پتروگرافی ، محیط رسوبی و ژئوشیمی توالی کربناته کرتاسه پیشین در شمال خضری، خراسان جنوبی

فهرست

عنوان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… صفحه

فصل اول: کلیات

• مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

• فرضیه­ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

• اهداف مطالعه………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3

• روش مطالعه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 3

1-4-1- مطالعات کتابخانه­ای…………………………………………………………………………………………………………………. 3

1-4-2- مطالعات صحرایی……………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-4-3- مطالعات آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-4-3-1- مطالعات پتروگرافی……………………………………………………………………………………………………… 4

1-4-3-2- مطالعات ژئوشیمیایی………………………………………………………………………………………………….. 4

1-4-4- استفاده از نرم­افزارهای مختلف………………………………………………………………………………………………… 5

• تاریخچه مطالعات پیشین……………………………………………………………………………………………………………….. 5

• موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به توالی مورد مطالعه………………………………………………………. 6

• زمین­شناسی عمومی منطقه ………………………………………………………………………………………………………….. 7

• آب و هوای منطقه…………………………………………………………………………………………………………………………… 8

• وضعیت ساختاری و تکامل زمین­ساختی ……………………………………………………………………………………… 8

• زمین­شناسی حوضه ایران مرکزی یا خرد قاره ایران مرکزی………………………………………………………… 9

• گسل مهم موجود در منطقه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………… 10

• کرتاسه در بلوک لوت ………………………………………………………………………………………………………………….. 10

• کرتاسه در ایران……………………………………………………………………………………………………………………………. 12

• کرتاسه در ایران مرکزی……………………………………………………………………………………………………………….. 13

• چینه­شناسی بلوک لوت……………………………………………………………………………………………………………….. 13

• توان اقتصادی بلوک لوت……………………………………………………………………………………………………………… 14

فصل دوم: چینه نگاری سنگی

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 17

2-2- توصیف مرز زیرین و بالایی برش مورد مطالعه……………………………………………………………………………….. 17

2-3- چینه­شناسی برش مورد مطالعه………………………………………………………………………………………………………. 17

فصل سوم: ریزرخساره­ها و محیط رسوبی

3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 32

3-2- اجزای سازنده سنگ­های کربناته در برش­های نازک میکروسکوپی………………………………………………. 32

3-2-1- اجزای اسکلتی……………………………………………………………………………………………………………………….. 32

3-2-2-1- روزن­داران………………………………………………………………………………………………………………….. 32

3-2-1-2- دوکفه ای­ها………………………………………………………………………………………………………………. 33

3-2-1-3- شکم­پایان  ……………………………………………………………………………………………………………….. 35

3-2-1-4- بازوپایان…………………………………………………………………………………………………………………….. 35

3-2-1-5- خارپوستان…………………………………………………………………………………………………………………. 36

3-2-1-6- استراکودا ………………………………………………………………………………………………………………….. 37

3-2-1-7- اسفنج­ها…………………………………………………………………………………………………………………….. 39

3-2-1-8- جلبک­های آهکی………………………………………………………………………………………………………. 39

3-2-1-9- رودیست…………………………………………………………………………………………………………………….. 40

3-2-2- خرده­های غیراسکلتی …………………………………………………………………………………………………………… 41

3-2-2-1- اینتراکلاست­ها…………………………………………………………………………………………………………… 42

3-2-2-2- پلوئید ……………………………………………………………………………………………………………………….. 42

3-3- ریزرخساره­ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 43

3-3-1- گروه O : کمربند رخساره­ای رمپ بیرونی ………………………………………………………………………….. 43

3-3-2- گروه  M: کمربند رخساره­ای رمپ میانی…………………………………………………………………………….. 46

3-3-3- گروه I : کمربند رخساره­ای رمپ داخلی………………………………………………………………………………. 52

3-4- تعبیر و تفسیر محیط و مدل رسوب­گذاری…………………………………………………………………………………….. 53

3-5- نوسانات نسبی سطح آب دریا………………………………………………………………………………………………………….. 55

فصل چهارم: ژئوشیمی

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

4-2- روش آماده­سازی نمونه­ها برای آنالیزهای ژئوشیمیایی…………………………………………………………………… 59

