تحليل ريزرخساره‌ها و پتروفاسيس‌ها، ويژگي‌هاي دياژنتيكي و شرايط محيطي سازند فراقان در بخش مرکزی خلیج‌فارس
محورهای موضوعی :جواد امرائي 1 , پيمان رضائي 2 * , عبدالحسین امینی 3 , سید محمد زمانزاده 4 , وحید توکلی 5
1 - گروه زمين‌شناسي، دانشکده علوم پایه، دانشگاه هرمزگان
2 - دانشگاه هرمزگان
3 - دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران
4 - دانشگاه تهران
5 - زمین‌شناسی
کلید واژه: پالئوزوئیک تحليل رخساره‌ایسازند فراقان شرايط محيطي خليج‌فارس,
چکیده مقاله :
حضور سازند آواری فراقان (پرمين پيشين، ساكمارين) در رخنمون‌های متعدد در زاگرس و برخی چاه‌های حفاری شده در خلیج‌فارس از وجود یک سیستم آواری گسترده در شمال شرقی ورقه عربی حکایت دارد. مرز زیرین این سازند با سازند ماسه‌سنگی زاکین (دونین) ناپیوسته و مرز بالایی آن با سازند دالان (پرمین) به‌صورت تدریجی است. در این مطالعه سازند فراقان در يكي از چاه‌هاي بخش مركزي خليج‌فارس و بر اساس مقاطع‌نازك تهيه شده از خرده‌حفاری مورد بررسي قرار گرفته است. سازند فراقان در منطقه مورد بررسی، شامل پتروفاسيس‌هاي كوارتزآرنايت، سيلتستون ماسهاي و رس‌سنگ ماسهاي و ريزرخساره‌هاي گلسنگ آهكي، وكستون بايوكلستي و پكستون بايوكلستي است. بر اساس مشخصات رسوب‌شناسی یک محيط ساحل خطي شامل زيرمحيط‌هاي دشت سيلابي، ساحلي و دور از ساحل برای این سازند تعیین شده است. عوارض اصلي دياژنتیکی در این سازند شامل فشردگي، انحلال، سیمانی شدن، نوشكلي، سريسيتي‌شدن و دولوميتي‌شدن است. ناهمنگی در ترکیب سنگ‌شناسی و تنوع شرايط محيطي و عوارض دیاژنتیکی شرایط مساعدی برای مطالعه ذخیره هیدروکربور در این سازند ایجاد نموده است.
Clastic deposits of the Faraghan Formation (Late Permian, Sakmarian) are present in different outcrops in the Zagros area and some wells in the Persian Gulf Basin. The presence of these clastics represents the existence of an extended clastic system on the north-east of the Arabian plate. The Faraghan Formation unconformably overlies Zakeen sandstone (Devonian) and grades upward into Dalan carbonate (Upper Permian). To study the Faraghan Formation some thin sections were prepared from cuttings of some wells in the central part of the Persian Gulf and then they were studied. Results show of this study that the Faraghan Formation consists of quartz arenite, sandy siltstone and sandy claystone petrofacies and carbonate mudstone, bioclast wackestone and bioclast packstone microfacies. Based on sedimentary characteristics and spatial relationships between the petrofacies, this formation was deposited on a linear shoreface environment (floodplain, shoreface and offshore sub-environments). Main diagenetic processes consist of compaction, dissolution, cementation, neomorphism, sericitization and dolomitization. Heterogeneity of the Faraghan Formation lithology and variety of environmental conditions and diagenetic features make this formation a good candidate for hydrocarbon reservoir studies.
آقا نباتي، سيد. علي. 1387. فرهنگ چينه‌شناسي ايران، جلد دوم (دونين-پرمين)، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني، 1297-660.
اميربهادر، ليلا، رحیم‌پور بناب ، حسين و آرين، مهران، 1392. بررسي تغييرات سطح نسبي آب دريا بر اساس تحولات رخساره‌اي پرمين پاياني، مثالي از عضو دالان بالايي در ميدان پارس جنوبي، علوم زمين، 95، 274-263.
زلیخایی. يوسف، ۱۳۹۳. مقایسه خاستگاه سازندهای زاکین و فرقان در پسکرانه بندرعباس به‌منظور استفاده از نتایج در تجزیه و تحلیل شرایط محیطی آنها. پایان‌نامه کارشناسی ارشد.
زمان زاده، سيد محمد، ۱۳٨۷. مشخصات سنگ‌شناسی، محیط رسوبی و چینه نگاری سکانسی سازندهای زاکین و فراقان در مقطع تیپ، شمال بندرعباس. رساله دکترا.
قويدل سيوکى، محمد، 1369. مطالعه اكريتارك‌ها و كيتونوزوآهاي سازندهاي ميلا، ايلبك، زردكوه و فراقان در ناحيه زردكوه و انطباق آنها با سكانس پالئوزوئيك ناحيه چاليشه و دارنگ، مجموعه مقالات سمپوزيوم دياپيريسم با نگرشي ويژه به ايران (جلد اول)، 218-141.
قويدل سيوکى، محمد، 1377. بررسى رسوب‌هاى پالئوزوئيک بالايى در حوضه زاگرس و معرفى سازند زاکين در کوه فراقون، فصلنامه علمى علوم زمين، سال هفتم، 73- 54.
گزارش داخلي شركت نفت و گاز پارس (منتشر نشده)، 1396. 355.
مهدي‌نيا، مهدي و موسوي حرمي سيد رضا، 1388. پتروگرافي و تفسير محيط رسوب‌گذاري نهشته‌هاي پرمين پيشين (سازند فراقان) در ميدان گلشن در خلیج‌فارس. رسوب و سنگ رسوبي، 2، 6، 11-1.
Ahr, W. M., 2008. Geology of carbonate reservoir, John Wiley and Sons, Chichester, 296.
AI-Dajani, A.F., Burns, D. and Toksoz, N.M., 2000. Aeolian and Fluvial depositional systems discrimination in wireline logs: Unayzah Formation, central Saudi Arabia, GeoFrontier, 3, 25–43.
Al-Ramadan, K., 2014. Illitization of Smectite in Sandstones: The Permian Unayzah Reservoir, Saudi Arabia, Arabian Journal for Science and Engineering , 39,407–412
Baccelle, L. and Bosellini, A., 1965. Diagrammi per la stima visiva della composizione percentuale nelle rocce sedimentary. Annali dell Universita di Ferrara Wuova serial, Sezione IX, Scienze geologiche e paleontologiche 4, 117-53.
Besse, J., Torcq, F., Gallet, Y., Ricou, L. E., Krystyn, L. and Saidi, A., 1998. Late Permian to Late Triassic palaeomagnetic data from Iran: Constrains on the migration of the Iranian block through the Tethyan Ocean and initial destruction of Pangea: Geophysical Journal International, 135, 77–92.
Birkle, P., Jenden, P.D. and Al-Dubaisi, J.M., 2013. Origin of formation water from the Unayzah and Khuff petroleum reservoirs, Saudi Arabia, Procedia Earth and Planetary Science 7, 77-80.
Cocks, L. M. R. and Torsvik, T. K., 2002. Earth geography from 500 to 400 million years ago: A faunal and palaeomagnetic review: Journal of the Geological Society, 159, 631–644.
Curtis, C.D., 1983. Geochemistry of porosity enhancement and reduction on clastic sediments. In: Petroleum Geochemistry and Exploration of Europe (Ed. J. Brooks). Special Publication of Geological Society of London, 12, 113-125.
Dercourt, J., Ricou, L. E. and Vrielynck, B., 1993. Atlas Tethys palaeoenvironmental maps: Paris, Gauthier-Villars, 307.
