میکرو استراتیگرافی و مطالعه میکروفاسیس نهشته های کرتاسه زیرین در جنوب دامغان

دسته چینه شناسی و فسیل شناسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین
تاريخ برگزاری ۰۹ اسفند ۱۳۸۴

چکیده

به منظور میکروستراتیگرافى رسوبات کر تاسه سه مقطع زمین شناسى در غرب ناحیه ( کوه پرپا ) مرکز ناحیه ( دشت یزدان آباد ) و شرق ناحیه ( کوه خرگوشى ) انتخاب گردید. از ۲۷۲ نمونه سنگ برداشت شده در مقاطع فوق ۲۵۰ مقطع نازک تهیه شده است. بررسیهاى انجام شده منجر به تشخیص ۲۱ میکروفسیل و ۳۲ جنس و ۵۳ گونه فرامینیفرى گردیده است.  با توجه به شواهد صحرایى و مطالعات میکرو ستراتیگرافى چنین استنباط مى‌شود که پس از فاز کوزایى کیمرین پسین دریاى کرتاسه در آوایل آپسین بر روى زمینهاى ژوراسیک پیشروى کرده بطورى که رسوبات تخریبى قرمز رنگ قاعده کرتاسه در نواحى غربى منطقه بر روى رسوبات ژوراسیک میانى و در نواحى شرقى بر روى رسوبات ژوراسیک زیرین ته‌نشین شده است .  در آپسین میانى و بالایى دریاى کم عمقى سراسر ناحیه را فرا گرفته است و پس از ته نشست واحدهاى کربناته زیرین، شیل میانه و کربناته بالایى، بخش شرقى ناحیه دستخوش حرکت تکتونیکى متعددى شده و پس از ته نشست بخش شیل بالایى در زمان آلبین میانى- بالایى ، دریاى کرتاسه زیرین از سطح منطقه پسروى کرده است .

 

 

Abstract

Subject of this paper "biostratigraphy of cretaceous sediments at south DAMGHAN" that located from

to eastlongitude and from to nortglatitude and limits by Atari fault in <?xml:namespace prefix = st۱ ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />North West۱:place>۱:State> and Torrid fault in southeast.

For biostratigraphy cretaceous sediments was selected four geology section on cretaceous outcrop in western part ( kuh-e-parpa & kuh-e-Boz ) central part ( Dasht yazdanabad ) and eastern  part ( Kuh-e-khargoshi ).

We sampled ۲۷۰  sample from this geology sections and obtained ۲۵۵ thin sections.

   After late kimerian orogeny , in the aptian stage cretaceous sea had transgrated from direct area west the ancient sediments.

   In the aptian stage terrigenous sedimentary had deposited and then shallow sea covered this region that deposited member,s Lower carbonate , Middle shale , upper carbonate. And upper , shale.

   Lower cretaceous sea had regrated after deposition upper shale member in albian stage from region.

The eastern part had remained out af water unitl last cretaceous period and western part ( jam area ) Captured by cenomanian sea.

مقدمه

 منطقه مورد مطالعه در استان سمنان ، شهرستان دامغان واقع است و از نظر جغرافیایی در شرق شهرستان سمنان ، جنوب شهرستان دامغان و شمال ارتفاعات چاه‌شرین – ترود و غرب چاه جم قرار دارد . این ناحیه در طول جغرافیایی َ45 وً45 و َ45 وً54  شرقی و عرض جغرافیایی َ30 وً35 و تا َ00 وً36 شمالی، حوضه آبریزکویر چاه جم را در بر می‌گیرد.

این منطقه در شمالی ترین بخش واحد ساختمانی ایران مرکزی و در حاشیه شمالی کویر بزرگ در جنوب شرق گسل عطاری و شمال غرب گسل ترود در وضعیت تکتونیکی خاصی واقع شده است . گسل انجیلو به موازات دو گسل یاد شده مرکز ناحیه را تحت تأثیر قرار داده است. عملکرد فعال این گسلها، گسله‌های کوچکتری را با روند اصلی شمال شرقی – جنوب غرب ایجاد کرده است.

