نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد، گروه زمین‌شناسی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران
2 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
The studied area is a silty-clayey sedimentary landform, which is located on the border of Alborz and Central Iran sedimentary-structural units. It has 13 km long in the vicinity of the road Damghan to Shahroud. An integration of sedimentological and palynological studies is used for palaeoenvironmental interpretation, origin investigation, and age dating of the landform sediments. The presence of transparent and angular quartzes and unstable minerals and the abundance of organic matter in the landform sediments indicate an aquatic environment in which a series of erosion events to sedimentation has taken place in a short period of time. A combination of sedimentological investigations and palynological studies such as the organic matter preservation factors and the presence of index dinocysts such as Operculodinium cf. eiricianum and Bitectatodinium tepikiense which are characteristic of the shallow aqueous environment, a palustrine environment with brackish water in with an age of Late Neogene is assigned for the studied sediments. This relatively vast aqueous environment was related to the Haj Ali Qoli salt playa (Chah Jam playa) in the south of the studied region. These sediments were developed on a mud flat zone on the northern margin of this playa. Uplifting and exposure of this sedimentary landform could be due to the tectonic activity of the region and the movement of the left-lateral strike-slip of the eastern part of the Damghan Fault.
Keywords: Palaeoenvironment condition, Palustrine, Palynomorph, Late Neogene
Introduction
Palynology and sedimentology are common and applied methods for paleoenvironment interpretation, especially for Neogene and younger sediments. From the combination of palynological and sedimentology studies, useful information on palaeoclimate and palaeoenvironment is available to researchers in the fields of archaeology, palaeogeography, etc. (Asikainen et al. 2007; Head 1996). The main aim of this study is to identify depositional palaeoenvironments in detail and investigate the origin and age of landform sediments. The studied area is located on the border between Alborz structural state and Central Iran, approximately 30 km east of Damghan (coordinates with E 54° 36΄09 ˝ to 54° 45΄37˝ and N 36° 15΄43 ˝ to N 36° 16΄ 26 ˝).
Material & Methods
Field and laboratory methods were used in this research. After the field studies, samples were collected from three study stations for palynological, sedimentological and microfacies studies. These samples were prepared in the palynology laboratory. The preparation method of Traverse (2007) was used. Cold hydrochloric (20 %) and hydrofluoric acids were used to dissolve carbonate sand silicates, respectively. The residue was neutralized and centrifuged in ZnCl2 with specific gravity (1.9 g/cm3). The remaining residue was then sieved through a 20 µm nylon sieve prior to mounting on slides. A count of 500 particles was recorded for each sample using transmitted light microscopy as is necessary for the differentiation of palyofacies type and the palaeoenvironmental interpretations (Tyson 1995).
Discussion of Results & Conclusions
A combined investigation of sedimentary and palynology was performed on a silty-clayey sedimentary landform, which is located on the border between the Alborz structural state and central Iran to define its palaeoenvironment and investigation of the origin as well as the age of landform sediments.
Sedimentology results: The presence of transparent and angular quartzes, unstable minerals such as feldspar, muscovite and the abundance of organic matter in the landform sediments indicate an aquatic environment in which a series of erosion events to sedimentation has taken place in a short period of time. The vertical fresh profiles were mostly composed of a mixture of distal alluvial and palustrine facies (the latter is particularly dominated by mottling colors and the dominance of carbonate muds) (Mángano et al. 1994).
Palynology results: Organic matter refers to the large source of carbon-based compounds found within natural and engineered, terrestrial, and aquatic environments. It is matter composed of organic compounds that have come from the feces and remains of organisms such as plants and animals. Terrestrial palynomorphs are the most abundant and diverse group of palynomorphs in the study area, and the largest percentage of them are pollens. Among the studied pollens, the most pollen belongs to Poaceae (55%), Pinus (25%), Quercoide (15%), Salix (3%) and Glochidion (2%). Based on the presence of some index dinoflagellate species such as Operculodinium cf. eiricianum and Bitectatodinium tepikiense and comparing it with the world standard biozones of Williams et al. (2004), the age range of Late Miocene to Pliocene can be considered for the landform sediments (Head 1996; Hennissen et al. 2014). The presence of marine dinoflagellate cysts such as Bitectatodinium tepikiense is most probably because of the erosion of extensive outcrops of the Late Miocene to Pliocene marine deposits (Head 1994). Dinocysts maybe were simply reworked from older formations. But it is not impossible that during exceptional short-lived episodes of highstands lake in the Pliocene, we could have some of these dinoflagellates (Operculodinium sp.) because the hypersaline lake water or brine groundwater could have been diluted into the brackish water conditions.