Dunham, R. J, 1962. Classification of carbonate rock according to depositional texture, AAPG Memoir 1, 108-121.
Flugel, E., 2010. Microfacies of Carbonate rocks, Analysis, Interpretation and Application, Second Edition, Spring-Verlog, Berlin, 1006.
Folk, R. L., 1974. Petrology of sedimentary rocks: Hemphill Publishing Co., Austin, Texas, 182.
Friedman, G. M., 1965. Terminology of crystallization texture and fabrics in sedimentary rocks, Journal of Sedimentary Petrology, 35, 643-655.
Ghavidel Syooki, M., 1986. Palynological Study and Age Determination of Faraghan Formation in Kuh-e Gahkum Region at Southeast of Iran: Journal of Science, Iran, 1-2, 11-28.
Ghavidel Syooki, M., 1988. Palynological study and age determination of Faraghan Formation in Kuh-e-Gahkum region at southeast of Iran, Journal of Science, Iran, 15, 1 and 2, 11-28.
Ghavidel Syooki, M., 1990. The encountered acritarchs and chitinozoan from Mila, Ilebeyk, Zardkuh formations in Tang-eIlebeyk at Zard-kuh region and their correlation with Paleozoic sequence in Chali-Sheh area in Zagros Basin of Iran. Symposium on Diapirism with Special Reference to Iran, Geological Survey of Iran 1, 141-218.
Ghavidel Syooki, M., 1997. Palynostratigraphy and paleogeography of Early Permian strata in the Zagros Basin, Southeast-southwest Iran. J. Sci. Islam. Repub. Iran 8, 243-261.
Ghavidel Syooki, M., 1999. Investigation on the Upper Paleozoic Strata in Tang-e- Zakeen and Introducing Zakeen Formation, Kuh-e-Faraghan Zagros Basin, Southern Iran: Geological. Survey of Iran, Geoscience Quarterly Journal, 29-30, 54-73.
Ghavidel Syooki, M., 2003. Palynostratigraphy of Devonian sediments in the Zagros Basin, southern Iran. Review of Palaeobotany and Palynology. 127, 241-268.
Insalaco E., Virgone A., Courme B., Gaillot J., Kamali M., Moallemi A., Lotfpout M. and Monibi S., 2006. “Upper Dalan Member and Kangan Formation between the Zagros Mountains and offshore Fars,” Iran: Depositional system, biostratigraphy and stratigraphic architecture. GeoArabia, 11, 75–176.
Kamali, M. R. and Rezaee, M. R., 2003. Burial history reconstruction and thermal modeling at Kuh-e Mond, SW Iran, 26, 4, 415-46.
Lewis D. W. and McConchie, D., 1994. Practical Sedimentology. 2nd Ed., IX+ NewoYork, London, Champton & Hall, 123.
Lucia, F. J., 2007. Carbonate reservoir characterization, Second edition, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 236.
MacDonald, R., Hardman, D., Sprague, R., Meridji, Y., Mudjiono, W., Galford, J., Rourke, M., Dix, M. and Kelton, M., 2010. Using elemental geochemistry to improve sandstone reservoir characterization: a case study from the Unayzah interval of Saudi Arabia, SPWLA 51st Annual Logging Symposium, 19-23, 2010.
Mattes, B.W. and Montjoy, E.W., 1980. Burial Dolomitization of Upper Devonian Miette buildup, Jasper National Park, Alberta, in: Zenger, D.H., Dunham, J.B. and. Ethington, R.L eds., Concepts and Models of Dolomitization. SEPM Special. Publication, 28, 250-297.
McHargue, T.R. and Price, R.C., 1982. Dolomite from Clay in Argillaceous or Shale Associated Marine Carbonates: Journal of Sedimentary Petrology, 52, 873-880.
Mckay, J.L., Longstaffe, F.J. and Plint, A.G., 1995. Early Diagenesis and Its Relationship to Depositional Environment and Relative Sea-Level Fluctuations (Upper Cretaceous Marshybank Formation, Alberta and British Columbia): Sedimentology, 42, 161-190.
Metcalfe, I., 2002. Tectonic history of the SE Asian–Australian region: Advances in Geoecology, 34, 29–48.
Mollazal, Y., 1965. The geology of the Kuh-e Neyse and adjoining area. Report, 1098.
Moor, C. H., 1989. Carbonate diagenesis and porosity. Elsevier, Development in sedimentology 46, 338.
Moore, C. H. and Wade, W. J., 2013. Carbonate reservoir: porosity, evolution and diagenesis in a sequences stratigraphic framework: Second edition, Elsevier, 369.
Muttoni, G., Kent, D. V., Garzanti, E., Brack, P., Abrahamsen, N. and Gaetani, M., 2003. Early Permian Pangea ‘B’ to Late Permian Pangea ‘A’: Earth and Planetary Science Letters, 215, 379–394.
Muttoni, G., Kent, D. V., Garzanti, E., Brack, P., Abrahamsen, N. and Gaetani, M., 2004. Erratum to “Early Permian Pangea ‘B’ to Late Permian Pangea ‘A’”: Earth and Planetary Science Letters, 218, 539–540.
Muttoni, G., Mattei, M., Balini, M., Zanchi, A., Gaetani, M. and Berra, F., 2009a. The drift history of Iran from the Ordovician to the Triassic, in M.-F. Brunet, M. Wilmsen, and J. W. Granath, eds., South Caspian to Central Iran Basins: GSL Special Publications 312, 7–29.
Nicol, G.A. and Kheradpir, A., 1972. Interoffice Memo. (Unpub).
Pettijohn, F. J. Seever, R. and Potter, P. E., 1975. Sand and Sandstone, 2nd ed., Springer Verlog-New Yourk, 328.
Ronchi, P., Ortenzi, A., Borromeo, O., Claps, M., Zempolich, W. G., 2010. Deposiional setting and diagenetic processes and their impact on the reservoir quality in the late Visean-Bashkirian Kashagan carbonate platform (Pre-Caspian Basin, Kazakhstan). American Association of Petroleum Geologist, 94, 9, 1313-1348.
Sengör, A. M. C., 1979. Mid-Mesozoic closure of Permo-Triassic Tethys and its implications: Nature, 279, 590–593.
Sharland, P. R., Archer, R., Casey, D. M., Davies, R.B., Hall, S.H., Heward, A.P., Horbury, A.D. and M. D. Simmons, 2001. Arabian Plate sequence stratigraphy. GeoArabia Special Publication 2, GulfPetroLink, Bahrain, 371, with 3 charts.
Szabo, F., 1977. Permian Triassic stratigraphy, Zagros Basin, southwest Iran, Report 1261.
Szabo, F., Rask and Khosravi, S., 1977. Permian and Triassic Stratigraphy, Zagros Basin (Unpublished report).
Taghavi, A. A., Mark, A. and Emadi, M. A., 2006. Sequence Stratigraphically controlled diagenesis govern reservoir qualityin the carbonate Dehloran Field, Southwest, Iran, Petroleum Geoscience, 12, 115-126.
Tucker, M.E., 2001. Sedimentary petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. Blackwell Scientific Publications, 260.
Worden, R.H. and Morad, S., 2000. Quartz cementation in oil field sandstones: a review of the key controversies. In: Worden, R.H. and Morad, S, (Eds), Quartz Cementation in Sandstones. International Association of Sedimentologists, Special Publication 29, 1-20.
Zamanzadeh, S. M., Mirzaei, S., Sardar Abadi, M. and Poosti, M., 2011. Diagenetic factors controlling reservoir quality in the Faraghan Fm. Energy Exploration and Exploitation, 29, 109-128.
