Temporal- spatial analysis of sedimentary environments of the Upper Cretaceous carbonate deposits in the Bajestan area (North of Lut Block)
Subject Areas :Zahra Rezazadeh 1 , Mahmoud Jalali 2 , Mahbobeh Hosseni- Barzi 3 , Ahmad- Reza Khazaee 4
1 -
2 -
3 -
4 -
Keywords: Microfacies, Upper Cretaceous, Cenomanian, Santonian- Early Campanian, Bajestan ,
Abstract :
In this study, microfacies, sedimentary environment and sedimentary model of the Upper Cretaceous carbonate deposits in the Bajestan region were studied and analyzed in four sections Chachool, Shahrak Sanati, Mazar and Bahabad. These deposits are exposed in different sections with different thicknesses. Based on sedimentary texture, petrographic and biotic evidences, 6 carbonate microfacies belonging to three facies belts of lagoon, shoal and shallow open marine located on the inner ramp were identified in these deposits. Comparison of microfacies and facies zones of different sections show a slight and gradual increase in the depth of Cenomanian and a significant increase in Santonian- Early Campanian relative to Cenomanian. Furthermore, the depth of these sediments in Chachool and Shahrak Sanati sections is almost similar and shallower than the others, while Mazar and Bahabad sections represent deeper environment. Accordingly, the approximate coastline trend seems to be east, northeast- west, southwest. However, the presence of different amounts of siliciclastic sand in some facies could be related to the tectonic activity along the basement faults in the area.
آدابي، م. ح.، 1390. ژئوشيمي رسوبي. انتشارات آرين زمين، 503.
آقانباتي، ع.، 1385. زمين¬شناسي ايران. سازمان زمين¬شناسي و اکتشاف معدني کشور، 586.
پورلطيفي، ع.، 1381. نقشه زمين¬شناسي 100000 :1 فردوس، سازمان زمين¬شناسي و اکتشاف معدني کشور.
عاشوري، ع.، کريم¬پور، م. ح. و سعادت، س.، 1386. نقشه زمين¬شناسي 100000 :1 بجستان، سازمان زمين¬شناسي و اکتشاف معدني کشور.
نقشه 1000000: 1 راه‌های ایران، 1398، موسسه جغرافیایی و کارتوگرافی گیتاشناسی،
Assadi, S. and Kolahdani, S., 2014. Tectono- magmatic evolution of Lut Block eastern Iran, A model for spatial localization of porphyry Cu mineralization. Journal of Novel Applied Sciences, 3, 9, 1058-1069.
Bansal, U., Baneryee, S., Pande, K. and Ruidas, D. K., 2019, Unusual seawater composition of Late Cretaceous Tethys imprinted in glauconite of Narmada basin, Central India. Published online by Cambridge University, 233- 247.
Dickson, J. A. D., 1965. A modified staining technique for carbonate in thin section. Nature, 205, 587.
Dunham, R., 1962. Classification of carbonate rocks according to depositional texture. In: Classification of Carbonate Rocks. Journal of American Association Petroleum Geology, 1, 121.
Flugel, E., 2010. Microfacies Analysis of Limestones, Analysis Interpretational Application. Springer- Verlag, 976.
Hegab, O. A., Serry, M. A., Anan. T. I. and El- Wahed, A. G., 2016. Facies analysis, Glauconite distribution and sequence stratigraphy of the Middle Eocene Qarara Formation, El- Minya area, Egypt. Egyptian Journal of Basic and Applied, 3, 1, 71- 87.
Hosseini, S. H., Vahidinia, M., Najafi, M. and Mousavi Harami, S. R., 2017. Biostratigraphy, depositional environment and sequence stratigraphy of Late Cretaceous clastic-evaporite-carbonate deposits, east of Central Iran, Bajestan, Journal of Himalayan Earth Sciences, 50, 1A, 41-56
Miall, A. D., 2000. Principle of sedimentary basin analysis, third edition, Springer- Verlag, 319.
Nichols, G., 2009. Sedimentology and Stratigraphy, Blackwell Publishing, 432.
Saadat, S. and Stern, C., 2016. Distribution and geochemical variations among paleogene volcanic rocks from the north-central Lut block, Eastern Iran, Iranian Journal of Earth Sciences, 8, 1-24.
Stoklin, J. and Nabavi, M. H., 1973. Tectonic Map of Iran 1: 2500000. Geological Survey of Iran.
Tuker, M. E., 2001. Sedimentary petrology: An introduction to the origen of sedimentary rock. Blackwell Science, 262.
