سنگ نگاری و ژئوشیمی سنگ های رسوبی سیلیسی-آواری میوسن گستره نیریز (برش های روشن کوه و کوه آسکی) با تأکید بر خاستگاه و جایگاه زمین‌ساختی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای سنگ شناسی رسوبی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

4 دانشیار پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

سنگ ‎نگاری و ژئوشیمی رسوبات میوسن در برش روشن‌کوه و کوه آسکی در گستره نیریز در بخش نزدیک به منشأ حوضه زاگرس برای بررسی خاستگاه این نهشته ‌ها شامل سنگ منشأ، جایگاه زمین‎ساختی و شرایط آب‌و‌هوای دیرینه انجام گرفته است. رخنمون رسوبات یادشده در گستره نیریز از سوی شمال خاور به گسل اصلی زاگرس و از جنوب باختر به پهنه افیولیت نیریز محدود می ‌شود و از حدود700 متر ماسه‌ سنگ، کنگلومرا و مارن سرخ و سبزرنگ تشکیل شده است که با ناپیوستگی فرسایشی روی سازند جهرم و با ناپیوستگی زاویه ‌دار در زیر کنگلومرای بختیاری قرار می‌ گیرد. نتایج سنگ‎ نگاری سیلیسی آواری‌ های میوسن نشان می‌ دهد که خرده ‌سنگ‌ها بیشترین اجزای سازنده هستند و در رتبه بعدی کوارتز و فلدسپارها قرار دارند که این بلوغ کانی‌ شناسی ضعیف در کنار بلوغ بافتی ضعیف (زاویه‎داربودن دانه‌ها، جورشدگی بد) نشان از نهشت نزدیک به منشأ آنها دارد. مطالعه سنگ‌ نگاری خرده ‌سنگ‌ها و ترکیب شیمیایی کلی نمونه‎ها نشان می‌دهد که منشأ رسوبات چندگانه و از پهنه سنندج- سیرجان (سنگ‎آهک‌های کرتاسه- سنگ‌های دگرگونی- سنگ‌های آتشفشانی ائوسن) و پهنه زاگرس (توالی افیولیتی، رادیولاریت‌ها و سنگ‌آهک‌های ائوسن) تأمین شده است. همچنین رسم نتایج دانه‌ شماری روی نمودارهای QFL و QmFLt نشان می‌ دهد که رسوبات میوسن گستره نیریز حاصل چرخه دوباره رسوبات پس از کوهزایی و کمان ماگمایی هستند. جایگاه زمین‎ساختی این رسوبات بر پایه نمودارهای ژئوشیمیایی، جزایر کمانی قاره‌ای و حاشیه فعال قاره است. میانگین اندیس کولرز، CIW΄ (برای محاسبه هوازدگی شیمیایی) و میانگین اندیس ICV (برای تعیین نوع سنگ منشأهای بالغ و غیربالغ) و رسم SiO2 در برابرAl2O3 + K2O + Na2O برای این رسوبات بیانگر هوازدگی ناچیز و شرایط آب‌و‌هوایی خشک در زمان رسوب‌ گذاری است که فراوانی سیمان کربناتی و خرده ‌سنگ‌ها نیز آن را تأیید می‌ کند. نتایج این مطالعه گامی است در تعیین چارچوب رسوب‌شناسی نهشته ‌های نزدیک به منشأ حوضه زاگرس و فرایندهای همزمان با رسوب‌گذاری در میوسن.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography and geochemistry of the Neyriz Miocene sediments (RoshanKuh and Kuh-e Asaki sections): implication for provenance

نویسندگان [English]

