بررسی تغییرات میزان اکسیژن سازند سنگانه براساس مطالعات پالینولوژیکی
| دسته | چینه شناسی و فسیل شناسی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | رعنا خسروی القار |
| تاريخ برگزاری | ۰۱ اسفند ۱۳۸۵ |
چکیده:
سازند سنگانه یکى از سازندهاى کرتاسه‌تحتانى حوضه‌رسوبى کپه‌داغ در شمال‌شرق ایران مى‌باشد.
این سازند در برش قلعه‌نو ۱۸۷ متر ضخامت دارد و شامل شیل‌هاى خاکسترى تیره با بین لایه‌هاى سیلت‌استونى است. بعد از تهیه اسلایدهاى پالینولوژیکى از ۳۰ نمونه جمع‌آورى شده، با توجه به سه گروه اصلى عناصر پالینولوژیکى شامل پالینوماسرالها، پالینومورف‌ها و مواد ارگانیکى فاقد ساختمان و مطالعه بر روى برخى از فاکتورهاى اکولوژیکى، شامل نسبت داینوفلاژله‌هاى پریدینوئید به گونیالاکوئید(P/G)، Lability، نسبت SOM شفاف به SOM تیره و نسبت مواد آمورف(SOM) به پالینومورف‌هاى دریایى(Mp)، میزان نوسانات اکسیژن و ریتم رسوبگذارى در طى انبایش این سازند در برش مورد مطالعه بررسى گردید.
بر اساس کاهش Labilityو نسبت P/G و افزایش نسبت SOM شفاف به SOM تیره و مواد آمورف فاقد ساختمان به پالینومورف‌هاى دریایى بیانگر کاهش میزان اکسیژن و نرخ رسوبگذارى از قاعده تا انتهاى سازند در برش مورد مطالعه است.
Abstract:
Sanganeh formation is one of the Lower Cretaceous formations in the Kopet-Dagh basin, northeasthern of Iran.
This formation in Ghaleh-no section has ۱۸۷m thickness and consist of dark grey shale with siltstone interbeds.
After studing palynological slides of ۳۰ collected samples, oxygen variation and sedimentation rate during accumulation of this formation were studied considering three mian groups of palynological elements including: palynomacerals, palynomorphs, structure-less organic matter(SOM) and some ecological factors such as P/G, lability, (T)som/(Op)som and SOM/Mp.
Based on lability and P/G decrease and (T)som/(Op)som and SOM/Mp increase, oxygen amount and deposition rate reduse from base to top in the studied section.
بررسی تغییرات میزان اکسیژن سازند سنگانه براساس مطالعات پالینولوژیکی
◊◊◊◊◊◊◊
رعنا خسروی القار، دانشجوی کارشناسی ارشد چینه و فسیل‌شناسی، دانشگاه تهران
ابراهیم قاسمی‌نژاد، دکترای پالینولوژی از دانشگاه ساسکاچوان کانادا، ۱۳۷۵، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
سازند سنگانه یکی از سازندهای کرتاسه‌تحتانی حوضه‌رسوبی کپه‌داغ در شمال‌شرق ایران میباشد.
این سازند در برش قلعه‌نو ۱۸۷ متر ضخامت دارد و شامل شیلهای خاکستری تیره با بین لایه‌های سیلت‌استونی است. بعد از تهیه اسلایدهای پالینولوژیکی از ۳۰ نمونه جمع‌آوری شده، با توجه به سه گروه اصلی عناصر پالینولوژیکی شامل پالینوماسرالها، پالینومورف‌ها و مواد ارگانیکی فاقد ساختمان و مطالعه بر روی برخی از فاکتورهای اکولوژیکی، شامل نسبت داینوفلاژله‌های پریدینوئید به گونیالاکوئید(P/G)، Lability، نسبت SOM شفاف به SOM تیره و نسبت مواد آمورف(SOM) به پالینومورف‌های دریایی(Mp)، میزان نوسانات اکسیژن و ریتم رسوبگذاری در طی انبایش این سازند در برش مورد مطالعه بررسی گردید.
بر اساس کاهش Labilityو نسبت P/G و افزایش نسبت SOM شفاف به SOM تیره و مواد آمورف فاقد ساختمان به پالینومورف‌های دریایی بیانگر کاهش میزان اکسیژن و نرخ رسوبگذاری از قاعده تا انتهای سازند در برش مورد مطالعه است.
