پتروگرافی، محیط رسوبی و ژئوشیمی واحد کربناته سازند قلعه دختر (ژوراسیک میانی-پسین؟) در برش کوه سید‌آباد، شمال قاین، شرق ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

در این پژوهش یک برش چینه­شناسی از سنگ­های کربناته سازند قلعه دختر (ژوراسیک میانی-پسین؟) به ضخامت 3/306 متر در شمال شهر قاین واقع در استان خراسان جنوبی اندازه­گیری و مطالعه شده است. این توالی از سنگ­آهک­های نازک تا ضخیم لایه و توده­ای، دولومیت، ماسه­سنگ، شیل و مارن تشکیل شده است. بر اساس مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی، یازده ریزرخساره­ی آهکی و دو پتروفاسیس آواری شناسایی شده بود که در چهار کمربند رخساره­ای ساحلی، لاگون، سد و دریای باز در یک پلاتفرم کربناته از نوع فلات حاشیه­دار نهشته شده­اند. مهم­ترین فرآیندهای دیاژنزی مشاهده شده در نمونه­های سازند قلعه­دختر عبارتند از سیمانی شدن، فشردگی، تشکیل انواع تخلخل­ها، انحلال، نئومورفیسم و جانشینی. تفسیر توالی پاراژنتیکی سنگ­های آهکی مورد مطالعه نشان­دهنده­ی تأثیر فرآیندهای دیاژنزی در مراحل دریایی، متئوریک، دفنی و بالاآمدگی می­باشد. مطالعات ژئوشیمیایی حاصل از آنالیز عنصری نشان داد که محیط تشکیل این نهشته­ها مشابه با مناطق نیمه حاره­ای عهد حاضر بوده است. هم­چنین محیط دیاژنتیکی سنگ­های کربناته از نظر ژئوشیمیایی یک سیستم ­ بسته تا نیمه بسته بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography, sedimentary environment and geochemistry of carbonate unit of Qaleh-Dokhtar Formation (Middle-Late Jurassic?) at Seyedabad Mountain section, north of Qayen, east of Iran

نویسندگان [English]

  • Z. Afsa
  • Gh. R. Mirab Shabestari
  • A. R. Khazaei
چکیده [English]

In this research, a stratigraphic section of carbonate rocks of Qaleh-Dokhtar Formation (Middle-Late Jurassic?) with 306.3 m thickness located in north of Qayen city, Southern Khorasan Province, has been measured and studied. This sequence has been made of thin to thick and massive layers of limestone, dolomite, sandstone, shale and marl. Based on both field and laboratory studies, totally 11 carbonate microfacies and 2 clastic petrofacies were determined which have been deposited within four coastal, lagoon, barrier and open marine facies belts within a rimmed-shelf type carbonate platform. The most significant diagenetic processes which have been observed in Qaleh-Dokhtar Formation samples are cementation, compaction, formation of various types of porosity, dissolution, neomorphism and replacement. Interpretation of paragenetic sequence of the studied limestones reveals the effects of diagenetic processes in marine, meteoric, burial and uplift stages. Geochemical studies of elemental analysis show that the palaeoenvironment of formation of these deposits has had similar to the recent semi-tropical regions. Furthermore, the diagenetic environment of these carbonate rocks has had a semi-closed to closed geochemical system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Qaleh Dokhtar Formation
  • Qayen
  • Middle-Late Jurassic
  • sedimentary environment
  • Geochemistry
  • Diagenesis

منابع

[1]   آدابی، م. ح (1390) ژئوشیمی رسوبی، انتشارات آرین زمین، 503 صفحه.

[2]   آقانـباتی، ع (١٣٨9) زمین­شـناسی ایـران، سـازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، ٥٨٦ صفحه.

[3]   افسا، ز (1394) پتروگرافی، محیط رسوبی و ژئوشیمی واحد کربناته سازند قلعه دختر (ژوراسیک میانی-پسین؟) در برش کوه سید آباد، شمال قاین، شرق ایران. پایان­نامه کارشناسی­ارشد زمین­شناسی– گرایش رسوب­شناسی و سنگ­شناسی رسوبی، دانشگاه بیرجند، 232 صفحه.

[4]   افسا، ز.، میراب­شبستری، غ. و خزاعی، ا (1393) نخستین گزارش رخساره ریف از سازند قلعه دختر (ژوراسیک میانی-پسین) در پهنه لوت. مجموعه مقالات هجدهمین همایش انجمن­زمین شناسی ایران، صفحه 740 تا 746.

