رخساره‌ها، محیط رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی سازند کژدمی (کرتاسه میانی) در زاگرس مرکزی

نویسنده

استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه پیام‌نور، ایران

چکیده

سازند کژدمی (آپتین‌-‌ آلبین) نخستین واحد سنگ‌چینه‌ای کرتاسه میانی در مناطق خاوری و مرکزی رشته‌کوه زاگرس و یکی از غنی‌ترین سنگ‌های منشأ شناخته‌شده نفت در جهان است. به‌منظور تعیین رخساره‌ها، محیط­رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی این سازند در زاگرس مرکزی، در این تحقیق یک بُرش سطحی از تاقدیس پیون در زون ایذه و یک چاه از میدان نفتی اهواز در فروافتادگی دزفول بررسی شده‌اند. داده‌های میدانی، آزمایشگاهی و چاه‌نگاری نشان دادند که سازند کژدمی عمدتاً از شیل‌های بیتومین‌دار تیره و کربنات‌های نازک‌لایه غنی از روزنبران پلاژیک همراه با افق‌هایی از رادیولاریت، گلوکونیت و فسفات تشکیل شده ‌است. این مجموعه رسوبی در یک حوضه درون شلفی آرام و سرشار از مواد آلی نهشته شده ‌است که در جنوب­خاوری به پلاتفرم کربناته فارس (سازند داریان) و در جنوب خوزستان با دلتای بورگان (بخش ماسه‌سنگی آزادگان) محدود شده ‌است. مرز شمالی گسترۀ سازند کژدمی توسط گسل بالارود از حوضه لرستان (سازند گرو) جدا شده ‌است. ایجاد دریای عمیق کژدمی با رسوبات غنی از مواد آلی، نتیجه افزایش سریع فضای رسوب‌گذاری ناشی از فرونشینی بستر حوضه در امتداد گسل‌های کازرون و هندیجان و نوسان سطح آب دریا همراه با افزایش واردات آواری است که با رویدادهای جهانی بی‌هوازی اقیانوس‌ها در آپتین و آلبین همزمان بوده ‌است. تغییرات عمودی رخساره‌های رسوبی و نمودارهای ژئوفیزیکی حاکی از آن است که توالی رسوبی سازند کژدمی در زاگرس مرکزی قسمتی از یک سکانس رسوبی رده دوم (5 تا 50 میلیون سال) است که با کربنات‌های پلاتفرمی پایان سازند داریان (آپتین) و شروع سازند سروک (آلبین‌) کامل شده ‌است. این سوپرسکانس با بخش بالایی سکانس مهرداد (کرتاسه زاگرس) هم‌ارز است و به نوبه خود سه سکانس رسوبی رده سوم (5/0 تا 5 میلیون سال) را شامل می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Facies, depositional environment and sequence stratigraphy analysis of the Kazhdumi formation (middle Cretaceous) in the central Zagros mountains

نویسنده [English]

  • A. H. Jalilian
چکیده [English]

