سیلیسی‌شدن در نهشتههای کربناته ائوسن جنوب خاور نیزار قم | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 3، دوره 15، شماره 3 - شماره پیاپی 59، 1403، صفحه 39-56 اصل مقاله (3.42 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2023.104048 | ||
| نویسندگان | ||
| امیر محمد جمالی1؛ علی مبشری1؛ یدالله عظام پناه* 2؛ زهره درویش3 | ||
| 1مدیریت اکتشاف شرکت ملی نفت ایران، تهران، ایران | ||
| 2گروه زمین شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| 3گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه نهشتههای ائوسن در منطقه مورد مطالعه از توالی ضخیمی از سنگهای پیروکلاستیک، آتشفشانی و رسوبی تشکیل شده است (Hajian, 1970). در این پژوهش نهشتههای کربناته متعلق به واحد سنگی E5 در منطقه تخت چکاب (جنوب خاور نیزار) مورد بررسی قرار گرفته که بهطور عمده از توف، سنگهای رسوبی و همچنین ریولیت تشکیل شده است. برحسب مطالعات (Hajian, 1970) نهشتههای ائوسن به 6 واحد سنگی غیر رسمی (E1 تا E6) تقسیم شده است، بهطوری که واحد E1 به ایپرزین- لوتسین و واحد E6 به پریابونین نسبت داده شده است. مواد و روشها به منظور شناسایی فرآیندهای دیاژنتیکی موثر در این نهشتهها، یک برش چینه‌شناسی در تاقدیس تخت‌چکاب در 35 کیلومتری شمال دلیجان انتخاب و مطالعه شده است. در این راستا تعداد 87 مقطع نازک آماده و مطالعه شده است. نتایج و بحث آلوکم‌های عمده تشکیل دهنده واحد سنگی کربناته E5 از اجزای اسکلتی روزن‌داران کف‌زی (Nummulitidae and Discocyclinidae) و مقداری پلانکتون، دوکفه‌ای‌ها، شکم‌پایان و به میزان کمتر سرپولید، بریوزوئر، جلبک قرمز و گاه خرچنگ و مرجان تشکیل شدهاند). نمونهها یا سنگ آهکهای هیبرید در نمونه‌های مورد مطالعه از اجزای کربناته درون حوضه‌ای، اجزای تخریبی برون حوضه‌ای و خاکسترها و قطعات آتشفشانی تشکیل شدهاند. مطالعه پتروگرافی نهشتههای مورد مطالعه بیانگر آن هست که این نهشتهها به شدت تحتتاثیر فرآیندهای دیاژنتیکی قرار گرفتهاند و منجر به ایجاد و یا از بین رفتن تخلخل شدهاند. از فرآیندهای دیاژنتیکی که در محیط تدفینی بر روی نهشتههای کربناته ائوسن تاثیر نموده است، فرآیند فشردگی است که منجر به آرایش نزدیک‌تر دانه‌ها، تغییر شکل و گاه شکستگی بایوکلاست‌ها شده است. ایجاد مرزهای مضرس بین دانه‌ها و همچنین استیلولیت از نشانههای تراکم شیمیایی در نهشتههای مورد مطالعه است. بارزترین پدیده دیاژنتیکی در نهشتههای مورد مطالعه فرآیند سیلیسی‌شدن است. براساس بررسی نمونهها، انواع سیلیس دیاژنتیکی شامل کلسدونی، میکروکوارتز و مگاکوارتز شناسایی شده است که به صورت ثانویه و جانشینی ایجاد شدهاند. این فرآیند به دو صورت انتخابی و غیر انتخابی در برخی از نمونه رخ داده است. سیلیس جانشینی به صورت انتخابی در پوسته فسیل‌ها ایجاد شده است و سیمان سیلیسی پر کننده حفرات در خلل و فرج رسوبات به ویژه در تخلخل‌های درون‌دانه‌ای دیده می‌شود. فرآیند جانشینی سیلیس از نوع کلسدونی در بایوکلاست‌ها، در دو نوع بافت جانشینی اسفرولیتی و جانشینی کنترل شده صورت گرفته است. در جانشینی اسفرولیتی، رشته‌های کالسدونی دارای آرایش شعاعی هستند و از ساختمان میکروسکوپی صدف (Microstructure) و جهت یافتگی آن تبعیت نمی‌کند. در جانشینی کنترل شده، نحوه قرارگیری و آرایش فیبرهای کلسدونی از ساختمان میکروسکوپی پوسته تبعیت می‌کنند و جهت‌یافتگی ترجیحی منطبق با ساختمان میکروسکوپی صدف را نشان می‌دهند. کوارتز میکروکریستالین دارای بلورهای هم بعد، با قطری کمتر از 20 میکرون هستند (Maliva and Siever, 1988). در برخی از بایوکلاست‌ها، کوارتز میکروکریستالین به صورت سیلیس جانشینی ایجاد شده است. این فرآیند در برخی از بایوکلاست‌ها مانند Assilina و Nummulites مشاهده شده است. بلورهای مگاکوارتز بهطور عمده از نوع سیمان بین‌دانه‌ای و سیمان درون‌دانه‌ای است که از این میان سیمان درون‌دانه‌ای گسترش بیشتری دارد. مطالعه میکروسکوپی مقاطع نازک نشان می‌دهد که سیلیسی‌شدن انتخابی در بین بایوکلاست‌ها، بیشترین تاثیر را در پوسته Assilina و Nummulites و نیز استراها داشته است. مطالعات انجام شده بیانگر آن است که سیلیسی‌شدن در گونه‌های مختلف جنس Nummulites نیز به صورت متفاوت عمل نموده است، بهطوری که این پدیده در گونه‌هایی با پوسته‌های بزرگ‌تر بسیار متداول‌تر از گونه‌های با پوسته‌های کوچک‌تر