بررسی محیط دیرینه بخش فوقانی سازند چمن‌بید در برش الگو، بر اساس پالینومورفها

رسوبات ژوراسیک یکی از ضخیم ترین توالی های زمین شناسی را در شرق ایران تشکیل می دهد. رسوبات ژوراسیک میانی (باژوسین بالایی- آکسفوردین) در بخش باختری پهنه کپه داغ از نوع نهشته‌های مارنی تیره رنگ، قیری و پیریتی آمونیت‌دار و سنگ‌آهکهای نازک لایه است که بیشترین گستردگی را در کنار راه اصلی بجنورد به گنبد‌کاووس، اطراف روستای چمن‌بید، دارد به همین رو به این نهشته‌ها «سازند چمن‌بید» نام داده اند. در محل برش الگو، سازند چمن‌بید با ضخامت ١٧٢٢ متر شامل سنگ‌آهک ریز بلور، پیریت‌دار برنگ خاکستری تیره تا سیاه است که حاوی تناوبهایی از شیل تیره‌رنگ و مارن است. این سازند بصورت همشیب و تدریجی سازند باش‌کلاته را می پوشاند و با مرز ناگهانی و همشیب در زیر سازند مزدوران قرار گرفته است. (آقانباتی 1377).
به منظور شناسایی پالینومورف‌های موجود در سازند چمن‌بید، از قسمتهای مختلف این سازند در برش الگو نمونه برداری صورت گرفت. اما تنها بخش فوقانی سازند به ضخامت ٢٤٠ متر شامل مارن، شیلهای نازک‌لایه و سنگ‌آهک حاوی پالینومورف بود. مطالعه اسلایدهای پالینولوژیکی نشان می دهند که در رسوبات بخش فوقانی سازند چمن‌بید علاوه بر میکروفسیل های گیاهی (اسپور و پولن)، گروههای دیگر پالینومورفها شامل داینوسیستها، اسکلوکودونت، اسپورقارچ‌ها و آسترداخلی فرامینیفرها نیز حضور دارند.
زمین شناسی پهنه زمین ساختی کپه داغ
حوضه رسوبی کپه‌داغ در شمال شرق ایران، بخش وسیعی از ترکمنستان و شمال افغانستان واقع شده است. در هر سه کشور میدانهای گازی عظیمی در این حوضه کشف شده است. بخش ایرانی این حوضه بین '٣٠ وº٣٥ تا '١٥ وº٣٨ عرض شمالی و '٠٠ وº٥٤ تا '١٣ وº٦١ طول شرقی قرار دارد. وسعت منطقه در حدود ٥٥٠٠٠ کیلومتر‌مربع یعنی تقریباً ٣/٣ درصد از مساحت کل کشور است. کپه‌داغ ایران منطقه‌ای کوهستانی است. دو رشته کوه با روندی موازی بیشتر سطح منطقه را پوشانیده است. رشته شمالی را کوههای کپه‌داغ و هزار مسجد و رشته جنوبی را کوههای گلستان، آلاداغ و بینالود تشکیل می دهند (افشار‌حرب ١٣٧٣).
حوضه کپه‌داغ بعد از فاز کوهزایی هرسینین در تریاس میانی بوجود آمده است. رسوبات قسمت شرقی حوضه به ضخامت 6 هزار متر ، بطور پیوسته از ژوراسیک تا میوسن نهشته شده‌اند و به ٥ سکانس پیشرونده- پسرونده، بدون وجود هیچگونه آثاری از ولکانیسم، تقسیم می‌شوند (Moussavi- Harami & Brenner 1992).
از نظر رسوبگذاری، حوضه رسوبی کپه داغ وضع تقریباً مشابهی با حوضه رسوبی زاگرس دارد. بررسیهای انجام شده نشان می‌دهد که، رسوبات قاره‌ای حوضه کپه‌داغ در رتین-‌‌ لیاس، به رسوبات کاملاً دریایی در لیاس بالا تبدیل شده است. رسوبات دریایی تا اواخر کرتاسه ادامه داشته فقط جنبشهای ملایم خشکی‌زایی در اواخر ژوراسیک و اوایل کرتاسه رخ داده است. در رسوبگذاری این حوضه به خصوص در قسمتهای عمیق هیچگاه وقفة قابل ملاحظه‌ای دیده نشده است (خسرو‌تهرانی ١٣٧٥).