The Kazhdumi Formation (Aptian-Albian) comprises the lowermost lithostratigraphic unit of the middle Cretaceous in the eastern and central regions of the Zagros mountain chain and one of the richest known source rocks in the world. To investigate facies and sedimentary environment as well as sequence stratigraphy analysis of this formation in the central Zagros, this study focuses on the Payon anticline surface section in Izeh zone and a subsurface section of the Ahwaz oilfield in the Dezful embayment. Field, laboratory and well logging data showed that the Kazhdumi Formation composed mainly of dark bituminous shales and thin-bedded carbonates rich in pelagic fauna with subordinate horizons of radiolarite, glaugonite and phosphate. This sedimentary succession deposited in a low energy and organic-rich intra-shelf basin which was limited to the southeast by the Fars Platform (Dariyan Formation) and extended into the Burgan delta (Azadegan sandstone member) in the south of Khuzestan. To the north, the Kazhdumi depression is bounded by the Balarud fault and separated from the Lurestan basin (Garau formation). The creation of the Kazhdumi deep marine basin and sedimentation of the organic-rich deposits are the result of a rapid increase in accommodation due to sea-floor subsidence along the preexisting Kazerun and Hendijan regional fault systems and eustatic sea-level fluctuations as well as the influx of siliciclastics. Deposition of organic-rich sediments of the Kazhdumi Formation coincides with the globally recognized Aptian and Albian Oceanic Anoxic Events (OAE1a and 1b). Vertical changes of the sedimentary facies and geophysical logs indicate that the sedimentary succession of the Kazhdumi Formation comprises the main part of a second-order depositional sequence (50-5 Ma) completed by platform carbonates of the upper part of the Driyan Formation (Aptian) and lower part of the Sarvak Formation (Albian). This supersequence correlates with the upper part of the Mehrdad sequence of the Zagros mountains and encompasses 3 third-order sequences (5-0.5 Ma).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sequence Stratigraphy
  • Kazhdumi Formation
  • Central Zagros
  • Intra-shelf basin
ارزانی، ن.، و ندیمی، ع. ر (1385) زمین‌شناسی زیرسطحی، انتشارات دانشگاه پیام­نور، 297 ص.
آرین، م.، و جعفری­درگاهی، ه (1389) دیباچه‌ای بر زمین‌شناسی نفت ایران، انتشارات آثار نفیس، 272 ص.
آقانباتی، ع (1383) زمین‌شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 708 ص.
اسدی، ا.، مجیدی‌فرد، م. ر.، وزیری، س. ح.، و یوسفی‌راد، م (1394) آمونیت‌های آلبین سازند کژدمی در بُرش نار خاور بوشهر (پهنه زاگرس)، مجله علوم زمین، شماره 98، ص 212-199.
جلیلیان، ع. ح (1396) محیط‌های رسوبی پیشرفته، انتشارات دانشگاه پیام­نور، 347 ص.
جلیلیان، ع. ح (1399) شواهدی بر غرق شدن پلاتفرم کربناته فارس در ژوراسیک، جنوب ایران، مجله رسوب‌شناسی کاربردی، دوره 8، شماره 15، ص 93-78.
رضایی، ز.، قاسمی‌نژاد، ا.، حاجی‌کاظمی، ا.، و شیخ زکریایی، ج (1394) بررسی شرایط محیط و خصوصیات ژئوشیمیایی سازند کژدمی در میدان نفتی سروش بر اساس شواهد پالینولوژیکی و پیرولیز راک‌- اول، مجله پژوهش‌های چینه‌نگاری و رسوب‌شناسی، شماره 59، ص 50-35.
سعدی‌راد، ف.، موسوی­حرمی، ر.، و محبوبی، ا (1393) چینه‌نگاری سکانسی سازند کژدمی در میدان نفتی آزادگان، مجله پژوهش نفت، شمارۀ 77، ص 33-26.
علیزاده، ب.، سعادتی، ح.، صمصامی، ج.، حسینی، س. ح.، گندمی­ثانی، ا. ر (1393) مطالعه تغییرات محتوای کربن آلی سازند کژدمی در یکی از میادین دشت آبادان با استفاده از داده‌های زمین‌شیمیایی و پتروفیزیکی، مجله زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 13، ص 19-11.
