پایان نامه کارشناسی ارشد با عنوان پالینولوژی سازند آبدراز در برش چینه شناسی غرب روستای سنگانه

­­وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه دامغان

دانشکده علوم زمین

پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی (گرایش چینه شناسی و فسیل شناسی)

پالینولوژی سازند آبدراز در برش چینه شناسی غرب روستای سنگانه

 

 

چکیده

 

پالینولوژی سازند آبدراز در برش چینه شناسی غرب روستای سنگانه

سازند آبدراز یکی از سازند های کرتاسه پسین واقع در حوضه کپه داغ می­باشد. جهت مطالعات پالینولوژی برش غربی روستای سنگانه، مورد بررسی قرار گرفته است. این برش در مسیر جاده­ی مشهد- کلات و در ۷۵ کیلومتری شهرستان کلات و در مسیر روستای سنگانه و در فاصله دو کیلومتری غرب آن واقع است. لیتولوژی عمده آن در برش سنگانه شامل مارن، آهک مارنی، و شیل های خاکستری تا متمایل به سبز روشن همراه با سه افق سنگ آهک گل سفیدی است. ضخامت این سازند در برش نامبرده ۵۳۰ متر اندازه گیری شده است که ۴۱ نمونه به صورت سیستماتیک از آن برداشت شده است. در برش سنگانه، مرز پایین سازند آبدراز با سازند آیتامیر ناپیوسته و مرز بالای آن با سازند آب تلخ به صورت پیوسته می باشد. در این مطالعه  ۳۷ جنس و  ۸۴ گونه داینوفلاژله شناسایی شده ، که براین اساس، سن تورنین میانی تا سانتونین پایانی تعیین شده است. با توجه به مطالعه خرده های آلی در اسلاید های پالینولوژیکی، به طور کلی ۳ پالینوفاسیس شناسایی شد. شناسایی پالینوفاسیس ها بر اساس محتوای مواد آلی درون اسلاید ها و تعیین درصد هر یک از سه گروه خرده های آلی شامل، ذرات آلی بی شکل (AOM)،  پالینومورف­ها (palynomorphs) و فیتوکلاست­ها  (phytoclasts) انجام شده است. برای تعیین دقیق تر محیط، فاکتورهای موثر بر درجه حفظ شدگی مواد ارگانیکی مانند، فاکتور حفاظت از مواد ارگانیکی (Lability)، نسبت AOM شفاف به AOM تیره و نسبت پالینومورف­های دریایی به AOM محاسبه گردید. بررسی و مقایسۀ مجموعه این فاکتورها نشان دهنده چگونگی میزان اکسیژن، نرخ        رسوب­گذاری و میزان انرژی محیط دیرینه   می باشد. بررسی و تعیین درصد سه گروه اصلی عناصر پالینولوژیکی و همچنین بررسی فاکتور های حفاظت از مواد ارگانیکی نشان می دهد که شرایط کم اکسیژن  با سرعت رسوب­گذاری نسبتاً زیاد بر محیط رسوب­گذاری سازند آبدراز حاکم بوده است. با توجه به نمونه­های سازند آبدراز (برش غرب سنگانه) بر اساس شکل سیست و نوع داینو فلاژله­ها می توان محیط آن را شناسایی کرد که بر این اساس محیط رسوبی از نریتیک داخلی تا نریتیک خارجی (یک محیط حد واسط تا دور از ساحل) متغییر است. به منظور جداسازی واحدهای سکانسی و نشان دادن تغییرات سطح نسبی آب، با استفاده از فاکتورهای مختلف پالینولوژیکی، مطالعات آماری و پالینوفاسیس مربوط به هر نمونه و همچنین با تلفیق داده­های به دست آمده از روش حساسیت مغناطیسی، سه سکانس رسوبی از نوع رده سوم با چهار مرز سکانسی؛ (سه مرز از نوع دوم و یک مرز از نوع اول) واقع در مرز زیرین با سازند آیتامیر شناسایی شد. مقایسه­ داده­های حاصل از روش حساسیت مغناطیسی که به منظور مقایسه آن با داده­های پالینولوژیکی و به منظور تفکیک واحدهای سکانسی صورت گرفت، این موضوع را تأیید می­کند که این روش، روشی مناسب در تعیین پسروی­ها و پیشروی­ها است. به منظور مطالعات ژئوشیمیایی و مقایسه آن­ها با نتایج حاصل از مطالعات پالینولوژیکی تعداد ۷ نمونه مورد آنالیز راک- اول قرار گرفتند. توزیع داده­ها بر روی نموار ون- کرولن نشان می­دهد که کروژن غالب از نوع III است (در نمونه­های مربوط به پالینوفاسیس نوع V تایسون کروژن نوع II نیز حضور اندکی دارد ). نوع هیدروکربور تخمینی گاز بوده، اما از نظر توان تولید بسیار ضعیف است. تمامی  نمونه­ها به جز نمونه شماره ۳۱ و ۳۹ به مرحله کاتاژنز رسیده­اند (Tmax   بالاتر از ۴۳۵ درجه سانتی گراد) که در نتیجه بالغ هستند

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                       صفحه

فصل اول: کلیات ………………………………………………………………………………………………………… ۱

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………….. ۲

۱-۱- اهداف مطالعه …………………………………………………………………………………………………… ۳

۱-۲- موقعیت جغرافیایی حوضه رسوبی کپه داغ …………………………………………………………... ۳

۱-۳- ریخت شناسی حوضه کپه داغ ……………………………………………………………………………. ۳

۱-۴- مطالعات قبلی بر روی سازند آبدراز ……………………………………………………………………… ۴

۱-۵- روش مطالعه …………………………………………………………………………………………….. ۵

۱-۵-۱- عملیات صحرایی …………………………………………………………………………………………… ۵

۱-۵-۲- مراحل آزمایشگاهی ……………………………………………………………………………………….. ۵

۱-۵-۳- روش مطالعه و عکسبرداری نمونه­ها …………………………………………………………………. ۷

فصل دوم: زمین شناسی عمومی ……………………………………………………………………………….۸

۲-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………. ۹

۲-۲- واحدهای سنگی کرتاسه بالایی در منطقه……………………………………………………………… ۹

۲-۲-۱- گسترش جغرافیایی سازند آبدراز در کپه داغ …………………………………………………. ۱۰

۲-۲-۲- سنگواره ها و سن های ارائه شده برای سازند آبدراز…………………………………………………۱۱

۲-۲-۳- موقیعت جغرافیایی و راه دسترسی به برش غرب روستای سنگانه ……………………. ۱۲

۲-۲-۳- چینه شناسی سازند آبدراز در برش غرب روستای سنگانه ……………………………… ۱۳

فصل سوم: پالئوپالینولوژی ……………………………………………………………………………………. ۱۸

۳-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………۱۹

۳-۲- پالینومورف­های سازند آبدراز ………………………………………………………………………………۱۹

۳-۳- پالینواستراتیگرافی …………………………………………………………………………………………….۲۰

فصل چهارم: پالئواکولوژی ………………………………………………………………………………………۲۴

۴-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………..۲۵

۴-۲- فاکتورهای مؤثر برای تفاسیر پالئواکولوژی.……………………………………………………………۲۵

۴-۲-۱- فاکتورهای پالینولوژیکی ……………………………………………………………………………..۲۵

۴-۲-۱-۱- مواد ارگانیکی ………………………………………………………………………………………..۲۵

۴-۲-۱-۲- فاکتورهای حفاظت از مواد ارگانیکی ………………………………………………………..۲۷

۴-۲-۱-۳- بررسی تنوع پالینومورف­های دریایی …………………………………………………………۲۹

۴-۲-۱-۴- فراوانی پالینومورف­های دریایی ………………………………………………………………..۳۰

۴-۲-۱-۵- نسبت دانوسیست­های نریتیک خارجی به نریتیک داخلی (ON/IN)…………..30

4-3- آب و هوای دیرینه …………………………………………………………………………………………….۳۳

۴-۴- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………..۳۶

فصل پنجم: پالینوفاسیس ……………………………………………………………………………………….۳۷

۵-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………..۳۸

۵-۲- بحث ……………………………………………………………………………………………………………….۳۸

۵-۳- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………….۳۹

فصل ششم: بررسی تغییرات سطح آب و تفکیک واحدهای سکانسی …………………..۴۳

۶-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………..۴۴

۶-۲- روش­ها و اهداف ……………………………………………………………………………………………….۴۵

۶-۳- روش حساسیت مغناطیسی (MS) …………………………………………………………………….45

6-4- ملاک­های پالینوژیکی در تعیین واحدهای سکانسی ……………………………………………..۴۶

۶-۵- رخساره­های پالینولوژیکی و تفسیر واحدهای سکانسی ………………………………………….۴۷

۶-۵-۱- رخساره­های پالینولوژیکی درسیستم تراکت­های تراز پایین (LST) ………………..47

6-5-2- رخساره­های پالینولوژیکی در سیستم تراکت­های پیشرونده (TST) ……………….48

6-5-3- رخساره­های پالینولوژیکی در سیستم تراکت­های تراز بالا (HST) ………………….48

6-6- بحث ……………………………………………………………………………………………………………….۴۸

۶-۷-حساسیت مغناطیسی …………………………………………………………………………………………۵۲

۶-۸- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………….۵۳

فصل هفتم: پتانسیل هیدروکربورزایی و بلوغ حرارتی…………………………………………….۵۷

۷-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………..۵۸

۷-۲- پیرولیز …………………………………………………………………………………………………………….۵۸

۷-۳- مشاهدات و بحث ………………………………………………………………………………………………۵۹

۷-۳-۱- نوع کروژن ………………………………………………………………………………………………..۵۹

۷-۳-۲- نوع هیدروکربن و توان هیدروکربورزایی ………………………………………………………..۶۱

۷-۳-۳- بلوغ حرارتی ………………………………………………………………………………………………۶۲

۷-۳-۴- محیط رسوبگذاری و مواد آلی ……………………………………………………………………..۶۳

۷-۴- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………..۶۵

فصل هشتم: نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………..۶۶

۸-۱- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………..۶۷

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                                        صفحه

جدول۳-۱: انطباق زون بندی های ذکر شده و مقایسه آن با برش سنگانه از سازند آبدراز ………..۲۱

جدول۴-۱: برخی از گونه­های شاخص در تعیین نریتیک داخلی تا نریتیک خارجی ………………..۳۱

جدول ۴-۲: تغییرات فاکتورهای به کار گرفته شده به منظور تعیین شرایط محیط ………………..۳۲

جدول ۴-۳: پراکندگی برخی جنس­های شاخص در تعیین نوع آب و هوای دیرینه، با توجه به    عرض­های جغرافیایی مختلف در کرتاسه بالایی ………………………………………………………………….۳۴

جدول ۴-۴: اطلاعات مربوط به منحنی شکل ۴-۲ به منظور بررسی نوسانات دمایی سازند آبدراز براساس اطلاعات پالینولوژی …………………………………………………………………………………………….۳۴

جدول ۵-۱ : فروانی (درصد) سه گروه اصلی از عناصر پالینولوژیکی مطالعه شده در اسلایدها ….۴۰

جدول۶-۱: فاکتورهای به کار رفته به منظور تفکیک واحدهای سکانسی در برش غرب سنگانه…۵۵

جدول ۷-۱: داده­های به دست آمده از آنالیز پیرولیز راک-اول ……………………………………………..۵۹

جدول ۷-۲: میانگین داده­های حاصل ازپیرولیز ۷ نمونه راک-اول ………………………………………..۵۹

جدول۷-۳: ارزیابی توان هیدروکربورزایی با استفاده از S1+S2- S1-S2……………………………..61

جدول۷-۴: تشخیص نوع هیدروکربن با استفاده از شاخص هیدروژن و نسبت S2/S3 ……………61

جدول۷-۵:  پارامترهای استاندارد ارزیابی پتانسیل هیدروکربورزایی ………………………………………۶۲

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                                    صفحه

شکل۲-۱: نقشه خطوط میزان ضخامت سازند آبدراز در بخش­های مختلف حوضه کپه داغ …….. ۱۰

شکل۲-۲: تغییر رخساره­های رسوبی از شرق به غرب در حوضه رسوبی کپه داغ ……………………. ۱۱

شکل۲-۳: موقعیت جغرافیایی و راه دسترسی به برش مورد مطالعه …………………………………….. ۱۳

شکل۲-۴: نمایش مرز زیرین و سنگ شناسی برش مورد مطالعه در ضخامت­های مختلف ………. ۱۴

شکل۲-۵: نمایش خصوصیات سنگ شناسی و نحوه برداشت نمونه­ها …………………………………… ۱۵

شکل۲-۶: نمای کلی از منطقه و نمایش مرز بالایی سازند آبدراز در برش مورد مطالعه ………….. ۱۶

شکل۲-۷: ستون چینه شناسی و نمایش واحدهای سنگ- چینه ای در برش مورد مطالعه …….. ۱۷

شکل۳-۲: گسترش سنی داینوسیست­های سازند آبدراز در برش مورد مطالعه ……………………….۲۳

شکل۴-۱: قرارگیری جایگاه و محدوده گونه­های شاخص در تعیین محیط از نریتیک داخلی تا

نریتیک خارجی ……………………………………………………………………………………………………………..۳۱

شکل۴-۲: نمایش تغییرات فاکتورهای حفاظت از مواد ارگانیکی و فاکتورهای به کار رفته جهت     تعیین شرایط محیط دیرینه سازند آبدراز در برش مورد مطالعه ……………………………………………۳۳

شکل۴-۳: منحنی نوسانات دمایی در طی انبایش رسوبات بر اساس اطلاعات پالینولوژی ………..۳۵

شکل۵-۱: جایگاه نمونه­­های مورد مطالعه بر روی دیاگرام تایسون …………………………………………۴۱

شکل۵-۲: انواع پالینوفاسیس­های شناسایی شده در برش مورد مطالعه ………………………………….۴۱

شکل۵-۳: تفکیک پالینوفاسیس­ها بر مبنای تغییرات ذرات آلی در طول ستون چینه شناسی ….۴۲

شکل۶-۱: شواهد لیتولوژیکی و صحرایی به کار رفته در تفکیک واحدهای سکانسی در برش          مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………………………………………۵۴

شکل۶-۲: تفکیک سکانس­های شناسایی شده در برش مورد مطالعه بر مبنای عناصر پالینولوژیکی…….۵۶

شکل۷-۱: بررسی تغییراتHI/OI و HI/Tmax بر روی نمودار ون-کرولن به منظور شناسایی         نوع هیدروکربور احتمالی ………………………………………………………………………………………………….۶۰

شکل۷-۲: نمایش بلوغ حرارتی نمونه­های مورد پیرولیز قرار گرفته بر روی نمودار ون- کرولن …۶۳

شکل۷-۳: نمودار تغییراتHI/OI(شاخص هیدروژن در برابر اکسیژن) به منظور تعیین نوع        محیط رسوب­گذاری مواد آلی …………………………………………………………………………………………..۶۴

شکل۷-۴: نمودار تغییرات TOC(میزان کل کربن آلی) در مقابل  HI(شاخص هیدروژن)،            در نمونه­های مورد آنالیز قرار گرفته، به منظور شناسایی محیط و شرایط رسوب­گذاری آن­ها …..۶۴