4-3- فراوانی کربنات­ها و مواد غیرقابل حل……………………………………………………………………………………………… 60

4-4- عناصر اصلی در سنگ­های کربناته………………………………………………………………………………………………….. 61

4-5- عناصر فرعی در سنگ­های کربناته مورد مطالعه…………………………………………………………………………….. 61

4-5-1- استرانسیم (Sr)……………………………………………………………………………………………………………………… 63

4-5-2- سدیم (Na)……………………………………………………………………………………………………………………………. 65

4-5-3- منگنز (Mn)………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

4-5-4- آهن (Fe)………………………………………………………………………………………………………………………………. 67

4-5-5- نسبت (Sr/Mn)…………………………………………………………………………………………………………………… 67

4-5-6- نسبت (Sr/Na) در برابر Mn………………………………………………………………………………………………. 68

4-5-7- نسبت (Sr/Ca) در برابر Mn………………………………………………………………………………………………. 69

4-7- تغییرات عناصر اصلی و فرعی در طول توالی مورد مطالعه …………………………………………………………… 70

4-8- تفکیک محیط­های دیاژنتیکی دریایی، متئوریکی و تدفینی براساس مطالعات عنصری………………. 72

4-9- خلاصه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 75

فصل پنجم: دیاژنز

5-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 78

5-2- فرایندهای دیاژنتیکی مؤثر بر توالی کربناته مورد مطالعه………………………………………………………………. 78

5-2-1- سیمانی شدن…………………………………………………………………………………………………………………………. 78

5-2-1-1- سیمان هم ضخامت………………………………………………………………………………………………….. 79

5-2-1-2- سیمان رورشدی هم محور…………………………………………………………………. 79

5-2-1-3-  سیمان موزاییک هم­بعد……………………………………………………………………. 81

5-2-1-4- سیمان موزاییک دروزی…………………………………………………………………….. 81

5-2-1-5- سیمان بلوکی……………………………………………………………………………………………………………. 82

5-2-2- فشردگی…………………………………………………………………………………………………………………………………. 83

5-2-2-1- فشردگی فیزیکی………………………………………………………………………………………………………. 83

5-2-2-2- فشردگی شیمیایی……………………………………………………………………………………………………. 84

5-2-3- میکرایتی شدن………………………………………………………………………………………………………………………. 86

5-2-4- تخلخل……………………………………………………………………………………………………………………………………. 87

5-2-4-1- تخلخل تحت کنترل فابریک………………………………………………………………. 87

5-2-4-2- تخلخل بدون انتخاب فابریک…………………………………………………………………………………… 89

5-2-5- نئومورفیسم یا نوشکلی………………………………………………………………………………………………………….. 93

5-2-6- زیست آشفتگی………………………………………………………………………………………………………………………. 94

5-2-7- فابریک ژئوپتال………………………………………………………………………………………………………………………. 95

5-2-8- انحلال…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 96

5-2-9- سیلیسی شدن ………………………………………………………………………………………………………………………. 97

5-2-10- هماتیتی شدن ……………………………………………………………………………………………………………………. 98

5-2-11- دولومیتی شدن……………………………………………………………………………………………………………………. 99

5-2-12- شکستگی و پرشدگی رگه………………………………………………………………………………………………… 101

5-3- تفسیر محیط­های دیاژنتیکی توالی کربناته………………………………………………………………………………….. 102

5-1-1- محیط فریاتیک دریایی……………………………………………………………………………………………………….. 102

5-3-2- محیط متئوریکی  ………………………………………………………………………………………………………………. 102

5-3-3- محیط دفنی………………………………………………………………………………………………………………………… 102

5-3-4- بالا آمدگی…………………………………………………………………………………………………………………………… 103

فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهادها

6-1- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 106

6-2- پیشنهادها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 107

فهرست منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………… 126

مارن های سبز رنگ  سازند شمشک

فهرست شکل­ها

شکل 1-1 موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به منطقه مورد مطالعه……………………………………………….. 6

