چینه شناسی و آمونیت های سازند سرچشمه در حوضه کپه داغ، شمال شرق ایران

دسته چینه شناسی و فسیل شناسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و یکمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده دکتر سید ناصر رئیس السادات،
تاريخ برگزاری ۲۰ مهر ۱۳۸۴

Abstract
The Kopet Dagh basin is situated in the north-east of Iran. The stratigraphy and ammonite faunas of the Sarcheshmeh Formation have been studied. Ten stratigraphic columns have been measured and more than ۵۰۰ samples collected. Except in the Takal Kuh area sections, which are about ۱۲۰۰ metres thick, the thickness of the formation is not more than ۵۵۰ metres. However the thickness of the Sarcheshmeh Formation decreases from west to east
Representatives of Phylloceratidae, Gaudryceratidae, Oppeliidae, Desmoceratidae, Ancyloceratidae, Heteroceratidae, Douvilleiceratidae, Deshayesitidae and Parahoplitidae are recorded. The faunas assemblage are of Late Barremian to Early Aptian age

خلاصه
حوضه رسوبی کپه داغ در شمال شرق ایران قرار دارد. در این تحقیق چینه شناسی و آمونیت های سازند سرچشمه مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد ده ستون چینه شناسی اندازه گیری و بیش از 500 نمونه برداشت شده است. بجز ناحیه تکل کوه که ضخامت سازند حدود 1200 متر است در سایر مناطق ضخامت سازند بیش از 550 متر نمی باشد. اما به طور کلی ضخامت سازند از طرف غرب به شرق کاهش می یابد.
جنس ها وگونه هایی از خانواده های Phylloceratidae, Gaudryceratidae, Oppeliidae, Desmoceratidae, Ancyloceratidae, Heteroceratidae, Douvilleiceratidae, Deshayesitidae, Parahoplitidae و Cymatoceratidae در این مطالعه شناسایی و گزارش شده است. این مجموعه فسیلی سنی معادل بارمین پسین تا آپسین زیرین را مشخص می سازد.
مقدمه
حوضه رسوبی کپه داغ در شمال شرق ایران در عرض جغرافیایی o 00′   54و 61o 14′ شرقی و طول 36o 00′ و38o 16′  شمالی قرار گرفته است. این حوضه به عنوان یک حوضه درون قاره ای معرفی شده که پس از کوه زایی تریاس میانی و بسته شدن دریای هرسی نین در شمال و شمال شرق ایران تشکیل شده است (بربریان و کینگ، 1981). رسوبگذاری در این حوضه از ژوراسیک تا الیگوسن به طور نسبتاً مداوم صورت گرفته است. این رسوبات به 15 سازند تقسیم شده است (افشارحرب، 1969، 1982).
به علت وجود مواد هیدروکربوری مطالعاتی بر روی سنگ شناسی و فسیل شناسی حوضه کپه داغ انجام گردیده است. در موردآمونیت های ژوراسیک و کرتاسه این حوضه نیز می توان به کارهای سید امامی (1980)، سید امامی و آریایی (1984)، سید امامی و دیگران (1984، 1994، 1996) و ایمل Immel و دیگران (1997) اشاره نمود.
اگرچه مطالعات فسیل شناسی چندی در منطقه انجام شده است، اما این مطالعات تفضیلی بر روی آمونیت ها به ویژه آمونیت های کرتاسه پایینی انجام نشده است. به عنوان مثال با حضور جنس Deshayesites می توان سن رسوبات را تا حد زیر آشکوب های آپسین تعیین نمود. بدین منظور ده ستون چینه شناسی از سازند سرچشمه اندازه گیری شده و محتویات آمونیتی آن به طور سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفته است.
سازند سرچشمه
سازند سرچشمه در برش الگو، واقع در شرق بجنورد، در حدود 276 متر ضخامت دارد که از دو بخش غیر رسمی زیرین با مارن های خاکستری همراه با آهک مارنی و بخش بالایی شیل های آهکی خاکستری و چندین لایه سنگ آهک فسیل دار تشکیل شده است (افشارحرب، 1979).