[5]   امینی، د (1391) مطالعه پتروگرافی و محیط رسوبی واحد کربناته­ی سازند قلعه دختر (ژوراسیک میانی- بالایی) در محل برش الگو (روستای قلعه دختر) واقع در شمال­شرق رشته کوه شتری، شرق ایران. پایان­نامه کارشناسی­ارشد زمین­شناسی– گرایش رسوب­شناسی و سنگ­شناسی رسوبی، دانشگاه بیرجند، 187 صفحه.

[6]   بهرامی­راد، ع. و اهری­پور، ر (1393) ریزرخساره­ها و محیط رسوبی سنگ­آهک­های سازند دلیچای در شمال­شرق شاهرود (برش ری­آباد). نشریه علمی-پژوهشی رخساره­های رسوبی، شماره هفتم، صفحه 196-207.

[7]   تاکر، م (1388) سنگ­شناسی رسوبی، مقدمه­ای بر منشأ سنگ­های رسوبی. ترجمه موسوی حرمی و اسدا... محبوبی، مشهد، انتشارات جهاد دانشگاهی، 493صفحه.

[8]   رحیم­پور بناب، ح (1389) سنگ­شناسی کربناته، بانگرشی بر کیفیت مخزنی، انتشارات دانشگاه تهران، 554 صفحه.

[9]   علوی نائینی، م (1370) نقشه زمین­شناسی 1:100000 قاین، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

[10]    فتحی، س. و مصدق، ح (1390) بررسی تأثیر فرآیندهای دیاژنز بر روی سنگ­های آهکی دولومیتی شده ژوراسیک میزبان سرب و روی آهوانو، شمال دامغان، ایران. پترولوژی، شماره هشتم، صفحه 85-98.

[11]    موسوی حرمی، ر (1389) رسوب­شناسی، آستان قدس رضوی، 474 صفحه.

[12]    میرزایی محمودآبادی، ر. و افقه، م (1388) محیط­های رسوبی و چینه­نگاری سکانسی سازند­های ساچون و جهرم در منطقه­ی شیراز. فصلنامه­ی زمین­شناسی کاربردی، شماره یک، صفحه 59-75.

[13]   ­Adabi, M. H., & Asadi-Mehmandosti, E (2008) Microfacies and Geology of the Iland Formation in the Tang-E Rashid area, Izeh, S. W. Iran: Journal of Asian Earth Sciences, v. 33, p. 267-277.

[14]   ­Adabi, M. H. & Rao, C.P (1991) Petrographic and geochemical evidence for original aragonitic mineralogy of upper Jurassic Carbonate (Mozduran Formation), Sarakhs area, Iran: Sedimentary Geology, v. 72, p. 253-276.

[15]   ­Adabi, M.H. & Rao, C.P (1996)  Petrographic, elemental  and isotopic criteria for  the  recognition of carbonate mineralogy and climates during the Jurassic (e.g., from Iran and Australia). Proceedings, 13th Geological Conference Australia (Abst.), p. 6.

[16]   ­Adachi, N., Ezaki, Y. & Liu, J (2004) The origins of peloids immediately after the end Permian extinction, Guizhou Province, South China. Sedimentary Geology, v. 164, p. 161-178.

[17]   ­Al-Sharhan, A. S. & Whittle, G. L (1995) Carbonate – Evaporite Sequences of the Late Jurassic, Southern and Southwestern Arabian Gulf. AAPG Bull, v.79, No.11, p.1608-1630.

[18]   ­Baccelle, L. & Bosellini, A (1965) Diagrammi per la stima visiva della composizione percentuale nelle rocche sedimentary. annali dell universita di Ferrara (Nuova Serie), sezione 9, Scienze geologichea e paleontologiche, Vol.1, no. 3,59-62, 15 Pls.

[19]   ­Bjorlyyke K., Egeberg P.K (1993) Quartz cementation in sedimentary basins. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, v. 77, p. 1538-1548.

[20]   Brand, U. & Morrison, J.O (1987) Biogeochemistry of fossil marine inverteBrates: Geoscience of Canada, v. 14, p. 85- 107.

[21]   ­Brand, U. and Veizer, J (1980) Chemical Diagenesis of multicomponent Carbonate System: Journal of sedimentary petrology, v. 51, p. 987-997.

[22]   ­Choquette, P.W. and Pray, L.C (1970) Geologic nomenclature and classification of porosity in carbonates. American Association of Petroleum Geologists sedimentary Bulletin, v. 54, p. 207–250.

[23]   Colombié, c., Schnyder, J. & Carcel, D (2012) Shallow-water marl–limestone alternations in the Late Jurassic of western France: Cycles, storm event deposits or both?:  Journal of Sedimentary Geology, v. 271, p. 28-43.

[24]   ­Dickson, J.A.D (1965) A modified staining technique for carbonates in thin section: Nature, v. 205, p. 587.