Organic matter preservation (Lability) factors; palynomacerals derived from higher plants and generally become less abundant, smaller, and more oxidized in a distal direction. Palynomacerals are mostly transported the same way as silt or sand and are thus preferentially deposited in such sediments (nearshore, higher energy or turbidites) (Waveren and Vischer 1994; Zonneveld and Lange 1997). Palynomacerals can be translucent or opaque. A higher percentage of brown palynomacerals is usually found close to the fluvial source, prodelta facies or estuaries may be very dark in color due to oxidation or selective degradation (Van der Zwan 1990; Batten 1996; Bombardiere and Gorin 2000). Opaque palynomacerals can be produced by either the oxidation of brown phytoclasts during prolonged transport or even post-depositionally. Therefore, the ratio of brown to opaque palynomacerals decreases in section number one and two because the brown palynomacerals is lost by selective degradation in distal alluvial and palustrine facies (Waveren and Vischer 1994; Zonneveld and Lange 1997).
The ratio of transparent to opaque amorphous organic matter (TAOM/OPAOM); The Amorphous organic matter consists of all particulate organic components that appear structureless at the scale of light microscopy. The main sources of AOM are the degradation of phytoplankton and terrestrial organic matter by heterotrophic bacteria (Tyson 1995; Mendonça Filho et al. 2010). Amorphous materials are divided into two categories: transparent and opaque. The fluorescent intensity of the AOM is controlled by the redox conditions under which it was deposited (Waveren and Vischer 1994; Zonneveld and Lange 1997). An increase in the brown palynomacerals and fluorescent amorphous organic matter in section 3, indicated the proximity of the depositional site to a coastal conditions in a stagnant environment in the palustrine.
Combining all information mentioned above, the depositional environment is most probably a transitional fluvial-hypersaline lake environment. The modern analog of such deposits is currently found in the vicinity of the active playas of central Iran including the Haj Ali Qoli playa in the south of Damghan. This interpretation is supported by sedimentological and paleontological data. But the most important question arises where was the studied area located in this palaeolake and why did it rise.
The Alborz Mountains in the north of the Iranian Plateau are an active tectonic region with numerous faults. The activity of faults in the region has been studied and investigated by various researchers in the field of geosciences (Berberian 1976; Krinsley 1970). Fault analysis in the region shows that the studied landform is located exactly on the eastern section of the North Damghan Fault. This fault is located ten kilometers north of Damghan city and it represents a Pleistocene to Holocene fault due to the cutting of the same age deposits. The studied landform has been uplifted due to the tectonic activity of the region and the movement of the left-lateral strike-slip of the eastern part of the Damghan Fault (Berberian 1976; Krinsley 1970). The neotectonic activity caused the later upward displacement of those older fluvial-lacustrine/wetland facies to current altitudes creating those beautiful outcrops.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
دانش رسوب‌شناسی ازجمله روش‌های متداول در تحلیل محیط‌های رسوبی است. بررسی منشأ رسوبات در مقاطع زمین‌شناسی و یا مطالعۀ آنها در بسـتر دریاچـه‌هـا، سـبب شـده است کـه دریچـۀ جدیدی از تحلیل رخدادهای اقلیمی و محیطی برای محققان باز شود. به‌ویژه تلفیق این اطلاعات با دانش پالینولوژی[1]، روشی بسیار ارزشمند برای بازسازی‌های محیط و اقلیم دیرینه، در لایه‌های قاره‌ای است که در آن اطلاعات فسیلی بسیار نادر است. اهمیت این موضوع بعضاً در پاره‌ای از موارد، به حدی است که از تلفیق مطالعات پالینولوژیکی و رسوب‌شناسی، اطلاعات مفیدی را از تحلیل وقایع دوران نئوژن در اختیار پژوهشگران در حوزه‌های باستان‌شناسی، جغرافیای دیرینه و... قرار می‌دهد (Asikainen et al. 2007; Head 1996). در این پژوهش، برای بررسی و تحلیل محیطی لندفرم سیلتی- رسی[2] در مرز بین ایالت ساختاری البرز و ایران مرکزی، از مطالعات پالینولوژیکی و رسوب‌شناسی استفاده شد.