است. بیشترین میزان سیلیسی‌شدن در روزن‌داران با پوسته هیالین دیده می‌شود، اما این پدیده در روزن‌داران با پوسته‌های پورسلانوز مشاهده نشده است. تاثیر این فرآیند در بین روزن‌داران با پوسته هیالین نیز متفاوت است، به نحوی که بیشترین سیلیسی‌شدن در جنس‌های Assilina و Nummulites دیده می‌شود، اما در برخی از قبیل Discocyclina، Actinocyclina و Asetrocyclina این فرآیند تاثیر نکرده و یا به صورت نادر به مقدار بسیار جزئی تاثیر کرده است. سیلیس مورد نیاز جهت پدیده سیلیسی‌شدن از دو منشا آلی و یا آتشفشانی تامین می‌شود (Robertson, 1977). بسیاری از محققین تمرکز سیلیس در آب‌های روزنه‌ای رسوبات را ناشی از انحلال اپال با منشا زیستی (Scholle and Ulmer-Scholle, 2003; Chang et al, 2018) و یا شیشه آتشفشانی می‌دانند و از سویی دیگر برخی نیز دگرسان شدن کانی‌های رسی را منشا احتمالی دیگر برای این مسئله در نظر گرفتهاند (Nobel and Van Stempvoort, 1989). با توجه به مقدار ناچیز فسیل‌های با پوسته سیلیسی به ویژه رادیولر و سوزن‌های سیلیسی اسفنج در نهشتههای مورد مطالعه، نمی‌توان منشا آلی برای پدیده سیلیسی‌شدن در نظر گرفت، بنابراین سیلیس مورد نیاز جهت پدیده سیلیسی‌شدن در مناطق مورد مطالعه از منشا آتشفشانی تامین شده است (Okhravi and Mobasheri, 1998). نتیجه گیری نهشتههای کربناته متعلق به واحد سنگی E5 بهطور عمده از سنگ آهک، سنگ آهک توفی و مارن تشکیل شده است. این نهشتهها در برخی از افق‌ها به صورت سنگ آهکهای هیبرید می‌باشند. فرآیند سیلیسی‌شدن مهم‌ترین پدیده دیاژنتیکی شناخته شده در نهشتههای مورد مطالعه است که به دو صورت سیلیس جانشینی و سیمان سیلیسی پرکننده خلل و فرج سنگ‌ها مشاهده می‌شود. فاکتورهای اسکلتی نقش بارزی در میزان و نوع سیلیسی شدن ایفا نمودهاند. براساس مطالعات پتروگرافی سیلیسی‌شدن روزن‌داران با پوسته هیالین را نسبت به سایر قطعات بایوکلاستی بیشتر تحت تاثیر قرار داده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| فرآیندهای دیاژنری؛ ائوسن؛ نیزار قم؛ حوضه ایران مرکزی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Silicification of the Eocene carbonate deposits in southeast of Nizar, Qom | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amir moham,mad Jamali1؛ Ali Mobasheri1؛ yadolah Ezampanah2؛ Zohreh Darvish3 | ||
| 1Exploration Directorate, National Iranian Oil Company, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Geology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| 3Department of Geology, Faculty of Science, Islamic Azad University, North Tehran Branch, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction The Eocene deposits in the stuady area composed of a thick succession of pyroclastic, volcanic, and sedimentary rocks (Hajian, 1970). This study is mainly focused on the E5 lithozone in Takht-e Chakab area which is composed of tuff, sedimentary rocks and rhyolite. Based on Hajian (1970), the Eocene deposits are subdivided into 6 informal lithozones (E1 to E6). i.e., the E1 unit are attributed to Ypresian–Lutetian and the E6 unit is attributed to Priabonian. Materials and Methods In order to determine effective diageneic proceses in the studied succession, one stratigraphic section is selected which is located in Takht-e Chakab anticline, 35 km noth of Delijan city. 78 thin sections were prepared and analysed. Results and Discussion The component allochems identified in the carbonate E5-5 lithozone including skeletal grains especially benthic foraminifera (Nummulitidae and Discocyclinidae), planktonic foraminifera, bivalve, gastropod, serpulids, bryozoa, red algae and corals. Hybrid samples consist of in-situ carbonte particles, clastic components, ash and volcanic particles. Petrographic studies of the studied deposits indicate that these sediments severly affected by diagenetic processes, which led to constructive and destructive porosity. One of the diagentic processes that affected Eocene carbonte deposits in burial environments is compaction. The