اهمیت Tornacia sarjeantii در پالینوستراتیگرافی رسوبات دونین بالایی غرب گرمابدر شمال شرق تهران

مجموعه میکروفیتوپلانکتون های پالئوزوئیک اغلب شامل آکریتارک ها و سیست نوع خاصی از جلبک های سبز، عموما پرازینوفیت ها ، می باشد. اگر چه کاربرد میکروفسیل های مذکور در مطالعات چینه شناسی و بررسی محیط های رسوبی دیرینه از مدت ها پیش شناخته شده است اما شناسایی اهمیت و کاربرد این گروه از پالینومورف ها در بیوستراتیگرافی به انجام مطالعات بیشتر بستگی دارد (Molyneux et al. 1996). داده های موجود در باره گسترش چینه شناسی و توزیع جغرافیایی میکروفیتوپلانکتون های پالئوزوئیک بسیار پراکنده است. به عنوان مثال، در برخی مناطق دنیا اطلاعات موجود در باره پالینوفلورای رسوبات دونین اصولا برای معرفی و/یا تطابق بیوزون ها بر اساس میکروفیتوپلانکتون ها کافی نیست (Wicander in Molyneux et al. 1996). البته باید به این نکته کاملا مهم و امیدوارکننده نیز اشاره کرد که تقسیم بندی و تطابق محلی و منطقه ای نهشته های دونین
(Playford & Dring 1981; Wicander & Wood 1981; Vanguestaine et al. 1983; Vanguestaine 1986; Wicander 1984; 1986; Le Hérissé 2002; Le Hérissé & Deunff 1988; Vavrdová 1991; Ottone 1996; Higgs et al. 2002; Playford & McGregor 1993; Filipiak 2005; González, Playford & Moreno 2005; González, Moreno & Playford 2005)
بدون شک نتیجه شناخت و توجه روزافزون به اهمیت بالقوه آکریتارک ها و پرازینوفیت ها در پالینوستراتیگرافی رسوبات دوره دونین است. علیرغم وجود گونه ها و/یا مورفوتیپ های مشترک، میکروفیتوپلانکتون های موجود در رسوبات دونین زیرین، میانی، و بالایی به آسانی از یکدیگر قابل تفکیک می باشند. علاوه بر این، اگرچه برخی از میکروفیتوپلانکتون های مربوط به دوره دونین پراکندگی چینه شناسی و گسترش جغرافیایی محدودی دارند اما فرم هایی مانند:
Cymatiosphaera perimembrana, Chomotriletes vedugensis, Gorgonisphaeridium ohioense, Daillydium pentaster, Maranhites britoi, Unellium lunatum, U. piriforme, Tornacia sarjeantii
با دارا بودن پراکندگی جغرافیایی جهانی و نیز گسترش چینه شناسی محدود، ممکن است در تطابق رسوبات دونین در مقیاس جغرافیایی وسیع مورد استفاده قرار گیرند. به عبارت دیگر، علیرغم کاهش قابل توجه تنوع و فراوانی میکروفیتوپلانکتون های دریایی (آکریتارک ها و پرازینوفیت ها) از دوره سیلورین به بعد، برخی از پالینومورف های مذکور در بیوستراتیگرافی نهشته های دونین مناطق مختلف دنیا اهمیت دارند.
بر این اساس، تاکنون بیوزوناسیون های مختلف بر اساس آکریتارک ها (sensu lato) برای دونین مناطقی مانند بلژیک (Martin 1985; Vanguestaine et al. 1983)، آمریکا (Brito 1971; Quadros 1988; Wicander 1975) و آفریقا (Jardiné et al. 1974; Streel et al. 1988) پیشنهاد شده است. به عنوان مثال، Tornacia sarjeantii که از طبقات دونین بالایی تا کربونیفر زیرین مناطقی از دو نیمکره جنوبی و شمالی (Playford 1993) و در ایران از نهشته های دونین البرز و ایران مرکزی (هاشمی و مسعودی 1383، هاشمی و ظاهری 1383، هاشمی و تابع 1384، هاشمی و فهیمی 1384، هاشمی و قربانی نژاد 1386، (Hashemi & Playford 1998 گزارش شده، در پالینوستراتیگرافی رسوبات دونین بلژیک مورد استفاده قرار گرفته است (Vanguestaine 1986, fig. 5f).

