مطالعه چینه شناسی،میکروفاسیس ها و محیط رسوبی نهشته های کرتاسه بالایی در نواحی خاوری- جنوب خاوری تهران

از ویژگی های سیستم کرتاسه بالایی در ایران، حرکات زمین ساختی مکرر، تشکیل حوضه های رسوبگذاری متعدد و در نتیجه تنوع سنگها و تغییر رخساره است، بطوریکه انطباق رسوبات کرتاسه بالایی، بخصوص در نواحی البرز و ایران مرکزی حتی در فواصل نزدیک دشوار می باشد. به همین سبب جز در نواحی کپه داغ و زاگرس، نامگذاری واحدهای سنگ چینه ای این سیستم تا کنون صورت نگرفته است.
مقایسه واحد های سنگ چینه ای که توسط ناظمی و گروبیک (1959)، دلنباخ (1964)، آسرتو و ایپولیتو (1964)، اشتایگر (1966)، آسرتو (1966) و آلنباخ (1966) در نواحی البرز مرکزی و جنوبی معرفی شده اند، به خوبی آشفتگی موجود را نشان می دهد.
منطقه مطالعه شده، بخشی از ناحیه مطالعه شده توسط دلنباخ (1964) می باشد. در این منطقه، دلنباخ نهشته های کرتاسه بالایی را به واحدهای K2a (تورونین پسین)، K2b (کنیاسین)، K2c (سانتونین) و K3 (کامپانین) تقسیم می کند.
برای انجام مطالعه حاضر، پنج برش چینه شناسی انتخاب شده و از این برش ها و نقاط پراکنده دیگر حدود 350 نمونه جمع آوری گردیده و مقاطع نازک آنها مورد مطالعه دیرینه شناسی و پتروگرافی قرار گرفته است. این برش ها از خاور به باختر ناحیه عبارتند از برش ولی آباد (جنوب رودهن)، برش دربندک (جنوب باغ کومیش)، برش قره چشمه (شمال قره چشمه)، برش کوه سه پایه و برش کوه زا (خاور مسگر آباد).
واحدهای سنگی مطالعه شده در این برش ها را از قدیم به جدید تحت عناوین KU1 (سانتونین زیرین)، KU2 (سانتونین میانی و بالایی) و KU3 (کامپانین) نامگذاری کرده ایم. این نامگذاری براساس رسوبات برش دربندک که از نظر تنوع رخساره کامل تر از سایر برش ها می باشد، صورت گرفته است. این واحدها در دیگر برش های چینه شناسی ممکن است با تغییر رخساره جزئی و حذف یا کاهش بعضی از رخساره ها همراه باشد.
سانتونین زیرین (واحد KU1):
قدیمی ترین رسوباتی که در منطقه وجود دارد، مجموعه ای از آهک های ماسه ای، ماسه سنگ ها و کنگلومراهای قرمز رنگ است. در برش دربندک ضخامت این واحد در حدود 800 متر و در کوه سه پایه تا 1500 متر میباشد.
این رسوبات قبلاٌ توسط دلنباخ (1964)، تشکیلات K2b نام گرفته است.
در داخل ماسه سنگ ها و قلوه های آهکی کنگلومراهای این واحد، میکروفسیل های پلاژیک زیر دیده می شود:
Globotruncana lapparenti lapparenti.
Glt. laparenti tricarinata, Glt. marginata,
Glt. arca, stomiosphaera sphaerica,
Heterohelix sp. Globigerinella sp.
دلنباخ معتقد است که این میکروفسیل ها در داخل سیمان این ماسه سنگ ها وجود دارد و بر اساس آنها سن سنونین پیشین را برای این مجموعه قرمز رنگ پیشنهاد می کند. مطالعات انجام شده نشان می دهد که این میکروفسیل ها متعلق به قطعات آهکی میکرایتی کنده شده از محیط های عمیق تر است که به داخل ماسه سنگ ها انتقال یافته و سپس بسیاری از این میکروفسیل ها از قطعات مذکور جدا شده و در داخل سیمان قرار گرفته اند. نمونه هایی وجود دارد که به خوبی وجود این اینتراکلاست های میکرایتی را در داخل ماسه سنگ ها و کنگلومراها نشان می دهد. این پدیده در اثر طوفان های دریایی پریودیک (دوره ای) بوقوع پیوسته است و واحد مزبور را می توان از نوع نهشته های طوفانی (Storm deposite) دانست.
