران. (AOM-مواد آلی بیشکل، Ph.-فیتوکلست، MP-پالینومورف دریایی). A-پالینورخسارۀ نوع II؛ B-پالینورخسارۀ نوع V؛ C- پالینورخسارۀ نوع VI؛ D- پالینورخسارۀ نوع IX (مقیاس 50 میکرون)
Fig 5- Palynological elements of the Karizak and Mozdouran section; Aom-Amourphus organic matter; Ph-Phytoclast; MP-Marine palynomorph (scale bar: 50µ)
شکل 6- نمودار شاخصهای پالینولوژیکی سازند سنگانه در برش مزدوران (AOM، مواد آلی بیشکل؛ MP، پالینومورفهای دریایی؛ B/Op، نسبت فیتوکلست قهوهای به اپک؛ AOM(Transparent/Opaqe)، نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره)
Fig 6- Chart showing lithological column, vertical stratigraphic distributions of palynofacies parameters of the Mozduran section
تطابق روند تغییرات فاکتورهای پالینولوژیکی سازند سنگانه در برشهای موردمطالعه
فیتوکلستهای اپک را برای حفظشدگی انتخابی آنها، به محیطهای آشفته (توربیدایتی)، نظیر کرانههای ساحلی مربوط میدانند (برای مثال Tyson 1995). روند کاهشی در تنوع گونههای داینوسیست، نشاندهندۀ روند رو به ساحل است (Habib and Miller 1989). عدم حضور داینوسیستها، ممکن است بهعلت عدم حفظشدگی مواد آلی توزیعشده در سطح رسوبات، دیاژنز و یا فقدان اولیۀ تولید سیست داینوفلاژله در محیط دریای باز باشد (Ogg 1992)؛ همچنین پالینومورفهای با حفظشدگی خوب، اغلب در رسوبات مشتقشده از توربیدایتهای محیط دریای کمعمق است که شرایط برای تشکیل سیستهای داینوفلاژله مطلوب بوده است (Ogg 1992). روند افزایشی در گروه پریدینیوئید نیز، مربوط به محیطهای نزدیک ساحل یا محیطهای انتقالی در نظر گرفته شده است (Habib and Miller 1989). با توجه به نتایج حاصل از مطالعات دیرینهبومشناسی و دادههای آماری براساس عناصر پالینولوژیکی، در برشهای کاریزک، مزدوران و قرهسو از سازند سنگانه و مقایسه با برش سنگانه (Shokri et al. 2014) دستاوردهای زیر حاصل شده است (شکل 8):
مقایسۀ سه گروه اصلی اجزای پالینولوژیکی (فیتوکلست، مواد آلی بیشکل و پالینومورفهای دریایی) و فاکتورهای مؤثر در تعیین محیط دیرینه در برشهای موردمطالعه، نشان میدهد تقریباً میزان فیتوکلست در تمامی برشها بالاست و مواد آلی بیشکل و پالینومورفهای دریایی در درجۀ بعدی فراوانی قرار دارند. با توجه به میزان نسبی این سه گروه، بخش ابتدایی بهدلیل غالببودن فیتوکلست، حاکی از غالببودن محیطهای تهنشینی کمعمق و نزدیک به ساحل است. در بخش بعدی، میزان مواد آلی بیشکل افزایش یافته و از میزان فیتوکلستها کاسته شده است. میزان پالینومورفهای دریایی نیز افزایش نسبی را نشان میدهد. با توجه به افزایش مواد آلی بیشکل، حضور پالینومورفهای دریایی و کاهش نسبی فیتوکلستها میتوان افزایش عمق و محیطهای دور از ساحل را برای این بخش در نظر گرفت. بخش سوم که تنها در برش کاریزک مشاهده و تفکیک میشود، حاکی از کاهش مجدد عمق و محیطهای نزدیک به ساحل است که با افزایش میزان فیتوکلستها همراه است.
برش کاریزک که شرقیترین برش برداشتشده است، کمترین میزان پالینومورف دریایی و بیشترین مقدار فیتوکلست را دارد. برش مزدوران که برش دوم از سمت شرق محسوب میشود، در ردیف بعدی ازنظر فراوانی میزان فیتوکلست و پالینومورف دریایی قرار دارد. برشهای قرهسو و سنگانه ازنظر میزان فراوانی فیتوکلستها، در رتبههای بعدی قرار دارند.
با توجه به بالابودن میزان نسبی فیتوکلست در برشهای موردمطالعه، با محیط کمعمق و نزدیک به ساحل، مخصوصاً در ابتدای سازند روبهرو هستیم که این امر بهویژه در برش کاریزک با حضور ریپلمارکهای متقارن ساحلی، در آخرین لایههای سنگ آهکی سازند سرچشمه، در قاعدۀ سازند سنگانه کاملاً مشهود است (شکل 9).
میزان نسبت AOM شفاف به AOM تیره بیانگر شرایط کماکسیژن در زمان تهنشست سازند است که در برهههای زمانی نوساناتی داشته است. میزان تولید مواد آلی، محیطی با تولید کم را نشان میدهد که در بخشهای بالایی بر میزان تولید افزوده شده است. سرعت رسوبگذاری سازند سنگانه نیز در برشهای موردمطالعه پایین بوده است.