چینه شناسی دونین بالایی در شمال ایران
نهشته های دونین شامل توالی نسبتا ضخیمی از کنگلومرا، ماسه سنگ، کوارتزیت، شیل، سیلتستون، و سنگ های کربناته (Stöcklin 1972) در مناطق مختلف کوههای البرز گسترش جغرافیایی بسیار وسیعی داشته و از اطراف ماکو (آذربایجان غربی) در شمال غرب تا مناطق گسترده ای از البرز شرقی دیده می شوند. با توجه به تغییرات جانبی و پایدار لیتوفاسیس، برای معرفی نهشته های این دوره در کوههای البرز سه واحد سنگی شامل سازندهای جیرود (Assereto 1963)، خوش ییلاق (Bozorgnia 1973) و مولی (Alavi & Bolourchi 1973) معرفی شده است. بایوتای متنوعی شامل انواع مختلف میکرو- و ماکروفسیل های گیاهی و جانوری از جمله پالینومورف های خشکی و دریایی با حفظ شدگی متفاوت، از واحدهای سنگی مذکور در کوههای البرز گزارش شده است (Vanguestaine نقل از علوی نائینی 1372، قویدل سیوکی 1355، دشتبان 1373، 1376، اسدی 1376، جعفری زاده 1376، هاشمی و ظاهری 1383، هاشمی و مسعودی 1383، شوشتری زاده و همکاران 1384، هاشمی و فهیمی 1384، تابع 1386، حسینی نژاد و همکاران 1386، هاشمی و قربانی نژاد 1386، هاشمی و فرهادیانی 1387Gaetani 1965; Sartenaer 1964; Kimyai 1972; 1979; Bozorgnia 1973; Coquel et al. 1977; Ghavidel-Syooki 1994; 1995; Dashtban & Racheboeuf 2001; Hashemi & Fahimi 2006). رسوبات دونین در البرز مرکزی (سازند جیرود) از کنگلومرا، ماسه سنگ، کوارتزیت، شیل، سیلتستون، با میان لایه هایی از آهک های تیره رنگ فسیل دار (اغلب براکیوپودا) تشکیل شده و معمولا بین دو ناپیوستگی قرار دارند. هم اکنون سازند جیرود فقط به عضو A واحد سنگی مذکور (Assereto & Gaetani 1964) اطلاق شده و عضوهای B-D معادل جانبی سازند مبارک می باشند (Glaus 1965; Allenbach 1966; Stepanov 1967). با توجه به تنوع و فراوانی براکیوپودا در رسوبات سازند جیرود،Gaetani (1965) سه بیوزون تجمعی تحت عنوان Ptychomaletoechia elburzensis, P.? detidialis, and Productella zones به سن فرازنین- فامنین در مقطع تیپ این واحد سنگی معرفی کرد. وی همچنین بر اساس وجود ماکروفسیل های گیاهی با حفظ شدگی ضعیف و قابل شناسایی در حد بالاتر از جنس (niveau à plantes d’âge Famennien supérieur of Sartnaer 1964) یک زون را نیز در بالاترین قسمت سازند جیرود در مقطع تیپ معرفی کرد. لازم به ذکر است که افق مذکور با ویژگی های تقریبا مشابه در برش چینه شناسی مورد مطالعه نیز وجود دارد.

نمونه های مورد مطالعه و روش کار
برش چینه شناسی مورد مطالعه در 35 کیلومتری شمال شرق تهران و 3 کیلومتری غرب گرمابدر، در حاشیه جاده آسفالته فشم- گرمابدر قرار دارد (شکل 1).

شکل 1) راههای ارتباطی و موقعیت جغرافیایی برش چینه شناسی مورد مطالعه در غرب گرمابدر، شمال شرق تهران.

در این برش چینه شناسی، سازند جیرود شامل توالی ضخیمی از نهشته های آواری همراه با میان لایه هایی از سنگ آهک های فسیل دار است که با ناپیوستگی فرسایشی روی سنگ های سازند میلا (کامبرین زیرین) و با نانکانفورمیتی زیر طبقات سازند مبارک (کربونیفر زیرین) قرار دارد (شکل 2). برای انجام این مطالعه 86 نمونه از افق های با لیتولوژی مناسب از نظر وجود پالینومورف ها (Traverse 2007) برداشت شد. موقعیت چینه شناسی نمونه های مذکور روی ستون لیتوستراتیگرافی سازند جیرود در برش چینه شناسی گرمابدر نشان داده شده است (شکل 2).