Zamanzadeh, S. M., Amini A. H. and Rahimpour Bonab, H., 2009. Eogenetic dolomite cementation in Lower Permian reservoir sandstones, southern Zagros, Iran,Geology Journal, 44, 501–525.
Zeigler, M. A., 2001. Late Permian to Holocene paleofacies evolution of the Arabian plate and it's hydrocarbon occurrence. Geo Arabia, 6, 3, 445-504.
تحليل ريزرخساره‌ها و پتروفاسيس‌ها، ويژگي‌هاي دياژنتيكي و شرايط محيطي سازند فراقان در بخش مرکزی خلیج‌فارس
جواد امرائي1، پيمان رضائي (2 و1*) ، عبدالحسين اميني3، سيد محمد زمانزاده4 و وحيد توكلي5
1. دانشجوي دكتراي گروه زمين‌شناسي، دانشکده علوم پایه، دانشگاه هرمزگان
2. دانشيار گروه زمين‌شناسي، دانشکده علوم پایه، دانشگاه هرمزگان
3 استاد دانشكده زمين‌شناسي، پردیس علوم، دانشگاه تهران
4 دانشيار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران
5 دانشيار دانشكده زمين‌شناسي، پردیس علوم، دانشگاه تهران
تاریخ دریافت: 16/5/97
تاریخ پذیرش: 30/8/97
چكيده
حضور سازند آواری فراقان (پرمين پيشين، ساكمارين) در رخنمون‌های متعدد در زاگرس و برخی چاه‌های حفاری شده در خلیج‌فارس از وجود یک سیستم آواری گسترده در شمال شرقی ورقه عربی حکایت دارد. مرز زیرین این سازند با سازند ماسه‌سنگی زاکین (دونین) ناپیوسته و مرز بالایی آن با سازند دالان (پرمین) به‌صورت تدریجی است. در این مطالعه سازند فراقان در يكي از چاه‌هاي بخش مركزي خليج‌فارس و بر اساس مقاطع‌نازك تهيه شده از خرده‌حفاری مورد بررسي قرار گرفته است. سازند فراقان در منطقه مورد بررسی، شامل پتروفاسيس‌هاي كوارتزآرنايت، سيلتستون ماسهاي و رس‌سنگ ماسهاي و ريزرخساره‌هاي گلسنگ آهكي، وكستون بايوكلستي و پكستون بايوكلستي است. بر اساس مشخصات رسوب‌شناسی یک محيط ساحل خطي شامل زيرمحيط‌هاي دشت سيلابي، ساحلي و دور از ساحل برای این سازند تعیین شده است. عوارض اصلي دياژنتیکی در این سازند شامل فشردگي، انحلال، سیمانی شدن، نوشكلي، سريسيتي‌شدن و دولوميتي‌شدن است. ناهمنگی در ترکیب سنگ‌شناسی و تنوع شرايط محيطي و عوارض دیاژنتیکی شرایط مساعدی برای مطالعه ذخیره هیدروکربور در این سازند ایجاد نموده است.
واژه‌هاي كليدي: پالئوزوئیک، تحليل رخساره‌ای، سازند فراقان، شرايط محيطي، خليج‌فارس.
مقدمه
نهشته‌هاي آواري پالئوزوييك زاگرس نخستين بار در كوه فراقان(Mollazal, 1965; Nicol and Kheradpir, 1972; Szabo, 1977) و كوه گهكم (Szabo, 1977) مورد بررسی قرار گرفتند و كميته ملي چينه‌شناسي ايران نام فراقان را براي اين نهشته‌ها انتخاب كرد. بررسی‌های پالينولوژي، سن پرمين زيرين (ساكمارين) را براي اين سازند مشخص كرده‌است (Ghavidel Syooki, 1986, 1988, 1990, 1997a, 1999, 2003) . اين سازند در بخش‌هاي مختلفي از ايران نظير اشترانكوه، زردكوه، چاليشه، كوه دينار، كوه گهكم، كوه سورمه، كوه فراقان و كوه سياه دارای رخنمون است و علاوه بر این، سازند فراقان در حفاری‌های صورت گرفته در میادین سلمان، گلشن و پارس جنوبي و چاه‌هاي كبيركوه يك، كوه سياه يك و دارنگ يك شناسايي شده است (قويدل سيوكي، 1377). با توجه به استخراج گاز و نفت سبک در سازندهای معادل فراقان در کشورهای حاشیه جنوبی خلیج‌فارس و اثبات وجود هیدروکربور در سازند فراقان در ميادين سلمان، گلشن و كيش (گزارش‌هاي داخلي شركت نفت و گاز پارس) این سازند در مرکز توجه کارهای اکتشافی در میادین واقع در خلیج‌فارس قرار گرفته است.
بررسي رخساره‌اي، بازسازي شرايط محيطي و شناسايي پديده‌هاي دياژنزی نقش اساسی در مطالعات اکتشافی دارند به‌گونه‌ای كه مطالعه دیاژنز در سنگ‌های رسوبی، مبنای سرشت نمایی مخازن نفت و گاز است که به‌نوبه خود براي ایجاد شبیه‌سازی پیشگویی جریان سیال در مخزن ضروری است.(Curtis, 1983) ديازنز و نوع رخساره‌هاي رسوبي از مهم‌ترین فاكتورهاي کنترل‌کننده توليد هيدروكربن در بسياري از مخازن است(Taghavi et al., 2006; Lucia, 2007; Ahr, W. M., 2008; Moore et al., 2013) و كيفيت مخزني در واقع محصول واكنش بين ويژگي‌هاي رسوبي و فرآيندهاي دياژنتيكي است (Ronchi et al., 2010). این عوامل شامل ترکیب و منشا ذرات چارچوب، آب و هوای دیرینه و محیط رسوبی است ((McKay et al., 1995. مطالعات صورت گرفته نشان داده است که فرایندهای دياژنزی در سازند فراقان نقش کنترل‌کننده بر كيفيت مخزني آن داشته است (Zamanzadeh, et al., 2011)،.
علیرغم مطالعات متعدد بر روی رخنمون‌هاي سازند فراقان، زمانزاده(1387)، زليخايي(1393) و
Ghavidel Syooki, 1986, 1988, 1997a, 1997b, 1999, 2003))، مطالعات اندکی بر روى مشخصات سنگ‌شناسى و بازسازي شرايط ته‌نشيني آن در برش‌های زیرسطحی صورت گرفته است (برای مثال مهدي‌نيا و موسوي حرمي، 1388، برخي گزارشات داخلي شركت نفت و گاز پارس). در كشورهاي جنوب خليج‌فارس مطالعات مختلفي درخصوص كيفيت مخزني و فرآيندهاي دياژنزي سازند عنيزه(معادل سازند فراقان در جنوب خلیج‌فارس) (Macdonald et al., 2010)، شناسایی و تشخیص نهشته‌های بادی از رودخانه‌ای اين سازند در عربستان با استفاده از لاگ‌های چاه‌پیمایی (AI-Dajani et al., 2000)، مطالعه عوامل کنترل‌کننده تبدیل اسمکتیت به ایلیت و نقش آن در کیفیت مخزنی ماسهسنگ عنيزه در میدان نعیم (Al-Ramazan, 2014) و استفاده از روش‌های ژئوشیمیایی و ایزوتوپی برای پیش‌بینی منشاء آب سازندی مخزن عنيزه (Birkle et al., 2013) انجام شده است. در اين مطالعه داده‌های مربوط به سازند فراقان برای اولین بار در بخش مركزي خليج فارس(شكل 1) مورد بررسی قرار گرفته است كه از اين جنبه داراي اهميت فراواني مي‌باشد. مطالعه حاضر بر مشخصات سنگ‌شناسی، نوع رخساره‌ها، دياژنز و شرایط محیطی این سازند متمرکز است. از سویی دیگر جایگاه چینه‌شناسی سازند فراقان (شكل2) در زير سازندهاى کنگان و دالان، به‌عنوان سنگ مخزن بزرگ‌ترین ذخيره گازى خاورميانه و در بالاى سازندهاى شيلى سياهو و سرچاهان به‌عنوان سنگ منشا هيدروکربورهاى مخازن كنگان و دالان (Kamali and Rezaee, 2003)، اهميت انجام اين بررسي را دوچندان مي‌كند. هدف اصلی اين مطالعه شناسايي رخساره‌ها، بازسازی شرايط محیطي و بررسی عوامل دیاژنتیک موثر بر این سازند مي‌باشد كه براي ارزیابی استعداد مخزنی كاربرد دارد.