نسبت داینوفلاژله پریدینیوئید به گونیالاکوئید حاکی از غالببودن گروه پریدینیوئید در برش سنگانه و غالببودن گروه گونیالاکوئید در برش قرهسو است که بیانگر محیط عمیقتر، شوری و مواد غذایی کمتر است. با توجه به حضور و فراوانی جنس Cribroperidinium sp. در برش مزدوران نیز میتوان گفت، عرض جغرافیایی در زمان تهنشست سازند سنگانه بالا و آب، سرد بوده است.
شکل 7- نمودار شاخصهای پالینولوژیکی سازند سنگانه در برش کاریزک (AOM، مواد آلی بی شکل)؛ B/Op، نسبت فیتوکلست قهوهای به اپک؛ AOM(Transparent/Opaque)، نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره)
Fig 7- Chart showing lithological column, vertical stratigraphic distributions of palynofacies parameters of the Karizak section.
E |
W |
شکل 8- تطابق نسبی نمودارهای تغییرات فاکتورهای اصلی پالینولوژیکی سازند سنگانه در برشهای موردمطالعه (فواصل برشها از شرق به غرب بهترتیب 55، 85 و 45 کیلومتر است)
Fig 8- Palynological elements correlation of the Sanganeh Formation at the studied sections
شکل 9- حضور ریپل مارک درآخرین لایه از سازند سرچشمه در برش کاریزک (دید به سمت شمالغرب)
Fig 9- ripple mark at the top of Sarcheshmeh Formation in the Karizak section
مقایسۀ رخسارههای پالینولوژیکی سازند سنگانه در برشهای موردمطالعه
توزیع و پراکندگی دادههای پالینولوژیکی برشهای موردمطالعه و برش سنگانه (Shokri et al. 2014) بر دیاگرام مثلثی تایسون، حاکی از میزان نسبتاً بالای فیتوکلستها برای این سازند است. این امر بهویژه در برشهای شرق حوضۀ رسوبی کپهداغ مشهود است. با توجه به نمودارهای ترسیمشده، میتوان روند کمعمقشوندگی بهسمت شرق را مشاهده کرد. این امر بهوضوح در برش کاریزک مشهود است. از این رو میتوان محیط رسوبی سازند سنگانه را در نواحی شرقی حوضۀ رسوبی کپهداغ، محیط کمعمق، ساحلی و کماکسیژن در نظر گرفت. بهسمت مرکز حوضه، بر میزان پالینومورفهای دریایی افزوده شده است که این مسئله حاکی از محیطهای عمیقتر و دورتر از ساحل و نسبتاً فاقد اکسیژن است (شکل های 10 و 11).
شکل 10- مقایسۀ پراکندگی نمونههای سازند سنگانه بر دیاگرام مثلثی تایسون در برشهای موردمطالعه
Fig 10- Schematic illustration of palynofacies and palynomorph groups used for paleoenvironmental interpretations
شکل 11- بلوک دیاگرام بازسازی موقعیت برشهای موردمطالعه از سازند سنگانه نسبتبه خط ساحلی؛ 1-برش کاریزک، 2- مزدوران 3-سنگانه (Shokri et al. 2014) و 4-قره سو
نتیجه
پس از بررسی و شمارش گروههای هدف در تعیین پالینورخساره و دیرینهبومشناسی و ترسیم نمودارها، مقایسه و تطابق برشهای موردمطالعه حاصل شد و نتایج ذیل به دست آمد:
بررسی اسلایدها و شمارش ذرات پالینولوژیکی به شناسایی چهار پالینورخساره در برشهای کاریزک و مزدوران منجر شد. پالینورخسارههای تفکیکشده در برش کاریزک، در محدودۀ رخسارههای I، II، V، VI و در برش مزدوران، رخسارههای I، II، VI، IX از نمودار مثلثی تایسون (1993) قرار دارد. با توجه به پالینورخسارههای تعیینشده و با توجه به میزان بالای فیتوکلست در ابتدای سازند، بهطورکلی میتوان محیط نزدیک به ساحل و دریای حاشیهای با شرایط احیا تا نیمهاحیا را برای قاعدۀ سازند سنگانه در نظر گرفت. در ادامۀ تهنشست سازند سنگانه، با افزایش نسبی عمق روبهروایم که با افزایش میزان پالینومورفهای دریایی و مواد آلی بیشکل میتوان مشاهده کرد. این افزایش عمق بهاستثنای برش کاریزک، تا انتهای سازند ادامه مییابد؛ بهطوریکه در برش کاریزک بهسمت انتهای سازند، مجدداً کاهش عمق ملاحظه میشود. بررسی فاکتورهای شاخص تعیین محیط دیرینه ازجمله لبیلیتی، نسبت مواد آلی بیشکل شفاف به تیره، نسبت فیتوکلست قهوهای به تیره، فراوانی و تنوع پالینومورفهای دریایی، نشاندهندۀ افزایش عمق و کاهش میزان اکسیژن بهسمت مرکز حوضه است. حضور جنسهایی ازجمله Cribroperidinium sp. و Circuludinium sp. در شرق، نشاندهندۀ شرایط نریتیک داخلی است که بهسمت غرب با افزایش سیستهای با زوائد بلندتر، مانند Oligosphaeridium sp. حاکی از محیط دریای باز و نریتیک خارجی برای سازند سنگانه در منطقۀ موردمطالعه است. سرعت رسوبگذاری سازند سنگانه نیز در برشهای موردمطالعه، پایین در نظر گرفته شده است.