محیط رسوبی، دیاژنز و ژئوشیمی رسوبات کربونیفر شرق ایران مرکزی

ایران از نظر ایالت ساختاری به چندین حوضه رسوبی- زمین ساختی تقسیم شده است که ایران مرکزی به شکل مثلث یکی از ایالت های ساختاری است که از شرق به غرب به سه واحد ساختاری به نام های بلوک لوت، طبس و یزد تقسیم شده است. بلوک طبس حاوی نهشته های فانروزئیک بوده که رسوبات کربونیفر آن بدلیل اینکه تاکنون بطور تفضیلی از دیدگاه رسوب شناسی مورد مطالعه قرار نگرفته است برای درک بهتر جغرافیای دیرینه این دوره در ایران انتخاب شده است. برای رسیدن به این اهداف از مطالعات صحرایی، میکروسکوپی، کاتدولومینسانس، میکروسکوپ الکترونی، ایزوتوپ های پایدار، آنالیز عنصری، فلورسانس اشعه x و دیفراکسیون اشعه x استفاده شده است. رسوبات کربونیفر در این ناحیه از سازندهای شیشتو2 (در برش حوض دوراه با ضخامت 264 متر)، سردر ( به ترتیب در برش های حوض دوراه، نیاز و زلدو با ضخامت 584، 656 و 322 متر) و گچال (معادل با سازند شیشتو 2 و سردر، با ضخامت 325 متر در برش راهدار) تشکیل شده است. سازند سردر در کوه های شتری (برش های حوض دوراه و نیاز) دارای رخساره سیلیسی آواری با میان لایه هایی از سنگ آهک بوده در حالیکه به سمت شمال در بلوک طبس (برش زلدو) و غرب حوضه (برش راهدار) رخساره آن غالباً آهکی بوده و از ضخامت آن نیز کاسته شده است. بر اساس مطالعات صحرایی و شواهد رخساره های میکروسکوپی، رسوبات سازند شیشتو2 (کربونیفر پیشین) در بلوک طبس در یک رمپ کربناته فاقد سد و در یک محیط دریای باز نهشته شده است. با ورود بیش از حد رسوبات سیلیسی آواری، شرایط رسوبگذاری تغییر کرده و رسوبات آواری- کربناته در نواحی جنوب منطقه مورد مطالعه و رسوبات کربناته در نواحی شمالی آن نهشته شده اند (سازند سردر). سازند سردر با سن کربونیفر پیشین تا کربونیفر پسین با سنگهای سیلیسی آواری و کربناته (با رخساره های دریای باز، سد، لاگون و جزر مد) در یک رمپ دارای مخلوطی از رسوبات سیلیسی آواری و کربناته نهشته شده اند. وجود تناوب کنگلومرا، ماسه سنگ (مچور تا ساب مچور) وشیل، ساختمان های رسوبی از قبیل ریپل مارک های تداخلی و موجی زبانه ای و نیز اثرفسیل های phycodes, lockeia, gordia rusophycus, و planolites در ماسه سنگ های سازند سردر، وجود آثار فسیل گیاهی از قبیل آنولاریا و پکوپتریس به سن اواخر پنسلوانین (کربونیفر پسین) در شیل های بالایی سازند سردر، وجود سیکل های به سمت بالا کم عمق و درشت شونده (از شیل های پرودلتا به ماسه سنگ بخش های جلویی دلتا) بیانگر نهشته شدن رسوبات سیلیسی آواری سازند سردر در یک محیط دلتایی-ساحلی است که این رخساره ها در نواحی جنوبی منطقه مورد مطالعه مشهودترند. در دیاگرام های سه تایی qfr و دیاگرام ترکیب شیمیایی ماسه سنگها، ماسه سنگهای سازند سردر اغلب از نوع کوارتزآرنایت، ساب لیتارنایت، و ساب آرکوز بوده و برخاستگاه زمین ساختی آنها با استفاده از نمودارهای qt f l و qm f l+qp حاصله از آنالیزهای مودال، کراتون و کوهزایی با چرخه مجدد رسوبی و موقعیت تکتونیکی سنگهای رسوبی سیلیسی آواری با توجه به دیاگرام k2o/na2o در برابر sio2، موقعیت تکتونیکی حاشیه غیر فعال(passive margins) را نشان می دهند. در این کراتون پایدار، ماسه های کوارتزی احتمالاً از پی سنگ های گرانیتی-گنایسی و یا از سنگ های چرخه مجدد منشأ گرفته اند. اندیس هوازدگی شیمیایی (cia) بالای شیل ها و ماسه سنگ های سازند سردر، بیانگر هوازدگی نسبتاً شدید در ناحیه منشأ رسوبات است. بعلاوه، بدلیل اتصال ایران مرکزی به صفحه عربی و تشکیل یک پلت فرم پایدار در ایران مرکزی این احتمال وجود دارد که شرایط آب و هوایی در حاشیه غیر فعال تکتونیکی در ایران مرکزی نسبتاً مرطوب بوده است. فرایندهای دیاژنزی موثر بر ماسه سنگهای سازند سردر شامل فشردگی فیزیکی و شیمیایی ، سیمانی شدن (سیلیسی، کربناته و هماتیتی) دگرسانی ، تشکیل رگه های کلسیتی و ایلیتی شدن و فرایندهای دیاژنزی موثر بر سنگ های آهکی ناحیه مورد مطالعه شامل میکریتی شدن، نئومورفیسم، سیمانی شدن (رشته ای، گرانولار، هم بعد، بلوکی، دروزی و رورشدی)، فشردگی فیزیکی و شیمیایی، دولومیتی شدن (اولیه و ثانویه)، سیلیسی شدن، پیریتی شدن، انحلال، شکستگی و پرشدن رگه هاست که در مراحل دیاژنزی ائوژنز، مزوژنز و تلوژنز رسوبات کربونیفر ناحیه مورد مطالعه را تحت تأثیر قرار داده اند. مطالعات پتروگرافی و ژئوشیمیایی خرده های اسکلتی مرجان، براکیوپود و کرینوئید در رسوبات آهکی ناحیه مورد مطالعه حاکی از نهشته شدن این رسوبات دریک رمپ کربناته با شوری نرمال است. روند تغییرات ایزوتوپ اکسیژن 18 در برابر ایزوتوپ کربن 13 در این خرده های فسیلی بیانگر تاثیر دیاژنز تدفینی است بطوریکه تغییرات وسیع در میزان ایزوتوپ اکسیژن و تغییرات جزئی تری در میزان ایزوتوپ کربن دیده می شود. با توجه به شواهد به دست آمده می توان چنین اظهار داشت که از نظر جغرافیای دیرینه، رسوبات سیلیسی آواری به احتمال زیاد از جنوب منطقه مورد مطالعه و نیز از صفحه عربی سرچشمه گرفته است. از آن جایی که ایران مرکزی به فرم پلت فرمی پایدار در حدود 25 درجه جنوب خط استوا قرار داشته است شرایط آب و هوایی برای تشکیل کربناتها، بویزه در مناطق شمالی بلوک طبس، حکم فرما بوده و بطور کلی رسوبگذاری در یک حاشیه غیر فعال تکتونیکی انجام شده است.