کاربرد پتروگرافی و ژئوشیمی رسوبات پادگانه ای دیرینه در تعیین ناحیه منشأ و نرخ هوازدگی، بیرجند، خراسان جنوبی

نویسندگان

1 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 دانشیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

محدوده مورد مطالعه شامل نهشته­های آبرفتی نئوژن شهر بیرجند است که از نظر زمین­شناسی به عنوان بخشی از پهنه ساختاری شرق ایران در­ نظر ­گرفته ­­می­شود. در مطالعات پتروگرافی، از 200 قطعه گراولی و 10 نمونه ماسه­سنگی کمک گرفته شده است در­حالی­که، برای مطالعات شیمی رسوبات از 13 نمونه گل­سنگی و 2 نمونه ماسه­سنگی استفاده شده است. بررسی پتروگرافی نمونه­های فوق نشان­دهنده حضور ذرات با کانی­شناسی متفاوت در رسوبات آبرفتی مورد­نظر است که علاوه ­بر کوارتز در آن­ها فراوانی خرده­سنگ­های آذرین و رسوبی قابل­توجه است. ترسیم نتایج آنالیز اکسید­های عناصر اصلی و عناصر فرعی نمونه­های فوق در نمودارهای ارائه ­شده در این زمینه، وجود سنگ­های آذرین مافیک تا حدواسط و سنگ­های رسوبی در ناحیه منشأ رسوبات را منعکس می­کند. بررسی واحد­های سنگی اطراف محدوده مورد مطالعه نشان می­دهد که منشأ قطعات گراولی ذرات ماسه­ای احتمالا از واحدهای افیولیتی کرتاسه، واحدهای فلیشی کرتاسه پسین تا ائوسن، سنگ­های رسوبی آواری-کربناته پالئوژن و سنگ­های ولکانیکی و رسوبی جوان­تر که در اطراف محدوده مورد نظر رخنمون دارند. بررسی کانی­شناسی، بلوغ بافتی و ترکیبی رسوبات به همراه ارزیابی شاخص­های هوازدگی شیمیایی نشان می­دهد که رسوبات آبرفتی ذکر ­شده در نزدیک منشأ بر­جای گذاشته شده و هوازدگی متوسط تا ضعیفی را متحمل شده­اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The application of petrography and geochemistry of ancient terrace sediments in determining the provenance and weathering rate, Birjand, South Khorasan

نویسندگان [English]

  • M. Mortazavi Mehrizi 1
  • A. Ashrafi 2
  • Gh. Mirab Shabestari 3
1 Assist. Prof., Dept., of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran
2 M. Sc., student. Dept., of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran
3 Assoc. Prof., Dept., of Geology, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده [English]

The studied area includes the Neogene alluvial deposits of Birjand city that is geologically considered as a part of the structural zone of eastern Iran. In petrographic studies, 200 gravel clasts and 10 sandstone samples were used, while for sediment chemistry analysis, 13 mudstone samples and 2 sandstone samples were used. The petrographic examination of the above samples shows the presence of particles with different mineralogy in the studied alluvial sediments, in which, in addition to quartz, the abundance of igneous and sedimentary rocks is significant. Drawing the results of the major oxide and minor elements analysis of the above samples in the presented graphs in this context, reflects the presence of mafic to intermediate igneous rocks and sedimentary rocks in the source area. The examination of the rock units around the studied area shows that the origin of the gravel fragments and the sand particles is probably from the Cretaceous ophiolitic units, Late Cretaceous to Eocene flysch units, Paleogene clastic-carbonate sedimentary rocks and younger volcanic and sedimentary rocks which are exposed around the target area. Study of mineralogy, textural and compositional maturity of sediments along with the evaluation of chemical weathering indicators show that the mentioned alluvial sediments were deposited near the source and suffered moderate to weak weathering.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mineralogy
  • Elemental analysis
  • Alluvial deposits
  • Quaternary
  • Birjand