بر اساس فرامینی فر های گزارش شده توسط کلانتری (1969) و رئیس السادات و موسوی حرمی (1993) سن آپسین برای سازند سرچشمه پیشنهاد شده است. از طرف دیگر آمونیتهای زیر توسط ایمل و دیگران (1997)گزارش گردیده است: Anahamulina nicortsmindensis, Colchidites securiformis, C. ratshensis, C. tenuicostatus, C. tinae, C. sp. ex. gr. colchicus, Deshayesites latilobatus, Imerites favrei, Hemihoplites sp. و Prodeshayesites tenuicostatus که سن بارمین پسین تا آپسین زیرین را مشخص می کند.
مقاطع اندازه گیری شده
1- ستون های چینه شناسی تکل کوه
 در ناحیه تکل کوه دو ستون چینه شناسی به فاصله 5 کیلومتر از یکدیگر اندازه گیری شده است. سازند سرچشمه در این منطقه و در سایر مناطق به طور هم شیب بر روی سازند تیرگان و زیر سازند سنگانه قرار گرفته است. در ناحیه تکل کوه سازند سرچشمه از یک تناوب آهکهای مارنی، آهکهای شیلی، شیل، مارن، مارن آهکی همراه با لایه های آهک فسیل دار تشکیل شده که تعداد آهکهای فسیل دار در قسمت بالایی سازند بیشتر است. اگرچه سنگ شناسی سازند در این ناحیه به ستون چینه شناسی برش الگو شباهت دارد اما بخش های مارنی و شیلی سازند سرچشمه از یکدیگر قابل جدایش نیستند. بالاترین قسمت آخرین لایه آهک فسیل دار سازند سرچشمه به عنوان مرز بالایی سازند در نظر گرفته می شود. این لایه در تمام ستون های چینه شناسی اندازه گیری شده دیده می شود و به عنوان یک لایه راهنما مورد استفاده قرار می گیرد. موضوع جالب توجه دیگر ضخامت زیاد سازند سرچشمه در این ناحیه است که حدود 1200 متر می باشد.
در قسمت پایینی سازند آمونیت های زیر شناسایی شده است: Argvethites sp., Barremites cf. difficilis, Heteroceras cf. colchicus, H. sp. 1, H. spp., Imerites sparsicostatus, Martelites securiformis, M. cf. tinae, M. cf. tenuicostatus, M. sp. 1, M. sp. 2, Paraimerites sp., Toxoceratoides sp., Turkmeniceras cf. tumidum   و Turkmeniceras multicostatum. (پلیت 1).
در قسمت میانی سازند می توان به آمونیت های Ancyloceras cf. manteli, Deshayesites cf. euglyphus, D. luppovi, D. oglanlensis, D. cf. planus, D. cf. tuarkyricus, D. weissi, D. cf. weissiformis, D. sp. 1  و Pedioceras sp. اشاره نمود. لازم به ذکر است که جنس Turkmeniceras با سن بارمین پسین و جنس Deshayesites با سن آپسین زیرین به خوبی مرز بارمین-آپسین را در این سازند مشخص می کند (پلیت 1).
در قسمت بالایی سازند آمونیت های Aconeceras (Aconeceras) haugi, Australiceras sp., Cheloniceras (Cheloniceras) sp., Deshayesites cf. consobrinoides, D. cf. dechyi, D. deshayesi, D. cf. euglyphus, D. cf. involutus, D. luppovi,  D. cf. multicostatus, D. oglanlensis, D. cf. planus, D. weissi, D. sp. 2, D. sp. 3, Eogaudryceras (Eogaudryceras) sp., Melchiorites aff. melchioris, Phylloceras sp. Phyllopachyceras sp.  و Cymatoceratidae (Nautiloidea)  شناسایی شده است.
