چینه نگاری سکانسی و دیاژنز سازند جیرود (دونین پسین) در البرز مرکزی

ایران از نظر ساختاری به چندین حوضه رسوبی- زمین ساختی تقسیم شده است که حوضه البرز در بخش شمالی آن دارای روند کلی شرقی- غربی بوده و به سه بخش البرز شرقی، مرکزی و غربی تقسیم می شود و ناحیه مورد مطالعه در البرز مرکزی قرار دارد. در این مطالعه سازند جیرود در نواحی دهملا (جنوب غرب شاهرود)، تویه دروار (جنوب غرب دامغان)، شهمیرزاد (شمال سمنان) و ناحیه آبنیک (شمال شرق تهران) جهت شناسایی رخساره ها، محیط رسوبی، الگوی پر شدگی حوضه، عوامل موثر در نحوه تشکیل سیستم های رسوبی، تعیین برخاستگاه رسوبات سیلیسی- آواری این سازند، بررسی وضعیت جغرافیای دیرینه حوضه البرز در زمان دونین، آنالیز چینه نگاری سکانسی توالی سازند جیرود در برش های مورد نظر و در نهایت شناسایی فرآیند های دیاژنزی در رسوبات کربناته و آواری این سازند مورد بررسی قرار گرفته است. سازند جیرود در برش های مورد مطالعه به دو واحد سیلیسی- آواری پایینی و کربناته بالایی تقسیم شده است که در واحد پایینی رخساره های گراولی (gt, gcm/gmm)، ماسه سنگی (st, sp, sh, sm, sl, shb, src, srw, sri, sr flaser, hcs, se, ss) و مادستونی (fm) و در بخش کربناتی بالایی 17 رخساره عمدتا ردستونی- فلوتستونی و رخساره شیلی تیره شناسایی شده است. در این توالی ها چهار سیستم رسوبی به ترتیب از پایین به بالا شامل سیستم رسوبی رودخانه ای (fluvial system) متشکل از چهار مجموعه رخساره ای کانال بزرگ مقیاس (fa1)، کانال کوچک مقیاس (fa2)، دشت سیلابی (fa3) و کانال رودخانه ای تحت تاثیر جزر و مد (fa4)، سیستم رسوبی خلیج دهانه ای (estuary system) متشکل از مجموعه های رخساره ای پهنه جزر و مدی (fb1)، بخش مرکزی خلیج دهانه ای (fb2)، کانال های جزر و مدی (fb3) و سد های جزر و مدی (fb4)، سیستم حاشیه ساحلی (shoreface) شامل بخش میانی- بالایی حاشیه ساحلی (fc1) و بخش پایینی حاشیه ساحلی (fc2) و سیستم فلات کم عمق شامل مجموعه های مادستونی (fd1) و کربناته (fd2) است. به طور کلی یک روند عمودی عمیق شوندگی از پایین به بالای توالی های مورد مطالعه سازند جیرود قابل شناسایی است به طوری که سیستم های رودخانه ای- خلیج دهانه ای در پایین و حاشیه ساحلی و فلات کم عمق در بالا قرار دارند که این تغییرات تدریجی مشابه الگوی پرشدگی تیپیک سیستم های خلیج دهانه ای است. اثرات فسیلی متعددی در رخساره های آواری و کربناته سازند جیرود شناسایی شده است که از آن جمله می توان به skolithos و palaeophycusدر رخساره های سیستم رودخانه ای و خلیج دهانه ای، rhizocorallium، thalassinoides، palaeophycus، chondrites و planolites در رخساره های سیستم حاشیه ساحلی و arenicolites، protovirgularia، diplocraterion، palaeophycus، thalassinoides، chondrites و helminthopsis در سیستم فلات کم عمق اشاره نمود. در هر دو واحد آواری و کربناته سازند جیرود شواهد گوناگون صحرایی و پتروگرافی از جمله ساختار های طبقه بندی مورب پشته ای فراوان، رسوبات طوفانی که در فواصل کم تکرار می شوند، مرز مشخص بین طبقات ماسه سنگی، فراوانی ساختار های لامیناسیون و طبقه بندی موازی، اثرات فسیلی فراری (escape structures) و نحوه توزیع اثرات فسیلی به صورت عمدتا بین لایه ای (interface) و همچنین الگوی