عنوان پایان‌نامه
بیواستراتیگرافی و پالئواکولوژی سازندهای پابده و گورپی در بخشی از زون ایذه و لرستان و استفاده از آنها در تحلیل حوضه
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی -چینه و فسیل شناسی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5144;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59620
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- بیژن بیرانوند
- استاد راهنما
- ابراهیم قاسمی نژادرائینی
- چکیده
- در این مطالعه سازندهای گورپی و پابده در برش الگو و یک برش واقع در شمال‌شرقی ایذه (برش دانیال) مورد بررسی قرار گرفتند. از این دو برش مجموعا 588 نمونه به منظور انجام مطالعات چینه‌نگاری زیستی، آنالیز رخساره‌ای، چینه‌نگاری شیمیایی و چینه‌نگاری سکانسی گردآوری شد. اندازه‌گیری دقیق ضخامت روی سازندهای نامبرده در منطقه مورد مطالعه حاکی از تغییرات بسیار کم این دو سازند (از 333 متر در برش الگو تا 340 متر در برش دانیال برای سازند گورپی و از 560 متر تا 651 متر برای سازند پابده بترتیب در برش‌های الگو و دانیال) نسبت به سایر بخش‌های حوضه رسوبی زاگرس و در نتیجه نرخ رسوبگذاری و فرونشست تقریبا یکسان و پایدار در طول مدت ته‌نشست این واحدهای سنگ‌چینه‌ای در زون ایذه می‌باشد. اگرچه سازند گورپی در برش‌های مطالعه شده بطور ناپیوسته اما بدون هیچ‌گونه آثار فرسایشی و خروج از آب بر روی سازند ایلام قرار گرفته است اما مرز بین دو سازندگورپی و پابده و همچنین پابده با آسماری در این دو برش پیوسته و تدریجی مشخص گردید. ترکیب سنگ‌شناسی این سازندها بر اساس مطالعات صحرایی، کلسی‌متری، مطالعات پتروگرافی و داده‌های آنالیز ژئوشیمیایی، مارن، مارنهای رسی، آهک مارنی و مارنهای آرژیلیتی تشخیص داده شد. نتیجه مطالعات دقیق پتروگرافی و رسوب‌شناسی روی 320 نمونه از رخساره‌های سنگی مذکور، شناسایی 11 رخساره میکرسکپی است که غالبا متشکل از روزنبران شناور در یک زمینه گلی مربوط به مناطق عمیق بوده و در بالاترین حد (بخش بالایی سازند پابده) به دلیل افت سطح آب با رخساره بیوکلاستی مربوط به شلف میانی جایگزین می‌گردند. کانی‌های رسی، مواد آلی، پیریت، اکسیدهای آهن، فسفات، گلوکونیت و سیلیس مهمترین اجزاء غیر کربناته، و کلسیم، سیلیکون، آلومینیوم، آهن و پتاسیم فراوانترین عناصر متشکله این رخساره‌ها می‌باشند. مطالعات دقیق چینه‌نگاری زیستی انجام شده روی سازندهای نامبرده در منطقه مورد بررسی منجر به شناسایی تعداد 224 گونه متعلق به 56 جنس از روزنبران شناور و 252 گونه از 77 جنس داینوسیستی گردید. سپس بر مبنای گونه‌های شاخص و گسترش چینه‌شناسی آنها مطابق با الگوهای استاندارد مربوط به عرض‌های متوسط نیمکره شمالی و اقلیم تتیس مجموعا 31 زون و 17 زیر زون روزنبری و 15 زون داینوسیستی در این رسوبات شناسایی شد. این زون‌های زیستی حاکی از یک توالی پیوسته از وقایع زیستی قابل انطباق با دیگر نقاط دنیاست. به این ترتیب بر اساس ارزش چینه‌شناسی زون‌های زیستی شناسایی شده، علاوه بر اینکه مشخص گردید در برش‌های مطالعه شده سن سازند گورپی کامپانین پسین-پالئوسن میانی و سن سازند پابده پالئوسن میانی-میوسن زیرین می‌باشد، بلکه خطوط زمانی لازم جهت تطابق سطوح سکانسی و تغییرات سطح آب در مقیاس جهانی و منطقه‌ای نیز بدست آمد. ضمنا طی این بخش از مطالعه مشخص گردید مرز کامپانین- ماستریشتین در بخش پایینی سازند گورپی و در میان زون Gansserina