از آنجا که این واحد بطور همشیب در زیر آهک های ماسه ای و مارنی اگزوژیرا و خارپوست دار سانتونین میانی و بالایی (واحد KU2) قرار دارد و نیز با توجه به میکروفسیل های آن، سن سانتونین زیرین برای آن پیشنهاد می شود. نکته مهمی که در مورد این واحد وجود دارد، آن است که دلنباخ از این واحد قرمز رنگ به عنوان واحدی در حد فاصل تشکیلات K2a در زیر آن و تشکیلات K2c در بالای آن استفاده کرده است (مانند ناحیه ولی آباد)، در حالیکه در جنوب روستای ولی آباد، ماسه سنگ ها و میکروکنگلومراهای قرمز رنگی وجود دارد که واحد زیرین آنها به هیچ وجه ماهیت تشکیلات K2a دلنباخ به سن تورونین پسین را ندارد و با دلایل فسیل شناسی کافی که بعداٌ ذکر خواهد شد، سن سانتونین را دارا می باشد. بنابراین واحد قرمز رنگ ولی آباد از نظر موقعیت چینه شناسی با تشکیلات K2b دلنباخ بسیار متفاوت می باشد.
سانتونین میانی و بالایی (واحد KU2):
قسمت اعظم بیرون زدگی نهشته های کرتاسه بالایی در منطقه مطالعه شده، شامل آهک های بریوزوآ و رودیست دار، آهک های ماسه ای اگزوژیرادار، آهک های چرتی و آهک های ماسه ای و مارنی حاوی خارداران فراوان به سن سانتونین میانی و بالایی می باشد.
در برش دربندک، بر روی سری ماسه سنگ ها و کنگلومراهای قرمز رنگ (واحد KU1)، بطور تدریجی و همشیب، حدود 100 متر آهک بریوزوآ و رودیست دار قرار دارد. میکروفسیل شاخص در این آهک ها Siderolites vidali است که بیشتر از کامپانین گزارش شده است ولی در داخل تشکیلات سانتونین نیز یافت می شود (گزارش شماره 23، سازمان زمین شناسی کشور) این میکروفسیل به همراه اینتراکلاست های فراوانی که حاوی قطعات فراوان گلوبوترونکاناها (از جمله گونه لاپارانتی)، کلسی سفرولیده، هتروهلیکس و هدبر گلا می باشند، در مجموع سن سانتونین میانی را مشخص می سازند.
در قاعده برش های قره چشمه و ولی آباد نیز افق آهک ریفی بریوزوآ و رودیست دار فوق الذکر وجود دارد که دارای اینتراکلاست های مزبور نیز می باشند.
در برش قره چشمه، وضعیت چینه شناسی مانند برش دربندک است یعنی سری قرمز رنگ KU1 بطور همشیب و تدریجی توسط 70 متر آهک بریوزوآ و رودیست دار (قسمت تحتانی واحد KU2) پوشیده می شود. نکته مهم در این برش چینه شناسی آن است که دلنباخ در روی نقشه زمین شناسی خود، این واحد آهکی را به عنوان واحد K2a معرفی می کند در حالیکه نامبرده نه به مجموعه میکروفسیل های داخل آن که سن سانتونین را نشان می دهد. بنابراین در برش های دربندک و قره چشمه، واحد مزبور روی سری قرمز رنگ زیرین قرار دارد و می توان از آن به عنوان یک واحد کلیدی در تطابق چینه شناسی رسوبات نواحی مختلف استفاده کرد.