  • P Gholami Zadeh 1
  • M.H Adabi 2
  • M Hosseini-Barzi 3
  • A Sadeghi 4
  • M.R Ghassemi 4
1 PhD Student, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Petrography and geochemistry of the Neyriz Miocene sediments at RoshanKuh and Kuh-e Asaki sections were carried out to determine their provenance, tectonic setting and paleoclimate conditions in the proximal part of Zagros Basin. The Miocene sediments are limited to the Zagros Main Fault at the northeast and the Neyrizophiolite zone at the southwest in the Neyriz region. They contain about 700 m red and green sandstone, conglomerate and marl which overlay the Jahrum Formation with a disconformity and covered by Bakhtiari conglomerate with an angular unconformity.Petrography of thin sections indicates that the rock fragments are the most constituent, and then quartz and feldspar respectively. The low compositional and textural maturity of the studied samples (angular grains and poorly sorted sandstones) shows the proximity to the source area. Petrography of the rock fragments and the bulk chemical composition of samples display that their provenance is multiple and the sediments were derived from Sanandaj-Sirjan Zone (Cretaceous limestone- metamorphic rocks- Eocene volcanic) and Zagros Zone (ophiolite sequence- radiolarites- Eocene limestone). Also, point-count data plotted on the QFL and QmFLt triangles indicate the recycled orogen and magmatic arc provenance. Based on geochemical data tectonic setting of Neyriz Miocene sediments is continental island arc and active continental margin. The averages of Cullers' index, CIW΄ (for calculation of the chemical weathering), ICV Index (to determine the maturity source), and SiO2versus Al2O3 + K2O + Na2O diagram for these sediments show a poor weathering and dry climatic condition during their deposition which is supported by the high percentage of calcareous cement and frequency of the rock fragments. The results of this study suggest a sedimentlogical framework for the proximal part of Zagros Basin and the Miocene syn-depositional processes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geochemistry
  • Provenances
  • Tectonic setting
  • Miocene sediments
  • Neyriz
  • Zagros

کتابنگاری

اشراقی، ص. ع.، روشن‎روان، ج. و سبزه‎ای، م.، 1378- نقشه یکصدهزارم قطروئیه، تهران: سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

اشراقی، ص. ع.، روشن‎روان، ج.، علایی مهابادی، س. و سبزه‎ای، م.، 1375- نقشه یکصد هزارم نیریز، تهران: سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

آفرین، م.، بومری، م.، محبوبی، ا. وگرگیج، م. ن.، 1392- ژئوشیمى گلسنگ‎ها و ماسه‎سنگ‎هاى میوسن پسین- پلئیستوسن گستره ساحلى چابهار: با نگرشى بر سنگ منشأ و جایگاه زمین‌ساختى. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 25، صص. 65 تا 80.

بایت‎گل، آ. و حسینى برزى، م.، 1390- ژئوشیمى عناصر اصلى نهشته­هاى سیلیسى آوارى سازند شیرگشت، بلوک کلمرد، ایران مرکزى براى تعیین برخاستگاه زمین ساختى و هوازدگى سنگ منشأ. فصلنامه علوم زمین، 79، صص. 101 تا 112.

روشن‎روان، ج. و اشراقی، ص. ع.، 1373- نقشه یکصد هزارم چاهک، تهران: سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 

References

Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L. &Mouthereau, F., 2005- Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation. International Journal of Earth Sciences, v.94, p.401-119.

Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whitechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., Monie, P., Meyer, B. & Wortel, R., 2011- Zagros orogeny: a subduction-dominated process. Geological Magazine, v.148, p.692–725.

Alavi, M., 2004- Regional stratigraphy of the Zagros fold-thrust belt of Iran and its proforeland evolution. American Journal of Science, v.304, p.1-20.

Alavi, M., 2007- Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science, v.307, p.1064-1095.

Al-Juboury, A. I., McCann, T. & Ghazal, M. M., 2009- Provenance of Miocene sandstones in northern Iraq: constraints from framework petrography, bulk-rock geochemistry and mineral chemistry. Russian Geology and Geophysics, v.50, p.517-534.

Armstrong-Altrin, J. S. & Verma, S. P., 2005- Critical evaluation of six tectonic setting discrimination diagrams using geochemical data of Neogene sediments from known tectonic Settings. Sedimentary Geology, v.177, p.115-129.

Babaei, A., Babaie, H. A. & Arvin, M., 2005- Tectonic evolution of the Neyriz ophiolite, Iran: An accretionary prism model. Ofioliti, v.30, p.65-74.

Bhatia, M. R. & Crook, K. W., 1986- Trace element characteristics of greywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contributions to Mineralogy and Petrology, v.92, p.181-193.