شكل1. موقعيت جغرافيايي منطقه مورد مطالعه (گزارش داخلي شركت نفت و گاز پارس 1396)
شكل2. ستون چينه‌شناسی بخش مركزي خلیج‌فارس (گزارش داخلي شركت نفت و گاز پارس، 1396)
موقعيت زمین‌شناسی
پالئوزوئیک پایانی دوره‌ای از آرايش مجدد در صفحات زمین‌ساختی بود (شکل 3) کوهزایی هرسینین منجر به یکپارچگی گندوانا و اورازیا به‌صورت ابرقاره پانگه آ شد. صفحات آدریا و آپولیا که جدا بودند به‌صورت یک قاره كوچك به هم پیوستند که در نقشه‌های پرمین زیرین و بعد از آن به‌عنوان آدریا خوانده میشود. بازشدگی اقیانوس نئوتتیس در امتداد حاشیه شرقی گندوانا از عربستان تا استرالیا (ایران، افغانستان مرکزی، قره قوروم، کیانگ تانگ) پهنه‌های سیمرین را به وجود آورد. این پهنه‌ها از سمت دیرینه عرض‌های جنوبی در گندوانا در عرض اقیانوس تتیس به سمت شمال در زمان پرمین زیرین و سپس به دیرینه عرض‌های نزدیک خط استوا تا زمان تقریباً پرمین میانی تا تریاس زیرین مهاجرت کردند (برای مثال مراجعه شود به Sengor, 1979; Dercourt et
al., 1993; Besse et al., 1998; Metcalfe, 2002; Muttoni et al., 2009a). در زمان پرمين بازشدگی نئوتتیس به‌طور بخشی، هم‌زمان با یک حرکت راستگرد لورازیا نسبت به گندوانا است صورت گرفته است(Muttoni et al., 2003, 2004) . در زمان كربنيفر پسين و پرمين پيشين، با آرام گرفتن رخداد زمينساختي هرسينين و حركت‌هاي رو به پايين زمين، شرايط لازم براي پيشروي گستردة دريا فراهم آمده به‌گونه‌ای كه بسياري از فرابومهاي قديمي ازجمله زاگرس با درياي كم‌ژرفا و پيشروندة پرمين پوشيده شدند به‌گونه‌ای كه با پيشروي دريا بر روي صفحه عربي، ابتدا سازند كم‌عمق و آواري فراقان نه‌نشين شده و با ادامه پيشروي و افزايش عمق آب، رمپ كربناته بر روي صفحه عربي تشكيل و سازندهاي دالان و كنگان ايجاد شده است. بنابراین، سنگ‌هاي پرمين را مي‌توان روي رسوبات قديمي‌تر مشاهده کرد. نهشته‌هاي پرمين نشانگر سه‌چرخه بزرگ رسوبي هستند که هر چرخه با رخساره‌هاي آواري پيشرونده آغاز و با افزايش ژرفا، رديف‌هاي كربناتي آهكي- دولوميتي تشکیل و درنهایت با نهشته‌هاي آواري پسرونده پايان می‌گیرد (آقا نباتي، 1387).
در گذشته اين سازند را به پرموكربونيفر يا دونين نسبت مي‌دادند اما مطالعه پالينومورف‌‌ها نشان داد اين نهشته‌ها معرف ساكمارين (پرمين پيشين) هستند(Ghavidel Syooki, 1988). تركيب سنگشناسي سازند فراقان در چاه مورد مطالعه بيشتر شامل ماسهسنگ، سيلتستون و رس‌سنگ است (شكل 3) كه در بالا و پايين مقداري كربنات نيز دارد. سازند فراقان با يك ناپیوستگی فرسايشي بر روي نهشته‌هاي به سن دونين (سازند زاکین) قرار دارد و مرز بالايي سازند فراقان با نهشته‌هاي كربناته سازند دالان تدريجي است (قويدل سيوكي، 1369).
روش مطالعه
در این پژوهش، سازند فراقان در بخش مركزي خلیج‌فارس با استفاده از داده‌های خرده حفاری مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا خرده‌هاي حفاري به‌طور كامل شستشو و بخش‌هاي غيرسازندي نظير
شکل3. الف) نقشه جغرافیای دیرینه در پرمین زیرین ب) محیط‌های رسوب‌گذاری اصلی در حاشیه جنوبی پالئوتتیس طی زمان پرمین زیرین (حدود 290 میلیون سال قبل) با اندکی تغییر از (Cocks and Torsvick, 2002)
خرده‌هاي فلزات و ذرات گل حفاري جدا گرديد سپس مشخصات ماکروسکپی نمونه‌ها مانند لیتولوژی عوارض سطحی و رنگ توسط بینوکولار (مدلMEIJI-EMZ ) مورد مطالعه قرار گرفته و ستون سنگشناسي آن ترسيم گرديده است (شكل4- الف). بر اساس تغییرات لیتولوژی قابل تشخیص در نمونه دستی تعداد 85 مقطع نازک از افق‌های ماسه‌سنگی و کربناته تهيه گرديد كه با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان استاندارد (مدل Nikon Eclipse LV100POL) مورد مطالعه قرار گرفتند. برای شناسایی مشخصات بافتی و کانی‌شناختی سيلتستون‌ها، تعداد 17 مقطع نازك از اين بخش‌ها نیز تهیه و مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تعيين درصد فراواني اجزاي تشکیل‌دهنده سنگ، از جداول مقايسه‌اي استاندارد (Baccelle and Bosellini, 1965) و براي نام‌گذاری پتروفاسيس‌هاي آواری از طبقه‌بندي پتی جان و همکاران (Pettijohn et al., 1975) و ندرتا فولک (Folk, 1974) و براي نام‌گذاری ريزرخساره‌هاي کربناته از روش دانهام (Dunham, 1962) استفاده شده است. برای بررسی ترکیب کانی‌شناختی رخساره‌های دانه‌ریز و نوع کانیهای رسی موجود در آنها نمایندگانی از این رخساره‌ها (10 نمونه) مورد آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) با دستگاه فیلیپس مدل (PW1800)Philips توسط شركت كانساران بينالود قرار گرفته است و گراف‌ها توسط نرم‌افزار Expert تفسير شده است. براي مطالعه مشخصات بافتی، ریخت‌شناسی و روابط فضايي بين بلورهاي كربنات و شناسايي كاني رسي نمایندگانی از رخساره‌های موجود (12 نمونه) با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (مدل VEGA\\TESCAN-LMU) مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بازسازي شرايط محیطی رخساره‌ها با تکیه بر مشخصات سنگ‌شناسی و تلفیق نتایج حاصل از روش‌های مذکور عملی شده است.
