دانشگاه شهید بهشتی پژوهشهای دانش زمین 2008-8299 16 4 2026 01 21 Sequence stratigraphy and facies analysis of the Gachsaran formation in Bostaneh Anticline, Northwest of Bandar- e Lengeh چینه‌نگاری سکانسی و تحلیل رخساره‌ای سازند گچساران در تاقدیس بستانه، شمال‎غرب بندر‎لنگه 1 16 106700 10.48308/esrj.2026.204842.0 FA جهانبخش دانشیان دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران رضوان پورچنگیز دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران سید علی معلمی پژوهشکده ازدیاد برداشت از مخازن نفت و گاز، تهران، ایران الهام اسدی مهماندوستی دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران Journal Article 2024 09 21 <strong>Introduction</strong><br />The Gachsaran Formation, known as the cap rock of the Asmari oil reservoirs, is the first formation of the Fars Group within the Zagros Basin and extends from the Dezful-Lurestan embayment to the Persian Gulf Basin. In the Fars province, the Gachsaran Formation shows significant variations in thickness, lithological characteristics, and fossil content particularly foraminifera compared to other parts of the Zagros. James and Wynd (1965) divided this formation into three members: Chehel, Champeh, and Mol. The Gachsaran Formation was deposited in two separate basins (the main and northern salt basin, and the southern Persian Gulf salt basin), which are not time-equivalent. Previous studies on this formation have primarily focused on geophysical properties, diagenesis, and sediment geochemistry, and relatively limited information is available regarding its sequence stratigraphy. Given the scarcity of such studies, detailed investigation of microfacies, depositional environment, and sequence stratigraphy can contribute to a better understanding of this formation and enhance exploration knowledge in the region. Accordingly, a subsurface stratigraphic section within the Bostaneh anticline, located in the southern salt basin of the Persian Gulf, was selected and studied. The Gachsaran Formation does not crop out in the study area; the subsurface section is situated at the core of the anticline, where the deposits of the Mishan Formation are exposed.<br /><strong> </strong><br /><strong>Materials and Methods</strong><br />A total of 446 thin sections from 1288 meters of the Gachsaran Formation, obtained as drill cuttings, were examined in this study. The stratigraphic column of the studied section was constructed by integrating laboratory data with gamma-ray well logs and correlating these with the plotted composite log. Subsequently, microfacies analysis and sequence differentiation were carried out following the methodology of Flugel (2010). Carbonate rock nomenclature was based on the Dunham (1962) classification, while facies belt comparisons were made according to Flugel (2010).<br />Sequence-stratigraphic analysis was performed using the approaches of Hunt and Tucker (1992, 1995) and was correlated with the tectonostratigraphic megasequences proposed by Sharland et al. (2001). Gamma-ray logs were also employed to refine and accurately delineate certain lithological and sequence boundaries.