gansseri IZ، مرز K/Pg در برش مرجع پیوسته و در برش الگو ناپیوسته و دو مرز چینه‌شناسی پالئوسن- ائوسن و ائوسن- الیگوسن علاوه بر ارزش زمانی، مهمترین مرزهای پالئواکولوژیکی پالئوژن می‌باشند. چراکه اولی شروع دوران گرم، بالا آمدن سطح آب، کاهش میزان اکسیژن محلول، افزایش گاز کربونیک و شکوفایی و تنوع اپکتودینیوم (Apectodinium) است و دومی پایان دوره گرما و شروع دوران سرد و یخبندان، افت سطح آب، کاهش گاز کربونیک، فقیر از آثار حیات و شکوفایی اشکال ریز روزنبر (Chiloguembellina)، سیست‌های پراکسیمیت و پریدینیویدهایی نظیر افراد متعلق به جنس دفلاندرا(Deflandrea) و افزایش محتوای گلوکونیت و فسفات رخساره‌های مربوطه می‌باشد. علاوه بر این، مطالعات چینه‌نگاری سکانسی انجام شده بر روی برش‌های مورد بررسی منجر به شناسایی 29 سکانس رسوبی رده سه گردید. اطلاعات رسوب‌شناسی این سکانس‌ها جهت تطابق با رسوبات کرتاسه بالایی تا میوسن زیرین بخش شمال‌شرقی صفحه عربی با نگاره گامای طبیعی، داده‌های چینه‌نگاری شیمیایی، رخساره‌های پالینولوژیکی و چینه‌نگاری زیستی روزنبران شناور تلفیق شد. حاصل تلفیق این اطلاعات تدوین یک چارچوب چینه‌شناسی مستد ل جهت تفسیر تغییرات سطح آب و محیط ته‌نشست سازندهای گورپی و پابده طی کرتاسه پسین تا میوسن پیشین بوده و روابط بین رخدادهای بی‌اکسیژنی اقیانوسی و نوسانات سطح آب را بهبود بخشید. انطباق بسیار خوب منحنی تغییرات نسبی سطح آب به دست آمده در این مطالعه با منحنی تغییرات جهانی و ناحیه‌ای آن نشان از تأثیرپذیری بالای این نوسانات در زمان انبایش سازندهای پابده و گورپی از تغییرات ائوستازی و عملکرد ضعیف‌تر عوامل دیگری نظیر فعالیت‌های تکتونیکی و نرخ رسوبگذاری در منطقه مورد مطالعه است. از طرفی نیز توصیف صحرایی، مطالعات پتروگرافیکی و رسوب شناسی، آنالیز رخساره‌ای و سایر اطلاعات چینه‌شناسی همگی حاکی از وجود یک محیط رسوبی شلف کربناته در زمان ته نشست سازندهای گورپی و پابده در منطقه مورد مطالعه می‌باشد. این توالی رسوبی با ریزرخساره‌های کاملا پلاژیک، ایکنوفاسیس زئوفیکوس با فراوانی ایکنوجنس کندریتس، ریز رخساره‌های پلاژیک با زمینه گلی، رخساره‌های پالینولوژیکی غنی از مواد آلی بی‌شکل و تمرکز بالای پیریت، گلوکونیت و فسفات در بخش پایینی و بالایی سازند گورپی و همچنین در بخش پایینی سازند پابده مبین شرایط شلف بیرونی است. پارامترهای مذکور همچنین برای آهک مارنی امام حسن بخش بالای شیب و برای قسمت میانی سازند پابده شرایط محیطی شلف میانی را نشان می‌دهند. وجود یک رخساره تمپستایتی دربخش بالایی ائوسن میانی در سازند پابده آغاز کم عمق شدگی حوضه و مهاجرت رخساره‌ها از شلف بیرونی به داخل منطقه شیب و شلف میانی است. این موضوع با ظهور یک رخساره االیتی غنی از فسفات با عناصر زیستی پلاژیک در ائوسن پسین آشکار می گردد. شروع دوره سرما در آغاز الیگوسن تا حدودی حاکمیت شرایط اخیر را با شرایط باز دریایی تداوم بخشیده و به سمت بالای سازند پابده این شرایط با رخساره‌های شاخص جلو ریف که جزو رخساره‌های کم عمق کربناته به شمار می‌روند ادامه می‌یابد. اما با پایان یافتن الیگوسن که توأم با افزایش مجدد دما و بالاتر رفتن سطح آب در منطقه است، رخساره‌ها مجددا به شرایط شلف میانی مهاجرت نموده‌اند. نهایتا حضور یک رخساره شیلی سبز رنگ سرشار از روزنبر درست زیر آهکهای سخت و صخره ساز آسماری حاکی از بالا رفتن سطح آب در میوسن آغازین می‌باشد.
