برخاستگاه زمین‏ساختی ماسه‎سنگ‎های سازند پادها در برش سمیرکوه، ایران مرکزی: با در نظر گرفتن تأثیر فرایندهای دیاژنزی بر ترکیب ماسه‎سنگ‎ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

2 دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه ماسه‌سنگ‌های سازند پادها با ستبرای 390 متر در مقطع سیمرکوه، واقع در زرند کرمان، برای بررسی دیاژنز و حذف اثرات آن بر روی ترکیب ماسه‌سنگ‌هاو همچنین تعیین سنگ مادر و برخاستگاه زمین‌ساختی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه، 91 برش نازک، تجزیه مُدال 30 نمونه و بررسی توسط میکروسکوپ الکترونی و تجزیه EDX 6 نمونه ماسه‌سنگ انجام شده است. مطالعات سنگ‌نگاری نشان می‌دهد که فرایندهای آشفتگی زیستی، فشردگی فیزیکی، پوشش‌های هماتیتی در اطراف دانه‌های کوارتز (مرحله ائوژنز)، پوشش‌های رسی کلریت و ایلیت، فشردگی شیمیایی، سیمان سیلیسی، سیمان دولومیتی، جانشینی دانه‌ها به‌وسیله سیمان دولومیتی، ددلومیتی‌شدن (مرحله مزوژنز) و همچنین شکستگی‌های پر شده با کلسیت، سیلیس و اندریت (مرحله تلوژنز) ماسه‌سنگ‌های این سازند را تحت تأثیر قرار داده است. ایجاد ماتریکس بر اثر متلاشی شدن دانه‌های نرم در فشردگی فیزیکی، تغییرشکل دانه‌های نرم و انعطاف‌پذیر، انحلال جزیی برخی از دانه‌های فلدسپار و جانشینی دانه‌ها توسط سیمان دولومیتی در بررسی ترکیب ماسه‌سنگ‌ها باید مورد توجه قرار گیرد. بر این اساس، مطالعات برخاستگاه زمین‌ساختی ماسه‌سنگ‌ها با استفاده از نمودارهای Qt92 F7 L1، Qm77 F 7 Lt 16 و Qp92Lvm4Lsm4وپس از حذف اثرات فرایندهای دیا‍ژنتیکی بر روی تجزیه مُدال صورت گرفته است. نتایج حاصل، نشان‌دهنده وجود دو رخساره کوارتزی/ قطعه‌سنگی در این ماسه‌سنگ‌هاست. افزون بر این، با استناد به مثلث‌های Qm77 F 7 Lt 16 و Qt92 F7 L1 می‌توان برخاستگاه زمین‌ساختی ماسه‌سنگ‌های سازند پادها را مرتبط با برخاستگاه زمین‌ساختی کراتونی و کوهزایی با چرخه دوباره دانست. یادآوری می‌شود که مثلث برخاستگاهی Qp92Lvm4Lsm4 با تأکید بر قطعات سنگی، نشان‌دهنده جایگاه زمین‌ساختی حاشیه قاره‌ای کافتی (Rifted continental margin) برای این ماسه‌سنگ‌هاست. جالب توجه این که، جایگاه زمین‌ساختی حاشیه قاره‌ای کافتی، با توجه به وجود لایه چهار متری از بازالت در این برش تأیید می‌شود. افزون بر این، با استفاده از نمودارهای خشتی که بر اساس ویژگی‌های دانه‌های کوارتز رسم شده است و همچنین شواهد سنگ‌شناختی در این ماسه‌سنگ‌ها، سنگ مادر چندگانه رسوبی، آذرین و دگرگونی را می‌توان برای این ماسه‌سنگ‌ها پیشنهاد کرد. نمودار  آب‌وهوایی log Qt/F+R در برابر  Qt/F+RF log و همچنین مثلث QFRF نشان‌دهنده آب‌و‌هوای مرطوب در طی ته‌نشست ماسه‌سنگ‌های سازند پادها است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Tectonic Provenance of Padeha Formation Sandstones in Samirkooh Section, Central Iran: with Refrence to Influence of Diagenetic Processes on Sandstones Composition