<br /><strong>Results and Discussion</strong><br /><strong>Stratigraphy:</strong> In the Bostaneh Anticline, the Gachsaran Formation, with a total thickness of 1,288 meters, is subdivided into the Chehel (1087 m), Champeh (170 m), and Mol (31 m) members. This formation consists of alternating layers of salt, anhydrite, limestone, argillaceous limestone, and marl, and it conformably overlies the Pabdeh Formation and underlies the Mishan Formation. Paleontological investigations resulted in the identification of 32 genera and 47 species of foraminifera. The presence of key index fossils such as <em>Borelis melo curdica</em>, <em>Austrotrillina howchini</em>, <em>Peneroplis evolutus</em>, <em>Globorotalia praescitula</em>, and <em>Miogypsina</em> sp. confirms an Early Miocene (Aquitanian–Burdigalian) age for this section.<br /><strong>Microfacies and Depositional Environment: </strong>Microscopic analyses led to the identification of five main microfacies, which belong to two major depositional environments: peritidal (Sabkha) and lagoonal settings.<br /><strong>Peritidal Microfacies</strong><br /><br />A) Alternating evaporite and mudstone layers:<br /><br />This microfacies contains diverse anhydrite textures including laminated, lath-shaped, dispersed and isolated evaporitic crystals, needle-shaped, and swallowtail structures indicating highly evaporative conditions characteristic of peritidal Sabkha environments. The rhythmic alternation of layers reflects short-term fluctuations in relative water level. This microfacies corresponds to RMF25 of Flugel (2010).<br /><br />B) Mudstone microfacies:<br /><br />The dominant matrix is micrite with a mudstone texture, containing less than 1% carbonate and non-carbonate allochems. The absence of faunal diversity, together with the presence of iron oxide and detrital particles, suggests deposition in a very shallow, restricted environment with limited water circulation, likely a coastal Sabkha. This microfacies resembles RMF19 of Flugel (2010).<br /><strong>Lagoonal Microfacies</strong><br /><br />C) Miliolid wackestone:<br /><br />The presence of porcelaneous foraminifera (e.g., miliolids) within a micritic matrix indicates deposition in a semi-enclosed, low-energy lagoon. This microfacies corresponds to RMF16 of Flugel (2010).<br /><br />D) Bioclastic peloidal packstone-wackestone:<br /><br />The presence of peloids and hyaline foraminifera within a micritic-sparry matrix suggests deposition in the middle parts of the lagoon. This microfacies is comparable to RMF20 of Flugel (2010).<br /><br />E) Bioclastic wackestone-packstone:<br /><br />An increased abundance of hyaline foraminifera suggests deposition in the outer lagoon, near sand shoals. This microfacies also corresponds to RMF20 of Flugel (2010).<br />Overall, the microfacies in the studied section transition gradually from one to another. This, together with the absence of reefal structures, as well as the lack of cortoids, oncoids, pisoids, and aggregate grains features typically associated with carbonate shelf settings and the absence of slump or gravity-induced deposits, indicates that sedimentation took place on a carbonate ramp comprising peritidal and lagoonal environments.<br /><strong>Sequence Stratigraphy: </strong>Based on relative sea-level variations and paleoenvironmental interpretations, two depositional sequences and three sequence boundaries (two SB1 and one SB2) were identified.