2- ستون چینه شناسی آمند 
این ستون چینه شناسی در حدود 18 کیلومتری شرق ستون چینه شناسی شماره یک تکل کوه قرار دارد. سنگ شناسی این ستون چینه شناسی شباهت زیادی به ستون های چینه شناسی تکل کوه دارد. ضخامت سازند سرچشمه در این ستون چینه شناسی 1100 متر اندازه گیری شده است. آمونیت های Martelites cf. tenuicostatus, M. cf. tinae, M. sp. 1, M. sp. 2 و Heteroceras cf. colchicus در قسمت پایینی سازند شناسایی شده است. قسمت میانی شامل آمونیت های Barremites cf. difficilis, Deshayesites cf. euglyphus, D. oglanlensis, Martelites securiformis, M. cf. tenuicostatus, M. cf. tinae, Turkmeniceras multicostatum  و
T. cf. tumidum می باشد. لایه های قسمت بالایی سازند دارای آمونیت های Deshayesites cf. consobrinoides, D. dechyi, D. deshayesi, D. cf. involutus, D. luppovi, D. cf. planus, D. weissi, D. cf. weissiformis  و Cymatoceratidae می باشد.
3- ستون چینه شناسی راز
این ستون چینه شناسی در 45 کیلومتری شمال غرب بجنورد و در مسیر جاده راز- بجنورد قرار دارد. بخش پایینی سازند سرچشمه از مارن و مارنهای آهکی لایه متوسط خاکستری تشکیل شده است. ضخامت آن بسیار کمتر از مقاطع قبلی می باشد و فاقد آمونیت می باشد. بخش بالایی سازند از شیل های همگن خاکستری تیره تا خاکستری سبز با بین لایه های مارن و آهک های فسیل دار حاوی اربی تولین، اکینودرم و براکیوپود (Sellithyris sellalindensis, S. carteroniana and Praelongithyris credneri) تشکیل شده است. ضخامت این بخش 270 متر اندازه گیری شده است. آمونیت های شناسایی شده در این بخش شامل Cheloniceras (Cheloniceras) sp., Deshayesites spp., Dufrenoyia sp., Eogaudryceras (Eotetragonites) sp., Pedioceras cf. anthulai, و Pseudosaynella sp. می باشد.
4- ستون چینه شناسی شیخ
این ستون در نزدیکی روستای شیخ در 10 کیلومتری جاده بجنورد-شیروان قرار دارد. دو بخش مارنی و شیلی در سازند قابل تشخیص و جدایش هستند. بین لایه های آهک فسیل دار بخش پایینی دارای اکینودرم، براکیوپود (Praelongithyris credneri, Lamellaerhynchia sp.) و پلسی پود است. بخش شیلی اکثراً از آهکهای شیلی با بین لایه های مارن و آهک فسیل دار که در قسمت بالایی این بخش گسترش بیشتری دارند، تشکیل شده است. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی540 متر اندازه گیری شده است. آمونیت Pedioceras cf. anthulai  از قسمت پایینی بخش شیلی شناسایی شده است.
5- ستون چینه شناسی بی بهره
این ستون چینه شناسی در 20 کیلومتری شمال شیروان قرار دارد.  سنگ شناسی سازند سرچشمه همانند ستون چینه شناسی قبلی است. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی 320 متر می باشد. اگرچه سازند سرچشمه در این ستون چینه شناسی فاقد آمونیت است اما آمونیت Parahoplites cf. maximus  در پایین ترین قسمت سازند سنگانه شناسایی شده است.
6- ستون چینه شناسی تیرگان
این ستون چینه شناسی در کنار روستای تیرگان در 60 کیلومتری شرق دره گز گرفته شده است که در مسیر دره گز-کلات قرار دارد. بخش پایینی سازند سرچشمه اکثراً از مارن تشکیل شده و فاقد ماکروفسیل است. بخش شیلی از نظر سنگ شناسی به برش الگو شباهت دارد و فاقد آمونیت می باشد. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی 315 متر می باشد.
7- ستون چینه شناسی جاده کلات
این ستون چینه شناسی در مسیر جاده مشهد-کلات اندازه گیری شده است. لیتولوژی سازند سرچشمه در این ستون چینه شناسی بسیار شبیه ستون چینه شناسی سنگانه است. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی 335 متر می باشد. این سازند در این ستون چینه شناسی فاقد آمونیت است.