تحليل زماني- مکاني محيط رسوبي نهشتههاي کربناته کرتاسه بالايي در منطقه بجستان (شمال بلوک لوت)
زهرا رضازاده1، عباس صادقي2و*، محبوبه حسيني برزي3 و احمدرضا خزاعي4
1. دانشجوي دکتري گروه حوضههاي رسوبي و نفت ، دانشکده علوم زمين، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران
2. استاد گروه حوضههاي رسوبي و نفت، دانشکده علوم زمين، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران
3. دانشيار گروه حوضههاي رسوبي و نفت ، دانشکده علوم زمين، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران
4. دانشيار گروه زمينشناسي، دانشکده علوم، دانشگاه بيرجند
چکيده
در اين پژوهش ميکروفاسيس، محيط رسوبي و مدل رسوبي نهشتههاي کربناته کرتاسه بالايي در منطقه بجستان در چهار برش چاچول، شهرک صنعتي، مزار و بهاباد مورد مطالعه و تحليل قرار گرفت. اين نهشتهها در برشهاي متفاوت با ضخامتهاي متفاوت رخنمون پيدا کرده و بر اساس بافت رسوبي، شواهد پتروگرافي و فوناي موجود در اين نهشتهها شش ميکروفاسيس کربناته متعلق به سه کمربند رخسارهاي لاگون، سد و دریای باز کم‌عمق واقع در رمپ داخلي شناسايي شد. مقايسه ميکروفاسيسها و کمربندهاي رخسارهاي برشهاي مختلف روند افزايش ملايم و تدريجي عمق را براي سنومانين و افزايش محسوسي را در سانتونين- کامپانين پيشين نسبت به سنومانين نشان ميدهند. همچنين عمق نهشت اين رسوبات در دو برش چاچول و شهرک صنعتي کم‌عمق‌تر و کم‌وبیش مشابه بوده و به نسبت دو برش مزار و بهاباد عمق بيشتري را نشان ميدهند. بر اين اساس امتداد خط ساحل کم‌وبیش شرق، شمال شرق- غرب، جنوب غرب پيشنهاد ميشود. ماسهاي شدن برخي رخسارهها نيز ميتواند حاکي از فعاليتهاي زمينساختي در امتداد گسلهاي پيسنگي منطقه باشد.
واژههای کليدي: ميکروفاسيس ،کرتاسه بالايي، سنومانين، سانتونين- کامپانين پيشين، بجستان
مقدمه
منطقه بجستان در حاشيهي شمالي بلوک لوت واقع شدهاست. بلوك لوت، با طول حدود 900 كيلومتر، شرقیترين بخش خردقارهي ايران مركزي است . مرز شرقی آن با گسل نهبندان و حوضهي فليشي شرق ايران و مرز غربی آن با گسل نايبند و بلوك طبس مشخص ميشود. در روي نقشهي زمينساخت ايران(Stoclin and Nabavi, 1973) مرز شمالي اين بلوك به فروافتادگي جنوب كاشمر و مرز جنوبي آن به فرونشست جازموريان محصور شدهاست(آقانباتي، 1385).
مناطق وسيعي از بلوک لوت توسط سنگهاي ولکانيکي پالئوژن، نئوژن و کواترنري و درصد کمي توسط سنگ‌های رسوبي در برگرفته شدهاند (Assadi and Kolahdani, 2014; Saadat and Stern, 2016). بااین‌وجود بيشترين درصد رخنمونهاي رسوبي منطقه بجستان مربوط به مزوزوئيک و بیشتر کرتاسه هستند که پورلطيفي (1381) آنها را به کرتاسه پاييني و عاشوری و همکاران (1386) به کرتاسه بالايي نسبت دادهاند.
بر خلاف نهشتههای کرتاسه زیرین که داراي شرايط کم‌وبیش يکسان رسوبي است، حوضههاي رسوبي کرتاسه بالايي از يکديگر جدا و داراي شرايط خاص خود بودهاند. درنتيجه نهشتههاي کرتاسه بالايي ويژگيهاي رخسارهاي يکساني ندارند. ازاین‌رو واحدهاي سنگ چينهاي كرتاسه بالايي ايران، به‌جز زاگرس و كپه داغ، نام‌گذاری نشدهاند و يا نامهاي محلي دارند. تکرار حرکات زمين ساختي مرتبط با رخدادهاي قابل قياس با چرخه ساب هرسينين سبب ايجاد وقفههاي رسوبي و چرخههاي فرسايشي درون‌سازندی در نهشتههاي کرتاسه بالايي ايران شدهاست (آقانباتي، 1385).
نهشتههاي رسوبي کرتاسه بالايي در منطقه بجستان شامل کنگلومرا، ماسهسنگ، سنگآهک، سنگآهک ماسهاي، مارن و آهکهاي ضخيم لايه هستند که در نقشه زمينشناسي منطقه توسط پورلطيفي (1381) به‌صورت دو واحد Km وKL (کرتاسه زیرین) و توسط عاشوري و همکاران (1386) در قالب سه واحد K1،K2 و K3 (کرتاسه بالایی) معرفي شدهاند.
ضخامت نهشتههای کربناته کرتاسه بالايي در منطقه بجستان به‌طور کامل متغير است، به‌طوری‌که در شمال شرق بجستان و برش چاچول 182 متر، شمال بجستان و برش شهرک صنعتي 77 متر، جنوب غرب بجستان و برش مزار 6/60 متر و در برش بهاباد 48/152 متر از آن رخنمون شده است. فصل مشترک اين رسوبات با رسوبات قدیمی‌تر به‌صورت هم‌شیب و مرز بالاي آن فرسايشي است.
تغييرات شديد رخسارهاي، نبود مطالعات جامع، نبود نام‌گذاری در قالب واحدهاي ليتواستراتيگرافي رسمي و نيز ابهام در تاريخچه و روند تکامل محيطهاي کرتاسه بالايي در منطقه مورد نظر، اهميت مطالعات محيط رسوبي ديرينه را براي اين نهشتهها دوچندان کرده است. در همين راستا چهار برش چاچول، بهاباد، مزار و شهرک صنعتي در منطقه بجستان با هدف شناسايي ميکروفاسيسها و محيط رسوبي برای مطالعه و مقايسه جانبي آنها با يکديگر انتخاب شد تا گامي برای رسم جغرافیای دیرینه کرتاسه پسین در منطقه مورد مطالعه برداشته شود. درواقع هدف از انجام اين پژوهش بررسي تغييرات رخسارهاي حاصل از تغييرات عمق، ورود رسوبات سیلیسی آواري در مکان و زمان و رسيدن به مدل رسوبي مناسب اين نهشتهها در منطقه مورد نظر ميباشد.