تاریخچۀ موضوع و پیشینۀ پژوهش
در منطقه مطالعه‌شده Yamani et al. 2012 نشان می‌دهند که گسل‌های منطقه تاثیر زیادی به تحول مخروط افکنهها در منطقه مورد مطالعه داشتهاند. همچنین Arab et al. 2011 دگر ریختی کواترنری در البرز جنوبی از روستای ده ملا و تا دره طزره را مورد بررسی قرار دادند. بررسی نشان داد که گسل شمالی که ادامه خاوری گسل آستانه میباشد نقش اصلی را در فرایند دگرریختی کواترنری [3]به عهده دارد. Berenjian 2011 زمین ساخت فعال گسل دامغان را مورد بررسی قرار دادند. Kiaroostami et al. 2021 موقعیت زمین ساختی- فرسایشی بلندیهای البرز شرقی در شمال پلایای[4] دامغان در طی کواترنری مورد بررسی قرار دادهاند. در این راستا، از روش تحلیل و بررسی نقشه‌های همپایه و تفریقی برمبنای ناهنجاریهای ایجاد شده در ردههای آبراهه‌های متأثر از فرایندهای فرایشی و فرسایشی فعال در کواترنری استفاده به عمل آمد. بررسی‌های انجام شده بر روی منطقه مورد مطالعه نشان می‌دهد که دو عامل زمینساخت فعال و سنگشناسی بر روی ساختارهای مورفولوژیک و لندفرم‌های منطقه تأثیر بسیار زیادی دارند. همچنین Hassani 2003 منشأ و نحوه تکامل شورابه و رسوب‌گذاری کانی‌های تبخیری در پلایای چاه جام (کویر حاج علی قلی) دامغان مورد بررسی و پژوهش قرار دادهاند و رسوبات و کانی‌های تبخیری ان را مطالعه کرده‌اند. بنابراین بررسیها نشان می‌دهد بیشتر مطالعات در حوزه‌های تکتونیک و بررسی پدیدههای ژئومورفوتکتونیکی[5] است و تاکنون هیچ مطالعه فسیل‌شناسی و رسوب‌شناسی در منطقه مورد مطالعه انجام نشده است و پژوهش حاضر اولین پژوهش در این زمینه خواهد بود. نتایج این مطالعه اطلاعات ارزشمندی در اختیار پژوهشهای ژئومورفولوژیکی، پالئوژئوگرافی[6] و باستان‌شناسی قرار خواهد داد.
موقعیت جغرافیایی و راه‌های دسترسی به منطقۀ مطالعه‌شده
در این پژوهش، لندفرم سیلتی- رسی کیلومتر 30 تا 43 جادۀ دامغان – شاهرود واقع در استان سمنان، که در منطقهای با طول جغرافیایی ²09 ¢36 °54 تا ²37 ¢45 °54 شرقی و عرض جغرافیایی ²43 ¢15 °36 تا ²26 ¢16 °36 شمالی واقع شده است، مطالعه شد. طول لندفرم سیلتی- رسی مشاهده‌شده در این منطقه، 13584 متر و عرض آنها از 132 متر تا 1033 متر متغیر است. در شکل1 تصویر ماهواره‌ای از منطقۀ مطالعه‌شده و لندفرم‌های سیلتی-رسی موجود در آن نشان داده شده است. بهترین راه دسترسی به منطقۀ مطالعه‌شده، 30 کیلومتری سمت چپ جادۀ دامغان-شاهرود است (شکل 1).
شکل1 - راه دسترسی به منطقۀ مطالعه‌شده
Fig 1- Access to the studied sections
روش کار و شیوۀ انجام مطالعه
برای دستیابی به اهداف مدنظر، 3 ایستگاه مطالعاتی از شرق به غرب لندفرم انتخاب شد. لندفرم مطالعه‌شده، ارتفاع حدود 3 متر داشته است که از ارتفاع‌های مختلف آن و سطح غیر هوازده، نمونه برداشت شد. همچنین در برخی قسمت‌های لندفرم رسوبات مخروط‌افکنه‌ای مشاهده می‌شود که تعدادی نمونه از این قسمت برداشت شد. درمجموع 27 نمونه برای انجام مطالعات پالینولوژیکی، رسوب‌شناسی و میکروفاسیسی[7] انتخاب و مطالعه شد (شکل 2). اسلایدهای پالینولوژیکی به روش تراورس (Traverse 2007) آماده‌سازی شدند. به این صورت که از هر نمونه حدود 100 گرم جدا شد و به مدت 24 ساعت در اسیدکلریدریک (HCL) %50 و بعد از خنثی‌سازی به مدت 24 ساعت در اسیدفلوئوریدریک %50 (HF) قرار داده شد؛ سپس با محلول سنگین و چگال کلریدروی (Zncl2) عمل جداسازی پالینومورف‌ها از مواد سنگین دیگر صورت گرفت. اسلایدهای تهیه‌شده توسط میکروسکوپ نوری با لنزهای 40 و 60 مطالعه و پالینومورف‌هایی با حفظ‌شدگی خوب برای عکس‌برداری انتخاب شدند.
در این پژوهش، برای بررسی منشأ رسوبات لندفرم از روش‌های متفاوتی ازجمله مطالعات XRD و کانی‌شناسی رسوبات و برای مطالعۀ سن رسوبات لندفرم از مطالعات پالینولوژیکی استفاده شد که در این بخش به شرح هریک و تحلیل نتایج آنها پرداخته می‌شود.