Bhatia, M. R., 1983- Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. Journal of Geology, v.91, p.611-627.

Bock, B., McLennan, S. M. & Hanson, G. N., 1998- Geochemistry and Provenance of the Middle Ordovician Austin Glen Member (Normanskill Formation) and the Taconian Orogeny in New England. Sedimentology, v.45, p.635-655.

Cai, G., Guo, F., Liu, X. & Sui, Sh., 2011- Elemental and Sr–Nd isotopic compositions of Cenozoic sedimentary rocks from the Dongying Sag of Jiyang depression, North China: Implications for provenance evolution. Geochemical Journal, v.45, p.33-55.

Chamley, H., 1990- Sedimentology. Berlin: Springer-Verlag, p.285.

Cox, R., Lowe, D. R. & Cullers, R. L., 1995- The influence of sediment recycling and basement composition of evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochim Cosmochim Acta, v.59, p.2919-40.

Cullers, R., 1995- The controls on the major and trace element evolution of shales, siltstones and sandstones of Ordovician to Tertiary age in the Wet Mountain region, Colorado, USA. Chemical Geology, v.123, p.107-131.

Cullers, R., 2000- The geochemistry of shale, siltstoe and sandstone of Pennsylvanian-Permian age, Colorado, USA: implication for provenance and metamorphic studies. Lithos , v.51, p.181-203.

Dabard, M. P., 1990- Lower Brioverian Formations (Upper Proterozoic) of the Armorican Massif (France): Geodynamic evolution of source areas revealed by sandstone petrography and geochemistry. Sedimentary Geology, v.69, p.45-58.

Das, B. K., AL-Mikhlafi, A. S. & Kaur, P., 2006- Geochemistry of Mansar Lake sediments, Jammu, India: Implication for source-area weathering, provenance, and tectonic setting. Journal of Asian Earth Science, v.26, p.649-668.

Dey, S., Rai, A. K. & Chaki, A., 2009- Palaeoweathering, composition and tectonics of provenance of the Proterozoic intracratonic Kaladgi-Badami basin, Karnataka, southern India: Evidence from sandstone petrography and geochemistry. Journal of Asian Earth Sciences, v.34, p.703-715.

Dickinson, W. R., Beard, L. S., Brakenridge, G. R., Erjavec, J. L., Ferguson, R. C., Inman, K. F., Knepp, R. A., Lindberg, F. A. & Ryberg, P. T., 1983- Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting. Geological Society of American Bulletin, v.94, p.222–235.

Dickinson, W., 1985- Interpreting provenance relations from detrital modes of sandstones. In, G.G. Zuffa (Ed.), Provenance of Arenites, NATO ASI Series, C: Mathematical and Physical Sciences. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht-Boston, v.148, p.333-361.

Dickson, J., 1965- A modified staining technique for carbonates in thin section. Nature, v.205, p.587.

Etemad-Saeed, N., Hosseini-Barzi, M. & Armstrong-Altrin, J. S., 2011- Petrography and geochemistry of clastic sedimentary rocks as evidences for provenance of the Lower Cambrian Lalun Formation, Posht-e-badam block, Central Iran. Journal of African Earth Sciences, v.61, p.142–159.

Floyd, P. A. & Leveridge, B. E., 1987- Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones. Journal of Geological Society, v.144, p.531–542.

Folk, R. L., 1980- Petrology of Sedimentary Rocks. Austin, Texas: Hemphill Press, p.182.

Hayashi, K. I., Fujisawa, H., Holland, H. D. & Ohmoto, H., 1997- Geochemistry of approximately 1.9 Ga sedimentary rocks from northeastern Labrador, Canada. Geochim Cosmochim Acta, v.61, p.4115-4137.

Hessami, K., 2002- Tectonic History and Present-Day Deformation in the Zagros fold-thrust belt. Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, p.13.

Hessami, k., Koye, H., Talbot, C. J., Tabasi, H. & Shabanian, E., 2001- Progressive unconformities within an evolving foreland fold-thrust belt, Zagros Mountains. Journal of the Geological Society, London, v.158, p.969–81.