- Abstract
- The Gurpi and Pabdeh Formations at type section and a section in northeast Izeh (Danial section) in the Zagros Basin (SW Iran) were investigated in this study. A total of 588 rock samples were collected from these two sections for integrated studies of biostratigraphy, facies analysis, geochemical data analysis, and sequence stratigraphy. Section measurements in the studied area indicated low thickness variations (from 333 m to 340 m for Gurpi formation and from 560 m to 651 m for Pabdeh formation in type section and Danial section respectively) in corresponding to the other parts of the Zagros Basin due to the same sedimentation rate and subsidence during the time of deposition for Gurpi and Pabdeh Formations. Although, the Gurpi Formation in the studied sections overlays the Ilam Formation as disconformably without any erosion markers, the boundaries between Gurpi and Pabdeh and also Pabdeh and Asmari Formations were recognized as continous with transitional features. The main lithologic components of these two lithostratigraphic units that recognized based on the field description, calcimetry, petrographic studies, and geochemical analysis data are marls, clayey marls, marly limestones and argillitic marls.A total of 11 microfacies were recognized in the formations based on detailed microscopic studies on 320 thin sections. They are mainly composed of mud dominated plagic microfacies belonging to distal to proximal open marine except for upper part of the Pabdeh Formation which contains bioclastic facies belonging to middle shelf. Clay minerals, sedimentary organic matters, pyrite, ferro oxides, phosphate, glauconite, and silicon are the main non carbonate components of the microfacies. Detailed biostratigraphic investigations on the Gurpi and Pabdeh Formations in the studied area eventuated to identify a total of 224 planktonic foraminiferal species belonging to 56 geneous and 252 dinocyst species from 77 geneous. Based on standard planktonic foraminiferal and dinocyst schemes for North Mid Latitudes and the Tethyan Realm, these wide varieties of microplanktonic species were categorized into 31 zones and 17 subzones of planktonic foraminifera and 15 dinocyst biozones which are clearly showing a similar sequence of correlatable bioevents. Accordingly, not only the Gurpi (Late Campanian-Middle Paleocene) and Pabdeh (Middle Paleocene –Early Miocene) Formations, but also all the time lines required for sequence stratigraphic studies were determined. Meanwhile, the LO of R.hexacamerata in the Gansserina gansseri IZ was used for the Campanian-Maastrichtian (C/M) boundary and extinction pattern at Danial section distinguished similar to those observed in other tropical-subtropical K/Pg boundary successions around the world. This boundary recognized as continuous at Danial section and discontinuous at type section. In addition, the Paleocene/Eocene (P/E) and Eocene/Oligocene (E/O) were dominantly recognized as two ecological boundaries. The P/E boundary characterized by sea-level highstand, abrupt increasing in temperature and CO2 content, Apectodinium aboundance and diversity and decreasing in oxygene content and benthic foraminifera in the studied area. Inverse to P/E, the E/O boundary shows sea-level lowstand, minimum temperature and CO2 content, HO of Hantkenina spp. and decreasing the planktonic foraminifera and dinocyst aboundance and diversity, and increasing in Chiloguembelina cubensis aboundance, and glauconite and phosphate contents. Sequence stratigraphic studies of the sections eventuated to recognize a total of 29 third-order depositional cycles or sequences. They were integrated with GR log, chemostratigraphic data, palynofacies and foraminiferal biostratigraphy to assist with correlation of upper Cretaceous to Lower Miocene strata in the northeastern Arabian Plate. The established integrated stratigraphic framework was used to interpret fluctuations in sea level and depositional environments of the Gurpi and Pabdeh Formations during the Late Cretaceous to early Miocene. This integrated framework served to improve the relationship between oceanic anoxic events and sea-level fluctuations. Good achived correlation between sea-level cycles' curve for the studied sections and global sea-level cycles in this period of time indicates the more important role of eustasy than that for tectonic activities and sedimentation rate. Field description, petrographic and sedimentological studies, facies analysis, and stratigraphic data indicate shelf environmental conditions for the Gurpi and Pabdeh Formations in the studied area. Zeophycoos ichnofacies with common condrites, mud dominated plagic microfacies, AOM reached palynofacies, and high concentrations of pyrite, glauconite and phosphate indicate outer shelf conditions for lower and upper parts of the Gurpi Formation and lower part of the Pabdeh Formation. All the above mentioned parameters indicate upper slope condition for Emam Hassan Member in the Gurpi Formation and middle shelf environment for middle part of the Pabdeh Formation. upper part of the respectively. Presence of a carbonate tempestite facies at the upper part of the middle Eocene is beginning of shallowing up and migration of facies from outer shef into slop and middle shelf. This is clearly with appearance of phosphatic reach oolitic facies with pelagic foraminifera. Beginning of the icehouse period at the early Oligocene is clearly showing shallowing up open marine condition. This condition is continuing upward with fore-reef facies. But at the end of Oligocene which is simultancely beginning of greenhouse period, sea-level rises and facies migrate into middle shelf condition. Finaly, Pabdeh Formation ended by foraminiferal rich green marl just below the hard rock forming Asmari Formation
