سنگ نگاری و بررسی مدل دولومیتی شدن سازند شهبازان با استفاده از آنالیز عنصری (تاقدیس ماله کوه، شمال پلدختر)

نویسندگان

1 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم‌آباد، خرم‌آباد، ایران

2 دانشجوی دکتری رسوب‌شناسی و سنگ‌شناسی رسوبی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران؛ کارشناس آزمایشگاه مرکزی دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی مدل دولومیتی شدن سازند شهبازان با استفاده از آنالیز عنصری در تاقدیس ماله کوه در شمال شهرستان پلدختر می­باشد. منطقه مورد مطالعه در 80 کیلومتری جنوب لرستان و در 10 کیلومتری شمال شهرستان پلدختر واقع شده است. این سازند در برش مورد مطالعه دارای ضخامت 62 متر می­باشد که مرز پایینی آن به صورت هم­شیب بر روی سازند آواری کشکان و مرز بالایی توسط کربنات­های سازند آسماری به صورت ناپیوسته پوشیده شده است. بر پایه شواهد صحرایی، سنگ­نگاری و ژئوشیمیایی بر مبنای آنالیز عنصری به روش­های (EDS) و (EPMA)، بر روی 20 نمونه کربناته، دو گروه اصلی از دولومیت­ها شناسایی شد که شامل دولومیت­های اولیه و دولومیت­های ثانویه می­باشند. دولومیت­های اولیه شامل دولومیکرایت­ها­ (بین 4 تا 10 میکرون) با مقادیر پایین Fe و مقادیر بالای Sr و Na که بیانگر تشکیل در یک محیط پهنه جزرومدی می­باشند. دولومیت­های ثانویه شامل دولومیکرواسپارایت­ها (بین 10 تا 20 میکرون) و دولواسپارایت­ها (بزرگ­تر از 50 میکرون) با تمرکز بالای Fe  که بیانگر تشکیل در یک محیط دیاژنزی دفنی کم عمق تا متوسط در اثر تراوش شورابه­های کف حوضه­ای تبخیر شده به داخل پلت­فرم کربناته سازند شهبازان در ناحیه مورد مطالعه می­باشد. مقادیر پایین Fe و مقادیر بالای Sr و Na در دولومیکرایت­ها و تمرکز بالای Fe در دولومیکرواسپارایت­ها و دولواسپارایت ها به همراه وجود برخی شواهد مانند اینتراکلاست، تخلخل فنسترال و نبود کانی­های تبخیری نشان­دهنده تشکیل این دولومیت­ها از مدل جزرومدی، تراوش و سپس دفن کم عمق تا متوسط می­باشد. شواهد ژئوشیمیایی نشان داد دولومیت­های مورد مطالعه غیراستوکیومتری می­باشند که این موضوع را می­توان با توجه به سن سازند شهبازان توجیه نمود.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography and study of dolomitization model of Shahbazan Formation using elemental analysis(Zagros sedimentary basin, south of Lorestan)

نویسندگان [English]

  • K. Mirbeik Sabzevari 1
  • M. Sedaghatnia 2
چکیده [English]

Shahbazan Formation with Eocene age is widely developed in Lorestan basin. In the study section, this formation with a thickness of 62 meters is located on the Kashkan Formation and is discontinuously below the Asmari Formation. The lithology of Shahbazan Formation in the study area includes dolomitic carbonate rocks. In order to study micro-facies, 60 samples of this section were collected and 20 samples were selected for elemental analysis. Based on field observations, lithographic and geochemical evidences based on elemental analysis by (EPMA) and (EDS) methods, two groups of dolomite were identified. Primary dolomites include dolomicrites in size between 4 to 10 microns that represent the formation of a tidal zone environment. Secondary dolomites include dolomicrosparite in size between 10 to 20 microns, dolosparites larger than 50 microns that is formed in a shallow to medium burial diagenesis environment due to the seepage of evaporated basin floor brines in to the carbonate platform on Shahbazan Formation in the study area. Low values of Fe versus high values of Sr and Na in dolomicrites, and high concentration of Fe in dolomicrosparite and dolosparite with some evidence such as intraclast, fenestral prosity and lack of evaporative minerals, indicate that these dolomites have been formed from the tidal model, seepage and then shallow to moderate burial. Geochemical evidence showed that the studied dolomites are non- stoichiometric, which can be explained the age of Shahbazan Formation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Elemental analysis
  • Dolomitization
  • Shahbazan Formation
  • Zagros
  • Lorestan
آدابی، م. ح (1390) ژئوشیمی رسوبی، تهران، آرین زمین (چاپ دوم)، 503 ص.