بحث
بیشتر ماسه‌سنگ‌های توالیمورد مطالعه به دلیل نداشتن سیمان يا سيمان كم، سست بوده و به‌صورت ماسه‌های منفصل به‌دست‌آمده‌اند. مقاطع نازک تهیه شده از این ماسه‌سنگ‌ها با روش اشباع‌سازی صورت گرفته است (Lewis and McConchie 1994). در رخساره‌های آواری دانه‌ریز و کربناته به دلیل گسترش سیمان امکان بررسی فابريك نیز میسر شده است. به دلیل ماهیت متفاوت رخساره‌ها، نمونه‌های مورد مطالعه در سه بخش آواری‌های دانه متوسط (ماسه‌سنگ‌ها)، آواری‌های دانه‌ریز و کربنات‌ها مورد بررسی قرار مي‌گيرند.
رخساره‌ها
در مطالعات ميكروسكوپ پلاريزان تعداد سه پتروفاسيس F1، F2 وF3 و سه ريزرخساره كربناته F4، F5 و F6 به شرح زير شناسايي گرديد.
پتروفاسيس (F1)، کوارتز آرنایت
در مطالعات میکروسکپی با توجه به فراوانی ذرات کوارتز می‌توان آن را در خانواده کوارتزآرنایت رده‌بندی کرد. اندازه ذرات در این پتروفاسيس، از ریز تا خیلی درشت تغییر می‌کند و انواع درشت، گردشدگی خوبی دارند، این پتروفاسیس داراي جورشدگی متوسط تا خوب است (شکل4-ب). در حاشیه برخی دانه‌ها بقایایی از پوشش نازك رسی (سریسیت) قابل مشاهده است (شکل4-پ). در حاشیه برخی دیگر از دانههای کوارتز، لکه‌هایی از سیمان سیلیسی هم‌محور وجود دارد (شکل4-ت). لیکن گستردگي این سیمان در حدي نبوده است که باعث اتصال ذرات به يكديگر شود.
مطالعات پرتو ایکس بر روي نمونه‌هایی از این رخساره وجود کلسیت و سیدریت به همراه كوارتز را نشان مي‌دهد (شکل4-ث). بر این اساس به نظر می‌رسد که سیمان اصلی این رخساره کربناته (کلسیت و سیدریت) بوده است که دچار انحلال و نهایتا از دست رفتن انسجام ماسهسنگ شده است. این نتیجه با مشاهده سیمان سیدریتی و کلسیتی در نمونه‌های تهیه شده از رخنمون‌های این سازند ( Zamanzadeh et al., 2009) تایید مي‌شود.
به دلیل ماهیت سست و ناپيوسته بيشتر ذرات اين پتروفاسيس، فرآیندهای دیاژنزی به‌طور كامل قابل مطالعه نبود. بااین‌وجود آثار محدودی از فشردگی، سیمانی شدن و سریسیتی‌شدن در آنها قابل مشاهده است. در ذرات سست و جدا از هم به‌راحتی نمی‌توان درخصوص فشردگی ذرات اظهار نظر كرد (شکل 4-ب). ولي در برخي از ذرات، حاشیه‌های تورفتگی (مرز مقعر) قابل مشاهده است كه مي‌تواند ناشی از انحلال فشاری ذراتي باشد كه در تماس با هم بوده‌اند (شکل 4-ب، پ). در ماسه‌هاي ریز و متوسط، دانه‌ها نیمه گرد بوده و حاشیه‌های ناهموار آنها ممکن است نشانگر شکل ابتدایی آنها در هنگام ته‌نشینی یا تغییر شکل در انحلال فشاری طی تدفین باشد. با توجه به وجود حاشیه‌های رسی سریسیتی شده، این امکان وجود دارد که ذرات ماسه در خمیره رسی شناور بوده‌اند و به همین دلیل اثرات انحلال فشاری را نشان نمی‌دهند. در اين پتروفاسيس، سیلیس در مواردی محدود، به‌صورت سیمان هم‌محور روی دانههای کوارتز ديده مي‌شود. میزان سیمان‌شدگی در حدی نيست که باعث سنگ‌شدگي كامل رسوبات میزبان شود (شكل 4-ت). کانیهای رسی به‌صورت پوششی در اطراف برخی دانههای آواري حضور دارند که طی تدفین تغییر یافته و سریسیتی شده‌اند. این کانی‌ها به‌صورت خمیره اولیه در بین ذرات کوارتز ته‌نشین شده و در نهایت به‌صورت پوششی نازک در اطراف برخي دانه‌ها باقی‌مانده است (شکل 4-پ). خوردگي حاشيه برخي ذرات كوارتزي نيز می‌تواند بيانگر پديده انحلال باشد (شكل‌هاي 4-ب، پ و ت).
پتروفاسيس (F2) ، سيلتستون ماسهاي
این پتروفاسیس به‌صورت سيلتستون است كه داراي ذرات پراكنده ماسه است و از لحاظ تركيب شامل کوارتز و اندكي فلدسپار و رس می‌باشد. دانه‌هاي سازنده چارچوب در این پتروفاسیس زاویه‌دار هستند كه دچار تراكم شده‌اند و فضای اندک بین آنها به وسیلة رس‌ها پر شده است (شکل 5). زمینه در این پتروفاسيس به دو صورت حاوي اکسید آهن قرمز رنگ (شكل5-ب) و فاقد اکسید آهن كه تیره رنگ است دیده میشود (شکل5- الف و پ). آنالیزهای پراش پرتو ایکس نشان می‌دهد که از نظر تركيب کانی‌شناسی این رخساره از کانی کوارتز و اندکی فلدسپار، كلسيت و سيدريت تشكيل شده است. کانیهای رسی در این پتروفاسیس بیشتر از نوع کائولینیت با مقادیر کمتری مونتموریلونیت است (شکل 6). در اين پتروفاسيس در مواردی که میزان خمیره در آن کم است دانه‌ها درهم‌فرورفته و فشردگي را نشان مي‌دهند (شکل 4-پ). همچنين به دلیل ریزدانه بودن و حضور دانه‌ها درهم‌فرورفته و فشردگي را نشان مي‌دهند (شکل 4-پ).
شكل4. الف) ستون سنگشناسي سازند فراقان در چاه مورد مطالعه. ب) تصوير ميكروسكوپي كوارتزآرنایت، اندازه ذرات از ريز تا درشت متغير است و دانه‌درشت‌ها گردشدگي خوبي دارند (نور پلاریزه). پ) تصوير ميكروسكوپي كوارتزآرنايت كه پوشش نازک کانیهای رسی تغییر یافته در اطراف برخی دانه‌ها را نشان مي‌دهد (نور پلاریزه). ت) تصوير ميكروسكوپي سيمان سیلیسی هم‌محور در قسمت زيرين ذره كوارتز (نور پلاریزه). ث) نمونه‌ای از آناليز پراش پرتوایکس در پتروفاسيس كوارتز آرنايت كه داراي كوارتز به همراه سيمان‌هاي كلسيت و سيدريت است
شکل 5. تصوير ميكروسكوپي از پتروفاسيس سیلتستون ماسهاي با برتري ذرات کوارتز که فضای بین آنها را کانیهای رسی پر کرده است. (الف و پ در نور پلاریزه)
همچنين به دلیل ریزدانه بودن و حضور فراوان کانیهای رسی، نفوذپذیری خیلی کمی دارد که سیالات سیمان ساز نتوانسته به‌خوبی در لایه‌های ماسه‌سنگیِ بین آنها جریان داشته باشد. سیلیس مورد نیاز برای همين مقدار كم سیمان می‌تواند از انحلال دانههای کوارتز در اثر انحلال فشاری (شکل4-ت) تامین شده باشد ((Worden and Morad, 2000. علاوه بر سيمان سيليسي، سیمان اكسيدآهن نيز در سیلتستون ماسهاي حضور دارد (شکل 5) که باعث رنگ قرمز تا قهوه‌ای آنها شده است، اين سيمان معرف محیط اکسیدان سطحي یا نزدیک سطح مي‌باشد. از ديگر سيمان‌ها كه در اين پتروفاسيس به‌صورت اندك وجود دارد سيمان‌كربنات (كلسيت و سيدريت) است (شکل 6)، گسترش اينها محدود به شكاف‌هاي ميكروسكوپي حاشيه قطعات سيلتستون مي‌شود .با توجه به ميزان بالاي رس در اينها و آغشتگي به اكسيد آهن، مي‌توان گفت در اثر فرآيند از دست دادن آب، اين شكاف‌هاي ميكروسكوپي در سطح آنها گسترش يافته است كه بعداً در طي دياژنز اوليه و دفني با سيمان كربناته پرشده است (شكل 4-ث).