<br />The first sequence, with a thickness of 1013 meters, includes LST, TST, and HST systems tracts and is bounded by SB1 and SB2. It begins with evaporitic and carbonate deposits of the Chehel Member. The upward increase in benthic foraminifera and miliolid abundance particularly within the TST and HST reflects variations in water depth and depositional energy. The transgressive surface (TS) and maximum flooding surface (MFS) occur at approximately 608 m and 538 m, respectively. These surfaces are identifiable on the gamma-ray log through distinct API shifts, with a marked decrease indicating the TS and an increase corresponding to the MFS.<br />The second sequence, with a thickness of 74 meters, contains TST and HST systems tracts and extends from the upper part of the Champeh Member into the deposits of the Mol Member.<br />The results of this study correlate well with the Ap11 tectonostratigraphic megasequence and the Ng10 and Ng20 maximum flooding surfaces proposed by Sharland et al. (2001). Although this research focuses on a single stratigraphic section, it provides a valuable foundation for future investigations and for developing a comprehensive analysis of the sedimentary basin.<br /><strong> </strong><br /><strong>Conclusion</strong><br />The Gachsaran Formation in the Bostaneh Anticline section, with a total thickness of 1288 meters, comprises the Chehel, Champeh, and Mol members. In the studied subsurface interval, the formation consists of alternating layers of limestone, argillaceous limestone, marl, anhydrite, and a considerable thickness of salt, and it is stratigraphically positioned between the overlying Mishan Formation and the underlying Pabdeh Formation.<br />Microfacies analysis reveals five major microfacies, including evaporite-mudstone alternations, mudstone, <br />miliolid wackestone, bioclastic-peloidal packstone-wackestone, and bioclastic wackestone-packstone, representing deposition in peritidal to lagoonal environments. The absence of cortoids, oncoids, pisoids, and aggregate grains features typical of carbonate shelf settings supports a carbonate ramp as the depositional model for this formation.<br />Sequence stratigraphic interpretations, integrated with paleontological evidence, demonstrate the presence of two depositional sequences: a lower complete sequence consisting of LST, TST, and HST, and an upper sequence comprising TST and HST. Additionally, three sequence boundaries were identified (two SB1 and one SB2).<br />The stratigraphic succession at this section correlates well with the Ap11 tectonostratigraphic megasequence and the maximum flooding surfaces Ng10 and Ng20 defined by Sharland et al. (2001). Although this investigation focuses on a single section, it provides a robust basis for future regional studies and contributes to a more comprehensive understanding of the sedimentary evolution of the basin. <strong>مقدمه</strong><br />سازند گچساران به عنوان پوش‎سنگ مخازن نفتی آسماری، نخستین سازند گروه فارس در حوضه‏ی زاگرس است که در مناطق فروافتادگی دزفول- لرستان تا حوضه خلیج فارس‎گسترش دارد سازند گچساران در فارس تفاوت زیادی را از لحاظ ضخامت، خصوصیات سنگ‎شناسی و محتویات فسیلی به ویژه فرامینیفرها با دیگر نقاط زاگرس نشان می­دهد و توسط جیمز و وایند (James and Wynd, 1965) به سه عضو چهل، چمپه و مول تقسیم شده است. سازند گچساران در دو حوضه جداگانه (حوضه نمکی اصلی و شمالی و حوضه‎ نمکی جنوبی خلیج فارس) نهشته شده است که این دو حوضه فاقد همزمانی هستند؛ مطالعات انجام شده بر روی این سازند بیشتر مربوط به خواص ژئوفیزیکی، دیاژنز و ژئوشیمی رسوبات بوده و اطلاعات نسبتا کمی از لحاظ چینه­نگاری سکانسی وجود دارد. با توجه به مطالعات محدودی که در این زمینه بر روی سازند گچساران انجام شده است مطالعه دقیق ریزرخساره‎ها، تعیین محیط رسوبی و چینه­نگاری سکانسی آن می­تواند در شناخت هر چه بهتر این سازند و توسعه دانش اکتشافی در این منطقه کمک نماید. به همین منظور یک برش چینه شناسی تحت الارضی در تاقدیس بستانه در حوضه‎ نمکی جنوبی خلیج فارس انتخاب و مطالعه شده است. سازند گچساران در محدوده مورد مطالعه در سطح رخنمون ندارد. محل برش تحت الارضی در مرکز تاقدیس و جایی که نهشته‎های سازند میشان رخنمون دارند، می­باشد.