موقعيت جغرافيايي
برشهاي مورد مطالعه در جنوب غرب استان خراسان رضوي و در گستره شهرستان بجستان واقع شدهاند (شکلهای 1و2). راه‌های دسترسي و مختصات جغرافيايي برشهاي مورد مطالعه به شرح زير ميباشند:
· برش چاچول: اين برش در شمال شرق شهرستان بجستان و کوه چاچول واقع شده است. در کيلومتر 18 جاده بجستان- گناباد، در سمت چپ جاده، جاده فرعي و خاکي خارفيروزي قرار دارد که به کوه چاچول منتهي ميشود. اين برش در گستره نقشه 1:100000 بجستان واقع شدهاست. مختصات جغرافيايي قاعده اين برش²58 ¢34 ˚34 عرض شمالی و²19 ¢23 ˚58 طول شرقی می‌باشد (شکلهای 1و2).
· برش شهرک صنعتي: اين برش در کيلومتر پنج جاده بجستان- بردسکن و در نزديکي شهرک صنعتي شهرستان بجستان در گستره نقشه 1:100000 بجستان قرار دارد. مختصات جغرافيايي قاعده اين برش ²53 ¢35 ˚34 عرض شمالی و²23 ¢12 ˚58 طول شرقی می‌باشد (شکلهای 1و2).
· برش مزار: اين برش در دو کيلومتري جنوب غرب شهرستان بجستان و جنوب غرب روستاي مزار انتخاب شده است و در گستره نقشه زمین‌شناسی 1:100000 فردوس قرار دارد. مختصات جغرافيايي قاعده این برش ²21 ¢28 ˚34 عرض شمالی و²12 ¢07 ˚58 طول شرقی می‌باشد (شکلهای 1و2).
· برش بهاباد: برش بهاباد در شش کيلومتري جنوب غرب شهرستان بجستان و جنوب غرب روستاي مزار واقع شده است. اين برش در گستره نقشه زمین‌شناسی 1:100000 فردوس قرار دارد. مختصات جغرافيايي قاعده اين برش²57 ¢28 ˚34 عرض شمالی و²07 ¢06 ˚58 طول شرقی ميباشد (شکلهای 1و2).
شکل 1 . موقعيت جغرافيايي برشهای مورد مطالعه (نقشه راه‌های ایران، 1398)
شکل 2. عکس ماهوارهاي منطقه مورد مطالعه و موقعیت برشهای مورد مطالعه
روش مطالعه
در مرحله نخست، برشهاي فوق در گستره مورد مطالعه انتخاب و مورد مطالعات صحرايي قرار گرفتند. نمونهبرداري بر اساس تغييرات ليتولوژيکي و رخسارهاي در جهت عمود بر امتداد لايهها صورت گرفت. در اين پژوهش تعداد 302 مقطع نازک از مجموع 418 متر ضخامت رسوبات کرتاسه بالايي تهيه شد که 116 نمونه به برش بهاباد، 74 نمونه به برش چاچول، 62 نمونه به برش مزار و 38 نمونه به برش شهرک صنعتي تعلق دارد.
همچنين نام‌گذاری سنگهاي آهکي به روش (Dunham, 1962) صورت گرفت. رخسارههاي برشهاي مورد مطالعه با کمربند رخسارهاي و ميکروفاسيسهاي(Flugel, 2010) و لیتوفاسیسها با تقسیمبندی (Miall, 2000) مورد مقايسه قرار گرفتند. رنگآميزي مقاطع نازک به روش (Dickson, 1965) توسط محلول آليزارين قرمز و فروسيانيد پتاسيم برای تفکيک انواع کانيهاي کربناته در آزمايشگاه دانشگاه شهيد بهشتي انجام شد. در پايان مدل رسوبي منطقه مورد مطالعه رسم شد.
ميکروفاسيسها و محيط رسوبي
این پژوهش به‌منظور شناسایی میکروفاسیسها و محیط رسوبی نهشتههای کربناته کرتاسه بالایی در منطقه بجستان انجام شده است. مطالعه مقاطع نازک نهشتههاي کربناته کرتاسه بالايي برشهاي مورد مطالعه منجر به شناسايي شش ميکروفاسيس کربناته شدهاست که مربوط به سه کمربند رخسارهاي لاگون، سد واقع در رمپ داخلي و درياي باز کم‌عمق هستند.
علاوه بر بررسی نهشتههای کربناته کرتاسه بالایی در منطقه مورد مطالعه، با توجه به وجود یک واحد آذرآواری در دو برش بهاباد و چاچول و ارزش این واحد در تطابق بین ستونها، بر آن شدیم تا در ابتدا به شرح مختصر مشاهدات مربوط به این واحد و نهشتههای روی این واحد توفی و همچنین ماسهسنگهای زیر آن پرداخته شود و سپس ميکروفاسيسهاي کربناته معرفي شوند.