کانی‌شناسی رسوبات مطالعه‌شده
شناسایی کانی‌ها یکی از راه‌های شناخت بهتر خصوصیات خاک است. بسیاری از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تحت تأثیر نوع و مقدار کانی‌ها، به‌خصوص کانی‌های رسی است (Moore and Reynolds 1989). XRD مخفف X_rey Powder Diffraction است و کاربردهای زیادی در شناسایی ترکیبات موجود بر سطح دارد. با توجه به منحصربودن طیف XRD هر ترکیب، امکان یافتن ترکیب و فرمول هر نمونۀ مجهول به کمک تستXRD در آزمایشگاه XRD امکان‌پذیر است.
شکل 2--A نمای کلی از رسوبات لندفرم در ایستگاه شمارۀ 1؛ B: نمایی از ارتفاع لندفرم و میزان بالاآمدگی رسوبات سیلت -رسی در ایستگاه شمارۀ 1 و حضور رسوبات مخروط‌افکنه‌ای به ضخامت 30 سانتی‌متر بر رسوبات سیلتی – رسی؛ C: رسوبات مخروط‌افکنه‌ای در ایستگاه شمارۀ 2؛ D: محل برداشت نمونه برای مطالعات پالینولوژیکی در ایستگاه شمارۀ 2
Fig 2- A- Overview of landform sediments at station number 1; B: A view of the height of the landform and the elevation of silt -clay sediments in station number 1 and the presence of alluvial sediments with a thickness of 30 cm on silty- clay sediments; C: Alluvial sediments at station number 2 D: Sampling for palynological studies at station number 2.
در این پژوهش کانی‌های موجود در منطقه، در آزمایشگاه XRD دانشگاه دامغان توسط دستگاه Bruker Cu Ka1(ʎ=0.15406 nm D8-Advance) بررسی شد. نتایج به دست آمده از آنالیز XRD در شکل 4 مشخص شده است که نشان می‌دهد به ترتیب، نمونه‌های ایستگاه شمارۀ یک دارای 3/27درصد کوارتز، 2/27درصد کلسیت، 8/18درصد دولومیت، 5/10درصد آلبیت و 2/16درصد دیگر کانی‌های رسی، نمونه‌های ایستگاه شمارۀ 2 دارای 9/69درصد کوارتز، 7/2درصد دولومیت، 8/0درصد کلسیت و 6/26درصد دیگر کانی‌ها و درنهایت در ایستگاه سوم نمونه‌ها دارای 6/37درصد کوارتز، 4/14درصد کلسیت، 9/7درصد ژیپس، 6/9درصد دولومیت و 5/0درصد دیگر کانی‌های موجودند (شکل3).
شکل3- نمودار میزان درصد کانی‌های موجود در ایستگاه شمارۀ 1، 2 و 3
Fig 3- The graph of the percentage of minerals in station number 1, 2 and 3
همچنین برای بررسی میزان جورشدگی و گردشدگی رسوبات و بررسی ترکیبات کانی‌شناسی، نمونه‌ها بعد از الک‌کردن در زیر میکروسکوپ بیناکولر[8] مطالعه شدند. مطالعۀ این رسوبات نشان‌دهندۀ فراوانی کوارتزهای روشن جورنشده و زاویه‌دار و حضور کانی‌های ناپایداری مانند فلدسپات و موسکوویت و بیوتیت است و حکایت از این دارد که مجموعۀ رخدادهای فرسایش تا رسوب‌گذاری در یک محیط آبی و در مدت‌زمان کوتاهی انجام شده است؛ زیرا فلدسپات و مسکوویت به‌علت پایداری کم، بیشتر در سیکل اول رسوب‌گذاری مشاهده می‌شوند (Mángano et al. 1994) (شکل4).
شکل 4 - نمایی از رسوبات لندفرم در زیر میکروسکوپ بیناکولر
Fig 4- A view of landform sediments under a Binacular Microscope
همچنین حضور مواد آلی در رسـوبات، یکی از مهم‌ترین عناصر مؤید حیـات در محـیط رسـوبی است و بدیهی است که میـزان چنـین فعالیـت‌هـایی در محیط‌های بادی، به مراتـب خیلی کمتـر از محـیط‌هـای آبـی است (Batten 1996; Kuzila 1995)؛ بنابراین مواد آلی می‌تواند جزئی از رسوبات آب شیرین و دریایی باشد و نقش مهمی در شناسایی و بازسازی محیط‌های دیرینۀ قاره‌ای و دریایی ایفا کند. کمیت و کیفیت مواد آلی موجود در رسوبات، شرایط محیطی را در زمان‌های گذشته منعکس می‌کند (Tyson 1993, 1995)؛ بنابراین برای بررسی دقیق نوع مادۀ آلی و تعیین نسبت عناصر آلی در رسوبات، از مطالعات پالینولوژیکی کمک گرفته شد (شکل5). شایان ذکر است که در طی مطالعات صحرایی در برخی از قسمت‌های لندفرم (مانند ایستگاه شمارۀ 2)، ذراتی در حد گراول مشاهده می‌شود و رسوبات، جورشدگی بسیار ضعیف و مقدار رس کمتری نسبت‌به دیگر قسمت‌ها دارند. این شرایط نشان‌دهندۀ رسوبات آبرفتی مربوط به انتهای مخروط‌افکنه است.