mechanical compaction led to grain packing, deformation and sometimes crushed of the bioclasts. The grains contacts suturing and stylolite features are evidence of chemical compaction. Silicification is the main diagenetic processes in the studied section. Based on petrographic study some types of diagenetic silicification including chalcedony, micro and megaquartz that occurred in the form of secondary and replacement. Both selective and non-selective silicification is also recorded in some samples. Selectively silica replacement in the shell fragments, and pores filling siliceous cements were mainly filled interparticle porosities. The silica replacement of chalcedony type in bioclasts ocured as spherulitic replacement and controlled ones. The chalcedony fibers have radial pattern in the spherulitic replacement type and independent from microstructures of the test and its orientation. In contrast to spherulitic replacement, in the controlled type of replacement the position and configuration of chalcedony fibrous follow the microscopic structures of the test and showing preferntial orientation. The microcrystaline quartz with equant crystals is less than 20 µm (Maliva and Siever, 1988). In some of bioclasts microquartz is replaced in the form of silica. This process occurred in some bioclasts such as Assilina and Nummulites. Megaquartz occured as intraparticle and interparticle cements. While the interparticle cement involved higher frequently. The petrography of the studied succession reveals that the selective silicification is mostly take place in Assilina, Nummulites and, also ostera fragments. The effects of this process are not the same in different Nummulites species, as it is very common in larger shells rather than smaller ones. Silicification is more common in hyaline foraminifera, while it is absents in porcelaneous ones. Typically, this process is also different in hyaline foraminifera test (very developed in Assilina and Nummulites, it is, rare in Discocyclina, Actinocyclina and Asetrocyclina). The silica source for silicification is usually provided via the biogenic and volcanic activities (Robertson, 1977). Some authors considerd the dissolution of biogenic Opal and or volcanic glasses in as the sources of silica in connate waters, while others considered clay minerals alteration (Nobel and Van Stempvoort, 1989). Based on rare occurences of fossils with siliceous tests such as radiolarian and sponge spicules in the studied sections, the organic silica for this widespread silicification is not rational, so the volcanic materials are a valid source for silicification in these deposits (Okhravi and Mobasheri, 1997). Conclusion The carbonate deposits belong to lithozone 5 (E5) consist of limestone, tuffa limestone and marl. Hybrid limestones are also observed in some horizons. Silicification as the main diagenetic process determined as replacing silica and pore-filling siliceous cement that influenced the studied strata. Skeletal factors play vital roles in type and amounts of silicification. Based on petrographic analysis, perforate hyaline foraminifera have undergo more silicification process in compare with other present bioclasts. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Diagenetic processes, Eocene, Nizar Qom, Central Iran Basin | ||
| مراجع | ||
|