نویسندگان [English]

  • M. Hosseini-Barzi 1
  • M. Saeedi 2
1 Faculty of Earth sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Faculty of Earth sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The sandstones of Padeha Formation with 390m thickness in section of Samirkooh in Kerman, Zarand have been studied to illuminate their provenance, tectonic provenance, diagenesis by omitting the effect of diagenetic process on sandstone composition. In this direction,  petrography of 91 thin sections, modal analysis of 30 appropriate samples, and use of SEM and EDX analyses of 6 sandstone samples were accomplished .We can point to diagenetic processes including mechanical compaction, coating hematite around the detrial grains (eogenetic stage) and growing up authigenic cholorite and illite, chemical compaction, quartz cementation, dolomite cementation, dedolomitization, albitization of feldspar and corrosion of grains by dolomite cement (mesogenetic stage) and fracturing as well as filling them by calcite, quartz and anhydrite cement (telogenetic stage). We studied tectonic provenance of these sandstones using Qt92 F7 L1, Qm77 F 7 Lt 16, Qp92Lvm4Lsm4, after recognition of diagenetic process and omitting their effect on the results of modal analysis. These results show quartzolithic facies with cratonic, recycled orogen and rifted continental margin tectonic provenance.  Using diamond diagram drawn based on particulars quartz grains and also petrographic evidences in these sandstone, we can say that these sandstone derived from multi provenance. The log Qt/F+RF vs. Qt/F+RF climate diagram and QRRF triangle indicate humid climate during deposition of the Padeha Formation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diagenesis
  • Tectonic provenance
  • Parent rock
  • Climate
  • Padeha Formation
کتابنگاری

آقانباتی، س. ع.، 1385- زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، شماره 11، 586 صفحه.

درویش زاده، ع.، 1383- زمین‌شناسی ایران، موسسه انتشارات امیرکبیر، 421 صفحه.

رفیقی اسکویی، ن. 1371- پالینواستراتیگرافی و پالینوبیوژئوگرافی سازند پادها در مقطع تیپ واقع در ازبک کوه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، 145 صفحه.

روزگار، ر.، 1387- پالینواستراتیگرافی سازندهای پادها و بهرام در منطقه گریک واقع در شرق زرند، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، 188 صفحه.

وحدتی دانشمند، ف.، 1374- نقشه زمین‌شناسی زرند، مقیاس 1:100000، سازمان زمین‌شناسی کشور.

 

References

Aagard, P., Jahren, J., Harstad, A. O., Nilsen, O. & Ramm, M. 2000- Formation of grain- coating cholrite in sandstones; laboratory synthesized vs. natural occurrences. Clay Minerals., 35: 261-269.

Ahmad, A. H. M. & Bhat, G. M. 2006- Petrofacies, provenance and diagenesis of the dhosa sandstone member (Carfi Formation) at Ler, Kachchh sub-basin, Western India. Journal of Asian Earth Sciences., 27: 857-872.

Alavi-naini, M. & Amidi, S. M. 1968- Geology of western parts of Takab Quadrangle. Geol. Survey Iran- Note No., 49: 98 p.

Budai, J. M., Lohmann. K. C. & Owen, R. M. 1984- Burial dedolomite in the Mississippian Madison Limestone. Wyoming and Utah Thrust Belt. J. dedim. Petrol., 54: 276-288.

Basu, A., Young, S., Suttner, L., James, W. & Mack, G. H., 1975- Re-evaluation of the use of undulatory extinction and crystallinity in detrital quartz for provenance interpretation. Journal of Sedimentary Petrology.,45: 873–882.

Burley, S. D., Kantorowicz, J. D. & Waugh, B. 1985- Clastic diagenesis. In: Sedimentology: Recent and Applied Aspects (Eds P. Brenchley and B.P.B. Willians). Spec. Publ. Geol. Soc. London, No., 18: 189-226

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

Dickinson, W. R., 1970- Interpreting detrital modes of greywacke and arkose: Jour. Sed. Petrology., 40: 695-707.