شکل 5 - نمایی از حضور و فراوانی مواد آلی در رسوبات در زیر میکروسکوپ نوری
Fig 5- abundance of organic matter in sediments under a light microscope
پالئوپالینولوژی[9]
پالینومورف‌ها ماده‌ای از ترکیبات آلی‌اند که از بقایای ارگانیسم‌های مُرده، از دستۀ گیاهان، جانوران، موادِ زائد و دورریختنی‌های آنها در محیط به وجود آمده‌اند و در بیشتر رسوبات و سنگ‌های رسوبی مشاهده می‌شوند (Tyson 1993, 1995). وضعیت و شناسایی آن ذرات آلی، سرنخ‌هایی از شرایط زندگی و محیط آنها را به متخصص پالینولوژی می‌دهد. مشاهده و تفسیر دقیق اسلایدهای پالینولوژیکی، کمک شایانی به شناخت محیط رسوبی دیرینه می‌کند ( Van Der Zewan 1990; Tyson 1993 ).
پالینومورف‌های خشکی
پالینومورف‌های خشکی، فراوان‌ترین و متنوعترین گروه پالینومورفی در منطقۀ مطالعه‌شده‌اند و بیشترین درصد آنها را پولنها تشکیل می‌دهند. در بین پولن‌های مطالعه‌شده، به ترتیب بیشترین پولن متعلق به خانوادۀ غلات با 55درصد، کاج 25درصد، بلوط 15درصد، بید 3درصد و بعد گلوکیدن[10] با 2درصد مشاهده شد که نشان‌دهندۀ حضور گیاهان مذکور در ترکیب پوشش گیاهی مناطق اطراف محیط تشکیل رسوبات است (Van Der Zewan 1990) ( شکل 6).
شکل 6 - نمودار پراکندگی پولن‌های مشاهده‌شده در نمونه‌های مطالعه‌شده
Fig 6- Scatter diagram of observed pollens in the samples
پالینومورف‌های دریایی
از پالینومورف‌های دریایی، داینوسیست‌ها در نمونه‌ها مشاهده شدند. داینوفلاژله‌ها مهم‌ترین عنصر پالینولوژیکی دریایی‌اند که به‌علت پراکندگی جغرافیایی وسیع، محدودیت زمانی، ویژگی‌های مورفولوژی و تنوع بالا به‌عنوان فسیل راهنما و شاخص در تفسیر توالی‌های پیشروی و پس‌روی و تغییرات نسبی سطح آب دریا از آنها استفاده می‌شود (Gorin & Steffen 1991). بررسی داینوسیست‌های موجود در منطقۀ مطالعه‌شده، به شناسایی دو داینوسیست شاخص Operculodinium cf. eirikianum و Bitectatodinium tepikiense منجر شد. اولین گونۀ شاخص ، Wilson 1973 Bitectatodinium tepikiense است که دارای کیست نیمه‌کروی با دیوارۀ ریزشبکۀ اسفنجی است که از تراکم دیوارۀ لاملار تشکیل شده است. کیست این گونه از راسته Gonyaulax است. قطر بدن کیست 46-60 میکرومتر و ضخامت دیوارۀ آن 2-4 میکرومتر است (Head 1994). آرکئوپایل[11] آن پری سینگولار[12] از نوع (P2) است و در محدودۀ چینه‌شناسی میوسن بالایی تا عهد حاضر قرار می‌گیرد (Head 1996).
گونۀ شاخص دیگر که در منطقۀ مطالعه‌شده یافت شد، گونۀ Operculodinium? Eirikianum از راستۀ Gonyaulax است که محدودۀ چینه‌شناسی میوسن[13] بالایی تا ابتدای پلیوسن[14] را در بر می‌گیرد (Head 1994, 1996). این گونه نسبت‌به سرما مقاوم است و معمولاً در محدودۀ محیط نرتیک[15] حضور دارد (Hennissen at al. 2014) (شکل 7).
بنابراین درمجموع اطلاعات داینوسیست‌ها و گرده‌های گیاهی یافت‌شده در منطقۀ مطالعه‌شده و تطابق آن با بایوزون‌های استاندارد جهانی، محدودۀ سنی میوسن بالایی تا ابتدای پلیوسن به دست آمد؛ اما نظر به اینکه در برخی قسمت‌های لندفرم، به‌خصوص در ایستگاه شمارۀ 2، رسوبات رودخانه‌ای به‌وضوح مشاهده شد و احتمال نابرجابودن داینوسیست‌ها وجود دارد، می‌توان حتی سنی جوان‌تر از این محدودۀ سنی را برای رسوبات لندفرم در نظر گرفت Williams et al. 2004)) (شکل 7).