شکل 1-2 نقشه زمین­شناسی برش مورد مطالعه……………………………………………………………………………………….. 8

شکل 1-3 نقشه پهنه­های رسوبی- ساختاری عمده ایران …………………………………………………………………………. 9

شکل 1-4 محدوده خرد قاره ایران مرکزی و زیرپهنه­های آن…………………………………………………………………. 11

شکل 2-1 نمایی از مرز توالی کربناته (برش مورد مطالعه) با مارن­های زیرین………………………………………. 16

شکل 2-2 تصویری از فسیل خارپوست در واحد چهارم…………………………………………………………………………… 16

شکل 2-3 تصویری از فسیل رودیست در واحد نهم ……………………………………………………………………………….. 16

شکل 2-4 نمای کلی واحد دهم ………………………………………………………………………………………………………………. 19

شکل 2-5 تصویری از فسیل گاستروپود در واحد سیزدهم……………………………………………………………………… 20

شکل 2-6 تصویری از آهک پرفسیل در واحد دوازدهم ………………………………………………………………………21

 شکل 2-7 تصویری از فسیل دوکفه­ای در واحد سیزدهم ……………………………………………………………………… 21

شکل 2-8 نمای کلی واحدهای شانزدهم تا واحد نوزدهم……………………………………………………………………….. 22

شکل 2-9 تصویری فسیل رودیست در واحد بیستم ………………………………………………………………………………. 23

شکل 2-10 تصویری از اثرفسیلی در واحد بیستم ……………………………………………………………………………….23

شکل 2-11 تصویری از واحد بیست و چهارم (فسیل گاستروپود) …………………………………………………………. 24

شکل 2-12 تصویر فسیل رودیست در واحد بیست و پنجم …………………………………………………………………… 25

شکل 2-13 تصویری از درزه­های انحلالی در واحد سی و یکم………………………………………………………………… 26

شکل 2-14 تصویری از آثار انحلال و شکستگی واحد سی و ششم………………………………………………………… 27

شکل 2-15 تصویری از رگه سیلیسی در واحد چهل و یکم …………………………………………………………………… 28

شکل 2-16 تصویری از آثار شکستگی در واحد چهل و دوم ………………………………………………………………….. 29

شکل 2- 17 نمای کلی از مرز مشخص مارن های قرمز رنگ  با واحد آهکی چهل و چهارم………………… 30

شکل 2-18 ستون چینه­شناسی منطقه مورد مطالعه …………………………………………………………………………….. 31

شکل 3-1 تصویر میکروسکوپی از روزن­داران…………………………………………………………………………………………… 34

شکل 3-2 تصویر میکروسکوپی از قطعات پوسته دوکفه­ای ……………………………………………………………………. 35

شکل 3-3 تصویر میکروسکوپی از برش عرضی صدف یک شکم پا با حجره پرشده توسط کلسیت………. 36

شکل 3-4 تصویر میکروسکوپی از صدف یک شکم پا………………………………………………………………………………. 36

شکل 3-5 تصویر میکروسکوپی از یک بازوپا…………………………………………………………………………………………….. 37

شکل 3-6 تصویر میکروسکوپی از یک قطعه خارپوست…………………………………………………………………………… 38

شکل 3-7 تصویر میکروسکوپی از خار خارپوست …………………………………………………………………………………… 38

شکل 3-8 تصویر میکروسکوپی از استراکودا…………………………………………………………………………………………….. 39

شکل 3-9 تصویر میکروسکوپی از استراکودا…………………………………………………………………………………………….. 39

شکل 3-10 تصویر میکروسکوپی از سوزن­های اسفنج…………………………………………………………………………….. 40

شکل 3-11 تصویر میکروسکوپی برگزیده از جلبک سبز…………………………………………………………………………. 41

شکل 3-12 تصویر میکروسکوپی از پوسته رودیست……………………………………………………………………………….. 42

شکل 3-13 تصویر میکروسکوپی از اینتراکلست میکریتی شده………………………………………………………………. 43

شکل 3-14 تصویر میکروسکوپی از پلوئیدهای کاملاً میکریتی شده………………………………………………………. 44