Abstract:
Sanganeh formation is one of the Lower Cretaceous formations in the Kopet-Dagh basin, northeasthern of Iran.
This formation in Ghaleh-no section has 187m thickness and consist of dark grey shale with siltstone interbeds.
After studing palynological slides of 30 collected samples, oxygen variation and sedimentation rate during accumulation of this formation were studied considering three mian groups of palynological elements including: palynomacerals, palynomorphs, structure-less organic matter(SOM) and some ecological factors such as P/G, lability, (T)som/(Op)som and SOM/Mp.
Based on lability and P/G decrease and (T)som/(Op)som and SOM/Mp increase, oxygen amount and deposition rate reduse from base to top in the studied section.
◊◊◊◊◊◊◊
مقدمه :
نام سازند سنگانه از روستای سنگانه واقع در ۷۰ کیلومتری شمال‌شرق مشهد گرفته‌شده‌است. این سازند یکی از سازندهای حوضه رسوبی کپه‌داغ در شمال‌شرق ایران میباشد. این حوضه رسوبی بخشهای وسیعی از ترکمنستان و شمال افغانستان را در برمیگیرد و حدود ۵۵۰۰۰ کیلومتر مربع یعنی ۳/۳ مساحت کل کشور است(افشارحرب، ۱۳۷۳).
برش مورد مطالعه به نام برش قلعه‌نو در شرق کپه‌داغ و در مسیر جاده مشهد به کلات و در فاصله ۱۰۲ از مشهد و ۶ کیلومتری شمال‌غرب روستای قلعه‌نو واقع است(شکل۱).
شکل۱:موقعیت جغرافیایی برش مورد مطالعه
قاعده سازند در برش قلعه‌نو به مختصات″ ۱۸۴ ׳۴۹ ˚۳۶ عرض‌شمالی و″ ۴۷۷ ׳۵۴˚۵۹ طول‌شرقی و در ارتفاع ۷۰۰ متری از سطح دریا قرار دارد.
ضخامت سازند در این برش ۱۸۷ متر و لیتولوژی آن شیلهای خاکستری متمایل به سبز و آبی با بین‌لایه‌های سیلت‌استونی است.
همچنین در برخی از افق‌های شیلی آمونیت‌های بزرگ و فراوانی وجود دارد. مرز تحتانی سازند سنگانه با یک لایه آهک فسیل‌دار به ضخامت ۵/۰ متر از سازند سرچشمه جدا می‌گردد و مرز فوقانی به صورت تدریجی از شیل به شیل گلاکونیتی تا ماسه‌سنگ‌های گلاکونیتی سازند ایتامیر تبدیل می‌شود(شکل۲).
در این مطالعه تعداد ۳۰نمونه برداشت گردید. نمونه‌ها بعد از طی مراحل آماده‌سازی در آزمایشگاه پالینولوژی دانشگاه تهران جمع‌آوری شدند. از نمونه‌های آماده اسلایدهای پالینولوژیکی تهیه گردید، هر یک از عناصر پالینولوژیکی در حداقل ۳۰ میدان‌دید با لنز ۱۶ شمارش گردید.
به کمک تعدادی از فاکتورهای اکولوژیکی و تفسیر بر روی آنها میزان اکسیژن و ریتم رسوبگذاری در برش مذکور مشخص گردید.
شکل۲: ستون چینه‌شناسی سازند سنگانه در برش قلعه‌نو
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
ذرات موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی که در تفسیر‌های محیطی، پالینوفاسیس و پالئواکولوژی استفاده می‌شوند در سه گروه مواد آمورف فاقد ساختمان(SOM)، پالینومورف‌های دریایی شامل داینوفلاژله‌ها، آکریتارک‌ها، تاسمانیتیدها و آستر داخلی فرامینیفرها و همچنین پالینوماسرالها قرار می‌گیرند(Tyson, 1993).
در مطالعه اسلایدهای تهیه‌شده از سازند سنگانه در تمامی نمونه‌ها هر سه گروه با نسبت‌های متفاوتی وجود داشتند که نشان‌دهنده محیط دریایی با تاثیرات قاره‌ای است و برای بررسی دقیق‌تر از فاکتورهای اکولوژیکی متفاوتی به شرح زیر استفاده گردید(شکل ۳).