شکل 7- بایوزون‌های استاندارد جهانی در محدودۀ سنی میوسن تا هولوسن، )اقتباس از Williams et al. 2004.)
Fig 7- Global standard biozones in the Miocene to Holocene range taken from Williams et al. 2004
فاکتورهای حفاظت از مواد ارگانیکی
فاکتورهای حفاظت از مواد ارگانیکی، یک ابزار تحلیلی قدرتمند است که با مطالعۀ یکپارچۀ تمام جنبه‌های مادۀ آلی، شامل شناسایی تک‌تک پالینومورف‌ها، بقایای گیاهی و اجزای بی‌شکل، نسبت مطلق و نسبی آنها، طیف اندازه و حالت‌های حفظ‌شدگی آنهاست و می‌توان براساس آنها سرنخ‌هایی بسیار دقیقی دربارۀ محیط رسوبی به دست آورد (Wavereb and Visscher 1994; Zonneveld and Lange 1997؛ از این رو در مطالعۀ حاضر برای تحلیل محیطی، از دو فاکتور حفظ‌شدگی استفاده شد.
پالینوماسرال شامل مواد آلی با ساختمان مشخص است که از محیط‌های خشکی منشأ گرفته و پس از حمل و نقل وارد حوضه رسوبی شده است. وجود مقادیر بالای آنها، معرف محیط نزدیک به ساحل است که توسط رودخانه‌ها در محیط‌های دلتایی و خلیج دهانه‌ای رسوب‌گذاری می‌شوند (Zonneveld and Lange 1997). پالینوماسرال‌ها براساس میزان شفافیت به اپک[18] و قهوه‌ای تقسیم می‌شوند (Waveren & Vischer 1994; Zonneveld and Lange 1997).
پالینوماسرال قهوه‌ای[19] معرف محیط‌های نزدیک به ساحل و پالینوماسرالهای اپک[20] معرف یک محیط نیمه‌اکسیک و نیمه‌آرام‌اند. استفاده از نسبت جورشدگی و گردشدگی پالینوماسرال‌ها می‌تواند نشان‌دهندۀ میزان انرژی محیط باشد (Van der Zwan 1990; Zonneveld and Lange 1997; Bombardiere and Gorin 2000) . بررسی پالینوماسرالهای منطقۀ مطالعه‌شده نشان می‌دهد که پالینوماسرالهای ایستگاه شمارۀ 1 و 2 از نوع تیره و هم‌بعد با جورشدگی بالاست و نشان‌دهندۀ حمل ماسرال‌ها در یک محیط پرانرژی است؛ ولی ایستگاه شمارۀ 3 دارای پالینوماسرالهای تیغه‌ای و بسیار درشت و قهوه‌ای‌رنگ‌اند و یک محیط راکد و کم‌انرژی را نشان می‌دهند که میزان نرخ رسوب‌گذاری برای حفظ‌شدگی پالینوماسرال‌ها در آن مناسب بوده است و احتمالاً مربوط به یک محیط دریاچه ای است (Bostick 1971; Zonneveld and Lange 1997; Bombardiere and Gorin 2000) (شکل 8).
شکل 8- نسبت پالینوماسرالهای قهوه‌ای (TP) به پالینوماسرالهای اپک ((OP در منطقۀ مطالعه‌شده
Fig 8- Ratio of Transparent Palynomacerals (TP) to Opaque Palynomacerals (OP) in the studied area.
شکل 9- نسبت مواد آمورف شفاف به آمورف تیره (T AOM/O AOM)
Fig 9- Ratio of transparent amorphous organic matter (T AOM) to Opaque amorphous organic matter (O AOM)
بحث
برای تحلیل محیطی و بررسی منشأ و سن رسوبات لندفرم، از مطالعات رسوب‌شناسی و پالینولوژیکی استفاده شد. فراوانی کوارتزهای روشن جورنشده و زاویه‌دار و حضور کانی‌های ناپایدار مانند فلدسپات و موسکویت، حکایت از این دارد که رسوب‌گذاری در مدت‌زمان کوتاه و در یک محیط آبی انجام گرفته است. همچنین در برخی از قسمت‌های لندفرم، رسوبات دارای جورشدگی بسیار ضعیفی‌اند و ذراتی در حد گراول در آنها مشاهده می‌شود که نشان از محیط آبرفتی- دریاچه‌ای[21] دارد. به‌دلیل فراوانی مواد آلی در رسوبات مطالعه‌شده، از مطالعات پالینولوژیکی برای تحلیل محیطی استفاده شد. تلفیقی از بررسی‌های رسوب‌شناسی و مطالعات پالینولوژیکی مانند فاکتور حفاظت از مواد ارگانیکی و داینوسیست‌های شاخص نظیر Operculodinium cf. eirikianum و Bitectatodinium tepikiense نشان‌دهندۀ یک محیط دریاچه‌ای و مردابی لب‌شور در زمان نئوژن پسین است.