واحدهای لیتولوژیکی و ليتوفاسيسهاي غيرکربناته
A1: کنگلومرا- ماسهسنگ
نهشتههاي کرتاسه بالايي در دو برش بهاباد و چاچول با يک واحد کنگلومرا- ماسهسنگ آغاز ميشوند که با توجه به ضخامت کم کنگلومرا و ماسهسنگها (برش چاچول سه متر و برش بهاباد در مجموع 5/7 متر)، آنها را در یک لیتوفاسیس معرفی میکنیم. در دو برشهاي ديگر به دليل پوشيده بودن قاعده برش، اين واحد قابل بررسي نميباشد. اين واحد داراي تناوبي از کنگلومرا و ماسهسنگ است. کنگلومراي اين واحد قرمز تا ارغواني رنگ و ضخیم لایه، از لحاظ فابريک اغلب اورتوکنگلومرا (گاهی پاراکنگلومرا)، همراه با ساختارهاي کانالي در قاعده، دانه پشتیبان، تودهای و دارای کد رخسارهای Gcm است (شکل 3- a). اين کنگلومرا داراي قطعاتي در اندازههاي متفاوت (بين 20 سانتيمتر تا یک سانتی‌متر) با گردشدگي خوب، جورشدگي به نسبت ضعيف و از لحاظ جنس، پليميکتيک است. قلوهها بيشتر از جنس ماسهسنگ و سنگآهک هستند. سيمان اين کنگلومرا بيشتر کربناته (کلسيت و دلوميت آهندار) است. اطراف قلوهها را اکسيدآهن ميپوشاند. لايههاي ماسهسنگي همراه اين کنگلومراها در واحد موردنظر نيز قرمز تا ارغواني رنگ و اندازه آنها متوسط تا خيلي ريزدانه هستند. این ماسهسنگها در مشاهدات صحرايي به‌صورت متوسط تا نازک لايه با ساختارهاي کانالي و لایهبندی مورب عدسی(کد رخسارهای StوSh) ديده ميشوند (شکل 3- b). با توجه به مطالعه مقاطع نازک تهيه شده، ماسهسنگهاي ذکر شده از نوع ليتارنايت تا سابليتارنايت متوسط تا خوب جورشده و نيمهزاويهدار تا گردشده هستند. (شکلهای 3-c ،d). درصد فلدسپات در اين ماسهسنگها پايين است و ليتيکها بيشتر از نوع چرتي، شيلي و چرتهاي دگرگون شده هستند. ليتيک هاي رسوبي در حال متلاشي شدن هم ديده ميشود که سنگ مادر رسوبي- دگرگوني حاصل از فرسايش کوهزايي و چرخه مجدد رسوبي را تداعي مينمايند. سيمان در اين ماسهسنگها کربناته و از جنس کلسيت و دلوميت است که در بعضي نقاط در اطراف دانهها خوردگي ايجاد کرده است. ماسهسنگهای ذکر شده داراي حدود 10 درصد زمينه هستند. بااین‌حال با توجه به شواهد واضح از متلاشي شدن دانههاي خردهسنگي رسوبي و نيز جورشدگي و گردشدگي به نسبت خوب دانهها به نظر ميرسد که منشا زمينه در اين ماسهسنگها کم‌وبیش دياژنزي بوده و بلوغ بافتي آنها قبل از دياژنز مچور تا سابمچور ارزيابي ميشود. با توجه به مشاهده کانال، رنگ قرمز نهشتهها، جورشدگي و گردشدگي به نسبت خوب ماسهسنگها و فابريک دانهپشتيبان کنگلومراها اين نهشتهها به محيط قارهاي رودخانهاي تا حدواسط نسبت داده ميشوند(Nichols, 2009) .
A2: آذرآواريها
اين واحد شامل توف ضخيم لايه و متراکم با سطح هوازده سبزتا خاکستري تيره و سطح شکست تازه سبز تيره تا دودي رنگ است (شکل 3- e). لايه بندي اين توفها موازي لايههاي بالا و پايين آنها است و گسترش جانبي خوبي دارند. اين نمونهها بر اساس مطالعه مقاطع نازک با فراواني شيشه در زمينه و همچنين وجود بلورهاي اتومورف تا اتومورف شکسته شده فلدسپات (شکل 3- f وg) کريستال ويتريک توف نام‌گذاری ميشوند (Tuker, 2001). با توجه به موقعيت چینه‌شناسی در برشهاي چاچول و بهاباد و تعداد اندک و شکسته شده قطعات فسيلي، اين واحد در محيط دريايي نهشته شده است.
واحدهای A4و A3جز رخسارههای مخلوط هستند ولی با توجه به این‌که، تفکیک این واحدها بر اساس ویژگیهای صحرایی انجام شده است که به‌جای معرفی در بخش میکروفاسیس در این بخش به توصیف آنها می‌پردازیم.
A3: مارن ژيپسدار
اين واحد از مارنهاي صورتي تا قرمز رنگ با ميان لايههاي ظريف ژيپس (کد رخسارهای E) تا سيلتستون (کد رخسارهای Fl) و شيلهاي آهکي ژيپس دار متغير هستند (شکل 3- h). قطعات سيليسي در سيلتستونها بیشتر کوارتز بوده و دانههاي کربناته اين نمونهها با توجه به رنگآميزي مقاطع نازک اغلب کلسيت و مقدار کمتري دلوميت و دلوميت آهندار هستند. اين رخساره داراي درصد بالاي پيريت است. سيمان کربناته به‌صورت کلسيت و دلوميت قابل مشاهدهاست. وجود ميان لايههاي ظريف ژيپس و درصد جزئي قطعات فسيلي به‌صورت شکسته شده، ميتواند به‌عنوان شاخص محيط سوپراتايدال تا اينترتايدال در نظر گرفته شود. اين رخساره در برشهاي بهاباد، شهرک صنعتي و چاچول مشاهده شد. در برش شهرک صنعتي و چاچول، وجود شيل آهکي ژيپس دار در این واحد ميتواند تاييدي بر آن باشد که محيط رسوبي رسوبات برش شهرک صنعتي و چاچول نسبت به برش بهاباد به خشکي نزديکتر هستند.