Ingersoll, R. V., Bullard, T., Ford, R., Grimm, J., Pickle, J. & Sares, S., 1984- The effect of grain size on detrital modes: a test of the Gazzi Dickinson point-counting method. Journal of Sedimentary Petrology, v.54, p.103-116.

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, v.25, p.247-260.

Jin, Z., Li, F., Cao, J., Wang, S. & Yu, J., 2006- Geochemistry of Daihai Lake sediments, Inner Mongolia, north China: Implications for provenance, sedimentary sorting and catchment weathering. Geomorphology, v.80, p.147-163.

Lacombe, O., Mouthereau, F., Kargar, S. & Meyer, B., 2006- Late Cenozoic and modern stress fields in the western Fars (Iran): implications for the tectonic and kinematic evolution of central Zagros. Tectonics, v.25, n.27

Lee, Y., 1999- Geochemical characteristics of the Manhang Formation (Late Carboniferous) sandstones, Korea: implication for provenance. Geosciences Journal, v.3, p.87-94.

McLennan, S. M., Hemming, S., McDaniel, D .K. & Hanson, G. N., 1993- Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics. In: Johnsson, J.M., Basu, A. (Eds.), Processes Controlling the Composition of Clastic Sediments, Geological Society of America, Special Paper, v.280, p.21-40.

Nesbitt, H. W., & Young, G. M., 1982- Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, v.299, p.715-717.

Pettijohn, F. J., Potter, P. E. & Siever, R., 1987- Sand and Sandstone. New York: Springer-Verlag, p.553.

Potter, P. E., Maynard, J. B. & Depetris, P. J., 2005- Mud and Mudstone: Introduction and overview. Berlin: Springer-Verlag, p.297.

Ricou, L. E., 1971- Le croissant ophiolitique pe´ri-arabe une ceinture de nappes mise en place au cre´tace´ supe´ rieur. Rev ge´ograp phys ge´ol dyn, v.13, p.327-350.

Ricou, L. E., Broud, J. & Brunn, J. H., 1977- Le Zagros. In Livre à la mémoire de A.F. de Lapparent (1905–1975). Mémoire hors Série de la Société Géologique de France, v.8, p.33–52.

Roser, B. P. & Korsch, R. J., 1986- Determination of tectonic setting of sandstone– mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. Journal of Geology, v.94, p.635-650.

Roser, B. P. & Korsch, R. J., 1988- Provenance signatures of sandstone–mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chemical Geology, v.67, p.119-139.

Sahraeyan, M. & Bahrami, M., 2012- Geochemistry of sandstones from the Aghajari Formation, Folded Zagros Zone, southwestern Iran: Implication for paleoweathering condition, provenance, and rectonic setting. International Journal of Basic and Applied Sciences, v.4, p.390-407.

Sherkati, S. & Letouzey, J., 2004- Variation of structural style and basin evolution in the Izeh Zone and Dezful Embayment, Central Zagros, Iran. 6th Middle East Geosciences Conference, GEO 2004. GeoArabia, Abstract, v.9, p.131

Stocklin, J., 1968- Structural history and tectonics of Iran: a. American Association of Petroleum Geologists, v.52, p.1229–58.

Suttner, L. J. & Dutta P. K., 1986- Alluvial sandstone composition and paleoclimate, Part I: framework mineralogy. Journal of Sedimentary Petrology, v.56, p.329-345.

Talebian, M. & Jackson, J., 2004- A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran. Geophysical Journal International, v.156, p.506–26.

Taylor, S. R. & McLennan, S., 1985- The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Oxford: Blackwell, p.312.

Valiani, Z. & Rezaee, P., 2014- Chemical characteristics, provenance determination and genesis conditions of clay deposits of the Kahrizak Formation (Early-Late Pleistocene), east of Tehran, Iran. GSTF International Journal of Geological Sciences, v.1, n.2.

Von Eynatten, H., 2003- Petrography and chemistry of sandstone from the Swiss Molasse Basin: An archive of the Oligocene to Miocene evolution of the Central Alps. Sedimentology , 50, p.703-724.