Dickinson, W. R., 1985- Interpreting provenance relation from detrital modes of sandstones. In: Zuffa, G.G. (Ed.), Provenance of Arenites Reidel, Dordrecht., 333–363.

Dickinson, W. R., 1988- Provenance and sediment dispersal in relation to paleotectonics and paleogeography of sedimentary basins. In: Kleinspehn, K.L., Poala, C. (Eds.), New Perspective in Basin Analysis. Springer, New York., 3–25.

Ehrenberg, S. N. 1993- Preservation of anomalously High porosity in deeply buried sandstones by grain coating chlorite: examples from the Norwegian continental shelf. Ameriacn Assiciation of  Petroleum Geologists Bulletin., 77: 1260-1286.

Einsele, G., 2000- Sedimentary Basin: Evolution, Facies and Sediment Budget (2nd ed), Springer Verlag., 292 p.

Flugel, E., 2004- Microfacioes of Carbonate Rocks, Analysis, Interpretation and Application (2nd ed), Springer-Verlag, Berlin., 976 p.

Folk, R. L., 1980- Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Publishing, Austin, TX, 184p.

Friedman, G. M., 1965- Terminology of recrystallization textures and fabrics in sedimentary rocks. Journal of Sedimentary petrology., 35: 643-655.

Ghavidel-syooki, M. & Owens, B. 2007- Palynostratigraphy and Paleogeography of the Padeha, Khoshyeilagh and Mobarak Formations in the eastern Alborz. Revue de Micropaleontology.,  50(1): 129-144.

Greensmith, J. T., 1995- Petrology of Sedimentary Rocks. London., 241 p.

Hairapetian V. & Yazdi M. 2003-. Late Devonian conodonts from Dalmeh section, Northeastern Ardekan, Central Iran. Cour. Forchungsinst. Senckenberg., 245: 209-225.

Holail, H., Lohmann, K. C. & Sanderson, I. 1988- Dolomitization and dedolomitization of Upper Cretaceous carbonates. Bahariya Oasis. Egypt. In: Sedimentology and Geochemistry of Dolostones (Ed. By V. Shukla and P.A. Baker), 191-207. Soc. Econ. Palcont. Miner. Spcc. Publ. 43.

Houghton, H. F., 1980- Refined technique for staining plagioclase and alkali feldspar in thin section: Journal of Sedimentary Petrology., 50: 629-631.

Hurst, A. R., 1981- A scale of dissolution for quartz and its implication for diagenetic processes in sandstone. Sedimentology., 28: 451-459.

Ingersoll, R. V. & Suczek, C. A., 1979- Petrology and provenance of Neogene sand from Nicobar and Bengal fans. DSDP sites 211 and 218. Journal of Sedimentary Petrology., 49 : 1217-1228.

Lee, M. R. & Harwood, G. M. 1989- Dolomite calcitization and cement zonation related to uplift of the Raisby Formation (Zechstein carbonate), northeast England. Sedim. Geol., 65: 285-305.

Mack, G. H., 1978- The survivability of labile light- mineral grain in fluvial, aeolian and littoral marine environments: The permian Cutler and Cadar Mesa Formation, Moab, Utah, Sedimentology., 25: 587-604.

Mahmudy Gharaie, M. H., Matsumoto, R., Kakuwa, Y. & Milroy, P. G., 2004- Late Devonian facies variety in Iran: volcanism as a possible trigger of the environmental perturbation near the Frasnian-Famennian boundary. Geological Quarterly., 48(4): 323-332.

Mazzullo, S. J., 1992- Geochemical and neomorphism alteration of dolomite: a review: Carbo and Evapo., 7: 21-37.

McBride, E. F., 1985- Diagenetic processes that affect provenance determinations in sandstone, In G.G. Zuffa (ed), Provenance of arenite, Reidel, publ., 115-138.

McBride, E. F., 1989- Quartz cement in sandstones: a review. Earth Science Reviews., 26: 69-112.

Moore, C. H., 1989- Carbonate Diagenesis and Porosity. Elsevier, Amesterdam. 338p.

Morad, S., Ketzer, J. M. & Ros, L. F., 2000- Spatial and temporal distribution of diagenetic alteration in siliciclastic rocks: Implications for mass transfer in sedimentary basins. Sedimentology., 47: 95-120.