شکل 2) ستون لیتوستراتیگرافی سازند جیرود در مقطع چینه شناسی غرب گرمابدر، نمایش پراکندگی چینه شناسی پالینومورف های (میکروفیتوپلانکتون های دریایی و اسپورها) موجود در نهشته های مذکور، اولین افق وجود (FOO)، آخرین افق حضور (LOO)، و تغییر در فراوانی نسبی Tornacia sarjeantii در رسوبات مورد مطالعه.
برای جداسازی پالینومورف ها از رسوبات در برگیرنده و افزایش فراوانی نسبی آنها، از روش HCL-HF-HCL و تکنیک های مورد استفاده در آزمایشگاههای پالینولوژی (Wood et al. 1996; Traverse 2007) استفاده شده است.

پالینوستراتیگرافی
اگرچه داده های موجود نشان دهنده آن است که برخی از میکروفیتوپلانکتون های دوره دونین پراکندگی جغرافیایی بسیار وسیعی دارند (Molyneux et al. 1996) اما تاکنون در مقیاس جهانی هیچگونه بیوزوناسیون با استفاده از آکریتارک ها و سیست پرازینوفیت ها برای نهشته های این دوره پیشنهاد نشده است. این موضوع معمولا به کمبود توالی های چینه شناسی با کنترل قابل قبول در باره تعیین سن نسبی آنها و همچنین به ابهام در شناسایی تعدادی از فرم های فسیلی موجود در رسوبات مذکور نسبت داده شده است (Wicander & Playford 1985). علاوه بر این، کاهش قابل ملاحظه تنوع و فراوانی میکروفیتوپلانکتون های دریایی که از سیلورین میانی آغاز شد و با تغییراتی در طی دونین پسین ادامه یافت را نیز باید در نظر داشت (Tappan 1980; Strother 1996). همچنین، در بسیاری از اجتماعات میکروفیتوپلانکتون های دونین، اغلب فرم های موجود دارای پراکندگی زمانی طولانی بوده و بنابراین برای تطابق چینه شناسی در مسافت های دور مناسب نیستند. ضمنا لازم به ذکر است که در مورد موقعیت چینه شناسی دقیق برخی از آکریتارک ها و پرازینوفیت های دونین، که مکررا از مناطق مختلف دنیا گزارش شده اند، نیز تردیدهایی وجود دارد (Playford 1977).
مطالعات انجام شده (برای خلاصه نگاه کنید به تابع 1386Hashemi & Playford 1998; ) نشان می دهد پالینوفلورای متنوعی با حفظ شدگی کاملا متفاوت در توالی های دونین بالایی البرز، ایران مرکزی، و زاگرس وجود دارد. در اغلب نمونه های سازند جیرود در مقطع چینه شناسی غرب گرمابدر، شمال شرق تهران، مجموعه متنوعی شامل میکروفیتوپلانکتون ها (پرازینوفیت ها و آکریتارک ها)، اسپورها، کریپتوسپورها، کیتینوزوآها، و اسکولکودونت ها با حفظ شدگی بسیار خوب وجود دارند. در پالینوفلورای مذکور میکروفیتوپلانکتون ها و اسپورها تنوع و فراوانی قابل توجهی دارند. میکروفیتوپلانکتون ها دارای مورفولوژی متنوع و شامل فرم های با وزیکل فاقد تزئینات و دارای زوائد می باشند. انواع میکروفیتوپلانکتون های دارای زوائد، شامل نمونه های با زوائد solid (فضای وزیکل بدون ارتباط با فضای زوائد) مانند Ammonidium loriferum (Deunff) همراه با انواعی از فرم های دارای زوائد hollow (فضای داخل وزیکل در ارتباط با فضای درون زوائد) از جمله T. sarjeantii Stockmans & Willière 1966 می باشند. در پالینوفلورای مورد مطالعه، T. sarjeantii با فراوانی قابل توجه و حفظ شدگی بسیار خوب (Plate 1) در نمونه های شماره 18 تا 78 (شکل 2) دیده شده است. بنابراین، range biozone T. sarjeantii به ضخامت 118 متر و با مرزهای مبتنی بر اولین افق حضور و آخرین افق وجود این گونه شاخص در قسمتی از شیل ها، ماسه سنگ ها، و آهک های ماسه ای و رسی سازند جیرود معرفی می شود (شکل 2). بر مبنای مطالعه بیش از 150 نمونه، این گونه دارای وزیکل تقریبا دایره ای شکل، به قطر 25 تا 42 میکرون، و ضخامت دیواره تقریبا 1 میکرون بوده و فاقد تزئینات است. همچنین، در حاشیه وزیکل 12 تا 15 زائده هم شکل (تقریبا ً‌مخروطی شکل) به طول 3 تا 7 میکرون، و پهنای قاعده ای 5/1 تا 3 میکرون، و مرتبط با فضای داخلی وزیکل وجود دارند. ساختمان باز شدگی از نوع سیکلوپایلوم به قطر 13 تا 22 میکرون در وزیکل برخی از نمونه های مورد مطالعه دیده می شود.