اين واحد شامل مارن خاکستري روشن تا نخودي رنگ با سطح تازه خاکستري رنگ و لامیناسیون مشخص (کد رخسارهای Fl) است (شکل 3-i). این مارن حاوي فسيل فراوان شامل دوکفهاي کوچک ، استراکد، قطعات روديست، براکيوپودا و خارپوست ميباشد. اين فاسيس در دو برش بهاباد و چاچول ديده ميشود. در برش چاچول ضخامت اين واحد و فراواني دوکفهايها بيشتر است. در برش بهاباد ضخامت اين نهشتهها کمتر و داراي ميان لايههاي آهکي و فراواني بيشتر خارپوستها و براکيوپودها نسبت به برش چاچول ميباشد. اين واحد با توجه به واحدهاي آهکي موجود در آن و محتوي ماکروفسيلي به دو سمت سد يعني لاگون و درياي باز کم‌عمق نسبت داده شدهاست. در برش بهاباد با توجه به وجود ميانلايههاي آهکي متعلق به درياي باز کم‌عمق و کانال جزر و مدی1 و همچنين فسيل فراوان خارپوست و روديست اين واحد به درياي باز کم‌عمق و در برش چاچول اين واحد با توجه به مجاورت با واحدهاي شيلي- ماسهاي ژیپس دار، افزایش فاحش محتوي دوکفهاي و کاهش چشمگیر خارپوست و رودیست به محيط لاگون نسبت داده شدند.
شکل 3. لیتوفاسیسها و پتروفاسيس هاي غير کربناته، a) کنگلومرا دانه پشتیبان و تودهای (کد رخسارهای Gcm)، واحد A1، b) ماسهسنگ (کد رخسارهای Sh) واحد A1. d،c) ماسهسنگ لیتارنایت واحد A1 در نور معمولي (c) و پلاريزه (d)، e) واحد آذرآواری A2. G، f) کریستال ویتریک توف واحد A2 در نور معمولي (f) و پلاريزه (g)، h) واحد A3، مارن ژيپسدار (کد رخسارهای Fl)، i) واحد A4، مارن خاکستري حاوي فسيل دوکفهاي (کد رخسارهای Fl)
ميکروفاسيسهاي کربناته
B1: وکستون/ مادستون ميليوليددار سیلتی
در اين ميکروفاسيس قطعات فسيلي 30 -10 درصد مقطع نازک را تشکيل ميدهند که اغلب فرامينيفرهاي بنتيک و به‌خصوص ميليوليدها، مقدار کمي استراکدها و جلبکها هستند. فضاي داخلي بعضي از فسيلها با اکسيدآهن پر شدهاست. 15- 10 درصد مقطع نازک را کوارتز با اندازهي کمتر از 05/0 ميليمتر، مونوکريستالين و با خاموشي مستقيم دربرميگيرد (شکل 4- a). اين ميکروفاسيس در برش شهرک صنعتي و بهاباد وجود دارد. در برش شهرک صنعتي درصد کوارتز و قطعات فسيلي بيشتر است. اين ميکروفاسيس متعلق به RMF 17 و کمربند رخسارهاي لاگون است (شکل 6).
B2: وکستون/ پکستون بايوکلاست، اينتراکلاستدار
قطعات فسيلي که اغلب شامل فرامينيفرهاي بنتيک و مقدار کمتري جلبک، استراکد و قطعات روديستي هستند، 30 درصد و اينتراکلاستها 10 درصد و پلوئيدها کمتر از 10 درصد اين ميکروفاسيس را تشکيل ميدهند. در اين ميکروفاسيس تنوع فرامينيفرهاي بنتيک زياد است و فراواني قطعات روديستي کم ميشود. فضاي داخلي بعضي از فسيلها با اکسيدآهن پر شده است. در اين ميکروفاسيس کمتر از پنج درصد ماسههاي کوارتزي به‌صورت مونوکريستالين با خاموشي مستقيم وجود دارد. در بعضي بخشها (اغلب به دليل نئومورفسيم) اين ميکروفاسيس به گرينستون نزديک ميشود (شکل 4- b). اين ميکروفاسيس در هر چهار برش وجود دارد. در برش شهرک صنعتي پديده نئومورفيسم شدت بيشتري دارد. اين ميکروفاسيس متعلق به RMF 26 و کمربند رخسارهاي بخش پشتي سد2 واقع در رمپ داخلي است (شکل 6).
B3: گرينستون اائيد، پلوئيد و بايوکلاستدار
در اين ميکروفاسيس اائيد ها به‌صورت Micritic ooids و Half-moon ooids هستند و40-30 درصد مقطع نازک را در برميگيرند. هسته اغلب اائيد ها را ميليوليدها تشکيل ميدهند . پلوييدها 20 درصد و اينتراکلاستها پنج درصد مقطع را در برميگيرند. در اين ميکروفاسيس 10-5 درصد ذرات را قطعات فسيلي تشکيل ميدهند که شامل فرامينيفرهاي بنتيک (بيشتر ميليوليدها) و جلبکها ميشوند و اغلب به‌صورت کورتوئيد وجود دارند ( شکل4- c). اين ميکروفاسيس در دو برش چاچول و شهرک صنعتي وجود دارد. در برش شهرک صنعتي اائيدها فراواني بيشتري دارند و از نظر اندازه از اائيدهاي برش چاچول کمي بزرگ‌تر هستند. اائيدها در مکانهاي با عملکرد شديد و مداوم امواج و جريانات تشکيل ميشوند (آدابي، 1390). اين ميکروفاسيس متعلق به RMF 29 و کمربند رخسارهاي سد3 واقع در رمپ داخلي است.