لاسمی، ی (1379) رخساره‌ها، محیط‌های رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی نهشته‌سنگ‌های پرکامبرین بالایی و پالئوزوییک ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 180 ص.
مرادی، ه.، و علیزاده، ب (1393) بررسی بلوغ حرارتی سازند کژدمی با استفاده از پارامترهای ژئوشیمیایی مولکولی در میدان نفتی یادآوران، مجله یافته‌های نوین زمین‌شناسی کاربردی، دوره 8، شماره 16، ص 57-47.
مطیعی، ه (1372) چینه‌شناسی زاگرس، انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 572 ص.
مطیعی، ه (1374) زمین‌شناسی نفت زاگرس، انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 1009 ص.
یاوری، آ.، قویدل سیوکی، م.، مجیدی‌فرد، م. ر.، و وزیری، س. ح (1395) توصیف و زیست‌چینه‌نگاری سازند کژدمی، بُرش چینه‌شناسی تنگ ماغر شمال باختر بهبهان (حوضه زاگرس)، مجله علوم زمین، شماره 107، ص 232-221.
Al-Eidan, A. J., Wethington, W. B., and Davies, R. B (2001) Upper Burgan reservoir distribution, northern Kuwait: Impact on reservoir development. GeoArabia, 6(2): 179–208.
Alavi, M (2004) Regional stratigraphy of the Zagros fold-thrust belt of Iran and its proforeland evolution. American Journal of Science, 304: 1–20.
Alavi, M (2007) Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science, 307: 1064-1095.
Allaby, M (2008) A Dictionary of Earth Sciences. Oxford University Press, 654 p.
Allen, M. B., and Talebian, M (2011) Structural variation along the Zagros and the nature of the Dezful Embayment. Geological Magazine, 148: 911–924.
Alsharhan, A. S., and Nairn, A. E. M (2003) Sedimentary Basins and Petroleum Geology of the Middle East. Elsevier, 878 p.
Amorosi, A (1995) Glaucony and sequence stratigraphy: A conceptual framework of distribution in siliciclastic sequences: Journal of Sedimentary Research, 65: 419-425.
Amorosi, A (1997) Detecting compositional, spatial, and temporal attributes of glaucony: a tool for provenance research: Sedimentary Geology, 109: 135-153.
Aplin, A. C., Fleet, A. J., and MacQUAKER, J. H. S (1999) Muds and Mudstones: Physical and Fluid Flow Properties. Geological Society, London, Special Publications, 158 p.
Aqrawi, A. A. M., Goff, G. C., Horbury, A. D., and Sadooni, F. N (2010) The Petroleum Geology of Iraq. Scientific Press, 423 p.
Berberian, M (1995) Master "blind" thrust faults hidden under the Zagros folds: active basement tectonics and surface morphotectonics. Tectonophysics, 241: 193-224.
Berberian, M., and King, C. G. P (1981) Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences, 18: 210-265.
Boggs, S (2009) Principles of Sedimentology and Stratigraphy. Fourth Edition, Pearson Prentice Hall, 662 p.
Bordenave, M. L (2014) Petroleum systems and distribution of the oil and gas fields in the Iranian part of the Tethyan region. AAPG memoir., 106 (36): 505–540.
Bordenave, M. L., and Burwood, R (1990) Source rock distribution and maturation in the Zagros Orogenic Belt: Provenance of the Asmari and Bangestan Reservoir oil accumulations. Advances in Orgaaic Geochemistry, 16(1-3): 369-387.
Bordenave, M. L., and Hegre, J. A (2005) The influence of tectonics on the entrapment of oil in the Dezful Embayment, Zagros Fold belt, Iran. Journal of Petroleum Geology, 28(4): 339-368.
Bordenave, M. L., and Hegre, J. A (2010) Current distribution of oil and gas fields in the Zagros Fold Belt of Iran and contiguous offshore as the result of the petroleum systems. Geological Society London Special Publications, 330: 291–353.
Catuneanu, O (2006) Principles of sequence stratigraphy. Elsevier, 380 p.
Casey, R. E. P (1993) Radiolaria. In: Lipps, J. H (Ed) Fossil prokaryotes and protists. Blackwell, Oxford, pp. 249–288.
Catuneanu, O (2006) Principles of sequence stratigraphy. Elsevier, 380 p.