در برش ولی آباد نیز همین واحد آهکی در قاعده دیده می شود. این واحد نیز قبلاٌ در این ناحیه توسط دلنباخ به عنوان واحد K2a معرفی شده است و به نظر می رسد معیار نامبرده مقداری ماسه سنگ قرمز رنگ باشد که روی آن قرار گرفته و مسلماٌ واحد K2b فرض شده است. در حالیکه در داخل لایه های آهکی مزبور، میکرو فسیل های شاخص زیر مشاهده می شود که به خوبی سن سانتونین را برای آنها محرز می سازد:
Pseudolituonella reicheli,Minouxia lobata,Cuneolina
pavonia, Valvulammina picardi
بدین ترتیب ملاحظه میشود که واحد K2a در تقسیم بندی دلنباخ با موقعیت چینه شناسی ارائه شده توسط ایشان وجود خارجی ندارد. تشکیلات سانتونین بالایی شامل آْهک ماسه ای گلوکونی دار حاوی اگزوژیرای فراوان، آهک های چرتی و نیز آهکهای ماسه ای و مارنی گلوبوترونکانا داری است که شامل خارداران فراوان نیز می باشد (قسمت فوقانی واحد
KU2 ) در برش دربندک، در این واحد که 70 متر ضخامت دارد، فسیلهای زیر دیده میشود:
Glt. lap, Glt. bulloides, Het. sp. Calcisphaerulidae
Micraster coranginium, Echinocorys vulgaris
E. conicus, Hed. Sp فسیلهای مزبور سن سانتونین بالایی را بزای این واحد مشخص میکند. در برش های ولی آباد و کوه سه پایه نیز این واحد وجود دارد. نکته قابل توجه در برش کوه سه پایه آن است که در مطالعات دلنباخ به واحد اگزوژیرادار که نامبرده آنرا K2cمعرفی کرده، اشاره ای نشده و اصولا وی معتقد است که این واحد در کوه سه پایه وجود ندارد و واحد K3به سن کامپانین با دگرشیبی زاویه ای 50 درجه بر روی واحد K2b قرار گرفته است و این دگرشیبی را به تاثیر فاز کوهزایی سانتونین (Sub Hercynian ) نسبت میدهد. تعدادی از زمین شناسان (از جمله علوی و فلاندرن، 1970) عدم وجود رسوبات سانتونین و دگرشیبی زاویه ای مذکور را دلیلی بر شباهت سرگذشت زمین شناسی زون آنتی البرز (ناحیه مطالعه شده) با زون ایران مرکزی قلمداد کرده اند. نگارنده حدود 130 متر آهک ماسه ای و مارنی سبز رنگ بیوژنیک و حاوی اگزوژیراهای (E. virgula) فراوان را در قاعده کوه سه پایه اندازه گیری کرده است. این واحد بطور هم شیب بر روی واحد قرمز رنگ KU1 قرار گرفته و خود توسط آهکهای کامپانین (واحد KU3) بطور هم شیب پوشیده میشود. بنابراین عملکرد فاز کوهزایی مذکور را در کوه سه پایه باید منتفی شده تلقی نمود.
کامپانین (واحد KU3)
واحد سنگی کامپانین را میتوان در برشهای دربندک، کوه سه پایه و کوه زا مشاهده نمود. در برش دربندک، بر روی واحد KU2، صد و سی (130 ) متر آهک ماسه ای و مارنی سبزرنگ (واحد KU3) بطور هم شیب قرار می گیرد که حاوی میکروفسیلهای زیر است:
Glt.cf.elevata,Glt.cf.conica,Glt.arca,Bolivinoides aff. Postulata این مجموعه بویژه دو جنس آخر سن کامپانین را برای این آهکها مشخص میسازد. در برش کوه سه پایه بر روی واحد KU2 بطور هم شیب 320 متر آهک ماسه ای، مارنی و چرتی (واحد KU3) قرار دارد که با داشتن مجموعه فسیلی زیر سن کامپانین را دارا میباشد:
Glt.lap,Glt. lap tricarinata, Glt. marginata, Glt
arca, Hed. Spongespicule در برش کوه زا نیز 80 متر تناوب آهک دانه ریز تا دانه درشت و آهک چرتی وجود دارد که با داشتن تعدادی از گونه های گلوبوترونکانا و شباهت میکروفاسیس های آن با کوه سه پایه به کامپانین نسبت داده شده است.
میکروفاسیس ها و محیط رسوبی
مطالعه پتروگرافی نمونه ها، منجر به تشخیص 8 میکروفاسیس مجزا و مشخص شده است. خصوصیات کلی آنها به شرح زیر است:
میکروفاسیس1: بایو پل میکرایت (پکستون)، حاوی سوزنهای فراوان اسفنج، رادیولاریا و روزنه داران پلاژیک و بنتیک.