[25]   ­Dunham, R.J (1962) Classification of carbonate rocks according to depositional texture: American Association of Petroleum Geologist: Memoir 1, p. 108–121.

[26]   ­El gadi, M. S. M. & Brookfield, M. E (1999) Open carbonate ramp facies, microfacies and paleoenvironments of the Gramame Formation (Maastrichtian), Pernambuco-Paraíba Basin, Northeastern Brazil. Journal of South American Earth Sciences. v. 12, p. 411-433.

[27]   ­Embry, A.F. & Klovan, J.E (1971) A Late Devonian reef tract on Northeastern Banks Island: N.W.T. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, v. 19(4), p. 730-781.

[28]   ­Enay, R. & Guiraud, R. E (1993) Callovian (162 to 158 Ma). In: Dercourt, J., Ricou, L.E., & Vrielynck, B. (eds) Atlas Tethys Palaeoenvironmental Maps. Gauthier-Villars, Paris, p. 81–95.

[29]   Flügel, E (2010) Microfacies analysis of carbonate rocks: analyses, interpretation and application. Springer-Verlag, Berlin, 976 p.

[30]   ­Folk, R. L (1980) Petrography of sedimentary rocks: Hemphill PuBlishing Company. 182p.

[31]   ­Fürsich, F. T., Wilmsen, M., Seyed-Emami, K. & Majidifard, M.R (2003) Evidence of synsedimentary tectonics in the northern Tabas Block, east-central Iran: The Callovian (Middle Jurassic) Sikhor Formation .Facies, v. 48, p. 151–170.

[32]   ­Geel, T (2000) Recognition of stratigraphic sequence in carbonate platform and slope: empirical models based on microfacies analysis of Paleogene deposits in Southeastern Spain Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 155(3), p. 211-238.

[33]   ­Haijun, Zh., Lin, D., Xunlian, W., Lei., Qingshan, W., and Guoying, X (2006) Carbonate Diagenesis Controlled By Glacioeustatic Sea-Level Changes, A Case Study from the CarBoniferous-Permian Boundary Section at Xikou, China. Journal of China University of Geosciences, v. 17 (2), p. 103-114.

[34]   ­Hesse R (1989) Silica diagenesis: Origin of inorganic and replacement cherts. Earth Science Rewievs. v. 26, p. 253-284.

[35]   ­Holcova, Z. & Zagorsek, K (2008) Bryozoa, foraminifera and calcareous nannoplankton as environmental proxies of the “bryozoan event” in the Middle Miocene of the Central Paratethys (Czech Republic). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 267, p. 216–234.

[36]   ­Hood S.D., Nelson C.S., & Kamp P.J.J (2004) “Burial dolomitisation in a non tropical carbonate petroleum reservoir: the Oligocene Tikorangi Formation”, Taranaki Basin, New Zealand, Sedimentary Geology, v. 172, P. 117-138.

[37]   ­Irwin, M.L (1965) General theory of epiric clear water sedimentation. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, v. 49, p. 445-459.

[38]   ­Maliva, R., and Siever, R (1988) Pre-Cenozoic nodular cherts, evidence for opal-CT precursors and direct quartz replacement. American Journal of Science, v. 288, p. 799-809.

[39]   ­Masse, J.P., Fenerci, M. & Pernarcic, E. (2003) Palaeobathymetric reconstruction of peritidal carbonates, Late Barremian, Urgonian, sequences of province (SE France). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 200, p. 65-81.

[40]   ­Maurer, F., Martini, R., Rettori, R., Hillgärtner, H. & Cirilli. S (2009) The geology of Khuff outcrop analogues in the Musandam Peninsula, United Arab Emirates and Oman. GeoArabia. v. 14, p.125–158.

[41]   ­McBride, W.S (1989) Quartz cement in sandstone. Earth Science Reviews, v. 26, p. 69-112.

[42]   ­Middleton, G.V (1973) Johannes Walther’s Law of the correlation of facies. Geological Society of America Bulletin, v. 84, p. 979-988.

[43]   ­Mirab Shabestari, G., Worden, R.H. & Marshall, J.D (2009) Source of cement in the Great Oolite Reservoir, Storrington Oilfield, Weald Basin, south of England. Journal of Science, Islamic Republic of Iran, v. 20(1), p. 41-53.

[44]   ­Moore, C.H (2001) Carbonate Reservoirs: Porosity Evolution and Diagenesis in a Sequence Stratigraphic Framework: Elsevier, Amsterdam, Developments in Sedimentology, no. 55, 444 p.

[45]   Munnecke, A. & Westphal, H (2004) Shallow-water aragonite recorded in bundles of limestone–marl alternations the Upper Jurassic of SW Germany: Sedimentary Geology, V. 164, P. 191-202.