جانباز، م.، محسنی، ح.، پیریایی، ع.، یوسفی­یگانه، ب.، سرداقی صوفیانی، ح (1396) محیط رسوبی سازند شهبازان در پهنه لرستان: تحولی از شلف به رمپ، دوفصلنامه رسوب­شناسی کاربردی، دوره 5، شماره 10، ص 43 تا 63.
شلالوند، م.، آدابی، م، ح.، زهدی، ا (1398) سنگ­نگاری، ژئوشیمی و مدل دولومیتی شدن سازند تله­زنگ (پالئوسن پسین - ائوسن پیشین) در جنوب و جنوب باختر کرمانشاه. دوفصلنامه رسوب­شناسی کاربردی، دوره 7، شماره 13،  ص 149 تا 166.
عبدل­نیا، ا.، مغفوری­مقدم، ا.، باغبانی، د (1396) چینه­شناسی سازند شهبازان در حوضه لرستان. نشریه علوم زمین، دوره 26، شماره 103، ص 157 تا 168.
غلام­پور موگهی، س.، صالحی، م، ع.، ارزانی، ن.، وزیری­مقدم، ح (1397) بررسی پتروگرافی و ژئوشیمی دولومیت­های سازند شهبازان در شمال غرب سمیرم: مطالعه­­ای از فرآیند دولومیتی شدن در حاشیه شرقی حوضه فورلند زاگرس. نشریه پژوهش­های دانش زمین، سال دهم، شماره 37، ص 221-243.
مطیعی، ه (1372) زمین­شناسی ایران (چینه­نگاری زاگرس)، انتشارات سازمان زمین­شناسی، 583 ص.
وزیری­مقدم، ح.، صفری، ا.، شهریاری گرائی، س.، طاهری، ع.، خزاعی، ا (1389) معرفی رسوبات آواری - کربناته و آواری قرمز رنگ ماستریشتین در ناحیه زاگرس مرتفع (سمیرم - اردل)، مجله علوم دانشگاه تهران، شماره 1، ص 103 تا 117.
Adabi, M. H. and Rao, C. P (1996) Petrographic, element and isotopic criteria for Central Iran: Iranian Petroleum Institute, 15: 561- 574.
Adabi, M. H., Zohdi, A., Ghabeishavi, A. and Amiri-Bakhtiyar, H (2008) Applications of nummulitids and other larger benthic foraminifera in depositional environment and sequence stratigraphy: an example from the Eocene deposits in Zagros Basin, SW Iran: Facies, 54(4): 499-512.
Adabi, M. H (2009) Multistage dolomitization of upper Jurassic Muzduran Formation, Kopet-Dagh basin, N. E. Iran: Crab. Eva., 24: 16-32.
Al-Aasm, I. S. and Packard, J. J (2000) Stabilization of early-formed dolomite, atale of divergence from two Mississippian dolomites: Sedimentary Geology, 131: 97-108.
Amthor, J. E., Friedman G. M (1992) Early to late-diagenetic dolomitization of platform carbonates: Lower Ordovician Ellenburger Group, Permian Basin, West Texas. J. Sed. Petrol, 62: 1023-1043.
Azmy, K., Veizer, J., Misi, A., de Oliveira, T. F., Sanches, A. L. and Dardenne, M. A (2001) Dolomitization and isotope stratigraphy of the Vazante formation, São Francisco Basin, Brazil: Precambrian Research, 112(3): 303-329.
Azmy, K., Lavoie, D., Wang, Z., Brand, U., Al-Aasm, I., Jackson, S. and Girard, I (2013) Magnesium-isotope and REE compositions of Lower Ordovician carbonates from eastern Laurentia: implications for the origin of dolomites and limestones: Chemical Geology, 356: 64-75.
Azomani, E., Azmy, K., Blamey, N., Brand, U. and Al-Aasm, I (2013) Origin of Lower Ordovician dolomites in eastern Laurentia: Controls on porosity and implications from geochemistry: Marine and Petroleum Geology, 40: 99-114.
Blatt, H., G. V. Middleton, and Murra, R. C (1980) Origin of Sedimentary Rocks: 2nd ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ. P:514.
Bosence, D. W. J., Wood, J. L., Rose, E. P. F. and Qing, H (2000) Low and high‐frequency sea‐level changes control peritidal carbonate cycles, facies and dolomitization in the Rock of Gibraltar (Early Jurassic, Iberian Peninsula): Journal of the Geological Sosiety, London, 157: 61-74.