انباشته شده طبقات ماسه سنگی در رسوبات رودخانه ای، خلیج دهانه ای و حاشیه ساحلی و همچنین میزان پایین رسوبات دانه ریز شیلی نشان می دهد که رسوبات سازند جیرود در ناحیه مورد مطالعه در یک حوضه حاشیه قاره ای با شیب بالا در قسمت بالادست و با غلبه امواج طوفانی در یک محیط کم عمق دریایی (strom-dominated shallow marine) نهشته شده اند. مطالعات پتروگرافی و ژئوشیمیایی بر روی ماسه سنگ ها و شیل های سازند جیرود در برش های مورد مطالعه و رسم دیاگرام های مرتبط با نسبت اکسید ها و یا عناصر فرعی نسبت به هم از جمله نمودار های پتروگرافی سه تایی qt-f-l، دیاگرام های k2o/na2o در برابر sio2، دیاگرام های توابع تفکیکی برای ماسه سنگ ها و شیل ها، غنی شدگی ماسه سنگ ها نسبت به عناصری مانند sr، zr و rb، میزان تمرکز عنصر zr در رسوبات شیلی، نسبت وزنی tio2/zr، میزان نسبت al2o3/tio2 در شیل ها، دیاگرام نسبت tio2 در برابر عنصر فرعی ni، میزان بالای اندیس cia، میزان بالای دانه های کوارتز رسوبی با جور شدگی و گرد شدگی بالا همگی نشان می دهند که این رسوبات از سنگ های آذرین فلسیکی تا حدواسط و رسوبات مچور و با هوازدگی شیمیایی بالا در منشا و از کراتون های پایدار و کوهزایی های با چرخه مجدد از صفحه عربی- آفریقا (afro-arabia) در جنوب صفحه ایران نشات گرفته و بعد از طی مسافت بسیار زیاد در نهایت در یک حاشیه قاره ای غیر فعال (passive margin) در حاشیه شمالی ابر قاره گندوانا در حوضه رسوبی البرز نهشته شده اند. در این زمان آب و هوای گرم و مرطوب بر صفحه ایران حاکم بوده است که با شناسایی خرده های گیاهی در رسوبات آواری سازند جیرود این تفسیر حمایت می شود بطوریکه ایران در زمان دونین در عرض جغرافیایی 25-30 درجه جنوبی قرار داشته است. سازند جیرود در برش های مورد مطالعه از دو (برش شهمیرزاد) و سه (برش های دهملا، تویه- دروار و آبنیک) سکانس درجه 3 تشکیل شده است که هر سکانس رسوبی به طور کلی از دسته رخساره های lst متشکل از مجموعه های رخساره ای رودخانه ای، tst متشکل از مجموعه های رخساره ای خلیج دهانه ای یا فلات کم عمق و hst شامل مجموعه های رخساره ای حاشیه ساحلی و فلات کم عمق، تشکیل شده است. عمده عوامل موثر در ایجاد فضای رسوبگذاری و تولید رسوب (sediment supply) و به تبع آن تغییرات جانبی رخساره ها و سکانس های رسوبی، تغییرات جهانی سطح آب دریا (eustatic sea level changes)، تکتونیک ناحیه ای، جایگاه هر برش در حوضه رسوبی و توپوگرافی کف حوضه بوده است. فرآیند های دیاژنزی در رسوبات سیلیسی- آواری سازند جیرود در سه مرحله ائوژنز، مزوژنز و تلوژنز روی داده که شامل تشکیل سیمان سیلیسی، سیمان کلسیتی، سیمان دولومیتی، سیمان اکسید آهن، فشردگی فیزیکی و شیمیایی، گلاکونیتی شدن، دگرسانی فلدسپات ها، انحلال و جانشینی، پیریتی شدن، ایلیتی شدن، حفاری در رسوبات نرم و تشکیل و پر شدگی رگه ها است. فرآیند های دیاژنزی در رسوبات کربناته نیز در سه مرحله دیاژنز کم عمق، دفنی و مرحله بالا آمدگی اتفاق افتاده است که شامل میکریتی شدن، تشکیل سیمان کلسیتی به فرم های سوزنی- تیغه ای، گرانولار، بلوکی، دروزی و رورشدی، گلاکونیتی شدن، فسفاتی شدن، فشردگی فیزیکی و شیمیایی، دولومیتی شدن، سیلیسی شدن، پیریتی شدن، حفاری در رسوبات نرم و سخت، تشکیل اکسید آهن و ایجاد و پر شدگی شکستگی است.