مطالعات قبلی
کواری (١٩٦٥) نخستین مطالعه ریز سنگواره‌ های برش الگوی سازند چمن‌بید را بطور مقدماتی انجام داد (نقل از افشار‌حرب ١٣٧٣).کلانتری با ریز سنگواره‌ها سن این سازند را از باژوسین تا آکسفوردین پیشین تعیین نمود (نقل از افشار‌حرب ١٣٧٣). دهقان (١٣٨٠) سن بخش فوقانی سازند چمن‌بید در برش الگو را بر‌اساس داینوسیستها حد بالایی آشکوب کیمریجین تعیین نمود و بر اساس اسپور قارچها آب و هوای گرم و مرطوب را برای این سازند تعیین کرد. قاسمی نژاد و دهقان (Ghasemi-nejad & Dehghan 2002) محیط دیرینه بخش فوقانی چمن‌بید را لاگونی در نظر گرفتند که پیشروی و پسرویهای کوتاه مدت دریا را شاهد بوده است. مجیدی‌فرد (Majidifard 2003) سن برش الگوی سازند چمن‌بید را بر اساس آمونیتها باتونین- تیتونین زیرین و محیط تشکیل آن را دریای عمیق شامل شیب قاره (slope) و basin در نظر گرفت. حسینیون (1381) با مطالعه آمونیتهای سازند چمن بید در شرق حوضه کپه داغ سن این سازند را باژوسین پسین تا تیتونین پیشین تعیین نمود و آن را معادل سازندهای دلیچای در البرز و بغمشاه در ایران مرکزی دانست. اله‌بخش‌غیاثوند (١٣٨٢) با مطالعه داینوسیستهای سازند چمن‌بید در برش حصار شاه‌وردی‌خان سن آکسفوردین- کیمریجین را برای برش فوق تعیین نمود. وی محیط سازند را دریایی باز و آب و هوای حاکم بر آن را حد‌واسط تا گرم در نظر گرفت. یحیایی (١٣٨٢) بر اساس داینوسیستهای موجود در سازند چمن‌بید در مقطع نادیا (جنوب‌غرب بجنورد) سن باتونین- کیمریجین را در نظر گرفت. وی محیط تشکیل سازند را یک محیط دریایی باز از قسمتهای کم‌عمق شیب قاره تا فلات قاره تعیین نمود که چندین پیشروی و پسروی دریا در آن صورت گرفته است. شاهسونی (١٣٨٢) با داینوسیستها سن سازند چمن‌بید را در برش جاجرم باژوسین پسین- آکسفوردین زیرین تعیین کرد و با استفاده از نوع داینوسیستها که اکثراً پروکسیمیت و پروکسیموکوریت بودند محیط پروکسیمال (نزدیک ساحل) را برای این سازند در نظر گرفت. سلحشور (١٣٨٣) با مطالعه داینوسیستهای سازند چمن‌بید در برش روستای قربان سن باتونین- کیمریجین را تعیین نمود و محیط کم عمق و پروکسیمال و آب و هوای گرم تا حد‌واسط را برای این سازند پیشنهاد کرد.

راههای ارتباطی
برش مورد مطالعه در 6٠ کیلومتری جنوب غربی بجنورد و ٢ کیلومتری شمال غرب روستای چمن‌بید قرار دارد . مختصات جغرافیایی بخش بالایی سازند چمن‌بید "٣/١ و '٢٧ وº٣٧ عرض شمالی و "٦/٣٩ و'٢٩ وº٥٦ طول شرقی می باشد (شکل ١).

شکل١- موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی به برش الگوی سازند چمن بید