Callen, J. M (2016) In Situ Geochemistry of Middle Ordovician Dolomites of the Upper Mississippi Valley: Evaluation of the Dorag Model and New Implications for Dolomitizing Fluids: Master dissertation, Louisiana State University, 88 p.
Dickson, J. A. D (1965) A modified staining technique for carbonate in the thin section: Nature, 205, p: 587.
Callen, J. M (2016) In Situ Geochemistry of Middle Ordovician Dolomites of the Upper Mississippi Valley: Evaluation of the Dorag Model and New Implications for Dolomitizing Fluids: Master dissertation, Louisiana State University, 88 p.
Dong, S., F. Chen, D., Z. Qing, H., R. Zhou, XQ., Wang, D., Guo, Z., H. Jiang, M., S. Qian, Y., X (2013) Hydrothermal alteration of dolostones in the Lower Ordovician, Tarim Basin, NW China: multiple constraints from petrology, isotope geochemistry and fluid inclusion microthermometry. Mar Pet Geol, 46(9): 270–286
Dunham, R. J (1962) Classification of carbonate rocks according to depositional texture. American Association of Petroleum Geologists., 108-121.
Folk, R (1959) Practical petrographic classification of limestones. American Association of Petroleum Geologists. Bulletin., 3 (1): 1-38.
Folk, R. L (1965) Some aspects of recrystallization in ancient limestones. In: Pray, L. C. and Murray, R. C. (eds.): Dolomitization and limestone diagenesis. Society of Economic Paleontologist and Mineralogists. Spec. Publ., 13: 14-48
Geske, A., Zorlu, J., Richter, D. K., Buhl, D., Niedermayr, A. and Immenhauser, A (2012) Impact of diagenesis and low grade metamorphosis on isotope (δ26Mg, δ13C, δ18O and 87Sr/86Sr) and elemental (Ca, Mg, Mn, Fe and Sr) signatures of Triassic sabkha dolomites, Chemical Geology, 332 (333): 45-64.
Gregg, J. M., and Shelton, K. L (1990m) Dolomitization and Dolomite Neomorphism in the Back Reef Facies of the Bonneterre and Davis Formations (Cambrian), Southeastern Missouri. Journal of Sedimentary Research., 60: 549-562.
Gregg, J. M., and Sibley, D. F (1984) Epigenetic dolomitization and the origin of xenotopic dolomite texture: Journal of Sedimentary Petrology, 54: 908- 931.
Hou, Y., Azmy, K., Berra, F., Jadoul, F., Blamey, N. J. F., Gleeson, S. A. and Brand, U (2016) Origin of the Breno and Esino dolomites in the western southern Alps (Italy): implications for a volcanic influence: Marine and Petroleum Geology, 69: 38-52.
Hu, W., Chen, Q., Wang, X. and Cao, J (2010) REE models for the discrimination of fluids in the formation and evolution of dolomite reservoirs: Oil Gas Geology, 31(6): 810-818.
Humphrey, J. D (1988) Late Pleistocene mixing zone dolomitization, south-eastern Barbados, West Indies. Sedimentology., 35: 327-348.
James, G. A. and Wynd, J. G (1965) Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium, agreement area, American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 49(12): 2182-2245.
Kirmaci, M. Z (2008) Dolomitization of the late Cretaceous-Paleocene platform carbonates, Golkoy (Ordu), eastern Pontides, NE Turkey: Sedimentary Geology, 203: 289-306
Land, L. S (1985) The origin of massive dolomite: Journal of Geological Education, 33: 112-125.
Land, L. S (1991) Dolomitization of the Hope Gate Formation (north Jamaica) by seawater: reassessment of mixing zone dolomite. In: Taylor, H. P., O’Neil, J. R., Kaplan, I. R. (Eds.), Stable Isotope Geochemistry: A Tribute to Samuel Epstein, Geochemical Society, Special Publications, 3: 121-133.
Lee, Y. I. and Friedman, G. M (1987) Deep-burial dolomitization in the Lower Ordovician Ellen Burger Group carbonates in west Texas andsouth-eastern New Mexico. Journal of Sedimentary Research., 57: 544-557.
Liu, C., Xie, Q., Wang, G., He, W., Song, Y., Tang, Y. and Wang, Y (2017) Rare earth element characteristics of the carboniferous Huanglong Formation dolomites in eastern Sichuan Basin, southwest China: Implications for origins of dolomitizing and diagenetic.
 Mattes, B. W., and Mountjoy, E. W (1980) Burial dolomitisation of the Upper Devonian Miette buildup, Jasper National Park, Alberta. In: Concepts and Models of Dolomitization (Eds. D.H. Zenger, J.B. Dunham and R.L. Ethington): SEPM Spec. Publ., 28: 259–297.