 

بحث

1 – 1  مقطع چینه شناسی شماره یک در کوه پرپا

مقطع شماره یک در کوه پرپا وافع در جنوب شرق روستای جام انتخاب شده است و قاعده مقطع در50 متری شرق معدن مترو که ذغال سنگ که در شیلهای ژوراسیک ( سازند بغمشاه ) آثار استخراج آن بطور وضوح مشخص است قرار دارد .

قاعده مقطع در سازند بغمشاه دارای مختصات زیراست :

                      طول شرفی                                َََ َ22 و َ56 وً53 X  =

                     عرض شمالی                               00 و َ47 وً35 Y =                    

                     متر از سطح دریا                                       1735 Z =

در این مقطع روند عمومی طبقات N44E  و روند پیمایش N46W است . مقطع چینه شناسی شماره یک بخش بالایی سازند بغمشاه ( به سن دو گربا توجه به زونهای آمونیتی ) ، کرتاسه زیرین شامل آشکوب آپسین ، آلبین ، و ابتدای آشکوب سنومانین را در بر می‌گیرد . کرتاسه زیرین این مقطع از پنج بخش تشکیل شده که از پایین به بالا شامل بخش تخریبی ، بخش کربناته زیرین ، بخش شیل میانی ، بخش کربناته بالایی و بخش شیل بالایی است .ضخامت واقعی این سکانس 462 متر است و به پنج واحد لیتوستراتیگرافی و 45 واحد لیتولوژیک تفکیک شده است .

اولین واحد لیتولوژیک کرتاسه ، میکروکنگلومرایی است با سیمان ماسه سنگی رس دار که با دگرشیبی زاویه‌دار رسوبات ژوراسیک میانی ( دوگر -  سازند بغمشاه ) را پوشانیده است . رسوبگذاری میکروکنگلومرای قاعده کرتاسه در حوضه‌ای نا آرام ، با واردات زیادی که یا از خواستگاه مواد تخریبی فاصله کمی داشته و یا آنکه شیب توپوگرافی زیاد که ناشی از شرایط بعد از کوهزایی کیمرین اتنهایی بوده صورت گرفته است .

بدنبال واحد تخریبی قاعده‌ای ، واحد مارن تا آهک مارنی تشکیل شده است ، مرز تدریجی بین این دو واحد که پیوستگی در رسوبگذاری را بین آنها ثابت می‌کند ، تحول حوضه را از شرایط پر‌انرژی به شرایط فوق‌العاده کم انرژی نشان می‌دهد . پس از کاهش اولیه انرژی محیط در ابتدای اشکوب آپسین ، شرایط محیط رسوبگذاری تا اواسط آپسین پایدار شده و تناوبی از آهکهای مارنی ، و آهک ماسه‌ای در محیطی که انرژی متوسط تا زیاد داشته است در منطقه‌ای کم عمق تا جزر و مدی تشکیل شده است . با گسترش رسوبگذاری کربناته ، محیط برای زیست موجودات زنده مساعد گشته است . بدین لحاظ در آهکهای زیستی – تخریبی ( واحدهای 3 تا 18 ) فسیلهای موجوداتی که در رسوبات دفن گردیده‌اند بقدری زیاد است که بخش عمده ترمهای لیتولوژیک از همین فسیلها تشکیل شده است . وفور مواد تخریبی در این واحدها نشان می‌دهد که عمق حوضه کم بوده و واردات تخریبی از خشکی‌ها و سرزمینهای نزدیک و از سواحل حوضه قابل توجه است .

پدیده کاهش عمق حوضه رسوبی و تبدیل ترم لیتولوژیک کربناته به ترم لیتولوژیک کلوئیدی در حوضه کرتاسه زیرین اشکوب آپسین جنوب دامغان در سه مقطع کوه پرپا ، دشت یزدان‌آباد و کوه خرگوشی و بطور تقریباٌ همزمان نشانه‌ای از تاثیر عوامل تکتونیکی منطقه بر رسوبگذاری و عمق حوضه رسوبی است . در مقطع کوه پرپا این تاثیر در زمان کوتاهتر و بطور یکباره عملکرده است در حالیکه در دشت یزدان‌آباد تناوب ترم لیتولوژیک کربناته و کلوئیدی چندین بار تکرار شده است . این تکرار ، ناپایداری شدید انرژی در حوضه را نشان میدهد .