روش آماده‌سازی نمونه‌ها
تعداد ٣٤ نمونه شیل و از هر نمونه٣٠٠ گرم از بخش فوقانی سازند چمن بید در برش الگو برداشت شد. نمونه‌ها به روش استاندارد فیپس و پلی‌فورد (Phipps & Playford 1984) آماده ‌سازی شدند. بدین‌صورت که پس از خرد کردن نمونه‌ها بمنظور از بین بردن ترکیبات کربناته, بمدت ٢٤ ساعت در اسید کلریدریک ٣٠% و جهت حذف ترکیبات سیلیکاته بمدت ٢٤ ساعت در اسید فلوئوریدریک ٣٣% قرار داده شدند. برای جلوگیری از تشکیل ژل سیلیکاته بمدت ٢٠ دقیقه با اسید کلریدریک ١٠% جوشانده شدند. بمنظور جدا کردن پالینومورفها از کانیهای سنگین و سایر مواد زائد بر اساس وزن مخصوص آنها، از محلول سنگین کلرور روی استفاده شد. پس از عبور نمونه‌ها از الک ٢٠ میکرون، از مواد باقی مانده روی الکها، اسلایدهای پالینولوژیکی تهیه گردید.
محمود و معاود (Mahmoud & Moawad 2000) عناصر موجود در اسلایدهای پالینولوژیکی شامل اسپورها، پولنها، پوسته داخلی فرامینیفرها، سیست داینوفلاژله ها، اکریتارکها، قطعات چوب و جلبکها را مورد شمارش قرار داده اند و سپس فراوانی هر یک از این عناصر را بصورت نمودار ترسیم نموده و با تفسیر نمودار, محیط دیرینه را بازسازی نمودند. بر این اساس بمنظور مطالعه آماری محتوای پالینولوژیکی بخش فوقانی سازند چمن بید, از هر نمونه ٣ اسلاید و در مجموع ١٠٢ اسلاید تهیه شد. در هر اسلاید ١٥ میدان دید بطور اتفاقی مورد شمارش قرار گرفت و عناصر پالینولوژیکی شامل اسپورها، پولن‌ها، سیست داینو‌فلاژله‌ها, پوسته فرامینیفرا، SOM (مواد ارگانیکی فاقد ساختمان) و خرده‌های چوب تفکیک و شمارش شدند. درصد فراوانی هر یک از این عناصر در جدول (١) آورده شده است. پس از شمارش محتوای پالینومورفها در هر اسلاید و تعیین در صد فراوانی آنها در هر نمونه، نمودار در صد فراوانی این گروهها ترسیم و به منظور تفسیر محیط دیرینه مورد استفاده قرار گرفت (شکل ٢). اسلایدهای تهیه شده در موزه دانشکده زمین شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران نگهداری می شوند.

بازسازی محیط دیرینه
با تعیین درصد فراوانی هر یک از گروههای پالینومورفها و رسم نمودار فراوانی آنها، تفسیر محیط دیرینه برش مورد مطالعه انجام گرفت. همانطور که در نمودار شکل 2 ملاحظه می شود، در فاصله نمونه‌های ١ تا ١٥ (یعنی ٣٠ متری ابتدای برش مورد مطالعه)، نمونه ها دارای مقدار زیادی خرده های چوب حدود ٧٠%، میزان SOM حدود ٢٥% و پالینومورفها تقریباً ٥% می باشند. بالا بودن میزان خرده‌های چوب که اکثراً تیغه‌ای و با اندازه بزرگ و فاقد جور شدگی هستند، دلیل بر جابجایی کم و عمق کم حوضه می باشد. وجود پالینومورفهای خشکی (اسپورها و پولنها) همراه با پالینومورفهای دریایی (پوسته‌های فرامینیفر و داینوفلاژله‌‌ها) و همچنین وجود SOM به رنگ شفاف, معرف محیط آرام با انرژی و اکسیژن بسیار کم است که این شرایط منطبق با شرایط لاگون می‌باشد. فراوانی اندک گونه های داینوفلاژله نشان دهنده شرایط نامساعد محیطی برای زیست و حفظ آنهاست و همچنین کم عمق بودن حوضه و نزدیکی آن به ساحل می باشد (Wall et al. 1977; Burger 1988). وجود SOM به رنگ روشن مبین تشکیل ان در محیط‌های بدون اکسیژن و آرام است (Tyson 1993) و مقدار زیاد خرده های چوب تیغه ای و با اندازه بزرگ و بدون جورشدگی همراه با اسپور و پولن نشانگر ورود جریانهایی از قاره ها به حوضه می باشد که این نیز تاییدی بر محیط نزدیک به ساحل می‌باشد (Carvalho et al. 2006).
در ادامه در نمونه های ١٥ تا ١٧ (در ٣٠ الی ٣٦ متری برش) افزایش ناگهانی SOM به حدود ٨٠% که غالباًَ تیره رنگ می باشند و کاهش خرده های چوب، نشان دهنده شرایط اکسیدان همراه با انرژی زیاد در حوضه می‌باشد که تجزیه مواد ارگانیکی را بدنبال داشته است. عدم وجود پالینومورفها نیز مبین محیط اکسیدان می‌باشد. اما وجود هر چند اندک آستر داخلی فرامینیفرها نشان دهنده آن است که شرایط کاملاً کم اکسیژن نبوده است (Van der Zwan 1990).

شکل ٢- : نمودار در‌صد فراوانی گروههای مختلف پالینولوژیکی و خرده های چوب در برش مورد مطالعه

در نمونه‌های ١٧ تا ٢٠ (٣٦ متری تا ٤٤ متری برش) افزایش پوسته‌های فرامینیفر به همراه افزایش فراوانی و تنوع گونه‌های داینوفلاژله قابل مشاهده است افزایش پوسته‌های فرامینیفر مبین شرایط دریایی کم عمق و نزدیک به ساحل و اکسیژن دار می‌باشد (Ibrahim 2002). همچنین افزایش تنوع و فراوانی داینوفلاژله ها، شرایط پیشروی دریا را نشان می دهد (Habib 1969 و Vajda 2003) و ازآنجائی که داینوفلاژله ها اکثراً با فرمهای پروکسیمیت (proximate) می باشند بنابراین حوضه کم عمق و نزدیک به ساحل(shore line) بوده است (Vozzhennikova 1965) و در مدت زمان کوتاهی پیشروی دریا به داخل لاگون صورت پذیرفته است و لاگون توسط دریا پوشیده شده است.
از نمونه ٢٠ تا نمونه 2٧ (از ٤٤ متری تا٦١ متری قاعده برش) افزایش ناگهانی میزان خرده های چوب تا 70% ، کاهش SOM به حدود ٢٥% و کاهش فراوانی پوسته داخلی فرامینیفرها مشاهده می شود که مبین برگشت شرایط حوضه ًبه حالت لاگون است
در فاصله بین نمونه های ٢٧ تا 30 (از ٦١ متری تا ٨٥ متری قاعده برش) مجدداً فراوانی SOM تا حدود ٨0% مشاهده می شود. قسمت اعظم این SOM تیره رنگ می باشد که مجدداً مبین شرایط اکسیدان در حوضه بوده و تجزیه مواد ارگانیکی را بدنبال داشته است. حضور کم پوسته های فرامینیفر نیز شرایط اکسیژن دار را تایید می نماید. همچنین کاهش شدید پالینومورفهای خشکی نیز شرایط فوق را تایید می کند، زیرا پالینومورفها در شرایط اکسیدان ناپایدار هستند و از بین می‌روند.
از نمونه ٣٠ تا ٣٢ (از ٨٥ متری تا ١٣٥ متری)، به استثنای قسمتی که پوشیده بوده و قابل نمونه برداری نمی باشد، مجدداً میزان SOM به حدود ٢٥% کاهش می یابد، خرده های چوب فراوان می شوند و پوسته های فرامینیفر بصورت بسیار تدریجی افزایش می یابند. این شرایط تا نمونه 32 ادامه دارد.از نمونه 32 تا آخرین نمونه برداشت شده از این برش، (نمونه ٣٤ ، ١٦٠ متری) شاهد افزایش میزان اسپور و پولنها و همزمان افزایش پوسته های فرامینیفر هستیم اما میزان داینوفلاژله ها بسیار اندک می باشد و خرده های چوب نیز تقریباً با روند یکسانی تا 70% وجود دارند. این شواهد نیز حاکی از محیط لاگون می باشند. همچنین فراوانی SOM نیز تقریباً متوسط است که نشان دهنده شرایط نیمه اکسیدان در محیط است.
در نمونه 3٤ یعنی آخرین نمونه برداشت شده به علت عدم حفظ‌شدگی مواد ارگانیکی نمی‌توان در مورد محیط آن اظهار نظر کرد.

جدول 1- درصد فراوانی گروههای مختلف پالینومورفها

←Palynomorph

Spore Pollen Dinocyst Foraminiferal test lining SOM Wood
debris
Sample. No.↓

1 0.54 1.35 0.81 0.54 27.81 69
2 0.4 0.63 0.4 0.4 26.47 71.5
3 0.82 0.82 0.61 0.2 34 63.7
4 1.27 1.52 0.5 0.25 23.06 73.3
5 0.16 3.34 0.95 0.48 24.48 70.5
6 - 1.46 1.22 1.46 35.60 60
7 1.42 2.53 0.78 1.42 29.12 64.6
8 1.4 1.16 0.67 3 34.18 63.17
9 0.27 0.54 1.07 5.12 36.65 56.3
10 0.18 0.7 1.27 4.25 32.47 61.34
11 0.77 0.57 1.34 2.3 33.52 61.5
12 0.7 0.52 0.87 6.14 35.79 53.16
13 0.96 1.81 1.06 4.15 23.02 69
14 1.65 1.47 1.65 4.23 29.43 63.23
15 - 0.87 1.16 4 30.74 58.2
16 - - - - 87.7 12.9
17 1.76 - 4.77 8.3 59.2 23.8
18 2.2 2.87 3.72 7.43 46.62 37.1
19 1.15 2.98 0.69 3.2 29.82 62.15
20 0.44 1.9 1.02 2.93 27.45 66.2
21 0.1 0.73 1.04 1.97 23.63 72.5
22 - 1.5 0.25 2.13 22.5 73.5
23 0.97 0.89 0.48 0.89 28.7 68
24 0.6 0.85 0.6 2.9 51.9 45.3
25 0.49 2.38 1.48 2.55 48.7 44.4
26 - 0.46 0.66 2.14 75.34 21.37
27 0.3 0.3 1.23 5.5 57.07 35.5
28 - - 0.53 0.53 95.22 3.69
29 - - - - 98.12 1.83
30 0.35 0.91 0.63 0.91 22.61 74.55
31 0.54 0.36 0.09 - 28.76 70.22
32 1.11 1.37 0.52 5.02 21.2 70.75
33 1.26 3.60 0.6 2.78 4.87 86.8
34 - - 0.17 - 98.85 0.53

پالئواکولوژی
حضور میوسپورهایی (پلیت ١) متعلق به فیلیکوپسیدا (Filicopsida)، لیکوپسیدا (Lycopsida)، ژینکوپسیدا (Ginkgoopsida)، کنیفروپسیدا (Coniferopsida) و بریوپسیدا (Bryopsida) نشان دهنده وجود گیاهان متعلق به رده های مذکور در پوشش گیاهی اطراف محیط تشکیل رسوبات سازند چمن بید در برش مورد مطالعه می باشد. بعلت فراوانی جنسهای Klukisporites, Cicatricosisporites و Cyathidites که منتسب به سرخسها خانواده‌های Schizaeaceae, Dipteridaceae, Dicksoniaceae, Cyatheaceae و Matoniaceae می باشند(Filatoff 1975; Filatoff & Price 1988; Balme 1995; McKellar 1998) می توان نتیجه گرفت که خانواده های مذکور نسبت به بقیه خانواده ها فراوانتر بوده‌اند. بنابراین حضور سرخسها و از طرفی اسپورهای قارچ شواهدی بر شرایط آب و هوای گرم و مرطوب در زمان نهشته شدن این بخش از سازند می باشند. فراوانی چشمگیر Corollina در بالاترین قسمتهای سازند چمن بید حاکی از بوجود آمدن شرایط آب و هوای گرم و خشک می باشد که با گسترش زونهای خشک در طول کرتاسه آغازین هماهنگی دارد.

نتیجه گیری
بمنظور تعیین محیط دیرینه بخش فوقانی سازند چمن‌بید در برش الگو گروههای مختلف قطعات پالینولوژیکی شامل پالینومورفها، SOM، پالینوماسرالها یا قطعات مختلف چوبی مورد مطالعه واقع شدند. حضور فراوان خرده‌های چوب برنگ قهوه‌ای روشن, با فرم تیغه‌ای و اندازه بزرگ, و فقدان جورشدگی، همچنین وجود SOM شفاف، پوسته داخلی فرامینیفرها و حضور سیست داینوفلاژله‌ها از نوع پروکسیمیت به میزان اندک، حاکی از آن است که محیط دیرینه بخش فوقانی سازند چمن بید یک محیط لاگون (راکد و کم اکسیژن) بوده است که شاهد چندین پیشروی کوتاه مدت دریا بوده است.

تشکر و قدردانی
بدینوسیله از جناب آقای دکتر قاسمی نژاد، دانشیار دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران، بخاطر نظرات ارزنده ای که جهت بهبود این مقاله پیشنهاد نمودند، کمال تشکر را می نماییم.