       Dunham, R. J (1962) Classification of carbonate rocks according to depositional texture. In: Ham, W.E (Ed) Classification of carbonate rocks, AAPG Memoir, pp. 108–121.

Emery, D., and Myers, K. J (1996) Sequence stratigraphy. Blackwell scientific, Oxford, 297 p.
Einsele, G (2000) Sedimentary Basins Evolution, Facies, and Sediment Budget. Springer, 628 p.
Fernandez-Lopez, S., and Melendez, G (1994) Abrasion surfaces on internal moulds of ammonites as palaeobathymetric indicators. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 110: 29–42.
Flugel, E (2010) Microfacies of carbonate rocks. 2nd Edition, Springer, 984 p.
Ghasemi-Nejad, E., Head, M. J., and Naderi, M (2009) Palynology and petroleum potential of the Kazhdumi Formation (Cretaceous: Albian–Cenomanian) in the South Pars field, northern Persian Gulf. Marine and Petroleum Geology, 26: 805–816.
Ghazban, F (2007) Petroleum geology of the Persian Gulf. Tehran University Press, 707 p.
Golonka, J., and Kiessling, W (2002) Phanerozoic Time Scale and definition of time slices. SEPM, Special Publication, 72: 11-20.
Haq, B. U., and Al-Qahtani, A. M (2005) Phanerozoic cycles of sea-level change on the Arabian Platform. GeoArabia, 10(2): 127-160.
Harris, P. M., and Weber, L. J (2006) Giant Hydrocarbon Reservoirs of the World: From Rocks to Reservoir Characterization and Modeling. AAPG Memoir 88, 469 p.
Heydari, E (2008) Tectonics versus eustatic control on supersequences of the Zagros Mountains of Iran. Tectonophysics, 451: 56–70.
Hudson, J. D (2005) Pyrite in ammonite‐bearing shales from the Jurassic of England and Germany. Sedimentology, 29(5): 639–667.
Huneke, H., and Mulder, T (2011) Deep-Sea Sediments. Developments in Sedimentology 63, Elsevier, 849 p.
James, G. A., and Wynd, J. G (1965) Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium agreement area. AAPG Bulletin, 49(12): 2182-2245.
Jenkyns, H (2010) Geochemistry of oceanic anoxic events. Geochemistry Geophysics Geosystems, 11(3): 1-30.
Khalifa, Z., Affouria, H., Riganea, A., Jacob, J (2018) The Albian oceanic anoxic events record in central and northern Tunisia: Geochemical data and paleotectonic controls. Marine and Petroleum Geology, 93: 145–165.
Lasemi, Y., and Jalilian, A. H (2010) The Middle Jurassic basinal deposits of the Surmeh Formation in the Central Zagros Mountains, southwest Iran: Facies, Stacking pattern and Controls. Carbonates and Evaporites, 25: 283-295.
Mehrabi, H., Esrafili-Dizaji, B., Hajikazemi, E., Noori, B., and Mohammad-Rezaei, H (2019) Reservoir characterization of the Burgan Formation in northwestern Persian Gulf. Journal of Petroleum Science and Engineering, 174: 328-350.
Miall, A. D (2000) Principles of Sedimentary Basin Analysis. Springer, 616 p.
Milliman, J. D., and Syvitski, J. P. M (1992) Geomorphotectonic control of sediment discharge to the ocean: the importance of small mountainous rivers. Journal of Geology, 100: 525-544.
Moosavizadeh, S. M. A., Mahboubi, A., Mousavi-Harami, R., Kavoosi, M. A., and Schlagintweit, F (2015) Sequence stratigraphy and platform to basin margin facies transition of the Lower Cretaceous Dariyan Formation (northeastern Arabian Plate, Zagros fold-thrust belt, Iran). Bulletin of Geosciences, 90(1); 145–172.
Najafi, M., Verge's, J., Etemad-Saeed, N., and Karimnejad, H. R (2018) Folding, thrusting and diapirism: Competing mechanisms for shaping the structure of the north Dezful Embayment, Zagros, Iran. Basin Research, 30(6): 1200-1229.
Navidtalab, A., Rahimpour-Bonab, H., Nazari-Badii, A., and Sarfi, M (2013) Challenges in deep basin sequence stratigraphy: a case study from the Early–Middle Cretaceous of SW Zagros. Facies, 60(1): 195-215.
Noori1, B., Kohansal Ghadimvand, N., Movahed, B., and Yousefpour, M. R (2016) Sedimentology and Depositional Environment of the Kazhdumi Formation Sandstones in the Northwestern Area of the Persian Gulf. Open Journal of Geology, 6: 1401-1422.
Potter, P. E., Maynard, J. B., and Depetris, P. J (2005) Mud and Mudstones Introduction and Overview. Springer, 297 p.
Prothero, D. R., and Shwab, F (2014) Sedimentary geology. Third edition, W. H. Freeman and Company, 604 p.
Rabbani, A. R., and Bagheri Tirtashi, R (2010) Hydrocarbon Source Rock Evaluation of the Super Giant Ahwaz Oil Field, SW Iran. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4(5): 673-686.
Racki, G., and Cordey, F (2000) Radiolarian palaeoecology and radiolarites: is the present the key to the past? Earth-Science Reviews, 52: 83–120.