مراجع

آقانباتی، ع (1383) زمین­شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 586 ص.
افتخارنژاد، ج (1986) نقشه زمین­شناسی 1:100000 بیرجند، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
حسنی، ز.، مرتضوی مهریزی، م.، رئیس­السادات، س. ن (1397) پتروگرافی و ژئوشیمی ماسه‌سنگ‌های پالئوسن شمال بیرجند، خراسان جنوبی: کاربرد آن در تعیین ناحیۀ منشأ، موقعیت تکتونیکی و شرایط آب‌وهوای دیرینه. مجله پژوهش­های چینه­نگاری و رسوب­شناسی، دوره 34، شماره 2، ص 69-94.
خسروی چنار، ع.، حسین­زاده، س. ر.، فتاحی، م.، خانه­باد، م (1398) ژئوشیمی نهشته­های کواترنری رودخانه کال­شور بینالود. مجله پژوهش­های دانش زمین، دوره 10، شماره 1، ص 39-49.
سعیدی، ا.، محبوبی، ا.، موسوی­حرمی، س. ر.، محمودی قرائی، م. ح (1397) برخاستگاه سازند سیلیسی­آواری پسته­لیق (پالئوسن زیرین) در برش چهچهه شمال خاور ایران. مجله رسوب­شناسی کاربردی، دوره 6، شماره 11، ص 1-14.
شرفی، م.، محمدی، پ.، عنایت بیدگلی، ا. ح.، میرزایی، م.، فرزانه، ف (1401) ژئوشیمی ماسه­سنگ­های سازند اجاق قشلاق (ائوسن بالایی- الیگوسن زیرین)، خاور مغان، شمال باختر ایران: کاربرد در تعیین سنگ والد، شرایط اقلیمی و موقعیت تکتونیکی. مجله رسوب­شناسی کاربردی، دوره 10، شماره 19، ص 150-168.
قاسملو، آ.، زهدی، ا.، کوهستانی، ح.، مختاری، م. ع (1399) چینه­نگاری سنگی، پتروگرافی و زمین­شیمی عناصر کمیاب ماسه­سنگ­های بخش میانی سازند قرمز بالایی در منطقه حمزه­لو (شمال باختر زنجان). مجله رسوب­شناسی کاربردی، دوره 8، شماره 15، ص 65-78.
مرتضوی مهریزی، م.، فیاضی بروجنی، م.، خانه­باد، م (1398) مطالعه ژئوشیمی رسوبات رودخانه مولید، جنوب شرق قائن به منظور تعیین نرخ هوازدگی، میزان آلودگی رسوبات و ارزیابی خطر زیسـت­محـیطی عـناصر فـلزی. مـجله رسوب­شناسی کاربردی، دوره 7، شماره 14، ص 109-121.
Ahmedali, S. T (1989) X-Ray Fluorescence Analysis in the Geological Sciences. Advances in Methodology, vol. 7. Geological Association of Canada, Short Course, 308 p.
Akarish, A. I. M., and El-Gohary, A. M (2008) Petrography and geochemistry of lower Paleozoic sandstones, East Sinai, Egypt: Implications for provenance and tectonic setting. Journal of African Earth Sciences, 52: 43–54.
Amajor, L. C (1987) Major and trace element geochemistry of Albian and Turonian shales from the Southern Benue trough, Nigeria. Journal of African Earth Sciences, 6: 633–641.
Amorosi, A., Centineo, M. C., Dinelli, E., Lucchini, F., Tateo, F (2002) Geochemical and mineralogical variations as indicators of provenance changes in Late Quaternary deposits of SE Po plain. Sedimentary Geology, 151: 273-292.
Armstrong-Altrin, J. S., Machain-Castillo, M. L., Rosales-Hoz, L., Carranza-Edwards, A., Sanchez-Cabeza, J. A., Ruíz-Fernández, A. C (2015a) Provenance and depositional history of continental slope sediments in the Southwestern Gulf of Mexico unraveled by geochemical analysis. Continental Shelf Research, 95:15-26.
Armstrong-Altrin, J. S., Nagarajan, R., Balaram, V., Natalhy-Pineda, O (2015b) Petrography and geochemistry of sands from the Chachalacas and Veracruz beach areas, western Gulf of Mexico, Mexico: constraints on provenance and tectonic setting. Journal of South American Earth Sciences, 64: 199-216.
Baiyegunhi, C., Liu, K., Gwavava, O (2017) Geochemistry of sandstones and shales from the Ecca Group, Karoo Supergroup, in the Eastern Cape Province of South Africa: Implications for provenance, weathering and tectonic setting. Open Geosciences, 9: 340-360.
Bokanda, E. E., Philip, F., Emile, E., Konfor, N. I., Betrant, B. S., Florent, A. D., Ekoa Bessa, A. Z (2019) Geochemical characteristics of shales in the Mamfe Basin, South West Cameroon: implication for depositional environments and oxidation conditions. Journal of African Earth Sciences, 149: 131-142.
Bracciali, L., Marroni, M., Pandolfi, L., Rocchi, S (2007) Geochemistry and petrography of Western Tethys Cretaceous sedimentary covers (Corsica and Northern Apennines): From source areas to configuration of margins, In: Arribas, J., Critelli, S. and Johnsson, M. J., (Eds.), Sedimentary Provenance and Petrogenesis: Perspectives from Petrography and Geochemistry. The Geological Society of America, Special Paper, 420: 73-94.
Cecil, C. B., and Edgar, N. T (2003) Climate Controls on Stratigraphy. SEPM Special Publication, No: 77.