Mazzollo, S. J (1992) Geochemical and neomorphic alteration of dolomite: a review: Carbonates and Evaporites, 7: 21–37.
Miao, Zh., Gong, E., Zhang, Y., Guan, C., Wentao Huang, W (2020) Burial dolomitization, the genesis of dolomite in the Dapu Formation (Upper Carboniferous), Guixinan area, Youjiang basin, Southwest China: petrologic and geochemical evidence. Carbonates and Evaporites, doi. /10.1007/s13146-020-00594-5
Miller, J. K. and Folk, R. L (1994) Petrographic, geochemical and structural constraints on the timing and distribution of postlithification dolomite in the Rhaetian Portoro (―Calcare nero‖) of the Portovenere Area, La Spezia, Italy. In: B.H. Purser, M.E.
Modarres, M. H., Adabi, M. H., Fayazi, F., Ghobishavi, A. and Moradpour, M (2018) Petrography and geochemical composition of the middle Eocene, the Shahabazan Formation at Kialu Section, Zagros Basin, Southwestern Iran: Carbonates and Evaporites, DOI:10.1007/s13146-018-0438-xs.
Shunli, Zh., Zhengxiang, Lv., Yi. W., Sibing, L (2018) Origins and Geochemistry of Dolomites and Their Dissolution in the Middle Triassic Leikoupo Formation, Western Sichuan Basin, China. Minerals 2018, 8, 289; doi:10.3390/min8070289
Sibley, D. F., and Gregg, J. M (1987) Classification of dolomite rock textures. J. Sediment. Petrol., 57: 967–975.
Tucker, M. E. and Wright, V. P (1990) Carbonate Sedimentology: Blackwell, Oxford, 482 p.
Tucker, M. E., and Wright, V. P (1991) Carbonate Sedimentology. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 482p.
Veizer, J (1983) Chemical diagenesis of carbonates: theory and application of trace element techniques. In Stable isotopes in sedimentary geology: Blackwell Scientific Publications, Oxford, 482p.
Veizer, J., Hinton, R. W., Clayton, R. N. and Lerman, A (1987) Chemical diagenesis of carbonates in thinsections: Ion microprobe as a trace element tool: Chemical Geology, 64(3): 225-237.
Wanless, H. R (1979) Limestone response to stress: pressure solution and dolomitization: Jour.Sed. Petrol, 49: 437-462.
Warren, J. K (2000) Dolomite: occurrence, evolution and economically important association: Earth Sci Reviews., 52: 1-81.
Whitaker, F. F., Smart, P. L. and Jones, G (2004) Dolomitization From conceptual to numerical models: Geological Society, London, Special Publications, 235(1): 99-139.
Wilson, M. E. J., Evans, M. J., Oxtoby, N. H., Nas, D. S., Donnelly, T. and Thirlwall, M (2007) Reservoir quality, textural evolutionand origin of faultassociated dolomites: American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 91: 1247-1273.
Warren, J. K (2006) Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. Springer, Berlin, 1036 p.
Ye, Q. and Mazzullo, S. J (1993) Dolomitization of Lower Permian platform facies, Wichita Formation, North Platform, Middle Basin, Texas: Carbonates and Evaporites., 8: 55-70.
Ying, R., Dakang, Z., Chonglong, G., Queqi, Y., Rui, X., Langbo, J., Yangjinfeng, J., Ningcong, Zh (2017) Dolomite geochemistry of the Cambrian Longwangmiao Formation, eastern Sichuan Basin: Implication for dolomitization and reservoir prediction. Petroleum Research 2 (2017) 64e76.
Zenger, D. H (1983) Burial dolomitization in the Lost Burro Formation/Devonian, east central California and the significance of late diagenetic dolomitization: Geology, 11: 519-522.
Zhang, X., Hu, W., Jin, Z., Zhang, J., Qian, Y., Zhu, J., Zhu, D., Wang, X. and Xie, X (2008) REE compositions of Lower Ordovician dolomites in Central and North Tarim Basin, NW China: A potential REE proxy for ancient seawater: Geology Sinica, 82(3): 610-621.
Zhao, C., Yu, B., Zhang, C., Chen, Y. and Qi, X (2012) A discussion on the formation mechanism of dolomite associated with hydrothermal solution in Tazhong area: Petrology and Mineralogy, 31(2): 164-172.
Zohdi, A., Moallemi, S. A., Moussavi- Harami, R. and Mahboubi, A (2014) Shollow burial dolomitization of an Eocene carbonate platform, Southeast Zagros Basin: Iran GeoArabia, 19(4): 17-54.