Rahmani, O., Aali, J., Mohseni, H., Rahimpour-Bonab, H., and Zalaghaie, S (2010) Organic geochemistry of Gadvan and Kazhdumi formations (Cretaceous) in South Pars field, Persian Gulf, Iran. Journal of Petroleum Science and Engineering, 70: 57–66.
Reading, H. G (Ed) (1996) Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy. Blackwell, 688 p.
Scholle, P. A., Bebout, D. G., and Moore, C. H (Eds) (1983) Carbonate depositional environments. AAPG Memoir 33, 708 p.
Scholle, P. A., and Scholle, D. S. U (2003) A Color Guide to the Petrography of Carbonate Rocks: Grains, textures, porosity, diagenesis. AAPG Memoir 77, 459 p.
Schroeder, R., van Buchem, F., Cherchi, A., Baghbani, D., Vincent, B., Immenhauser, A., and Granier, B (2010) Revised orbitolinid biostratigraphic zonation for the Barremian–Aptian of the eastern Arabian Plate and implications for regional stratigraphic correlations. GeoArabia Special Publication, 4: 49–96.
Sepehr, M., and Cosgrove, J. W (2004) Structural framework of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Marine and Petroleum Geology, 21: 829–843.
Setudehnia, A (1978) The Mesozoic sequence in southwest Iran and adjacent area. Journal of Petroleum Geology, 1(1): 3-42.
Sharland, P. R., Archer, R., Casey, D. M., Davies, R. B., Hall, S. H., Heward, H. P., Horbory, A. D., and Simons, M. D (2001) Arabian plate sequence stratigraphy. GeoArabia, Gulf Petrolink, Bahrain, 370 p.
Sherkati, S., and Letouzey, J (2004) Variation of structural style and basin evolution in the central Zagros (Izeh zone and Dezful Embayment), Iran. Marine and Petroleum Geology, 21: 535-554.
Sherkati, S., Letouzey, J., and Frizon de Lamotte, D (2006) Central Zagros fold-thrust belt (Iran): New insights from seismic data, field observation, and sandbox modeling. Tectonics, 25: 1-27.
Sherkati, S., Molinaro, M., Frizon de Lamotte, D., and Letouzey, J (2005) Detachment folding in the Central and Eastern Zagros fold-belt (Iran): salt mobility, multiple detachments and late basement control. Journal of Structural Geology, 27: 1680–1696. 
Sloss, L. L (1963) Sequences in the cratonic interior of North America. Geological Society of America Bulletin, 74: 93-114.
Soleimani, B., Monjezi, K., and Malaki, S (2014) Microfacies, Diagenetic and Depositional Environment of Kazhdumi Formation (Aptian-Albian), Dezful Embayment, Zagros, NW Iran. Journal of Geology and Geosciences, 3(3): 154-164.
Tucker, M. E (2001) Sedimentary Petrology An introduction to the Origin of Sedimentary Rrocks. Third edition, Blackwell Science, 262 p.
Tucker, M. E., and Wright, V. P (1990) Carbonate Sedimentology. Blackwell, 482 p.
van Buchem, F. S. P., Baghbani, D., Bulot, L. G., Caron, M., Gaumet, F., Hosseini, A., and Keyvani, F (2010) Barremian–Lower Albian sequence stratigraphy of south- west Iran (Gadvan, Dariyan and Kazhdumi formations) and its comparison with Oman, Qatar and the United Arab Emirates. GeoArabia Special Publication, 4: 503–548.
Van Wagoner, J. C., Posamentier, H. W., Mitchum, R. M., Vail, P. R., Sarg, J. F., Loutit, T. S., and Hardenbol, J (1988) An overview of the fundamentals of sequence stratigraphy and key definitions. Society of Economical Paleontologists and Mineralogists, Special Publication, 42: 39-45.
Vincent, B., van Buchem, F. S. P., Bulot, L. G., Immenhauser, A., Caron, M., Baghbani, D., and Huc, A. Y (2010) Carbon-isotope stratigraphy, biostratigraphy and organic matter distribution in the Aptian–Lower Albian successions of southwest Iran (Dariyan and Kazhdumi formations). GeoArabia Special Publication, 4(1): 139-197.
Zhang, X., Cai, Y., and Jiang, D (2017) An Experimental Study on Transforming Montmorillonite to Glauconite: Implications for the Process of Glauconitization. Clays Clay Minerals, 65: 431–448.
Yang, C. S., and Nio, S. D (1993) Application of high-resolution sequence stratigraphy to the Upper Rotliegend in the Netherlands offshore. AAPG Memoir, 58: 285-316.
Ziegler, M. A (2001) Late Permian to Holocene paleofacies evolution of the Arabian Plate and its hydrocarbon occurrences. GeoArabia, 6: 445–504.
Zorina, S. O., Pavlova, O. V., Galiullin, B. M., Morozov, V. P., and Eskin, A. A (2016) Euxinia as a dominant process during OAE1a (Early Aptian) on the Eastern Russian Platform and during OAE1b (Early Albian) in the Middle Caspian. Science China Earth Sciences, DOI: 10.1007/s11430-016-0043-1.