Cox, R., Lowe, D. R., Cullers, R. L (1995) The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59(14): 2919-2940.
Crook, K. A. W (1974) Lithogenesis and geotectonics, the significance of compositional variations in flysch arenites (graywackes). In: Dott, R.H., Saver, R.H. (Eds.), Modern and Ancient Geosynclinal Sedimentation. Society of Economic and Paleontological Mineralogy, Special Publication, 19: 304–310.
Cullers, R. L., and Podkovyrov, V. N (2002) The source and origin of terrigenous sedimentary rocks in the Mesoproterozoic Ui group, southeastern Russia. Precambrian Research, 117 (3 4): 157-183.
Ekoa Bessa, A. Z., El-Amier, Y. A., Doumo, E. P. E., Ngueutchoua, G (2018) Assessment of sediments pollution by trace metals in the Moloundou swamp, southeast Cameroon. Annual Research and Review in Biology, 11: 1-13.
Fedo, C. M., Nesbitt, H. W., Young, G. M (1995) Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocksand paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology, 23: 921–924.
Flügel, E (2010) Microfacies of Carbonate Rocks. 2nd ed. Springer-Verlag Berlin, 976 p.
Folk, R. L (1980) Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Publishing Co., Austin, Texas, 182p.
Haque, M. M., and Roy., M. K (2020) Sandstone-shale geochemistry of Miocene Surma Group in Bandarban anticline, SE Bangladesh: implications for provenance, weathering, and tectonic Setting. Earth Sciences, 9(1): 35-51.
Hayashi, K., Fujisawa, H., Holland, H., Ohmoto, H (1997) Geochemistry of ~1.9 Ga sedimentary rocks from northeastern Labrador, Canada. Geochimica et Cosmochimica Acta, 61(19): 4115-4137.
Hernández-Hinojosa, V., Montiel-García, P. C., Armstrong-Altrin, J. S., Nagarajan, R., Kasper-Zubillaga, J. J (2018) Textural and geochemical characteristics of beach sands along the western Gulf of Mexico, Mexico. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 13: 161-174.
Jafarzadeh, M., Hosseini-Barzi, M (2008) Petrography and geochemistry of Ahwaz Sandstone Member of Asmari Formation, Zagros, Iran: implications on provenance and tectonic setting. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 25: 247–260.
Jafarzadeh, M., Moussavi Harami, R., Mahboubi, A (2013) Sandstone petrography and geochemistry of the Oligo-Miocene Zivah Formation, NW Iran: Implication on provenance and tectonic setting. Sedimentary Basins Jena- Research, Modelling, Exploration, 09-23.
Jafarzadeh, M., Harami, R. M., Amini, A., Mahboubi, A., Farzaneh, F (2014) Geochemical constraints on the provenance of Oligocene–Miocene siliciclastic deposits (Zivah Formation) of NW Iran: implications for the tectonic evolution of the Caucasus. Arabian Journal of Geosciences, 7(10): 4245-42.
Khanehbad, M., Moussavi-Harami, R., Mahboubi, A., Nadjafi, M., Mahmudi Gharaie, M. H. M (2012) Geochemistry of Carboniferous Sandstone (Sardar Formation), East-Central Iran: Implication for Provenance and Tectonic setting. Acta Geologica Sinica, 86: 1200-1210.
Lee, Y. I (2002) Provenance derived from the geochemistry of late paleozoic–early mesozoic mudrocks of the pyeongan supergroup, Korea. Journal of Sedimentary Geology, 149(4): 219-235.
Li, P. J., Tian, J., Zhang, X., Liang, Q., Peng, M (2022) Geochemical characteristics and the constraints on paleoenvironment, provenance, and tectonic setting of Precambrian Xifangshan Formation in the northwestern Tarim Basin, NW China. Journal of Petroleum Science and Engineering, 208.
McLennan, S. M (1993) Weathering and global denudation. Journal of Geology, 101: 295–303.
Miall A. D (2000) Principle of Sedimentary Basin Analysis. Springer-Verlag, New York, 668p.
Miall, A. D (2006) The Geology of Fluvial Deposits: Sedimentary Facies, Basin Analysis. Petroleum Geology (  printing), Springer-Verlag, New York, 582p.
Mortazavi, M., Moussavi-Harami, R., Mahboubi, A., Nadjafi, M (2013) Detrital Mode and Geochemistry of the Shurijeh Formation (Late Jurassic-Early Cretaceous) in the Central and Western Parts of the Intracontinental Kopet Dagh Basin, NE Iran: Implications for Provenance, Tectonic Setting and Weathering Processes. Acta Geologica Sinica, 87: 1058-1080.