در مقطع کوه پریا پس از بخش شیل میانی ( ترم لیتولوژیک کلوئیدی شماره 21 ) دریاپیشروی کرده و رسوبگذاری در ترمهای لیتولوژیک کربناته ادامه یافته است . شروع بخش کربناته بالایی با ترمهای لیتولوژیک شیل و آهک مارنی با بخش شیل میانی پیوستگی دارد . تداوم و گسترش رسوبگذاری کربناته شرایط زیست موجودات زنده را فراهم آورده است ، بطوریکه عناصر و عوامل اصلی میکروفاسیسهای از فسیل این موجودات تشکیل شده است . علاوه بر این ، واحدهای 23 و 26 تشکیل ساختمان اصلی یک ریف را نشان میدهد .

اشکوب آلبین با واحد آهک برشی سیاه رنگ بشدت جلبکی شروع شده است ( واحد 38 ) و پس از آن دریای آلبین در محدوده رسوبات کلوئیدی واحدهای شیل میکایی ، شیل ماسه‌ای و شیل سبز زیتونی آلبین زیرین تا میانی ( واحدهای 39 تا 45 ) را بوجود آورده است . در آلبین میانی ، رسوبات مشخصه کلوئیدی – تخریبی پیدا کرده است و در حوضه رسوبی کم عمق احیاء کننده نزدیک به ساحل در حاشیه خشکی با انرژی زیاد و غنی از مواد تخریبی ته نشست شده است . این پسروی و کاهش عمق ادامه داشته است تا آنکه سرانجام در آلبین میانی ، حوضه رسوبی از سلطه آب دریا خارج شده است ، به‌این ترتیب در زمان آلبین بالایی بانبود چینه شناسی همراه است .

پیشروی مجدد آب دریا در این منطقه ماسه سنگهای گلوکونیتی را بطور هم شیب بر روی ترمهای لیتولوژیک کلوئیدی آلبین میانی بر جای گذاشته است ، متاسفانه هیچ فسیلی جهت تعیین سن دقیق این پیشروی بدست نیامده است .

 

2 – 1 مقطع چینه شناسی در دشت یزدان آباد

مقطع شماره دو در دشت یزدان آباد ، شمال غرب روستای یزدان آباد ، غرب سرخ کوه ، 400 متری شمال جاه اسد ا... در دامنه شمالغرب ر خنمونهای کرتاسه انتخاب شده است . قاعده مقطع در سازند شمشک دارای مختصات جغرافیایی زیر است ،

                                         طول شرقی                             َ َ10 و َ16 وً54  X =

                                        عرض شمالی                            َ َ57 و َ45 وً35  Y =

                                        متر از سطح دریا                                   1215  Z =    

در این مقطع روند عمومی طبقات  و شیب لایه‌ها  است . روند پیمایش  انتخاب شده است . مقطع دشت یزدان آباد بخش بالایی رسوبات ژوراسیک ( معادل شمشک ) و رسوبات کرتاسه را در بر می‌گیرد . واحدهای کرتاسه با دگرشیبی زاویه دار بر روی سکانس ژوراسیک قرار گرفته و توسط زمیتهای آبرفتی کواترنر پوشیده شده است . این مقطع یال شمال غربی ناودیس یزدان آباد را تشکیل داده است و ضخامت مقطع 1/306 متر است . این مقطع به پنج واحد لیتوسترایتگرافی و 55 واحد لیتولوژیک تفکیک شده است .

سکانس کرتاسه در دشت یزدان آباد با 6 متر ماسه سنگ خاکستری تا سفید ، دارای میکروفاسیس کوارتز آرنایت شروع می‌شود که با دگرشیبی زاویه‌دار بر روی رسوبات ژوارسیک زیرین ( لیاس -  سازند شمشک ) تشکیل شده است .