<br /><strong>مواد و روش­ها</strong><br />در این مطالعه، از 1288 متر نهشته‎های سازند گچساران که به صورت خرده‎های حفاری نمونه­برداری شده، در مجموع 446 مقطع نازک مورد مطالعه قرار گرفت. با ترکیب داده‌های آزمایشگاهی، نمودارهای چاه‌پیمایی گاما و انطباق آن­ها با نمودارهای ترسیمی چاه، ستون چینه‎شناسی برش مورد مطالعه ترسیم شد. سپس، مطالعه ریزرخساره‎ها و تفکیک سکانس‎ها بر اساس روش فلوگل (Flugel, 2010) انجام شد. برای نامگذاری سنگ های کربناته نیز از طبقه بندی دانهام (Dunham, 1962) و جهت مقایسه کمربندهای رخساره ای از فلوگل (Flugel, 2010) استفاده شد. برای تحلیل چینه­نگاری سکانسی، از روش‌های هانت و تاکر (Hunt and Tucker, 1992, 1995) بهره گرفته شد و با ابر سکانس های تکتونیکی شارلند و همکاران (Sharland et al, 2001) مقایسه شد. برای تعیین دقیق بعضی از مرزهای سنگی و سکانسی از نمودار گاما نیزکمک گرفته شد.<br /><strong>نتایج و بحث</strong><br /><strong>چینه‌شناسی:</strong> سازند گچساران در تاقدیس بستانه با ضخامت کلی ۱۲۸۸ متر به سه عضو چهل (۱۰۸۷ متر)، چمپه (۱۷۰ متر) و مول (۳۱ متر) تقسیم می‌شود. این سازند متشکل از تناوبی از سنگ‌های نمک، انیدریت، سنگ آهک، آهک رسی و مارن است و بر روی سازند پابده و در زیر سازند میشان قرار دارد. مطالعات دیرینه‌شناسی منجر به شناسایی ۳۲ جنس و ۴۷ گونه از فرامینیفرها شد. حضور شاخص‌هایی مانند <em>Borelis melo curdica</em><em>، </em><em>Austrotrillina howchini</em><em>، </em><em>Peneroplis evolutus</em><em>، </em><em>Globorotalia praescitula</em><em> و </em><em>Miogypsina </em>sp..  سن میوسن پیشین (اکیتانین - بوردیگالین) را برای این برش تأیید می‌کند.<br /><strong>ریزرخساره‌ها و محیط رسوبی:</strong> مطالعات میکروسکوپی انجام شده، منجر به شناسایی 5 ریزرخساره اصلی شد که در دو کمربند رخساره‎ای اصلی شامل پهنه­های پیرامون جزرومدی (سبخا) و محیط لاگون، ته نشست یافته­اند. رخساره‌های پهنه‌ی پیرامون جزرومدی شامل: تناوب لایه‎های تبخیری و مادستون <strong>(A)</strong>: <strong> </strong>بافت‌های متنوع انیدریت (بافت‎های لایه‎ای، الواری، بلورهای تبخیری پراکنده و منفرد، سوزنی شکل، دم چلچله­ای و...) نشان‌دهنده‌ی محیطی با تبخیر شدید در نواحی پیرامون جزرومدی (سبخا) است. تناوب لایه‌ها حاکی از نوسانات کوتاه‌مدت سطح آب است<strong>.</strong> چنین رخساره‌ای با RMF25 فلوگل (Flugel, 2010) قابل مقایسه است. رخساره مادستون <strong>(B)</strong>: در این رخساره زمینه اصلی سنگ را میکرایت تشکیل داده و بافت آن مادستون می‎باشد، آلوکم­های کربناته و غیرکربناته به ‌مقدار کم­تر از 1 درصد در این رخساره یافت می­شوند.<strong> </strong>فقدان تنوع فونایی و وجود اکسید آهن و ذرات تخریبی، این رخساره را به محیطی بسیار کم‌عمق با چرخش محدود آب نسبت می‌دهد که احتمالاً در سبخای ساحلی تشکیل شده است. این رخساره شباهت با RMF19 فلوگل (Flugle, 2010) دارد. رخساره‌های محیط لاگون شامل:<strong> </strong>رخساره وکستون حاوی میلیولید <strong>(C)</strong>: حضور فرامینیفرهای پورسلانوز (مانند میلیولیدها) در یک زمینه میکرایتی، محیط لاگون نیمه‌محصور و کم‌انرژی را نشان می‌دهد. این رخساره‌ با RMF16 فلوگل (Flugel, 2010) شباهت دارد. رخساره پکستون<strong>-</strong>وکستون حاوی فسیل و پلوئید <strong>(D)</strong>:<strong> </strong>وجود