نسبتSOM شفاف بهSOM تیره
بازسازی اکسیژن در رسوبات دریایی مورد توجه زمین‌شناسان است زیرا شرایط اکسیژن پایین باعث حفظ‌شدگی موادآلی می‌گردد.
باکتریهای بی‌هوازی anaerobic در محیط فاقد اکسیژن کمی پایین‌تر از سطح رسوب SOM شفاف را ایجاد میکنند و در اثر شرایط احیایی موادآلی را به نیترات و سولفات تجزیه میکنند و در اثر این شرایط نیتروژن، دی‌اکسیدکربن، آب و متان تولید میکنند(Tyson, 1993).
باکتریهای هوازی aerobic با وجود اکسیژن محلول در آب مواد آلی را تجزیه‌می‌کنند و SOM تیره را پدید میآورند. بنابراین SOM شفاف شزایط فاقد اکسیژن و SOM تیره شرایط اکسیژن‌دار را نشان میدهد(Tyson, 1993).
چنانچه نسبت SOM شفاف به SOM تیره بیشتر از یک باشد شزایط فاقد اکسیژن و اگر این نسبت کوچکتر از یک باشد شرایط اکسیژن‌دار است(bombardiere, L et al, 2000).
در تمامی نمونه‌های سازند سنگانه نسبت SOM شفاف به SOM تیره بیشتر از یک میباشد که بیانگر شرایط کم‌اکسیژن یا فاقداکسیژن در زمان رسوبگذاری سازند است. علیرغم کاهش حفظ‌شدگی پالینومورف‌ها از قاعده به انتهای سازند میزانSOMشفاف افزایش مییابد. می‌توان نتیجه گرفت که در ابتدای سازند شرایط کم‌اکسیژن با سرعت رسوبگذاری بالا حاکم است و به سمت انتهای سازند علیرغم حاکم بودن شرایط کم‌اکسیژن و حتی فاقد اکسیژن(به علت لایه‌های گلاکونیتی در مرز بالایی سازند سنگانه با سازند ایتامیر که شرایط احیایی را ایجاد کرده‌است)به علت نرخ رسوبگذاری پایین حفظ‌شدگی پالینومورف‌ها کاهش مییابد و به SOM شفاف تبدیل می‌شوند.
نسبت موادارگانیکی فاقدساختمان (SOM) به پالینومورف‌های دریایی(Mp)
بیشترین حفظ‌شدگی پالینومورف‌ها خصوصا داینوفلاژله‌ها در شرایط فاقد اکسیژن و سرعت رسوبگذاری بالا است زیرا نرخ بالای رسوبگذاری میزان نفوذ اکسیژن در رسوبات را کاهش میدهد و تجزیه و فاسدشدن داینوفلاژله‌های با دیواره آلی را کاهش میدهد(Zonneveld et al, 1997).
چنانچه محیط کم‌اکسیژن و سرعت رسوبگذاری پایین باشد پالینومورف‌ها بهSOMشفاف تبدیل می‌شوند و اگر محیط غنی از اکسیژن و سرعت رسوبگذاری پایین باشد پالینومورف‌ها بهSOM تیره تبدیل می‌شوند(bombardiere, L et al, 2000; Tyson, 1993).
بنابراین افزایش SOM شفاف به پالینوموف‌های دریایی نشات‌دهنده شرایط فاقد اکسیژن و ریتم رسوبگذاری پایین است و افزایش نسبت SOM تیره به پالینومورف‌های دریایی نشان‌دهنده شرایط اکسیژن‌دار است. پایین بودن این نسبت یعنی افزایش پالینومورف‌های دریایی نشان‌دهنده شرایط فاقد اکسیژن و ریتم رسوبگذاری بالا است. در برش مورد مطالعه به علت حضور اندک SOM تیره، SOM ها اکثرا شفاف هستند و نسبت SOM به پالینومورف دریایی در طول برش نسبتا کم است که بیانگر شرایط کم‌اکسیژن است.