Morton, A. C., 1985- Heavy minerals in provenance studies. In: Zuffa, G.G. (Ed.), Provenance of Arenite. Reidel, Dordrecht, the Netherlands., 405 p.

Pettijohn, F. J., 1975- Sedimentary Rocks. Harper and Row, New York., 628 p.

Pettijohn, F. J., Potter, P. E. & Siever, R., 1987- Sand and Sandstone (2nd ed). Berlin, Springer-Verlag., 553 p.

Ruttner, A., Nabavi, M. H. & Hajian, J., 1968- Geology of the Shirgesht area (Tabas area, East Iran). G.S. of Iran. No.4: 133p.

Scotese, C. R. & McKerrow, W. S., 1990- Revised world maps and introduction . In: Paleozoic Paleogeography and Biogeography (Eds. W.S. McKerreow and C.R. Scotese). Geol. Soc. Lond. Mem., 51: 1-21

Stampfli, G., Borel G., Cavazza, W., Moshar J. & Ziegler, P. A. 2002- The Paleotoctonic Atlas of the Perti Tethyan Domain. Europ. Geophys. Soc. (CD. Rom).

Suttner, L. J., Basu, A. & Mack G. H., 1981- Climate and the origin of quartz arenites. Journal of  Sedimentary Petrology., 51: 1235-1246.

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

Thompson, A. 1959- Pressure solution and porosity. In: (Ireland, H.A., ed) Silica in Sediments(Ed. H.A. Ireland). Spec. Publ. Soc. Econ. Paleont. Miner., Tulsa, OK., 7: 92-110.

Tortosa, A., Palomares, M. & Arribas, J., 1991- Quartz grain types in Holocene  deposits from the Spanish Central System: some problems in provenance analysis. In: Morton, A.C., Todd, S.P., Haughton, P.D.W. (Eds.), Developments in Sedimentary Provenance Studies. Special Publication-Geological Society., 57: 47– 54.

Trevena, A. S. & Nash, W. P., 1981- An electron microprobe study of detrital feldspar, Journal of Sedimentary Petrology., 51: 137-150.

Tucker, M. E., 2001- Sedimentary Petrology: an introduction to the origion of sedimentary rocks(3rd ed): Blackwell, Scientific Publication, London, 260 p.

Waugh, B. 1970- Formation of quartz overgrowths in the Penrith sandstone (Lower Permian) of northwest England as revealed by scanning electronmicroscopy. Sedimentology. 14, 309-320.

Weltje, G. J. & Von Eynatten, H., 2004- Quantitative provenance analysis of  sediments: review and outlook. Sedimentary Geology., 171: 1-11.

Wendt, J., Kaufmann, B., Belkaz, F. & Bavandpur A, 2002- Devonian/Lower Carboniferous stratigraphy, facies patterns and palaeogeography of Iran. Part Ι. Southeastern Iran. Acta Geo. Pol., 52(2): 129-168.

Worden, R. H. & Burley, S., 2003- Sandstone diagenesis: the evolution of sand to stone: In Burley, S., Worden, R., (Eds.), Sandstone diagenesis: Recent and ancient. Reprint series of International Association of Sedimentologists., No., 4, Blackwell Publishing Ltd. 649 p

Worden, R. H. & Morad, S., 2003- Clay minerals in sandstones: controls on formation, distribution and evolution: In Worden, R.H., Morad, S., (Eds.), Clay mineral cements in sandstones. Blackwell, Oxford, 509 p.

Yoo, C. M., Greeg, J. M. & Shelton, K. L., 2000- Dolomitization and dolomite neomorphism: Trenton and Black River Limestones (Middle Ordovician) Northen Indiana, U.S.A: J. Sed .,70 :  265-274.

Young, S. W., 1976- Petrographic textures of detrital polycrystalline quartz as an aid to interpreting crystalline source rocks. Journal of Sedimentary Petrology., 46: 595–603.

Zuffa, G. G. (Ed.), 1985- Provenance of Arenites . Reidel, Dordrecht., 405p.