شکل 3-15 تصویر میکروسکوپی از پلوئیدهای کاملاً میکریتی شده به همراه اینتراکلاست­ها………………. 44

شکل 3-16 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره وکستون پلوئیدی/ بایوکلاستی…………………………………….. 45

شکل 3-17 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره وکستون/ پکستون بایوکلستی………………………………………. 46

شکل 3-18 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره وکستون پلوئیدی/ اینتراکلستی…………………………………… 47

شکل 3-19 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره وکستون/پکستون بایوکلاستی/پلوئیدی……………………….. 48

شکل 3-20 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره پکستون بایوکلاستی/ اینتراکلاستی…………………………….. 49

شکل 3-21 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره فلوتستون رودیستی/ اینتراکلاستی……………………………… 50

شکل 3-22 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره رودستون رودیستی/ اینتراکلاستی ……………………………… 50

شکل 3-23 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره رودیستی/ اینتراکلاستی ……………………………………………… 51

شکل 3-24 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره فریمستون رودیستی…………………………………………………….. 52

شکل 3-25 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره گرینستون اینتراکلاستی/بایوکلاستی …………………………. 52

شکل 3-26 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره گرینستون اینتراکلاستی/ پلوئیدی………………………………. 53

شکل 3-27 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره پکستون بایوکلاستی/ جلبکی ……………………………………… 54

شکل 3-28 تصویر میکروسکوپی از ریزرخساره وکستون جلبکی/ پلوئیدی……………………………………………. 57

شکل 3-29 مدل پیشنهادی توالی کربناته در مقطع مورد مطالعه…………………………………………………………. 58

شکل 3-30 ستون چینه­شناسی و توزیع عمودی رخساره­های توالی کربناته مورد مطالعه……………………. 62

شکل 4-1 تغییرات فراوانی Mg در برابر Ca…………………………………………………………………………………………… 62

شکل 4-2 مقایسه روند Sr در مقابل Mn……………………………………………………………………………………………….. 65

شکل 4-3 تغییرات Sr در مقابل Na……………………………………………………………………………………………………….. 66

شکل 4-4 مقایسه مقادیر Na به Mn……………………………………………………………………………………………………… 67

شکل 4-5 روند تغییرات Fe در برابر Mn……………………………………………………………………………………………….. 68

شکل 4-6 تغییرات نسبت Sr/Mn در برابر  Mn…………………………………………………………………………………… 69

شکل 4-7 تغییرات نسبت Mn در مقابل Sr/Mn…………………………………………………………………………………. 70

شکل 4-8 تغییرات نسبت 1000* Sr/Mn در مقابل Mn………………………………………………………………….. 71

شکل 4-9 پراکندگی عناصر اصلی و فرعی در طول توالی اندازه­گیری شده ………………………………………….. 72

شکل 4-10 روند تغییرات درصد فراوانی Mn در برابر Mg…………………………………………………………………… 73

شکل 4-11 روند تغییرات درصد فراوانیMn در برابر Fe………………………………………………………………………. 74

شکل 4-12 روند تغییرات درصد فراوانی Mn در برابر Na……………………………………………………………………. 74

شکل 4-13 روند تغییرات درصد فراوانی Mn در برابر Sr …………………………………………………………………….. 74

شکل 4-14 روند تغییرات درصد فراوانی Sr در برابر Na……………………………………………………………………….. 75

شکل 4- 15 روند تغییرات درصد فراوانی Sr در برابر Fe………………………………………………………………………. 75

شکل 4-16 روند تغییرات درصد فراوانی Fe در برابر Na………………………………………………………………………. 75

شکل 4-17 روند تغییرات درصد فراوانی Fe در برابر Mg ……………………………………………………………………. 76

شکل 4-18 خلاصه­ای از ماتریکس­های عنصری نمونه­های مورد مطالعه ………………………………………………. 76