پتروفاسيس (F3)، رس‌سنگ ماسهاي
اين پتروفاسيس به‌صورت رس‌سنگ است كه شامل مجموعهای از کانیهای رسی است و داراي كربنات، كوارتز و فلدسپار در اندازة رس مي‌باشد. کانیهای رسی آن معمولاً طی دیاژنز به انواع پایدارتر همچون ایلیت و سپس کلریت و سریسیت تبدیل شده‌اند (Worden and Burley, 2003). اين پتروفاسيس به دليل تفاوت محتوي اکسید آهن، رنگ‌هاي متفاوتی دارد. در مواردی که سنگ اکسید آهن سه‌ظرفیتی باشد رنگ آن قرمز تا قهوه‌ای و با وجود آهن دو ظرفيتي داراي رنگ خاکستری است (شکل 7-پ). در اين پتروفاسيس، سیمان اكسيدآهن نيز حضور دارد (شکل 4). ذرات در اندازه ماسه و سيلت به‌صورت پراكنده در رس ديده مي‌شوند. بر اساس نتايج حاصل از آناليزهاي پراش پرتوایکس، کانی رسی ایلیت در
شکل 6. آنالیز پراش پرتو ایکس مربوط به پتروفاسيس سيلتستون ماسهاي که نشان‌دهنده حضور کانی کائولینیت به‌صورت جزئي است
آن غالب است (شکل 7-الف). همچنين بلورهاي دولوميت در اين پتروفاسيس ديده مي‌شود (شکل 7-ب).
به دلیل حضور فراوان کانیهای رسی، نفوذپذیری کمی دارند و سیالات سیمان ساز نتوانسته به‌خوبی جریان داشته باشد. سیلیس لازم برای همين سیمان اندك، مي‌تواند حاصل انحلال دانههای کوارتز در اثر انحلال فشاری (شکل4-ت) باشد ((Worden and Morad, 2000.
دولوميتي‌شدن در پتروفاسيس رس‌سنگ ماسهاي (شكل 7) ديده شد. در برخي اعماق به‌صورت دولوميت بلوري و خودشكل ثانويه ديده مي‌شود كه اين موضوع، با توجه به فراواني رس‌ها در سازند فراقان، تغيير رس‌ها (تبديل اسمكتيت به ايليت) در طي تدفين كه با آزادسازي منيزيم (Friedman, 1965) و دولوميتي‌شدن قابل توجيه است. شرايط مناسب زماني و دمايي در اعماق، باعث تشكيل دولوميت تدفيني با سطوح بلوري خودشكل به‌صورت ثانويه شده است.
ريزرخساره (F4)، گلسنگ آهكي
ريزرخساره گلسنگ آهکی به‌صورت فرعي در نمونه‌هاي مورد مطالعه وجود دارد که طی تدفین تبلور مجدد یافته و درشت بلورتر شده است. گاه این گلسنگ‌ها طی تبلور مجدد به دولومیت ريزبلور تبدیل شده‌اند. با توجه به اینکه کربنات‌ها با لایه‌های آواري ريزدانه موجود در این توالی‌ها به‌صورت بین لایه‌ای هستند، طی تبدیل کانیهای رسی به ايليت، منیزیم (Mg) حاصل از این تغییرات می‌توانسته سهم مهمی در تامين منیزیم مورد نیاز برای دولومیتی شدن گل‌های کربناته ایفا نماید (Moor, 1989). بخش عمده ريزرخساره‌هاي كربناته را گلسنگ آهكي تشکیل داده است (شکل 8).
شکل 7. الف) آنالیز پراش پرتو ایکس از پتروفاسيس رس‌سنگ ماسهاي که نشان‌دهنده غلبه کانی ایلیت می‌باشد. ب) تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) از پتروفاسيس رس‌سنگ ماسهاي كه حضور بلورهاي خودشكل دلومیت در آن را نشان مي‌دهد.پ) تصوير ميكروسكوپي از پتروفاسيس رس‌سنگ ماسهاي كه حاوی کانیهای رسی با رنگ اکسید آهن تزریق شده در بین ذرات است (نور پلاریزه)
از لحاظ دياژنزي، در اين ريزرخساره دولوميتي‌شدن ثانويه (شكل‌هاي 8 و 11) رخ داده است و سیمان کربناته، عموماً به‌صورت دولومیت درشت‌بلور به‌صورت پر کنندة فضاهای باقی‌مانده بین‌دانه‌ای وجود دارد. اين ويژگي در محیط‌های دفنی عمیق روي مي‌دهد (Mattes and Mountjoy, 1980; McHargue and Price, 1982). ديگر پديده دياژنزي كه در اين ريزرخساره قابل مشاهده است، نوشكلي است، اين فرآيند به‌صورت افزايشي يا كاهشي است (Flugel, 2010). نوشكلي، به‌صورت تغییر اندازه بلورها بدون تغییر در ترکیب است كه در اين ريزرخساره (شكل 8) رخ داده است و گل کربناتة اولیه زمينه طی دیاژنز به بلورهای درشتتر و روشن‌تر تبلور یافته است.
ريزرخساره (F5) ، وکستون بايوكلستي
در اين ريزرخساره فرعي، بایوکلست‌ها در زمینة گل آهکی به‌صورت شناور ديده مي‌شوند (شكل 9). این بایوکلست‌ها شامل قالب صدف‌های شکسته شدة دوکفه‌ای‌ها، پوسته براکیوپودها و جلبک‌ها می‌باشد.
شکل 8. الف) تصوير ميكروسكوپي دولومیت ريزبلور در ريزرخساره گلسنگ آهكي. ب) آثار تبلور مجدد در آن (نور پلاریزه)
پوسته دوکفه‌ای‌ها عموماً انحلال یافته و فضای باقی‌مانده بعدها به‌وسیله سیمان کربناته پر شده است. بنابراین ساختار پوسته آنها بهکلی تخریب شده ولي در خرده‌های مربوط به جلبک‌ها، ساختمان حفظ شده است (شکل 9). در ريزرخساره‌‌های کربناته با توجه به تغییر نکردن شکل بایوکلست‌ها مي‌توان گفت فشردگی قابل توجه نمی‌باشد (شکل 9). ديگر پديده دياژنزي، نوشكلي است كه به‌صورت تغییر اندازه بلورها بدون تغییر در ترکیب است كه در ريزرخساره وكستون بايوكلستي (شكل 9) قابل مشاهده است.