این گونه، با گسترش چینه شناسی وسیع در طبقات فرازنین- تورنزین هر دو نیمکره شمالی و جنوبی، اولین بار توسط Stockmans & Willière (1966) از لایه های فامنین- تورنزین و توسط Becker et al. (1974) و Vanguestaine (1986) از طبقات دونین بالایی بلژیک، استرونین- تورنزین ولز (McNestry 1988)، فرازنین استرالیا (Playford 1976 ; Colbath 1990) طبقات فامنین چین (Gao Lianda 1986) گزارش شده است. در ایران Tornacia sarjeantii تاکنون در نهشته های فرازنین نواحی مختلف البرز و ایران مرکزی (محمدبیگی 1370، Hashemi & Playford 1998، مسعودی 1384، هاشمی و ظاهری 1383، فهیمی 1385، تابع 1386، هاشمی و فرهادیانی 1387) یافت شده که نشان دهنده پالئوبیوژئوگرافی بسیار وسیع این گونه در محیط های رسوبی مختلف دونین پسین ایران مرکزی و البرز است. لازم به ذکر است که عدم گزارش این گونه از رسوبات سازند جیرود در برش چینه شناسی امام زاده هاشم، البرز مرکزی (Ghavidel-Syooki 1994) علیرغم وجود آن در سایر مقاطع چینه شناسی این واحد سنگی در بخش مرکزی کوههای البرز، غیرمعمول به نظر می رسد. این گونه تاکنون از نهشته های دونین منطقه زاگرس نیز گزارش نشده است (Ghavidel-Syooki 1988). بنابراین از نظر پالئوبیوژئوگرافی، T. sarjeantii در اواخر دونین پسین احتمالا محدود به زیستگاههایی در ایران مرکزی و البرز بود. اگر این نتیجه گیری صحیح باشد می توان گفت این گونه حداقل برای تطابق ناحیه ای رسوبات دونین بالایی در مناطق شمال و شمال شرق گسل اصلی زاگرس اهمیت دارد.
از پالینومورف های همراه این گونه که سن دونین پسین (فرازنین- فامنین) را پیشنهاد می کنند می توان به
Daillydium pentaster, Papulogabata annulata, P. lobata, Cymatiosphaera perimembrana, C. radiosepta, Veryhachium inflatum, Maranhites britoi, Chomotriletes vedugensis, C. bistchoensis, Deltotosoma intonsum, Stellinium micropolygonale, S. comptum, Unellium piriforme, U. lunatum, Lophosphaeridium umbunatum, Villosacapsula rosendae, Saharidia lusca, Striatostellula sparsa, Dictyotidium craticulum, D. araiomegaronium, Retusotriletes distinctus, R. rugulatus, Dictyotriletes australis, Ancyrospora ancyrea, Teichertospora torquata, Geminospora lemurata, Leiotriletes inermis, Diducites mucronatus, Cymbosporites catillus
اشاره کرد. همانطور که قبلا نیز اشاره شد در حال حاضر در مقیاس جهانی هیچگونه بیوزوناسیون بر اساس میکروفیتوپلانکتون های دریایی دونین وجود ندارد. این در حالی است که با توجه به گسترش چینه شناسی این گروه از پالینومورف ها، بیوزوناسیون های محلی متفاوتی برای افق های زمانی مختلف دوره دونین پیشنهاد شده است (Molyneux et al. 1996). به هنگام مقایسه و تطابق بیوزوناسیون های مذکور باید به این نکته نیز توجه داشت که اگر چه برخی از فرم های دونین پسین مانند U. lunatum, U. piriforme, Daillydium pentaster دارای گسترش جغرافیایی در مقیاس جهانی می باشند اما تفاوت های کاملا مشخصی از نظر ترکیب محتوی فسیلی بین اجتماعات میکروفیتوپلانکتون های دونین مربوط به مناطقی نظیر گندوانا و اروپا-آمریکا وجود دارند (Vanguestaine 1986; Streel et al. 1988).