میکروفاسیس2: بایو میکرایت تا کلسی سیلتایت(پکستون) دارای بارو (Burrow) و بورینگ فراوان و روزنه داران پلاژیک و بنتیک.
میکروفاسیس3: بایو پل میکرایت تا بایواسپارایت دارای جورشدگی خوب (پکستون تا گرینستون)، دارای بارو و بورینگ، خارپوستان، بریوزوآ، روزنه داران پلاژیک و بنتیک اینتراکلاست و قطعات اگزوژیرا و رودیست.
میکروفاسیس4: بایومیکرایت تا بایواسپارایت ماسه ای و گلوکونیتی (پکستون تا گرینستون)، شامل کرینوئید، خار اکینوئید، رودیست، بریوزوآ، روزنه داران بنتیک، دوکفه ایها، آثار لوله کرمها، اینترا و اکستراکلاستها و دانه های کوارتز و گلوکونی.
میکروفاسیس5: بایواسپارایت با شکستگی ضعیف تا بایواسپارودایت (گرینستون)، دارای بارو و بورینگ، بریوزوآ، رودیست، خارپوستان، جلبکهای قرمز، شکم پایان، روزنه داران بنتیک و اینتراکلاست.
میکروفاسیس6: بایومیکرایت تا بایومیکرودایت (وکستون تا پکستون) حاوی بورینگ های فراوان و قطعات بریوزوآ، رودیست، خارپوستان، روزنه داران بنتیک و اینتراکلاست.
میکروفاسیس7: بایو پل میکرایت (وکستون) همراه با بارو و بورینگ و نیز میلیولیدهای فراوان.
میکروفاسیس8: اینترااسپارودایت بیوکلاست دار
(گرینستون) شامل اینتراکلاست هایی از میکروفاسیس های 2 تا 7 که این امر نشان میدهد این میکروفاسیس در اثر طوفانهای دریای پریودیک ایجاد شده است. در روی زمین ساختمان دانه بندی تدریجی در لایه های تشکیل دهنده این میکروفاسیس دیده میشود.
میکروفاسیس8 گانه فوق الذکر در دریایی کم عمق تا نسبتا عمیق تشکیل شده اند. محیط رسوبی این میکروفاسیس ها توسط یک مدل رسوبی ارائه شده است. در این مدل، محل تشکیل آنها به قرار زیر است:
میکروفاسیس1 در عمیق ترین بخش دریا یعنی در حوضه اصلی دریایی (Basin) ، میکروفاسیس2 نیز در حوضه اصلی دریایی و در مجاورت شیب کف دریا، میکروفاسیس3 در قسمت پایین شیب (Lower slope)
میکروفاسیس4 در قسمت بالای شیب (Upper slope)
میکروفاسیس5 در روی برجستگی حاصل از انباشتگی قطعات ریفی (Shoal) میکروفاسیس6 در پشت برجستگی (Back Shoal) میکروفاسیس7 در کولاب (Lagoon). میکروفاسیس8 که در اثر طوفانهای دریایی تشکیل شده، در زمان های مختلف و افقهای چینه شناسی متفاوت دیده میشود.
مطالعات انجام شده نشان میدهد که در دریای سانتونین میانی و بالایی 5 سیکل رسوبی و در دریای کامپانین 4 سیکل رسوبی وجود داشته است، پیشروی ها و پسروی های متعددی در سانتونین و کامپانین به وقوع پیوسته که حاکی از ناآرامی کف دریا
(حرکات اپیروژنیک) بوده است. حد سانتونین با پیشروی دریا در سانتونین فوقانی و ادامه آن در کامپانین زیرین در پایان پنجمین سیکل رسوبی مشخص میباشد. میکروسکانس های پیشرونده و پسرونده بطور کلی نمایشگر یک مگاسکانس پیشرونده می باشند. میکروفاسیس های تشکیل شده در هر سیکل رسوبی در نقاط مختلف منطقه مورد مطالعه تقریبا مشابه میباشند و این امکان برقراری ارتباط و همبستگی رسوبات نواحی مختلف را بر اساس میکروفاسیس ها و سیکل های رسوبی برقرار نموده است.