B4: وکستون بايوکلاستدار ماسهاي گلوکونيتدار
در اين ميکروفاسيس قطعات فسيلي اغلب شامل قطعات روديستي، فرامينيفرهاي بنتيک، جلبک، خردههای حمل شده بريوزوئر و استراکد هستند که 20- 10 درصد اين ميکروفاسيس را دربرميگيرند. پلوئيدها هم پنج درصد اين ميکروفاسيس را تشکيل ميدهند. ذرات آواري در حد ماسه که بیشتر کوارتز هستند، 45-30 درصد نمونه را فرا ميگيرند. در اين ميکروفاسيس مقدار بيش از یک درصد گلاکونيت نيز مشاهده ميشود (شکل 4-d). اين ميکروفاسيس در دو برش مزار و بهاباد وجود دارد و متعلق به RMF 18 و کمربند رخسارهاي کانال جزر و مدي تا دریای باز کم عمق است .(Hegab et al., 2016; Bansal et al., 2019)
B5: گرينستون بايوکلاست و اينتراکلاستدار
قطعات فسيلي در اين ميکروفاسيس اغلب شامل قطعات روديستي به‌صورت کورتوئيد، فرامينيفرهاي بنتيک و جلبکها هستند و 30 درصد مقطع را دربرميگيرند. اينتراکلاستها 10 درصد اين ميکروفاسيس را تشکيل ميدهند. کمتر از پنج درصد ميکريت در زمينه سنگ وجود دارد و مابقي مقطع را سيمان اسپاري تشکيل ميدهد (شکل 4- e). اين ميکروفاسيس در سه برش مزار، شهرک صنعتي و چاچول وجود دارد. در برش شهرک صنعتي درصد سيمان اسپاري بيشتر و قطعات فسيلي کمتر است. اين ميکروفاسيس متعلق به RMF 27 و کمربند رخسارهاي بخش جلويي سد4 واقع در رمپ داخلي است.
B6: وکستون/ پکستون بايوکلاستدار ماسهای
در اين ميکروفاسيس قطعات فسيلي شامل فرامينيفرهاي بنتيک، استراکدها، قطعات روديستي، جلبک سبز، قطعات اکينوئيد، بريوزوئر و سرپولا هستند و 35-10 درصد اين ميکروفاسيس را تشکيل ميدهند. کمتر از پنج درصد پلوئيد و پنج درصد سيمان اسپاري ديده ميشود. ماسههاي کوارتزي به‌صورت مونوکريستالين با خاموشي مستقيم 15-10درصد وجود دارند (شکل 4- f). اين ميکروفاسيس در هر چهار برش مورد مطالعه وجود دارد و متعلق به RMF 18 و کمربند رخسارهاي درياي باز کم‌عمق تا کانال جزر و مدی است.
شکل 4. ميکروفاسيسهاي شناسايي شده در برشهاي مورد مطالعه، a) وکستون/ مادستون ميليوليددار سیلتی (B1)، b) وکستون/ پکستون بايوکلاست، اينتراکلاستدار(B2) ، c) گرينستون اائيد، پلوئيد و بايوکلاستدار، Hm (Half-moon ooid)، (B3)، d) وکستون بايوکلاستدار ماسهاي گلوکونيتدار(B4)، Gl (گلوکونیت)، e) گرينستون بايوکلاست و اينتراکلاستدار(B5)، f) B4: وکستون/ پکستون بايوکلاستدار ماسهای (B6).
بحث
با توجه به اينکه نهشتههاي مورد مطالعه متعلق به بخشهاي کم‌عمق و نزديک به ساحل پلتفرم کربناته هستند و رخسارههاي عميق درياي باز مشاهده نشدهاند نميتوان شواهدي مانند واريزه کربناته يا سد حاشيهاي5 را بررسي کرد بنابراين علی‌رغم وجود شواهد قطعي محيط رمپ، با توجه به وجود ميکروفاسيس گرينستون اائيد، پلوئيد و بايوکلاستدار در دو برش چاچول و شهرک صنعتي ، بهترين محيط پيشنهادي براي نهشته شدن ميکروفاسيسهاي مورد مطالعه، محيط رمپ کربناته ميباشد. با توجه به موارد فوق و ميکروفاسيسهاي شناسايي شده، تمام ميکروفاسيسهاي کربناته منطقه مورد پژوهش به رمپ داخلي نسبت داده شدند (شکل 6). (Hosseini et al., 2017) نیز در نگاه کلی به محیط رسوبی برش چاچول، محیط رمپ کربناته را برای این نهشتهها پیشنهاد کردند.
در دو برش چاچول و بهاباد در قاعده برشها، نهشتههاي سيليسي آواري (ماسهسنگ کنگلومرايي) و نيز توفي مشاهده شد. در برش بهاباد نهشتههاي سيليسي آواري پس از لايههاي آذرآواري با ضخامت کم هنوز ادامه دارند و با رخساره سوپراتايدال (مارن ژيپسدار) دنبال ميشوند و در ادامه به آهکهاي بخشهاي مختلف رمپ داخلي کربناته تبديل ميشود (شکل 5).