ريزرخساره (F6)، پکستون بايوكلستي
این ريزرخساره نيز به‌صورت فرعي وجود دارد و شامل بایوکلست‌های صدف دوکفه‌ای، پوسته برآکیوپود، فرامینیفرها و جلبک‌ها در زمینه گل کربناته است و چارچوب اصلی سنگ را بایوکلست ها می‌سازند و گل آهکی به‌عنوان زمینه حضور دارد (شکل 10). نتایج حاصل از آناليز پراش پرتو ایکس بر روی نمونه‌هایی از این سنگ‌های کربناته حاكي از حضور کلسیت به مقدار بالا و دولومیت به ميزان کمتر می‌باشد (شکل 11). در اين ريزرخساره با توجه به تغییر نکردن شکل بایوکلست‌ها مي‌توان گفت فشردگی قابل توجه نمی‌باشد (شکل 10). در برخي قطعات و زمينه سنگ‌هاي كربناته آثار انحلال قابل مشاهده است كه بيشتر آنها توسط كلسيت يا دولوميت ثانويه پر شده‌اند. عدم گستردگي انحلال مي‌تواند ناشي از جريان كم سيالات حلال به دليل حضور ذرات فراوان رسي در زمينه كربنات‌ها باشد (شكل 10). پديده دياژنزي ديگري كه در اين سنگ‌ها رخ داده است نوشكلي است (شكل 10). همچنين، قطعات (براكيوپود) طی تدفین به دلیل ترکیب ناپایدار آراگونيتي انحلال یافته و به كلسيت كم منيزيم (LMC) پايدارتر تبديل شده است در اين حالت قالب آنها باقی می‌ماند که بيشتر با سیمان پر میشود (شکل 10-ب).
شکل 10. تصوير ميكروسكوپي از الف) ريزرخساره پکستون بايوكلستي كه داراي پوسته فرامینیفر و ب) جلبک بزرگ (پيكان پایین) است. پوسته براکیوپود (پيكان بالا) با كلسيت پايدار (LMC) جانشین شده است (نور پلاریزه)
شکل 11. الف) آنالیز پراش پرتو ایکس نمونه‌اي از ريزرخساره گلسنگ كربناته که نشان‌دهنده حضور کوارتز به همراه کلسیت و دولومیت در آن می‌باشد. ب) تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشي از بلور دولومیت خودشكل در ريزرخساره گلسنگ كربناته
دیاژنز
همان‌گونه كه در توصيف رخساره‌ها آمده است مهم‌ترین پديده‌هاي دياژنزي در سازند فراقان در چاه مورد مطالعه شامل فشردگی، سیمانی‌شدن، سرسیتی‌شدن، انحلال، تبلور مجدد، دولوميتي‌شدن و نوشكلي است. طبق مشاهدات و تفسير پديده‌هاي دياژنزي مي‌توان توالي پاراژنزي را در اين سازند تحت عناوین فرآیندهاي ائوژنزي، مزوژنزي و تلوژنزي به شرح زير تبيين كرد. در ابتدا به‌منظور درک صحیح از فرآیندها و محصولات دیاژنزی نیاز است که ترتیب و عمق رخداد آنها شناسايي شود.
فرآیند فشردگی از زمان ته‌نشین شدن رسوب شروع و با افزایش عمق تدفین بر مقدار آن افزوده شده‌است. در ماسه‌سنگ‌ها در اندك مواردي که سيمان وجود دارد و ذرات با هم در تماس بوده‌اند، فشردگي قابل مشاهده است.
انحلال در رخساره‌هاي كوارتزآرنايت، وكستون بايوكلستي و پكستون بايوكلستي (شكل‌هاي 4، 9 و 10) دیده میشود. انحلال بستگي به ميزان جریان آب و شيمي آن دارد، اين فرآيند بعد از ته‌نشيني رسوبات شروع و تا مرحله تلوژنز نيز ادامه دارد. كه در بخش‌هاي كربناته به دليل انحلال بيشتر، به سهولت قابل شناسايي است.
سیمان اکسید آهن موجود در برخي سيلتستون‌هاي ماسهاي مربوط به مرحله ته‌نشین شدن رسوب می‌باشد (ائوژنز) و در واقع نشانگر محیط رسوبی اکسیدان می‌باشد زیرا اگر این فرایند مرتبط با مرحله تلوژنز و بالا آمدن بعد از تدفین باشد بايد در همه شیل‌ها قابل مشاهده باشد (شکل‌های 5 و 6).
در ريزرخساره‌هاي آهكي، قطعات فسيلي ناپايدار طی تدفین تغییر یافته و با دولوميت يا كربنات پايدار (LMC) جانشین شده است (شکل‌های 9 و 10). در مواردی نيز پوسته دوکفه‌ای‌ها، که پایداری کمتری نسبت به براکیوپودها دارند طی ائوژنز بهکلی حل شده و فضای خالی توسط سیمان کربناته پر شده است. با توجه به اینکه فضای خالی تا زمان پر شدن متحمل فشردگی نشده، می‌توان گفت که هم انحلال و هم پرشدگي طی ائوژنز رخ داده است. گل‌های آهکی طی مزوژنز تبلور مجدد یافته و درشت بلورتر (نوشكل) شده‌اند يا به میکرو دولومیت (جانشيني) تبدیل شده‌اند.
کانیهای رسی طی ائوژنز با افزایش عمق تدفین تبلور بیشتری پیدا کرده‌اند و به کانیهای رسی با نظم بیشتر چون ایلیت و اسمکتیت و سپس کلریت و در نهایت سریسیت تبدیل می‌شوند (Worden and Burley, 2003). این تبدیل کانیهای رسی طی دیاژنز (مرحله مزوژنز) به عنوان یکی از منشأهای تامین سیلیس برای سیمان سیلیسی (Worden and Morad, 2000) و منيزيم براي دولوميتي‌شدن در نظر گرفته شده است (Friedman, 1965) .
تکه‌هایی از سیمان سیلیسی هم‌محور بر روی برخی دانههای کوارتز مشاهده شده است (شکل 4-ت). سیمان سیلیسی عموماً در اعماق تدفین زیاد (>5/2 کیلومتر) و طی مرحله مزوژنز شکل می‌گیرد (Worden and Morad, 2000). بر اساس توضيحات و تفسيرهاي فوق، توالی پاراژنزی براي و پتروفاسيس‌هاي آواري (شكل 12) و ريزرخساره‌هاي كربناته (شكل 13) سازند فراقان ارائه شده است.
شکل12. توالی پاراژنزی فرآیندهای اصلي دیاژنزی پتروفاسيس‌هاي آواري سازند فراقان در بخش مركزي خلیج‌فارس
شکل 13. توالی پاراژنزی فرآیندهای اصلي دیاژنزی ريزرخساره‌هاي كربناته سازند فراقان در بخش مركزي خلیج‌فارس
مجموعه‌های رخساره‌ای و محيط رسوبي
با توجه به اينكه در اين مطالعه از خرده‌هاي حفاري و مقاطع نازك تهيه شده از آنها استفاده شده است محدوديت‌هايي جهت تعيين محيط رسوبي مانند نبود مغزه و عدم مشاهده ساخت‌هاي رسوبي وجود دارد بااین‌حال، تعيين محيط رسوبي با اطلاعات خرده حفاري و لاگ‌گاما انجام شده است.