به‌سبب شرایط رودخانه‌ای حاکم بر حوضه، احتمال دارد که برخی از پالینومرف‌های موجود در حوضه نابرجا باشند؛ اما حضور داینوسیست‌ها نظیر Operculodinium cf. eirikianum و Bitectatodinium tepikiense با محدودۀ سن میوسن بالایی تا پلیوسن نشان‌دهندۀ این است که محیط مطالعه‌شده احتمالاً در محدودۀ انتهای نئوژن یا جوان‌تر بوده است.
مطالعات انجام‌شده بر نقشه‌های ماهواره‌ای نشان می‌دهد این دریاچه به احتمال بسیار زیاد، مرتبط با دریاچۀ نمک حاج علی قلی (پلایای چاه جم) در جنوب منطقۀ مطالعه‌شده بوده است. این پلایا از نوع پلایای چشمه گاوی بوده و در جنوب شرقی شهرستان دامغان واقع شده است، تقریباً از تمام جهات تغذیه می‌شود، احتمالاً تغییرات تکتونیکی و اقلیمی در طول زمان باعث افت سطح آب شده و آن را به شکل امروزی درآورده است (شکل 10)؛ اما مهم‌ترین سؤال این است که منطقۀ مطالعه‌شده در کجای این دریاچه واقع می‌شده و به چه علتی برخاسته شده است؟
ارتفاعات البرز در شمال فلات ایران، یک ناحیۀ فعال زمین‌ساختی است که گسل‌های متعددی دارد (Berberian 1976) (شکل 11 و 12). فعالیت گسل‌های منطقه در طی زمان توسط پژوهشگران مختلف در حوزۀ علوم زمین مطالعه و بررسی شده است (Arab et al. 2011; Berberian et al. 1996; Berenjian et al. 2011; Omidi 2003; Yamani et al. 2012). این گسل‌ها با حرکات آرام و پیش‌رونده، که در برخی موارد به شکل رخدادهای شدید لرزه‌ای نمود می‌یابد، سبب تغییر شکل لندفرم‌های ناحیه می‌شوند.
مطالعۀ گسل‌های موجود در منطقه نشان می‌دهد که لندفرم مطالعه‌شده دقیقاً منطبق با گسل شمال دامغان است. این گسل در 10 کیلومتری شمال شهر دامغان قرار می‌گیرد و به‌دلیل برش نهشته‌های کواترنری، معرف یک گسل کواترنری است (Berberian 1976). بنابر به گزارش Berberian 1976، درازای این گسل حدود 100 کیلومتر برآورد می‌شود و از دو بخش بنیادی خاوری و باختری ساخته شده است (شکل 15 و 16). بخش خاوری از شمال دامغان تا ده ملا (منطقۀ مطالعه‌شده) و بخش باختری از شمال دامغان تا گردنۀ آهوان امتداد یافته است. بین این دو بخش تفاوت مشخصی وجود دارد. بخش خاوری قطعۀ شمالی گسل بالا آمده و قطعۀ فرورو آن در بخش جنوبی گسل واقع شده است. در حالی که بخش باختری قطعۀ فرارو گسل در جنوب خط گسل واقع شده است و قطعۀ فرورو آن در شمال خط گسل قرار می‌گیرد و به احتمال بسیار زیاد لندفرم مطالعه‌شده بر قطعۀ فرارو گسل بخش خاوری گسل دامغان قرار داشته است که در اثر حرکت امتداد لغز چپ گرد[22]، قسمت شرقی گسل دامغان دچار برخاستگی شده است (Omidi 2003; Krinsley 1970) (شکل 13)؛ به‌طوری که مطابق با مطالعات صحرایی، حداکثر ارتفاع لندفرم در قسمت شرقی و در ایستگاه شمارۀ 1 است و به طرف غرب (ایستگاه شمارۀ 3) از ارتفاع آن کاسته می‌شود. برخاستگی رسوبات لندفرم در حاشیۀ شمالی دریاچۀ قدیمی به سن انتهای نئوژن[23]، نشان‌دهندۀ جوان‌بودن گسل مطالعه‌شده است (Krinsley 1970).
شکل 10- A- بازسازی محیط دیرینه و گسترش احتمالی پلایای دامغان در انتهای نئوژن؛ B: شرایط فعلی دریاچۀ نمک حاج علی قلی
Fig 10- Reconstruction of the paleoenvironment and expansion of the palustrine during late Neogen B: The current location of Haj Ali Qoli salt lake
شکل 11- موقعیت گسل‌های موجود در منطقۀ مطالعه‌شده (منطقۀ مطالعه‌شده با دایره‌ای، در شکل مشخص شده است).