با توجه به ماسهاي شدن بسياري از رخسارههاي کربناته در بدنه اصلي نهشتههاي کربناته کرتاسه در منطقه بجستان، به نظر ميرسد که فعاليتهاي زمينساختي مرتبط با گسلهاي پيسنگي در ورود آواريها به حوضه دخيل بودهاند. همچنين با توجه به این‌که نهشت ماسهسنگها در برش بهاباد پس از رسوب‌گذاری واحد آذرآواري هنوز اندکي ادامه دارد و نيز نزديکي اين برش به گسلهاي پيسنگي منطقه (به‌خصوص گسل نایبند و محل تلاقی گسل نایبند و گسل کلمرد)، فعاليت اين گسلها به‌عنوان کنترل‌کننده اصلي ورود رسوب آواري به حوضه تاييد ميشود (شکل 2).
در برش مزار قاعده برش در زير رسوبات دشت از نظر پنهان است اما در ادامه واحد مارني با ميان لايههاي آهکي وجود دارد که بيشتر اين واحد به‌جز ضخامت کم مارن بخش انتهايي که متعلق به لاگون ميباشد به محيط سد و درياي باز کم‌عمق تعلق دارند (شکل 5).
در برش شهرک صنعتي هم قاعده برش در زير رسوبات دشت مدفون است و شروع برش با آهکهاي ااوليتي است که با مارن ژيپسدار (سوپراتايدال) و سپس آهکهاي بخشهاي مختلف رمپ داخلي دنبال ميشوند (شکل 5).
در برش چاچول بر روي نهشتههاي سيليسي آواري قاعده برش، واحد توفي قرار دارد. اين واحد با ميکروفاسيسهاي سد، سوپراتايدال و لاگون دنبال ميشوند (شکل 5).
شکل 5. ستون چينهشناسي، میکروفاسیس و محيط رسوبي نهشتههاي کرتاسه بالايي در برشهای مورد مطالعه.
|
به‌طورکلی در هر چهار برش در بخش پاييني نهشتهها (سنومانين) يک روند افزايش ملايم عمق ديده ميشود. دو برش بهاباد و برش مزار کم‌وبیش عمق مشابهي دارند و نسبت به برشهاي شهرک صنعتي و چاچول عمق بيشتري را نشان ميدهند. دو برش اخير با شرايط عمق مشابه در امتداد خط ساحل که کم‌وبیش شرقي- غربي (شرق، شمال شرق- غرب، جنوب غرب) است، قرار دارند (شکل 6).
بعد از سانتونين يکنواختي در رخسارهها ديده ميشود که البته نسبت به سنومانين عميقتر و بيشتر مرتبط با درياي باز کم‌عمق هستند.
علی‌رغم نزديکي دو برش بهاباد و مزار و با توجه به تفاوت فاحش ليتولوژي برش بهاباد (در صد بالای ماسه) به‌خصوص بعد از سانتونین، موقعيت نزديک به کانال جزر و مدي براي اين برش پيشنهاد ميشود.
شکل 6. مدل رسوبي منطقه مورد مطالعه، 1) برش چاچول، 2) برش شهرک صنعتي، 3) برش مزار، 4) برش بهاباد
نتیجه‌گیری
· در قاعده نهشتههای کرتاسه بالایی منطقه بجستان واحدهای سیلیسی آواری، آذرآواری، مارن ژیپسدار بیرونزدگی دارند که واحد سیلیسی آواری (واحد کنگلومرا- ماسهسنگ) به محیط رودخانهای تا حد واسط و واحد مارن ژیپس دار به محیط سوپرتایدال- اینترتایدال تعلق دارد. واحد آذرآواری با توجه به موقعيت چینه‌شناسی در برشهاي چاچول و بهاباد و تعداد اندک و شکسته شده قطعات فسيلي، در محيط دريايي نهشته شده است.
· واحد مارن حاوی دوکفهای در دو برش بهاباد و چاچول دیده میشود. در برش بهاباد با توجه به میان لایههای آهکی متعلق به دریای باز کم‌عمق و کانال جزر و مدی، درصد بالای رودیست و خارپوست و میزان کمتر دوکفهای به دریای باز کم‌عمق و در برش چاچول با توجه به مجاورت با واحدهای شیلی- ماسهای ژیپس دار و افزایش چشمگیر دوکفهای و کاهش خارپوست به لاگون نسبت داده شدند.
· نهشتههاي کربناته کرتاسه بالايي در منطقه مورد مطالعه شامل شش ميکروفاسيس کربناته مربوط به سه کمربند رخسارهاي لاگون، سد و درياي باز کم‌عمق واقع در رمپ داخلي هستند.
· رخسارههاي مرتبط با محيط سدي در چهار زير محيط پشت سد، سد، جلوي سد و کانال جزر و مدی تشکیل شدهاند.
· توالی رسوبات سنومانین در برشهاي مورد مطالعه روند عميق شونده ملايم و تدريجي را نشان ميدهند.
· توالی رسوبات سنومانین در دو برش بهاباد و مزار نسبت به دو برش شهرک صنعتی و چاچول از عمق بيشتري برخوردار بودند.
· برش بهاباد به‌خصوص در زمان بعد از سانتونین، با توجه به وجود درصد قابل ملاحظه ماسه در اکثر لایههای سنگآهک، موقعیت نزدیک‌تری نسبت به کانال جزر و مدي داشته است.