[46]   ­Papazzoni, C.A. & Trevisani, E (2006) Facies analysis, palaeoenvironmental reconstruction, and biostratigraphy of the “Pesciara di Bolca” (Verona, northern Italy): An early Eocene Fossil- Lagerstätte. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 242(1-2), p. 21–35.

[47]   Rao, C.P (1990) Geochemical characteristics of cool-temperate carbonates, Tasmania, Australia, Carbonates and Evaporites, v. 5, p. 209-221.

[48]   ­Rao, C.P (1991) Geochemical differences between subtropical (Ordovician), cool-temperate (recent and Pleistocene) and subpolar carbonates, Tasmania, Australia, Carbonates and Evaporites, v. 6, p. 83-106.

[49]   ­Saber, S.G (2012) Depositional framework and sequence stratigraphy of the Cenomanian- Turonian rocks on the western side of the Gulf of Suez, Egypt. Cretaceous Research, v. 37, p. 300-318.

[50]   ­Salehi, M. A., Adabi, M. H., Ghobishavi, A. & Ghalavand, H (2007) Recostruction of sedimentary environment and petrographic and geochemical evidence of aragonite original mineralogy of Lower Cretaceous carbonate rocks (Fahliyan Formation) in the Zagros sedimentary basin, Iran. 13th Bathurst meeting, Norwich, UK. (Abstract).

[51]   ­Schairer G., Seyed-Emami K., Fürsich FT., Senowbari-Daryan B., Aghanabati, S.A. & Majidifard, M.R (2000) Stratigraphy, facies analysis and ammonite fauna of the Qaleh Dokhtar Formation at the type locality west of  Boshrouyeh (East-central Iran). N J.b Geol Paläont Ab.h, v. 216, p. 35–66.

[52]   ­Schlanger, S.O (1988) Strontium storage and release during deposition and diagenesis of marine Carbonates related to sea level variations In: Physical and Chemical Weathering in Geochemical Cycles, Lerman, A. & MayBeck, M., (Eds.), p. 323-339.

[53]   ­Seyed-Emami, K., Schairer, G., Fürsich, F.T., Wilmsen, M. & MajidIfard, M.R (2002) Reineckeiidae (Ammonoidea) from the Callovian (Middle Jurassic) of the Shotori Range (East-Central Iran). Neues Jahrbuch für Geologie und Pala¨ontologie, Monatshefte, v.3, p. 184–192.

[54]   ­Sibley D.F., Greeg J.M (1987) Classification of dolomite rock texture. Journal of Sedimentary Petrology, v. 57, p. 967-975.

[55]   ­Stöcklin, J., Eftekhar-Nezhad, J. & Hushmand-Zadeh, A (1965) Geology of the Shotori Range (Tabas area, east Iran). Geological Survey of Iran, Report No. 3, 69.

[56]   ­Stoll, H.M. and Schrag, D.P (1998) Effects of Quaternary Sea Level Cycles a strontium in Seawater. Geochim Osmochim, v. 62, p. 1107-1118.

[57]   ­Thierry, J (2000) Middle Callovian (157–155 Ma). In: DERCOURT, J., Gaetani, M. et al. (eds.) Atlas Peri-Tethys Palaeogeographical Maps, CCGM/CGMW, Paris, p. 71–97.

[58]   ­Tomasovych, A (2004) Microfacies and depositional environment of Upper Triassic intraplatform carbonate basin; the Fatric unit of West Carpathians (Slovakia). Facies, v. 50, p. 77-105.

[59]   ­Tucker, M.E (1993) Carbonate diagenesis and sequence stratigraphy, In, V.P. Wright (editor), Sedimentology Review, Blackwells, Oxford, p. 51-72.

[60]   Tucker, M.E (2003) Sedimentary Petrology. Thired edition. Blackwells. Oxford. 260p.

[61]   ­Tucker, M.E. & Wright, V.P (1990)Carbonate Sedimentology, Blackwell, Oxford, 482p.

[62]   ­Wilmsen, M., Fürsich, F.T. & Seyed-Emami, K (2003) Revised lithostratigraphy of the Middle and Upper Jurassic Magu Group of the northern Tabas Block, east-central Iran. Newsletters on Stratigraphy, v. 39(2/3), p. 143–156.

[63]   ­Wilson, J.L (1975) Carbonate Facies in Geologic History, Springer, New York, 471p.

[64]   ­Zenger D.H., Dunham J.B (1988) Dolomitization of Siloro-Devonian limestones in a deep core (5350 meters), southeastern New Mexico. In Shukla V., Baker P.A. (Eds.), Sedimntology and geochemistry of Dolostones. Soc. Econ. Paleo. Min., Sp. Pub.v. 43, p.161-173.