8- ستون چینه شناسی سنگانه
این ستون چینه شناسی در 5 کیلومتری غرب روستای سنگانه، در کنار جاده روستا و 80 کیلومتری شمال شرق مشهد اندازه گیری شده است. دو بخش مارنی و شیلی سازند در این ستون چینه شناسی قابل تفکیک می باشند. سازند سرچشمه در این ستون چینه شناسی فاقد آمونیت می باشد. اما اثرات فسیلی (Paleodiyctyon) در بخش مارنی دیده می شود. همچنین در لایه های فسیل دار بخش شیلی نیز فسیل های اربی تولین، براکیوپود، اکینودرم و پلسی پود (Ostrea and Exogyra) یافت شده است. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی 350 متر است.
9- ستون چینه شناسی قرقره
این ستون چینه شناسی آخرین ستون چینه شناسی اندازه گیری شده در قسمت شرقی حوضه است. سنگ شناسی سازند سرچشمه همانند ستون چینه شناسی قبلی و برش الگو است. ضخامت سازند در این ستون چینه شناسی 195 متر می باشد. تعدادی براکیوپود از لایه های فسیل دار بخش مارنی و شیلی جمع آوری و شناسایی شده که عبارتند از Sellithyris carteronina و Sulcirhychina spp. . ضمناً در پایین ترین قسمت سازند سنگانه (حدود 10 متر) آمونیت Dufrenoyia sp.  یافت شده است. 
بحث و نتیجه گیری
دو بخش مارنی و شیلی در سازند سرچشمه بجز ناحیه تکل کوه در بقیه قسمت های حوضه قابل تشخیص است. به هر حال این تقسیم بندی غیر رسمی است. ضخامت زیاد سازند در ناحیه تکل کوه می تواند به فعالیت گسل تکل کوه در زمان رسوبگذاری نسبت داده شود. ضخامت سازند به طور کلی از غرب به شرق کاهش می یابد به طوری که ضخامت سازند در ستون چینه شناسی شیخ 540 متر و در ستون چینه شناسی قرقره 195 متر است.
جنس ها وگونه های شناسایی شده عبارتند: از خانواده Phylloceratidae جنس های Phylloceras sp. و Phyllopachyceras sp. ، از خانواده Gaudryceratidae جنس های Eogaudryceras (Eogaudryceras) sp. و Eogaudryceras (Eotetragonites) sp. ، از خانواده Oppeliidae جنس و گونه Aconeceras (Aconeceras) haugi ، از خانواده Desmoceratidae جنس وگونه Barremites cf. difficilis ، از خانواده Ancyloceratidae جنس ها وگونه های Ancyloceras cf. mantelli, Australiceras sp., Pedioceras cf. anthulai, Pedioceras sp.  و Toxoceratoides sp. ، از خانواده Heteroceratidae جنس ها وگونه های Argvethites sp., Heteroceras cf. colchicus, H. spp., Imerites sparcicostatus, Martelites cf. tenuicostatus, M. cf. tinae, M. securiformis, M. sp. 1, M. sp. 2,  و Paraimerites sp. ، از خانواده Douvilleiceratidae جنس Cheloniceras (Cheloniceras) spp.، از خانواده Deshayesitidae جنس ها و گونه هایDeshayesites cf. consobrinoides, D. cf. dechyi, D. deshayesi, D. cf. euglyphus, D. cf. involutus, D. luppovi, D. cf. multicostatus, D. oglanlensis, D. cf. planus, D. cf. tuarkyricus, D. weissi, D. cf. weissiformis, D. sp. 1, D. sp. 2, D. spp., Dufrenoyia sp., Turkmeniceras multicostatum
وTurkmeniceras cf. tumidum  ، از خانواده Parahoplitidae جنس و گونه Parahoplites cf. maximus و همچنین خانواده Cymatoceratidae از نوتیلوئیدها که بجز گونه های Martelites cf. tenuicostatus, M. cf. tinae, M. securiformis,   بقیه جنس ها و گونه ها برای اولین بار از ایران گزارش می شوند. علاوه بر این نمونه برداری لایه به لایه تعیین محل مرز بارمین-آپسین را در سازند سرچشمه نیز امکان پذیر ساخته است.
بر اساس مجموعه فسیلی فوق و موقعیت چینه شناسی سن سازند سرچشمه بارمین پسین- آپسین زیرین می باشد. لازم به ذکر است که سن سازند در تمام حوضه یکسان نبوده و از شمال غرب به طرف جنوب شرق جوان تر می شود.

کلید واژه ها: سایر موارد