· برش چاچول و برش شهرک صنعتي در کرتاسه بالايي در امتداد خط ساحلي شرق- شمال شرق و غرب- جنوب غرب قرار داشتند.
· در منطقه بجستان، درياي سانتونين عمق بيشتري نسبت به درياي سنومانين داشته است.
· وجود درصد بيشتر ماسه در بدنه اصلي نهشتههاي کربناته در برش بهاباد، مرتبط با نزديکي بيشتر اين برش به گسلهاي پيسنگي منطقه (به‌خصوص گسل نایبند و محل تلاقی گسل نایبند و گسل کلمرد) ميباشد (شکل 2).
منابع
آدابي، م. ح.، 1390. ژئوشيمي رسوبي. انتشارات آرين زمين، 503. ##آقانباتي، ع.، 1385. زمينشناسي ايران. سازمان زمينشناسي و اکتشاف معدني کشور، 586. ##پورلطيفي، ع.، 1381. نقشه زمينشناسي 100000 :1 فردوس، سازمان زمينشناسي و اکتشاف معدني کشور. ##عاشوري، ع.، کريمپور، م. ح. و سعادت، س.، 1386. نقشه زمينشناسي 100000 :1 بجستان، سازمان زمينشناسي و اکتشاف معدني کشور. ##نقشه 1000000: 1 راه‌های ایران، 1398، موسسه جغرافیایی و کارتوگرافی گیتاشناسی،## Assadi, S. and Kolahdani, S., 2014. Tectono- magmatic evolution of Lut Block eastern Iran, A model for spatial localization of porphyry Cu mineralization. Journal of Novel Applied Sciences, 3, 9, 1058-1069. ##Bansal, U., Baneryee, S., Pande, K. and Ruidas, D. K., 2019, Unusual seawater composition of Late Cretaceous Tethys imprinted in glauconite of Narmada basin, Central India. Published online by Cambridge University, 233- 247. ##Dickson, J. A. D., 1965. A modified staining technique for carbonate in thin section. Nature, 205, 587. ##Dunham, R., 1962. Classification of carbonate rocks according to depositional texture. In: Classification of Carbonate Rocks. Journal of American Association Petroleum Geology, 1, 121. ##Flugel, E., 2010. Microfacies Analysis of Limestones, Analysis Interpretational Application. Springer- Verlag, 976. ##Hegab, O. A., Serry, M. A., Anan. T. I. and El- Wahed, A. G., 2016. Facies analysis, Glauconite distribution and sequence stratigraphy of the Middle Eocene Qarara Formation, El- Minya area, Egypt. Egyptian Journal of Basic and Applied, 3, 1, 71- 87. ##Hosseini, S. H., Vahidinia, M., Najafi, M. and Mousavi Harami, S. R., 2017. Biostratigraphy, depositional environment and sequence stratigraphy of Late Cretaceous clastic-evaporite-carbonate deposits, east of Central Iran, Bajestan, Journal of Himalayan Earth Sciences, 50, 1A, 41-56##Miall, A. D., 2000. Principle of sedimentary basin analysis, third edition, Springer- Verlag, 319. ##Nichols, G., 2009. Sedimentology and Stratigraphy, Blackwell Publishing, 432. ##Saadat, S. and Stern, C., 2016. Distribution and geochemical variations among paleogene volcanic rocks from the north-central Lut block, Eastern Iran, Iranian Journal of Earth Sciences, 8, 1-24. ##Stoklin, J. and Nabavi, M. H., 1973. Tectonic Map of Iran 1: 2500000. Geological Survey of Iran. ##Tuker, M. E., 2001. Sedimentary petrology: An introduction to the origen of sedimentary rock. Blackwell Science, 262.##
Temporal- spatial analysis of sedimentary environments of Upper Cretaceous carbonate deposits in the Bajestan area (North of Lut Block)
Rezazadeh, Z.1, Sadeghi, A. 2, Hooseni- Barzi, M.3 and Khazaei, A. M. 4
1. Ph. D Student of Department of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
2. Professor of Department of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
3. Associate Professor of Department of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
4. Associate Professor of Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand
Abstract
In this study, microfacies, sedimentary, environment and sedimentary model of Upper Cretaceous carbonate deposits in the Bajestan region have been studied and analyzed in four sections Chachool, Shahrak Sanati, Mazar and Bahabad. These deposits have been exposed in different sections with different thicknesses. Based on sedimentary texture, petrographic and phonological evidence, 6 carbonate microfacies belonging to three facies belt of lagoon, shoal and shallow open marine located on the inner ramp were identified in these deposits. Comparison of microfacies and facies zones of different sections show a slight and gradual increase in the depth of Cenomanian and a significant increase in Santonian- Early Campanian relative to Cenomanian. Furthermore, the depth of deposition of these sediments in Chachool and Shahrak Sanati sections is almost similar and shallower than the others while Mazar and Bahabad sections show more depth. Accordingly, the approximate coastline trend seems to be East, Northeast- West, Southwest. However, presence of different amounts of siliciclastic sad in some facies could be related to tectonic activity along the basement faults in the area during the deposition.
Key words: Microfacies, Upper Cretaceous, Cenomanian, Santonian- Early Campanian, Bajestan
[1] -Tidal inlet
[2] -Leeward shoal
[3] -Shoal
[4] -Seaward shoal
[5] -Platform- margin reefs