مجموعه رخساره‌ای مربوط به زیر محیط دشت سيلابي (Flood plain)
این مجموعه رخساره‌ای از رس سنگ قرمز و مقداري ماسهسنگ تشکیل شده است كه ريز بودن اغلب ذرات و رنگ قرمز نشان دهنده محیطی كم انرژي، اكسيدان می‌باشد (Tucker, 2001) كه در مواقع سيلابي و طوفان، ماسه از دريا به اين محيط دشت سيلابي وارد شده است.با توجه به همراهي اين رخساره با مقداري ماسهسنگ كه از پتروفاسيس كوارتز آرنايت است، این مجموعه رخساره‌ای در شكل 4 مي‌تواند شامل بخش‌هاي 3، 5، 11 و 13 در لاگ گاما سازند فراقان باشد. مجموعه رخساره‌اي فوق می‌تواند در زيرمحيط دشت سيلابي در نواحی که رودخانه‌های فصلی یا دائمی جریان داشته‌اند، رسوب‌گذاری کند.
مجموعه رخساره‌ای مربوط به زیر محیط ساحلی (Shoreface)
این مجموعه رخساره‌ای شامل سيلتستون ماسهاي و ماسهسنگ كوارتز آرنايت است. با توجه به حضور و غلبه پتروفاسيس کوارتز آرنایت با بلوغ بافتي و کانی‌شناسی بالا كه بيانگر انرژی بالای محیط رسوب‌گذاری اين رخساره است. این مجموعه رخساره‌ای در شكل 4 مي‌تواند شامل بخش‌های 2، 4، 7، و 12 در لاگ گاما سازند فراقان باشد. همچنين حضور مقادیر ناچیز از ذرات آواري دانه‌ريز داراي ماسهسنگ که بيانگر انرژی بالای محیط است زيرمحیط ساحلی پيشنهاد گرديد.
مجموعه رخساره‌ای مربوط به زیر محیط دور از ساحل (Offshore)
این مجموعه رخساره‌ای از گلسنگ کربنات، رس‌سنگ، سيلتستون و ماسهسنگ تشکیل شده است. گلسنگ كربناته نشان‌دهنده محیطی عمیق و دورتر از ساحل یا دارای گردش جریان پایین می‌باشد طوری که ورود آواری‌های دانه درشت به حداقل رسیده است. بخش‌های کربناته دارای قطعات فسیل‌های دریایی مانند براکیوپود و جلبک‌ها است. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته درخصوص قطعات فسيلي، حضور ذرات رس تيره و مقادير اندك ماسه، این نهشته‌ها عميق‌ترين رخساره‌هاي سازند فراقان هستند كه می‌تواند در محدوده دور از ساحل رسوب‌گذاری کرده باشد. این مجموعه رخساره‌ای در شكل 4 مي‌تواند شامل بخش‌هاي 1، 8 و 10 در لاگ گاما سازند فراقان باشد.
شايان ذكر است كه در برخي بخش‌هاي لاگ گاما در سازند فراقان مي‌توان تبديل تدريجي دشت سيلابي به ساحلي (بخش 6) و دور از ساحل به ساحل (بخش 10) را مشاهده كرد. با توجه به مجموع شواهد رخساره‌اي، همراهي رخساره‌ها، وجود قطعات فسيلي دريايي مانند براكيوپود و دوكفه‌اي و پديده‌هاي دياژنزي، محيط رسوبي ساحل خطي(Linear shoreface) شامل زيرمحيط‌هاي (دشت سيلابي، ساحلي و دور از ساحل) براي سازند فراقان پيشنهاد مي‌گردد (شكل 14). اين محيط ساحلي خطي در انتهاي پرمين پسين به دليل بالاآمدن آب دريا به يك رمپ كربناته كم عمق تبديل گرديد كه ته‌نشست‌هاي ستبر كريناته سازند دالان بر روي آن تشكيل شده است. , Zeigler, 2001, Sharland, 2001) Insalaco et al, 2006، اميربهادر و همكاران، 1392)
شکل14. الگوي پيشنهادي براي سازند فراقان در بخش مركزي خلیج‌فارس ( F.A. 1رخساره ساحلي، F.A. 2 رخساره دشت سيلابي و F.A. 3 رخساره دور از ساحل)
نتیجه‌گیری
· سازند فراقان شامل پتروفاسيس‌هاي كوارتزآرنايت، سيلتستون ماسهاي، رس‌سنگ ماسهاي و ريزرخساره‌هاي گلسنگ آهكي، وكستون بايوكلستي و پكستون بايوكلستي است كه براي اولين بار در بخش مركزي خلیج‌فارس ريزرخساره‌هاي كربناته در بخش پايين سازند فراقان شناسايي گرديد
· فرآيندهاي دياژنزي بيانگر حضور سازند فراقان در دو مرحله ائوژنز، و مزوژنز مي‌باشد ولي علائمي از مرحله تلوژنز مشاهده نگرديد. در پتروفاسيس‌های كوارتز آرنايتي غالبا ناپيوسته، فقط آثاری از فشردگی، سيماني‌شدن سيليسي و اكسيد آهن و سریسیتی‌شدن قابل مشاهده است ولي در ساير رخساره‌هاي فرآیندهای دیاژنزی جانشيني، نوشكلي، انحلال و دولوميتي‌شدن رخ داده است. با توجه به تشكيل سيمان‌هاى رسي (کلريتى و سريسيتى) مى‌توان بيشترين تدفين اين سنگ‌ها را تا عمق‌هاى بيشتر از سه کيلومتر تخمين زد.
· مجموع شواهد بيانگر ته‌نشینی اين سازند در محيط ساحل خطي با زيرمحيط‌هاي دشت سيلابي، كم‌عمق ساحلي و عميق‌تر دور از ساحل مي‌باشد.
سپاسگزاري
نويسندگان مقاله از واحد پژوهش و توسعه شركت نفت و گاز پارس به خاطر فراهم آوردن امكانات اين مطالعه و همچنين دانشگاه هرمزگان به خاطر همكاري علمي و راهنمايي‌هاي مفيد كمال قدرداني را دارند.
منابع
Microfacies and petrofacies Analysis, Diagenetic properties and Environmental condition of Faraghan Formation in the Central part of the Persian Gulf
Javad Amraei1, Payman Rezaei (*2and 2), Abdolhossein Amini3, Seyed Mohammad Zamanzadeh4, Vahid Tavakoli5
1. PhD Student of Geology (sedimentology and sedimentary rocks), University of Hormozgan, Bandar abas, Iran
2. Associate Professor, Department of Geology, University of Hormozgan, Bandar abas, Iran
3. Professor, School of Geology, University of Tehran, Tehran, Iran
4. Associate Professor, Department of Physical Geography, University of Tehran, Tehran, Iran
5. Associate Professor, School of Geology, University of Tehran, Tehran, Iran
Abstract
Faraghan Formation clastic deposits (Late Permian, Sakmarian) that exist in the different outcrops in the Zagros area and some wells in Persian Gulf Basin, demonstrate an extended clastic system on the north-east of the Arabian plate. It overlies Zakeen sandstone (Devonian) with an unconformity and underlies Dalan carbonate (Upper Permian) with gradual boundary. This study has investigated Faraghan Formation by studying thin sections produced from cuttings in a well in the central part of the Persian Gulf. Results show that Faraghan Formation consists of quartz arenite, sandy siltstone and sandy claystone petrofacies and carbonate mudstone, bioclast wackestone and bioclast packstone microfacies. Based on sedimentary properties, Faraghan Formation was deposited on linear shoreface environment (floodplain, shoreface and offshore sub-environments). Main diagenetic processes consist of compaction, dissolution, cementation, neomorphism, sericitization and dolomitization. Heterogeneity of Faraghan lithology and variety of environmental conditions and diagenetic features make this formation a good candidate for hydrocarbon reservoir studies.
Keywords: Environmental condition, Facies analysis, Paleozoic, Faraghan Formation, Persian Gulf.
[1] * نويسنده مرتبط: P.rezaee@hormozgan.ac.ir
[2] Corresponding Author: P.rezaee@hormozgan.ac.ir*