پلوئیدها و فرامینیفرهای هیالین در یک زمینه میکرایتی - اسپاری، نشانگر بخش‎های میانی لاگون است. چنین رخساره‌ای با RMF20 فلوگل (Flugel, 2010) شباهت دارد. رخساره پکستون- وکستون حاوی بیوکلاست <strong>(E)</strong>:<strong> </strong>افزایش فرامینیفرهای هیالین، این رخساره را به بخش‌های بیرونی‌تر لاگون، (نزدیک به پشته‌های ماسه‌ای)، مرتبط می‌کند. چنین رخساره‌ای با RMF20 فلوگل (Flugel, 2010) شباهت دارد. ریزرخساره‌های تشخیص داده شده در برش مورد مطالعه عموما به صورت تدریجی و آرام به رخساره های بعدی تغییر می­یابند. این ویژگی به همراه عدم وجود ساختارهای ریفی، نبود کرتوئیدها، آنکوئیدها، پیزوئیدها و دانه های تجمعی که بیش‎تر خاص محیط های شلف کربناته بوده (Flugel, 2010) و همچنین عدم وجود رخساره­های ریزشی و لغزشی که بیانگر شیب بالای محیط رسوبی در هنگام رسوبگذاری می­باشند، ته نشست این رسوبات در یک رمپ کربناته است که شامل محیط‌های اصلی، پهنه‌های پیرامون جزرومدی و لاگون می‌باشد.<br /><strong>چینه‌نگاری سکانسی:</strong> در این پژوهش، با هدف تحلیل تغییرات سطح نسبی آب دریا و تفسیر شرایط دیرینه‌محیطی، دو سکانس رسوبی و سه مرز سکانسی (دو مرز نوع اول و یک مرز نوع دوم) شناسایی شده است. سکانس اول با ضخامت 1013 متر شامل سه سیستم ترکت LST،TST  و HST است که به ترتیب با مرزهای SB1 و SB2 محدود می‌شوند. این سکانس از نهشته‌های تبخیری و آهکی عضو چهل آغاز شده و با افزایش فسیل‌های فرامینیفر کف‌زی و میلیولیدها، به ویژه در سیستم ترکت­های TST  وHST، تغییرات عمق و انرژی محیط رسوبی را بازتاب می‌دهد. سطح پیشروی آب دریا (TS) و سطح حداکثر غرقابی (MFS) به ترتیب در عمق‌های 608 و 538 متری قرار دارند که بر روی نمودار لاگ گاما با تغییرات مشخص مقدار API قابل شناسایی هستند؛ به گونه­ای که کاهش چشمگیر API سطح TS و افزایش آن سطح MFS را نشان می‌دهد. سکانس دوم با ضخامت 74 متر شامل سیستم‌ترکت‌های TST و HST بوده که از بخش بالایی عضو چمپه آغاز شده و به نهشته‌های عضو مول می‌رسد. نتایج این مطالعه با ابرسکانس چینه‌نگاری تکتونیکی Ap11 و سطوح حداکثر غرقابی Ng10 و Ng20 در مدل شارلند و همکاران (Sharland et al, 2001) تطابق دارد. اگرچه این پژوهش تنها بر یک برش متمرکز است، اما می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای مطالعات آینده و تحلیل جامع حوضه رسوبی مورد استفاده قرار گیرد.<br /><strong>نتیجه­گیری</strong><br />سازند گچساران در برش تاقدیس بستانه با ضخامت 1288 متر به سه عضو چهل، چمپه و مول تقسیم می­گردد. در برش تحت الارضی مورد مطالعه سازند گچساران شامل تناوبی از لایه­های آهکی، آهک رسی، مارن و لایه‎های انیدریتی و همچنین ضخامت زیادی نمک می‎‎باشد که در زیر سازند میشان و روی سازند پابده قرار دارد. مطالعه‎ی ریز‎رخساره‎ای نمونه­ها و مقایسه آن­ها با رخساره‎های استاندارد فلوگل (Flugel, 2010) نشان می­دهد که سازند گچساران شامل  تناوبی از لایه­های تبخیری به همراه مادستون، وکستون حاوی میلیولید، پکستون- وکستون حاوی بیوکلاست و پلوئید و وکستون حاوی بیوکلاست می­باشد که به کمربندهای رخساره‎ای پهنه‎ی پیرامون جزرو مدی و لاگونی تعلق دارد. بر این اساس و به واسطه عدم مشاهده کورتوئیدها، آنکوئیدها، پیزوئیدها و دانه­های تجمعی که خاص محیط‎های شلف کربناته می‎باشند، مدل رسوبی نهشته‎ها یک رمپ تشخیص داده شد. همچنین مطالعات چینه‌نگاری سکانسی با تأکید بر شواهد فسیل‌شناسی، منجر به شناسایی دو سکانس رسوبی متشکل از یک سکانس رسوبی کامل درقاعده شامل سیستم ترکت‎های (LST, TST, HST) و یک سکانس شامل (TST, HST) شد. همچنین سه مرز سکانسی (دو مرز سکانسی نوع اول و یک مرز سکانسی نوع دوم) نیز تعیین شد. این برش با ابرسکانس چینه نگاری تکتونیکی Ap11 و حداکثر سطح غرقابی (Maximum Flooding Surface)  Ng10و  Ng20شارلند و همکاران (Sharland et al, 2001) قابل مقایسه است. https://esrj.sbu.ac.ir/article_106700_029e385ba1dcfbe27fa89c7db62896a4.pdf