Fig 11- The location of faults in the area. The study area is indicated by the circular shape in the figure
شکل 12- موقعیت گسل شمال دامغان نسبت‌به منطقۀ مطالعه‌شده، مشخص شده است: :A عکس ماهواره‌ای و موقعیت ایستگاه‌ها بر عکس؛ B: نقشۀ زمین‌شناسی منطقه و موقعیت گسل شمال دامغان (گسل ده ملا) نسبت‌به منطقۀ مطالعه‌شده.
Fig 12- North Damghan fault in the study area A: Satellite photo and the location of the studied stations on the photo B: Geological map and the location of North Damghan fault in the studied area
شکل 13- بلوک دیاگرام گسل دامغان. قطعات جابه‌جاشدۀ گسل دامغان در شرق و غرب سیاه کوه که معکوس یکدیگر عمل کرده‌اند (اقتباس از Omidi 2003).
Fig 13- Damghan fault block diagram. Movements of the Damghan fault in the east and west of Siah Kouh, which have moved opposite to each other.
نتیجه
برای مطالعه و بررسی محیط دیرینه می‌توان از اطلاعات فسیل‌شناسی و رسوب‌شناسی استفاده کرد. حضور فرم‌های داینوسیست پروکسیمت از راستۀ گونیالاکوئیدهای نظیر Operculodinium cf. eirikianum و Bitectatodinium tepikiense در منطقۀ مطالعه‌شده، می‌تواند نشان از محیط آبی باشد. میزان جورشدگی و گردشدگی رسوبات و بررسی ترکیبات کانی‌شناسی نمونه‌ها، تأییدکنندۀ چنین شرایطی است. بررسی پالینوفاسیس و نسبت درصد سه گروه اصلی از عناصر پالینولوژیکی، نسبت مواد آمرف شفاف به تیره و پالینوماسرالهای تیغه‌ای به هم‌بعد و تعیین میزان درصد پالینوماسرالهای قهوه‌ای به تیره‌رنگ، نشان‌دهندۀ یک محیط آبی دریاچه‌ای- رودخانه‌ای بوده است. رسوبات مطالعه‌شده بر زون با پوشش گیاهی (پهنۀ رسی) در حاشیۀ شمالی پلایای دامغان در زمانی نهشته شده است که سطح آب بالا بوده است و به احتمال بسیار زیاد، این محیط آبی وسیع مرتبط با دریاچۀ نمک حاج علی قلی (پلایای چاه جم) در جنوب منطقۀ مطالعه‌شده است. مقدار بالای رس 20 تا 45درصد تأییدکنندۀ چنین شرایطی است. همچنین برای بررسی علت برخاستگی این رسوبات، گسل‌ها، ویژگی مورفولوژیکی لندفرم‌های موجود در منطقه و شبکه آبراهه‌ها مطالعه شدند. مطالعات نشان می‌دهد لندفرم مطالعه‌شده بر قطعۀ فرارو گسل بخش شرقی گسل دامغان قرار داشته و در اثر حرکت امتداد لغز چپ گرد، دچار برخاستگی شده است؛ به‌طوری که مطابق با مطالعات صحرایی، حداکثر ارتفاع لندفرم در قسمت شرقی و در ایستگاه شمارۀ 1 است و به طرف غرب (ایستگاه شمارۀ 3) از ارتفاع آن کاسته می‌شود. برخاستگی رسوبات به سن کمتر از انتهای نئوژن، نشان‌دهندۀ جوان‌بودن قسمت شرقی گسل دامغان است.
سپاسگزاری
از آقای دکتر جمالی، دانشیار پژوهشکدۀ بوم‌شناسی و تنوع زیستی مدیترانۀ (CNRS) فرانسه و پرفسور اونما ادوجو[24] از دانشگاه لیوپورل[25] انگلستان، بابت کمک به شناسایی گرده‌های گیاهی و پروفسور مارتین هد[26] از دانشگاه بروک[27] کانادا، که نویسندگان را در شناسایی داینوسیست‌ها یاری کردند، تشکر و سپاسگزاری می‌شود.
[1] palynology
[2] silty-clay landform
[3] Quaternary
[4] Playa
[5] Geomorphotectonics
[6] paleogeography
[7] Microfacies
[8] binocular microscope
[10] Glochidion
[11] archaeopyle
[12] pericingular
[13] Upper Miocene
[14] Pliocene
[15] neritic
[16] Transparent Palynomacerals:)TP (
[17] Opaque Palynomacerals :)OP)
4 Transparent Palynomacerals:TP
[21] distal alluvial and palustrine facies
[22] left-lateral strike- slip
[23] Neogen
[24] Onema Adojoh
[25] Liverpol
[26] Martin Head
[27] Brock University
)