مطالعه میکروفیتوپلانکتون های دونین پسین از نیمه دوم قرن میلادی گذشته مورد توجه قرار گرفت و بخش اعظم این مطالعات، به ترتیب فراوانی، در آمریکای شمالی (Staplin 1961; Playford 1977; Wicander & Loeblich 1977; Wicander 1974; 1975; 1983; 1986; Molyneux et al. 1984; Wicander & Playford 1985; Turner 1986; 1991; Playford & McGregor 1993)
اروپا (عموما نهشته های دونین بالایی در اروپای غربی)
(Stockmans & Willière 1960 ; 1962a , b, 1969 ; 1974 ; Bain & Doubinger 1965 ; Deunff 1965 ; 1981 ; Górka 1974a , b, Vanguestaine 1978 ; 1986 ; Martin 1981, 1982, Loboziak et al. 1983 ; Vanguestaine et al. 1983 ; Amirie 1984 ; Higgs et al. 2002 ; Le Hérissé 2002 ; González, Playford & Moreno 2005)
مناطقی در آمریکای جنوبی (شامل برزیل و آرژانتین) (Daemon 1974; Brito 1978; Pöthe de Baldis 1979)، آفریقا (عموما در شمال آفریقا شامل الجزایر و لیبی) (Jardinė et al. 1972; 1974; Streel et al. 1988)، استرالیا (Playford & Dring 1981; Colbath 1990)، و آسیا (Sheshegova 1971; Lu & Wicander 1988; Ghavidel-Syooki 1995; Hashemi & Playford 1998)
انجام شده است. در نتیجه، بیوزوناسیون های محلی با استفاده از میکروفیتوپلانکتون های دونین پسین در بلژیک (Vanguestaine et al. 1983; Vanguestaine 1986)، آمریکای شمالی (Wicander 1975)، مناطقی در شمال آفریقا (Jardinė et al. 1974)، و همچنین در آمریکای جنوبی (Brito 1971; Quadros 1988) معرفی شده اند (شکل 3).
با توجه به نحوه پراکندگی چینه شناسی میکروفیتوپلانکتون ها، دو الگوی بیوزوناسیون یکی رسمی (Vf: Visbysphaera? fecunda, Vg: Villosacapsula globosa, Bm: Baltisphaeridium medium, Bb: Baltisphaeridium basiconstrictum, and Pw: Puteoscortum williereae) و دیگری غیر رسمی (I-V) در رسوبات فرازنین بالایی- فامنین زیرین بلژیک (Vanguestaine et al. 1983; Martin 1985) پیشنهاد شده است. Vanguestaine (1986) ضمن مقایسه و هم ارزی بیوزون های ارائه شده در مطالعات مذکور (Vf=I, Vg=II, Bm+Bb=III, Pw=IV+V) و با در نظر گرفتن گسترش چینه شناسی گونه هایی نظیر V. fecunda B. medium, P. williereae, Tornacia sarjeantii, و Gorgonisphaeridium winslowiae پنج بیوزون رسمی برای نهشته های دونین بالایی بلژیک معرفی کرد. قسمتی از range biozone T. sarjeantii معرفی شده در این مطالعه، علیرغم دارابودن ترکیب فسیلی بسیار متفاوت، از نظر پراکندگی چینه شناسی با مجموعه بیوزون های مذکور مطابقت دارد.