Alavi, M., 2007. Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science, v. 307, p. 1064-1095. Armstrong, H.A. and Braiser, M.D., 2005. Microfossils, second edition, Blackwell publishing, 296 p. Beach, D.K., 1993. Submarine cementation of subsurface Pliocene carbonates from the interior of Great Bahama bank, Journal of Sedimentary Research, v. 63, p. 1059-1069. Blinkenberg, K.H., Anderskouv, K., Sheldon, E., Bjerrum, C.J. and Stemmerik, L., 2020. Stratigraphically controlled silicification in Danian chalk and its implications for reservoir properties, southern Danish Central Graben. Marine and Petroleum Geology, v. 115, p. 104-134. Bustillo, M.A., 2010. Silicification of Continental Carbonates. Developments in Sedimentology, p. 153-178. Chang, S., Feng, Q. and Zhang, L., 2018. New siliceous microfossils from the Terreneuvian Yanjiahe Formation, South China: the possible earliest radiolarian fossil record. Journal of Earth Science, v. 29, p. 912-919. Chang, S., Zhang, L., Clausenc, S. and Fenga, Q., 2020. Source of silica and silicification of the lowermost Cambrian Yanjiahe Formation in the Three Gorges area, South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 548, p. 109697. Emami, M.H., 1991. Description of the geological map of Qom quadrant (scale (1:250,000), p. 179. Folk, R.L. and Pittman, J.S., 1971. Lenghth-Slow chalcedony, A new testament for vanished evaporates, Journal of Sedimentary Research, v. 41. p. 1045-1058. Flügel, E., 2010. Microfacies of carbonate rocks, analysis interpretation and application, 2nd edition. Springer-Verlag, Berlin, 976 p. Guilhaumou, N., Cordon, S., Durand, C. and Sommer, F., 1998. PT condition of sandstons silicification from the Brent Group (Dunbar, Nourth Sea), European Jour. Mineralogy, v. 10, p. 355-366. Hajian, J., 1970. Geologie de la region de Tafresh (N.W de Iran central) These Doctorat Etat Lyon, 295 p. Hesse, R., 1987. Selective and reversible carbonate—silica replacements in Lower Cretaceous carbonate-bearing turbidites of the Eastern Alps. Sedimentology, v. 34, p. 1055-1077. Hesse, R., 1989. Silica diagenesis: origin of inorganic and replacement cherts. Earth-Science Reviews, v. 26, p. 253-284. Lajoie, J. and Stix, J., 1994. Volcaniclastic rocks, in: Facies models as a response sea level change, Ed. By Walter, R.G. and James, N.P., Geoscience Canada, p. 39-52. Loeblich, Jr., A.R. and Tappan, H., 1988. Foraminiferal genera and their classification (2 volumes). Van Nostrand Reinhold, New York, 970 p. McQuarrie, N., Stock, J.M., Verdel, C. and Wernicke, B.P., 2003. Cenozoic evolution of Neotethys and implications for the causes of plate motions, Geophysical Research Letters, v. 30, p. 20-36. Maliva, R.G. and Siever, R., 1988. Mechanism and controls of silicification of fossils in limestones, The Journal of Geology, v. 96, p. 387-368. Maliva, R.G., Knoll, A.H. and Simonson, B.M., 2005. Secular change in the Precambrian silica cycle: Insights from chert petrology, Geological Society of America Bulletin, v. 117, p. 835-845. Martín Penela, A.J. and Barragán, G., 1995. Silicification of carbonate clasts in a marine environment (Upper Miocene, Vera Basin, SE Spain), Sedimentary Geology, v. 97, p. 21-32. Matysik, M., Stemmerik, L., Olaussen, S. and Brunstad, H., 2018. Diagenesis of spiculites and carbonates in a Permian temperate ramp succession –Tempelfjorden Group, Spitsbergen, Arctic Norway, Sedimentology, v. 65, p. 745-774. Menezesa, C.P., Bezerrab, F.H.R., Balsamoc, F., Mozafari, M., Vieira, M.M., Srivastava, N.K. and de Castro, D.L., 2019. Hydrothermal silicification along faults affecting carbonate-sandstone units and its impact on reservoir quality, Potiguar Basin, Brazil, Marine and Petroleum Geology, v. 110, p. 198-217. Meyers, W.J., 1977. Mechanism Chertification in the Mississippian Lake Vally Formation, Sacramento Mountains, New Mexico. Sedimentology, v. 24, p. 75-105. Mobasheri, A., 1998. Investigating the sedimentary environment, microfacies and diagenesis of the Eocene limestones of Amoreh (Qom-Tafresh), Unpublished MSc thesis, University of Tehran, 189 p (In Persian). Mobasheri, A. and Okhravi, R., 2010. The role of skeletal microstructure during selective silicification in foraminiferal components of the Eocene Hybrid Limestones, Amoreh – Qum, Central Iran, the 63rd Geological congress of Turkey. Moghadam, H., Li, X.H., Ling, X.X., Santos, J.F., Stern, R.J., Li, Q.L. and Ghorbani, G., 2015. Eocene Kashmar granitoids (NE Iran): petrogenetic constraints from U–Pb zircon geochronology and isotope geochemistry, Lithos, v. 216, p. 118-135. Molina, E., Cosovic, V., Gonzalvo, C. and von Salis, K., 2000. Integrated biostratigraphy across the Ypresian/Lutetian boundary at Agost, Spain. Revue de Micropaléontologie, v. 43, p. 381-391. Niu, X., Yan, D., Zhuang, X., Liu, Z., Li, B., Wei, X. and Xu, H., 2018. Origin of quartz in the lower Cambrian Niutitang Formation in south Hubei Province, upper Yangtze platform. Marine and Petroleum Geology, v. 96, p. 271-287. Mousaveian, M., 1997. Microbiostratigraphy of the Eocene deposits in Naizar area (SW. of Qom), Unpublished MSc thesis, University of Shahid Beheshti, 202 p (In Persian). Nobel, J.P.A. and Van Stempvoort, D.R., 1989. Early burial quartz authigenesis in Silurian platform carbonates, New Burnswick, Canada. Journal of Sedimentary Research, v. 59, p. 65-76. Okhravi, R. and Mobasheri, A., 1998. Selective silicification in Eocene sediments of Amoreh Qom region, The 2nd conference of the Geological Society of Iran, Coference paper. Pettijohn, F.J., Potter, P.E. and Silver, R., 1987. Sand and sandstone, Springer-Verlag, New York, 553 p. Rajabpour, Sh., Behzadi, M., Jiang, S.Y., Rasa, I., Lehmann, B. and Ma, Y., 2017. Sulfide chemistry and sulfur isotope characteristics of the Cenozoic volcanichosted Kuh-Pang copper deposit, Saveh county, northwestern Central Iran. Ore Geology Reviews, v. 86, p. 563-583. Robertson, A.H.F., 1977. The origin and diagenesis of cherts from Cyprus. Sedimentology, v. 24, p. 11-30. Schmitt, J.G. and Boyd, D.W., 1981. Patterns of silicification in Permian pelecypods and brachiopods from Wyoming. Journal of Sedimentary Research, v. 51, p. 1297-1308. Scholle, P.A. and Ulmer-Scholle, D.S., 2003. A color guide to the petrography of carbonate rocks: grains, textures, porosity, diagenesis, American Association of Petroleum Geologists Memoir, 77, 470 p. Tucker, M.E. and Wright, V.P., 1990. Carbonate sedimentology. Cambridge, Blackwell Science, 482 p. Verdel, C., Wernicke, B.P., Hassanzadeh, J. and Guest, B., 2011. A Paleogene extensional arc flare-up in Iran, Tectonics, v. 30, p. 3008-3302. Westacott, S., Hollis, C.J., Pascher, K.M., Dickens, G.R. and Hull, P.M., 2023. Radiolarian size and silicification across the Paleocene-Eocene boundary and into the early Eocene. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 609, p. 111287. Westerhold, T., Marwan, N., Drury, A.J., Liebrand, D., Agnini, C., Anagnostou, E., Barnet, J.S.K., Bohaty, S.M., De Vleeschouwer, D., Florindo, F., Frederichs, T., Hodell, D.A., Holbourn, A.E., Kroon, D., Lauretano, V., Littler, K., Lourens, L.J., Lyle, M., P¨alike, H., R¨ohl, U., Tian, J., Wilkens, R.H., Wilson, P.A., Zachos, J.C., 2020. An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 million years. Science, v. 369, p. 1383-1388. Wilson, J.L., 1975. Carbonate facies in geologic history: New York, Springer-Verlag, 471 p. Williams, L.A., Parks, G.A. and Crerar, D.A., 1985. Silica diagenesis, I. Solubility controls, Journal of Sedimentary Research, v. 55, p. 301-311. Zuffa, G.G., 1980. Hybrid arenites: their composition and classification, Journal of Sedimentary Research, v. 50, p. 21-29.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 20,739 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 556 |
||