شکل 5-1 تصویر میکروسکوپی از سیمان هم ضخامت ………………………………………………………………………….. 80

شکل 5-2 تصویر میکروسکوپی از سیمان رورشدی هم محور…………………………………………………………………. 82

شکل 5-3 تصویر میکروسکوپی از سیمان رورشدی هم محور…………………………………………………………………. 81

شکل 5-4 تصویر میکروسکوپی از سیمان موزاییکی هم بعد…………………………………………………………………… 82

شکل 5-5 تصویر میکروسکوپی از سیمان موزاییکی دروزی……………………………………………………………………. 83

شکل 5-6 تصویر میکروسکوپی از سیمان بلوکی …………………………………………………………………………………….. 84

شکل 5-7 تصویر میکروسکوپی از تماس محدب – مقعر بین آلوکم­ها…………………………………………………… 85

شکل 4-8 تصویر میکروسکوپی از استیلولیت در حاشیه براکیوپودا………………………………………………………… 86

شکل 5-9 تصویر میکروسکوپی از استیلولیت در بین آلوکم­ها………………………………………………………………… 86

شکل 5-10 تصویر میکروسکوپی از پوشش میکریتی در اطراف آلوکم­های اسکلتی و غیراسکلتی……….. 87

شکل 5-11 تصویر میکروسکوپی از میکریتی شدن کامل آلوکم­ها…………………………………………………………. 88

شکل 5-12 تصویر میکروسکوپی از تخلخل درون دانه­ای……………………………………………………………………….. 89

شکل 5-13 تصویر میکروسکوپی از تخلخل قالبی……………………………………………………………………………………. 90

شکل 5-14 تصویر میکروسکوپی از تخلخل حاصل از شکستگی…………………………………………………………….. 91

شکل 5-15 تصویر میکروسکوپی از تخلخل حفره­ای ……………………………………………………………………………… 92

شکل 5-16 تصویر میکروسکوپی تخلخل حفره­ای داخل پوسته رودیست………………………………………………. 92

شکل 5-17 تصویر میکروسکوپی از تخلخل کانالی………………………………………………………………………………….. 93

شکل 5-18 تصویر میکروسکوپی از تخلخل کانالی………………………………………………………………………………….. 93

شکل 5-19 تصویر میکروسکوپی از تخلخل حاصل از استیلولیت…………………………………………………………… 94

شکل 5-20 تصویر میکروسکوپی از تخلخل حاصل از استیلولیت…………………………………………………………… 94

شکل 5-21 تصویر میکروسکوپی از نئومورفیسم افزایشی……………………………………………………………………….. 95

شکل 5-22 تصویر میکروسکوپی از آشفتگی زیستی ………………………………………………………………………………. 96

شکل 5-23 تصویر میکروسکوپی از فابریک ژئوپتال………………………………………………………………………………… 97

شکل 5-24 تصویر میکروسکوپی از جایگزینی سیلیس در پوسته رودیست…………………………………………… 98

شکل 5-25 تصویر میکروسکوپی از پوسته رودیست که دچار انحلال شده………………………………………..99

شکل 5-26 تصویر میکروسکوپی از هماتیتی شدن ……………………………………………………………………………… 100

شکل 5-27 تصویر میکروسکوپی از فرایند دولومیتی شدن………………………………………………………………….. 101

شکل 5-28 تصویر میکروسکوپی از فرایند دولومیتی شدن………………………………………………………………….. 101

شکل 5-29 تصویر میکروسکوپی از بلورهای لوز وجهی دولومیت………………………………………………………… 102

شکل 5-30 تصویر میکروسکوپی از رگه پرشده از کلسیت فاقد آهن…………………………………………………… 102

شکل 5-31 توالی پاراژنتیکی پیشنهادی برای برش مورد مطالعه………………………………………………………… 105

فهرست جداول

جدول 4-1 میزان حساسیت دستگاه بر مبنای یک درصد جذب……………………………………………………………. 61

جدول 4-2 فراوانی کربنات­ها و مواد غیرقابل حل (برحسب درصد) در نمونه­های مورد مطالعه……………. 61

جدول 4-3 فراوانی عناصر اصلی و فرعی…………………………………………………………………………………………………… 62

جدول 4-4 فراوانی عناصر اصلی و فرعی پس از کسر مواد نامحلول………………………………………………………..63