در رسوبات فامنین بالایی- استرونین (Strunian) اوهایو، آمریکا، پنج بیوزون رسمی بر پایه پراکندگی چینه شناسی Cymatiosphaera labyrinthica, Muraticavea enteichia, Gorgonisphaeridium winslowiae, Acriora petala و Navifusa drosera معرفی شده است (Wicander 1975). بیوزون معرفی شده در نهشته های مورد مطالعه و مجموعه بیوزون های Me, Ap, Go و قسمتی از Cl، اگرچه تفاوت های تاکسونومیک کاملا مشخصی نشان می دهند، از نظر زمانی تقریبا مطابقت دارند.
در توالی متعلق به دونین پسین حوضه Illizi-Tinrhert الجزایر، بر اساس گسترش چینه شناسی آکریتارک ها، چهار بیوزون غیر رسمی (L4-L7) معرفی شده است (Jardiné et al. 1974). در بیوزون های مذکور فرم های معمولا بومی نظیر جنس های Horologinella, Umbellasphaeridium و Crassiangulina وجود دارند که بندرت از نهشته های تقریبا هم زمان خارج از قاره گندوانا گزارش شده اند. با توجه به عدم وجود جنس های مذکور در رسوبات سازند جیرود در برش چینه شناسی گرمابدر و ترکیب کاملا متمایز پالینوفلورای مورد مطالعه، range biozone T. sarjeantii فقط از نظر پراکندگی زمانی با مجموعه بیوزون های L4-L6 و قسمتی از L7 قابل مقایسه است.
همچنین برای دونین بالایی برزیل در حوضه های Maranhão و Solimões به ترتیب چهار (O, P, Qs, Qi) و دو (Sl, Pl) بیوزون به طور غیر رسمی پیشنهاد شده است (Brito 1971; Quadros 1988). علیرغم وجود اختلافات تاکسونومیک کاملا مشخص بین میکروفلورهای دونین پسین البرز مرکزی و برزیل، مجموعه بیوزون های Pl, P, Qs, Qi و قسمتی از بیوزون O فقط از دیدگاه گسترش چینه شناسی با range biozone T. sarjeantii پیشنهاد شده در سازند جیرود در مقطع چینه شناسی گرمابدر مطابقت دارند. تطابق و مقایسه بیوزون ارائه شده در این مطالعه با الگوهای بیوزوناسیون مبتنی بر استفاده از میکروفیتوپلانکتون ها برای نهشته های دونین بالایی مناطق مختلف دنیا در شکل 3 نمایش داده شده است.

شکل 3) تطابق و مقایسه بیوزون پیشنهاد شده در این مطالعه با سایر بیوزوناسیون های ارائه شده با استفاده از میکروفیتوپلانکتون های دریایی در نهشته های دونین بالایی دیگر مناطق دنیا. 1: سازند جیرود در برش چینه شناسی گرمابدر، البرز مرکزی، شمال شرق تهران 2: الجزایر (Jardiné et al. 1974) 3 و 4: برزیل (Brito 1971; Quadros 1988) 5: آمریکا (Wicander 1975) 6 و 7: بلژیک (Vanguestaine et al. 1983; Martin 1985).

نتیجه گیری

در نهشته های سازند جیرود در برش چینه شناسی غرب گرمابدر، شمال شرق تهران، پالینوفلورای کاملا متنوعی شامل انواع میکروفیتوپلانکتون ها (آکریتارک ها و سیست پرازینوفیت ها)، اسپورها، کریپتوسپورها، کیتینوزوآها، و اسکولوکودونت ها با حفظ شدگی بسیار خوب وجود دارند. در پالینوفلورای مورد مطالعه، میکروفیتوپلانکتون های دریایی و اسپورهای گیاهان خشکی تنوع و فراوانی نسبی بیشتری دارند و در بین آنها فرم های با پراکندگی چینه شناسی شناخته شده در رسوبات دونین بالایی نیز به فراوانی دیده می شوند. با توجه به اولین افق وجود (FOO) و آخرین افق حضور (LOO) متعلق به Tornacia sarjeantii در رسوبات سازند جیرود در برش چینه شناسی مورد مطالعه، یک بیوزون تحت عنوان range biozone T. sarjeantii به ضخامت 118 متر و به سن دونین پسین (فرازنین-فامنین) معرفی و با سایر بیوزون های ارائه شده بر اساس میکروفیتوپلانکتون های دریایی دونین پسین سایر نقاط دنیا (آمریکا، اروپا، و آفریقا) مقایسه شده است.