کل رخنمون کرتاسه در دشت یزدان آباد با تناوب ناقص تخریبی ، کلوئیدی ، کربناته یک سکانس مثبت بریده شده ( Truncated Sequenses )  مربوط به اشکوب آپسین است . از شواهد روی زمین ( نبود رخنمون بعد از شیل بالایی و حتی در اکثر موارد شیل بالایی ، وجود توف و شیلهای ائوسن در فاصله یک کیلومتری ، وجود سکانس 500 متری کرتاسه بالایی در کوه بز با فاصله کمتر از 40 کیلومتر ، شباهت کامل مقطع سه در کوه خرگوشی با ین مقطع بافا صله 40 کیلومتر ) چنین برمیآید که پس از فاز تکتونیکی اطریشین تا زمان پالئوسن – ائوسن در ین بخش هیچ رسوبی تشکیل نشده است . زیرا بعید بنظر میرسد ضخامت 500 متری کرتاسه بالایی پس از رسوبگذاری فر سایش یافته باشد ، علاوه براینکه آثار تخریبی در رسوبات سنوزوئیک منطقه نیز دیده نمی‌شود .

 

    3 - 1-  مقطع چینه شناسی در کوه خرگوشی

مقطع سه در کوه خرگوشی ، واقع در شرق روستای یزدان آباد ، جنوب شرق کلات خرگوشی و جنوب غرب کوه دولیتار ، دریال شرقی ناودیس خرگوشی انتخاب شده است . قاعده مقطع در بخش بالایی شیلهای ژوراسیک ( سازند شمشک ) دارای مختصات جغرافیایی زیر است :                                                                                    

                    طول شرقی                                       َ َ40  و  ََ43  و  540  x =

                       عرض شمالی                                      َ َ30  و  َ39  و  35 y =                                          

                   متر از سطح دریا                                            1280  z =                        

در این مقطع روند عمومی طبقات N30W  و روند پیمایش N60 E بوده است و شیب طبقات کرتاسه  30-35 SW می‌باشد. در این مقطع زمینهای کرتاسه با دگر شیبی زاویه دار ( حدود 600  جنوب غربی ) بر روی رسوبات ژوراسیک زیرین (سازند شمشک) قرار دارد و توسط رسوبات آبرفتی کواترنز که هسته ناودیس را تشکیل می‌دهد پوشیده شده است . مقطع کوه خرگوشی 5/299 متر ضخامت دارد و به 4 واحد لیتو ستراتیگرافی و 25 لیتولوژیک تفکیک شده است که سن مجموعه سکانس زمان آپسین تشخیص داده شده است .

ابتدای سکانس شامل یک بخش تخریبی 80 متری است که فاسیس کنگلومرایی و میکروکنگلومرایی دارد و با دگر شیبی زاویه‌دار به روی رسوبات ژوراسیک زیرین ( سازند شمشک - لیاس ) قرار گرفته است . بدنبال تشکیل این بخش تخریبی و پس از آرامش در حوضه رسوبی، رسوبگذاری حوضه به رسوبگذاری کلوئیدی تحویل یافته است. رسوبات کلوئیدی 30متر ضخامت داردو تناوبی  از شیل، شیل ماسه‌ای، مارن و شیل مارنی است .

بخش کربناته زیرین، تناوبی از واحدهای لیتولوژیک آهک ماسه‌ای، آهک مارنی به ضخامتهای 5 تا 30 متری است که در مجموع ضخامتی در حدود 100 متر دارد. این تناوب در بررسی صحرایی به 8 واحد لبتولوژیک قابل تفکیک بوده است. این سری کربناته در مقاطع نازک سنگهای دارای تعداد زیادی ذرات ماکروفسیلی و فرامینیفر‌های بنتیک است که در یک زمینه غالباٌ متشکل از آهک اسپارایتی قرار گرفته‌اند. این فاسیس، حاکی از شرایط دریایی مساعد جهت زیست موجودات زنده و همچژنین استیلای محیط کم عمق با انرژی متوسط تا زیاد است. وجود عناصر سنگی خرد شده و فسیلهاییکه غالباٌ خرد شده‌اند و جملگی از خود محیط رسوبگذاری منشاء گرفته‌اند، نوعی آهک تجمعی را بوجود آورده است.

واحد‌های کلوئیدی 17 و 18 کاملاً شیلی و با بخش شیل میانی در کوه پرپا و دشت یزدان آباد موقعیت چینه شناسی مشابهی دارند. بدین ترتیب این تغییر شرایط رسوبی از کربناته به کلوئیدی در کل منطقه بصورت یکنواخت صورت گرفته است.

بنابراین دراین زمان وضعیت حوضه رسوبی در کوه خرگوشی و دشت یزدان آباد به یکدیگر کاملاً مشابه بوده و با مقطع چینه شناسی کوه پرپا از نظر تقدم وتأخر ظهور رخساره‌ها متفاوت است. شباهت رخساره‌ای در دو مقطع کوه خرگوشی و دشت یزدان آباد و تفاوت آن با مقطع کوه پرپا می‌تواند ناشی از عملکرد گسل انجیلو در بخش مرکزی منطقه مورد مطالعه باشد. واحد 24 از بخش کربناته بالایی رسوبگذاری در محیط ریف و حاشیه آن را نشان می‌دهد، بطوریکه اسکلت سنگ در این واحد از ارگانیسمها بوده و در یک زمینه میکرایت عناصر فسیلی خرد شده بدام افتاده‌اند. بخش عمده ساختمان سنگ ، جلبکها ، بریوزوآنها و قطعات مرجانی می‌باشد که ضخامتهایی در حدود 15 متر دارد.

کل سکانس رسوبی کرتاسه در کوه خرگوشی به اُشکوب آپسین تعلق دارد و پس از ترمهای کربناته بالایی ( آهکهای زیستی- تخریبی ) واحد لیتولوژیک 24 و آهک تجمعی واحد لیتولوژیک 25 حوضه رسوبی شروع به بالا آمدن می‌کند. و بخش شیل بالایی تشکیل می‌شود ، این بخش که هسته ناودیس پلانج‌دار خرگوشی را می‌سازد بخش اعظم آن فرسایش یافته و بخش دیگر در زیر رسوبات آبرفتی کواترنر مدفون گردیده است. در بخش جنوب شرق گسل انجیلو ( مقطع چینه شناسی خرگوشی ) پس از فاز کوهزایی اطریشین هیچ واحد رسوبی دریایی تشکیل نشده است. در بخش جنوبی ناحیه یعنی شمال گسل ترود واحدهای رسوبی کرتاسه و قدیمتر با سنگهای آتشفشانی ( ائوس ) پوشیده می‌شوند.

 

نتیجه گیری

فاز کیمرین جدید مهمترین فاز در تاریخ زمین شناسی ناحیه است ، در شمال گسل انجیلو رسوبات کرتاسه زیرین با رسوبات ژوراسیک یک دگر شیبی با زاویه‌ای حدود 25 درجه می‌سازد، در جنوب گسل انجیلو چین خوردگی بسیار شدید و توأم با یک دگرگونی دیناموتر مال است و کرتاسه زیرین با یک دگر شیبی زاویه‌ای بسیار تند ( حدود 75 درجه ) با لیتولوژی کنگلومرا، ماسه سنگ و شیل ماسه‌ای قرمز روی سازد شمشک را می‌پوشاند ، بنابراین بستر دریای پیشرونده کرتاسه ، زمینهای چین خورده ژوراسیک زیرین تا میانی است ( شمشک تا بغمشاه ). قسمت شرقی ناحیه ( جنوب گسل انجیلو ) بیشتر تحت تأثیر فازهای تکتونیکی ژوراسیک قرار گرفته و رسوبات 700 متری ( آهک بادامو و بغماشاه ) بصورت نبود چینه‌ای است. پیشروی دریای کرتاسه در منطقعه تا اوایل آشکوب آپسین به تأخیر می‌افتد ، بنابراین فرسایش واحدهای انتهای ژوراسیک تعیین زمان دقیق پسروی دریای ژوراسیک را مشکل کرده‌ است. بنظر می‌رسد که در زمان آپسین ، غرب منطقه جهت پیشروی دریای کرتاسه مناسب تر بوده و سریعاٌ محیط رسوبی به یک حوضه پلاتفرمی کربناته تبدیل شده است چرا که واحد تخریبی قاعده کم ضخامت ( 2 متر‌) و میکروکنگلومرای جور نشده است که در زمان کوتاه ته نشین شده است. پیشروی دریا بسمت شرق منطقه ( حوالی گسل انجیلو ) با تأنی بیشتری همراه بوده و دریای پیشرونده فرصت یافته تا 6 متر ماسه سنگ ( کوارتز آرنایت ) در قاعده سکانس دشت یزدان آباد و کوه بونی ، در یک محیط ساحلی پر انرژی ( اینترتایدال ) تشکیل دهد.

   واحد تخریبی قاعده سکانس کرتاسه در کوه خرگوشی ( جنوب گسل انجیلو ) که متشکل از 80 متر کنگلومرا و میکروکنگلومرای جور نشده است ، پیشروی دریای کرتاسه را در جنوب گسل انجیلو پر انرژی و سریع بر روی رسوبات بشدت چین خورده و ناهمواره با حاشیه مرتفع از زمینهای ژوراسیک زیرین و پالئوزوئیک بالایی ( با توجه به قطعات کنگلومرا ) را نشان می‌دهد.حوضه دریایی کم عمق با واردات تخریبی مدتی به طول می‌انجامد تا اینکه در اواسط آشکوب آپسین دریایی کم عمق با رسوبات کربناته پلاتفرمی برای مدتی کل منطقه را فرا می‌گیرد و بخش کربناته اربیتولین‌دار زیرین تشکیل می‌شود. پس از مدتی حوضه رسوبی آپسن در حالی که گسل آنجیلو دستخوش نا آرامی شده  تناوبی از شیل و آهک رسوب می‌کند،

این حرکت سرانجام کل ناحیه را تحت تأثیر قرار داده و رسوبات کربناته زیرین به بخش شیل میانی منتهی می‌شود. در زمان رسوب گذاری کربناته زیرین چنان محیط زیست مناسب شده که واحدهای کربناته زیستی در غرب ناحیه ( کوه پرپا ) بصورت رخساره‌های ردیف است ، در بخش مرکزی شرایط زیست موجودات نامساعدتر بوده است.

پس از مدت کوتاهی غرب ناحیه به حالت رسوبگذاری کربناته زیرین بر می‌گردد ولی در حوالی گسل انجیلو نا آرامی حوضه بطول انجامیده و تناوب شیل و آهک در بالای بخش شیل میانی تکرار می‌شود. این ناآرامی با نزدیک شدن به گسل انجیلو شدیدتر می‌شود ( رخنمون کرتاسه در کوه بونی ) . رسوبگذاری بخش کربناته بالایی در اواخر آشکوب اپسین و بخش شیل بالایی ( شیل امدوان ) منتهی می‌شود. شیل امدوان در محیط کم عمق حاشیه دریایی با واردات تخریبی و گاهی محیط احیایی رسوب کرده است. زمان تشکیل این بخش آلبین زیرین و میانی بوده و با تأثیر تکتونیکی اطریشین حوضه آلبین در منطقه از آ ب خارج می‌شود که شدت عملکرد آن در بخش شرقی ( حوالی گسل انجیلو ) شدیدتر و حوضه رسوبی کرتاسه تا پالئوسن از آب خارج می‌شود و تا زمان رسوبگذاری سازنده فجن بصورت قاره‌ای باقی می‌ماند. غرب ناحیه ( منطقه جام ) پس از فاز کوهزایی اتریشین با دریای سنومانین – تورونین تسخیر می‌شود.

 

منابع فارسی

-     اسمعیلی ابولقاسم (1377)استراتیگرافی کرتاسه زیرین و بالایی در جنوب دامغان – رساله کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی تهران

-     ALAVI NAINI M. (1972) : Etude geologique de La region de Djam . G.S.I , Rep . No. 23

-     BOLLI.M.H , SANDERS. J.B (1987) : Plankton stratigraphy – cambridge un . press

-     BRASIER M.D (1988) : Microffossils . Academic division of unwin Hyman Ltd, fourth impression.

-     Reinhold Company, Newyork LOEBLICH A.R. & TAPPAN H. (1988) : Foraminiferal Genera their classification, Van Nostrand.

    -  Folk  R. L  ( 1962 )   Classification  of  carbonate  rock    Am. Assoc.  petroleum geologists   Mem

 

کلید واژه ها: سمنان