نسبت داینوفلاژله‌های پریدینوئید(P) به گونیالاکوئید(G)
با استفاده از نمونه‌های امروزی مشخص شده‌است که پریدینوئیدها غالبا داینوفلاژله‌های هتروتروف هستند که در مناطق با موادغذایی فراوان و آبهای گرم زندگی میکنند و از دیاتومه و فیتوپلانکتون‌های دیگر تغذیه میکنند و در مقابل شرایط اکسیژن بالا حفظ‌شدگی کمی دارند و معمولا در رسوبات باقی نمی‌مانند، در حالی که گونیالاکوئیدها اساسا اتوتروف هستند و در مناطق با تولید زیستی پایین زندگی میکنند و در مقابل شرایط اکسیژن‌دار مقاوم هستند. مفهوم نسبتP/G اولین بار توسطHarland(1973) برای تعدادی از گونه‌ها استفاده شد. با استفاده از این نسبت می‌توانPaleoproductivity و میزان اکسیژن را به دست آورد(Sluigs, A. et al, 2005).
در نمونه‌های برداشت‌شده از سازند سنگانه نسبت داینوفلاژله‌های حساس به غیرحساس در مقابل اکسیژنP/G)) پایین است.
با توجه به پایین‌بودن اکسیژن برش مورد مطالعه نسبت پایین P/G نتیجه‌ای از تولید کم پریدینوئیدها میباشد. به علاوه به سمت انتهای برش کاهش سرعت رسوبگذاری موجب عدم حفظ‌شدگی پریدینوئیدها شده‌است.
Lability
در بررسی پالینوماسرالها از فاکتور Labilityکه عبارت است از نسبت پالینوماسرال قهوه‌ای به پالینوماسرال اپک استفاده می‌شود.
در بررسی نمونه‌های سازند سنگانه به خاطر عدم حضور یا حضور بسیار اندک پالینوماسرال قهوه‌ای فاکتورLability بسیار پایین یا صفر است.
(Wavern et al, 1994) بیان می‌کند که اگر نسبت SOM شفاف به پالینوماسرال قهوه‌ای بالا باشد نشان‌دهنده عدم رسوبگذاری در شرایط فاقد اکسیژن است. با توجه به Lability پایین در سازند و عدم حضور پالینوماسرال قهوه‌ای و از طرفی افزایش میزانSOMشفاف، موجب افزایش نسبت SOM شفاف به پالینوماسرال قهوه‌ای می‌شود که خود تاییدی دیگر بر عدم رسوبگذاری در شرایط فاقد اکسیژن به سمت انتهای سازند است.
◊◊◊◊◊◊◊
نتیجه گیری :
نتایج حاصل از مطالعه عناصر پالینولوژیکی سازند سنگانه بیانگر شرایط کم‌اکسیژن با سرعت رسوبگذاری بالا در ابتدای سازند است که به تدریج به شرایط فاقداکسیژن و احیایی (حضور لایه‌های گلاکونیتی در انتهای سازند ) و کاهش سرعت رسوبگذاری تبدیل می‌گردد.
◊◊◊◊◊◊◊
منابع فارسی :
۱.افشارحرب.ع. (۱۳۷۳)زمین‌شناسی کپه‌داغ، طرح تدوین کتاب زمین‌شناسی ایران، شماره ۱۱، ۲۷۵ صفحه.
◊◊◊◊◊◊◊
References:
2. Bombardiere, L and Gorin, G., E., (2000). Stratigraphical and lateral distribution of sedimentary organic matter in Upper Jurassic carbonates of SE France. Sedimentary Geology, 132, 177-203.
3. Sluijs, A., Pross, J., Brinkhuis, H., (2005). From greenhouse to icehouse; organic-walled dinoflagellate cysts as paleoenviromental indicators in the Pleogene. Earth-Science Reviews, 68, 281- 315.
4. Tyson, R.V., (1993). Palynofacies analysis, in Jenkins, D.G, ed. Applied micropalaeontilogy, 153- 191.
5. Waveren, I., Visscher, H., (1994). Analynsis of the composition and selective preservation of organic matter in surfical deep-sea sediment from a high-productivity area(Bandasa, Indonesia). Palaeogeography, Palaeoclimatoogy, Palaeoecology, 112, 85-111.
6. Zonneveld, K., Versteegh, G., Lange, G., (1997). Preservation of organic-walled dinoflagellate cyst in different oxygen: a 1000 year natural experiments. Marine micropaleontology, 29, 393-405.