Mortazavi, M., Moussavi-Harami, R., Mahboubi, A., Nadjafi, M (2014) Geochemistry of the Late Jurassic–Early Cretaceous shales (Shurijeh Formation) in the intracontinental Kopet-Dagh Basin, northeastern Iran: implication for provenance, source weathering, and paleoenvironments. Arabian Journal of Geosciences, 7: 5353-5366.
Nesbitt, H. W., and Young, G. M (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 299: 715–717.
Nesbitt, H. W., and Young, G. M (1984) Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on Thermodynamic and Kinetic considerations. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48: 1523–1534.
Ndjigui, P. D., Onana, V. L., Sababa, E., Bayiga, E. C (2018) Mineralogy and geochemistry of the Lokoundje alluvial clay from the Kribi deposit, Camerounian Atlantic coast: implication for their origin and depositional environment. Journal of African Earth Sciences, 143: 102-117.
Ngueutchoua, G., Ekoa Bessa, A. Z., Eyong, T. J., Demanou, Z. D., Baba, D. H., Tchami, N. L (2019) Geochemistry of cretaceous fine-grained siliciclastic rocks from Upper Mundeck and Logbadjeck Formations, Douala sub-basin, SW Cameroon: implications for weathering intensity, provenance, paleoclimate, redox condition, and tectonic setting. Journal of African Earth Sciences, 10.1016/j.jafrearsci.2019.02.021.
Ramos-Vázquez, M., Armstrong-Altrin, J. S., Rosales-Hoz, L., Machain-Castillo, M. L., Carranza-Edwards, A (2017) Geochemistry of deep-sea sediments in two cores retrieved at the mouth of the Coatzacoalcos River delta, Western Gulf of Mexico, Mexico. Arabian Journal of Geosciences, 10 (6): 148.
Roddaz, M., Said, A., Guillot, S., Antoine, P. O., Montel, J. M., Martin, F., Darrozes, J (2011) Provenance of Cenozoic sedimentary rocks from the Sulaiman fold and thrust belt, Pakistan: implications for the palaeogeography of the Indus drainage system. Journal of the Geological Society, 168: 499-516.
Roser, B. P., and Korsch, R. J (1988) Provenance signatures of sandstone– mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chemical Geology, 67: 119–139.
Stow, D. A. V (2005) Sedimentary Rocks in the Field: A Colour Guide. Manson Publishing, London.
Suttner, L. J., and Dutta, P. K (1986) Alluvial Sandstones Composition and Paleoclimate, I, Framework Mineralogy. Journal of Sedimentary Petrology, 56: 329-345.
Tawfik, M. H. A., Salah, K., Maejima, W., Armstrong-Altrin, J. S., Abdel-Hameed, A. M. T., El Ghandour, M. M (2018) Petrography and geochemistry of the lower miocene moghra sandstones, Qattara depression, north western desert, Egypt. Geological Journal, 53 (5): 1938-1953.
Taylor, S. R., and McLennan, S. M (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, London, 312 p.
Tirrul, R., Bell, I. R., Griffis, R. J., Camp, V. E (1983) The Sistan suture zone of eastern Iran. Geological Society of America Bulletin, 94: 134–150.
Tucker, M. E (2001) Sedimentary Petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. 3rd ed., Blackwell Science Lt: Hoboken, NJ, USA, 262p.
Wronkiewicz, D. J., and Condie, K. C (1987) Geochemistry of Archean shales from the Witwatersrand Supergroup, South Africa: source-area weathering and provenance. Geochimica Cosmochimica Acta, 51: 2401–2416.
Zaid, S. M., Al Gahtani, F (2015) Provenance, diagenesis, tect enance, diagenesis, tectonic setting, and geochemistr onic setting, and geochemistry of Hawkesbury Sandst y Sandstone (Middle Tone (Middle Triassic), southern Sy riassic), southern Sydney Basin, y Basin, Australia. Turkish Journal of Earth Sciences, 24: 72-98.
Zand-Moghadam, H., Moussavi-Harami, R., Mahboubi, A., Rahimi, B (2013) Petrography and geochemistry of the Early-Middle Devonian sandstones of the Padeha Formation in the north of Kerman, SE Iran. Boletín del Instituto de Fisiografía y Geología, 83: 2013.
Zhang, M., Yanqiu, Y., Jinyoung, C., Cai, K., Mingyuan, S (2020) Petrography and geochemistry of clastic sedimentary rocks as evidence for the provenance of the Jurassic stratum in the Daqingshan area. Open Geosciences, 12: 1350- 1368.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری: 22 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار