زیست‌ چینه‌نگاری ماکروفسیل‌های گیاهی سازند هجدک منطقه چاه-رخنه، جنوب‌غرب طبس و تحلیل آب و هوای دیرینه

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

1 گروه چینه‌شناسی و فسیل‌شناسی، پردیس بین‌الملل دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه چینه‌شناسی و فسیل‌شناسی، دانشکده زمین‌شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

سازند هجدک در منطقه چاه‌رخنه، جنوب غرب طبس دربر‌دارنده ماکروفسیل‌های گیاهی به نسبت خوب حفظ شده‌ای می‌باشد به‌طوری که تعداد ۳۳ گونه ماکروفسیل گیاهی متعلق به 21 جنس از راسته‌های مختلف شناسایی شدند. براساس اولین و آخرین حضور مشاهده شده گونه‌های شاخص، یک زیست زون تجمعی با نامConiopteris hymenophylloides- Klukia exilis Assemblage zone  و سه زیر زیست زون غیررسمی شامل: زیر زیست زون Equisetites beanii- Ptilophyllum harrisianum Interval zone  (I)، زیر زیست زونPtilophyllum harrisianum- Elatides thomasii Interval zone (II)  و زیر زیست زون Elatides thomasii - Nilssonia macrophylla Interval zone (III) به ترتیب از پایین به بالا تعیین گردیدند. این زیست زون‌ها با سایر زیست‌زون‌های هم ارز بازه زمانی ژوراسیک میانی در منطقه طبس قابل مقایسه و تطابق می‌باشند. حضور گونه‌های Klukia exilis  و Elatides Thomasii نشان دهنده سن  آالنین- باژوسین برای این مجموعه می‌باشد. مطالعات آماری نشان می‌دهد که راسته‌های فیلیکال‌ها، سیکادال‌ها، پاینال‌ها و اکوئی‌ستال‌ها به ترتیب با فراوانی نسبی 31/46 %، 50/23 %، 12 % و 26/9 % و جنس‌های Nilssonia، Klukia، Coniopteris و Equisetites به ترتیب با فراوانی نسبی 81/22 %، 38/13 %، 40/8 % و 40/8 % بیشترین حضور را در منطقه چاه‌رخنه داشته‌اند. بدین ترتیب، براساس فراوانی نسبی فیلیکال‌ها و سیکادال‌ها، حضور گونه‌های شاخص آب و هوایی و بوم‌شناختی نظیر Equisetites beanii و میانگین عددی تراز گیاهی فلورای چاه‌رخنه (81/41)، آب و هوای مرطوب و نیمه گرمسیری در این منطقه در بازه زمانی آالنین- باژوسین غلبه داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Biostratigraphy of plant macrofossils of Hojedk Formation in the Chah-Rekhneh area, south-west Tabas and its palaeoclimate analysis

نویسندگان [English]

  • akram mehdizadeh 1
  • Fatemeh Vaez Javadi 2
  • Alireza Ashouri 3
  • Abbas Ghaderi 3
1 Department of Stratigraphy and paleontology, College of Science, University of Ferdowsi, Mashhad, Iran
2 Department of Stratigraphy and paleontology, School of Geology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Geology, College of Science, University of Ferdowsi, Mashhad, Iran
چکیده [English]

IntroductionEarly and Middle Jurassic, continental sediments of considerable thickness are widespread in the northern, central, and central-eastern Iran (Kilpper, 1964, 1968, 1971, Barnard and Miller, 1976, Sadovnikov, 1976, 1984, 1991, Corsin and Stampfli, 1977, Fakhr, 1977, Schweitzer and Kirchner, 1995, 1996, 1998, 2003, Schweitzer et al., 1997, 2000, 2009, Vaez-Javadi and Pour-Latifi, 2004, Vaez-Javadi and Mirzaei-Ataabadi, 2006, Vaez-Javadi, 2008, 2011, 2012, 2014, 2015a, b, 2018, Saadatnejad et al., 2010, Vaez-Javadi and Abbasi, 2012, 2018, Vaez-Javadi and Allameh, 2015). For a more detailed study, plant macrofossils from Chah-Rekhneh were considered here.Material, methods and geological settingThe plant fossils have been driven from a borehole in Chah-Rekhneh, 62km of SW Tabas city, 33˚17´56ʺ North latitude, 56˚24´01ʺ East longitude. A total of 84 specimens have been collected from a 240 m stratigraphic-core section. Some specimens yielded more than one fossil. The flora from this locality here is introduced for the first time. Material cited in this work (prefixed MJHCh; acronym for Mehdizadeh, Javadi, Hojedk, and Chah-Rekhneh) is held in the collection of the Palaeobotany Laboratory of the Department of Geology at the University of Ferdowsi, Mashhad.Biostratigraphy of the Chah-RekhnehThe Hojedk Formation consists of shale, siltstone, and fine-sandy silt alternating with thick medium-grained sandstone at the base of column. Several coal seams are present at the middle and upper part of the core column. One assemblage biozone was established in this section with lower and upper boundaries identified by FOO (First Observed Occurrence) and LOO (Last Observed Occurrence) of Coniopteris hymenophylloides and Klukia exilis, respectively. Furthermore, three informal subzones were recognized which are upward: I- Equisetites beanii- Ptilophyllum harrisianum Interval zone; II- Ptilophyllum harrisianum- Elatides thomasii Interval zone, III- Elatides thomasii - Nilssonia macrophylla Interval zone.Palaeoclimate AnalysisIn order to recognize palaeoclimate of the Chah-Rekhneh area during the Middle Jurassic, plant macrofossils relative abundance analysis and floral gradient method were used. Ziegler et al. (1996) assigned all Jurassic leaf genera to ten coarser morphological categories (or 'morphocats'). Rees et al. (2000) explained "Floral gradient" analysis. They show how this analysis can be used to interpret phytogeographic patterns based on the axis 1 scores of individual leaf genera and corresponding plant localities, due to their relative degrees of association. Then the climatical distribution in terms of the basic morphological characteristics of individual leaf genera and the palaeogeographic distribution of plant localities can be understood. By calculating the average of the scaled (0 to 100) axis 1 scores of the 32 genera common to all three intervals, a Jurassic 'floral gradient' has been derived. Floral gradient score of this flora in Chah-Rekhneh is 41.81. It shows that the flora assigned to the middle part of Floral Gradient table and suggests a humid and sub-tropical climate during early Middle Jurassic.ConclusionThe Hojedk Formation in the Chah-Rekhneh area, south west Tabas contains 33 plant macrofossil species (21 genera) of various orders. On the basis of FOO and LOO of index species, one assemblage zone- Coniopteris hymenophylloides-Klukia exilis Assemblage zone and three informal subzones were recognized. These subzones are upward: I- Equisetites beanii- Ptilophyllum harrisianum Interval zone, II- Ptilophyllum harrisianum- Elatides thomasii Interval zone, and III- Elatides thomasii - Nilssonia macrophylla Interval zone. The occurrence of index fossils such as Klukia exilix and Elatides thomasii, Aalenian-Bajocian are assigned for this assemblage. Statistical analysis studies reveal that Order Filicales, Cycadales, Pinales and Equisetales with relative abundance of 46.31%, 23.50%, 12% and 9.26%, and Nilssonia, Klukia, Coniopteris and Equisetites were the most abundant genera with 22.81%, 13.38%, 8.40% and 8.40%, respectively in the Chah-Rekhneh area. Therefore, based on relative abundance of Filicales and Cycadales, the occurrence of Equisetites beanii as index species of climatic and ecologic, and average floral gradient score (41.81), a humid sub-tropical palaeoclimate was dominant in this area during the Aalenian-Bajocian interval.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Palaeoclimate
  • Biostratigraphy
  • Middle Jurassic
  • Hojedk Formation
  • Plant macrofossils
  • Tabas
-آقا نباتی، س.ع.، 1377. چینه‌شناسی ژوراسیک ایران، جلد اول، انتشارات سازمان زمین‌شناسی ایران، تهران، 355 ص.
-آقا نباتی، س.ع.، 1383. زمین‎شناسی ایران، سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، 586 ص.
-سعادت نژاد، ج.، قادری، ع. و نعیمی قصابیان، ن.، 1388. مطالعه و معرفی ماکروفسیل های گیاهی توآرسین- باژوسین منطقه گراخک-شاندیز، شمال خاور ایران، رخساره‌های رسوبی، شماره 2، ص 173- 203.
-مهدیزاده، ا.، واعظ جوادی، ف.، عاشوری، ع. و قادری، ع.، 1395. مطالعه و معرفی ماکروفسیل‌ های گیاهی سازند هجدک در چاه شماره یک منطقه کالشور، جنوب‌غرب طبس، مجموعه مقالات یازدهمین همایش انجمن دیرینه شناسی ایران، دانشگاه پیام نور طبس، ص 120-126.
-مهدیزاده، ا.، 1397. زیست چینه‌نگاری و تحلیل تطبیقی ماکروفسیل های گیاهی ژوراسیک میانی منطقه طبس و یزد و تهیه نقشه پراکنش پوشش گیاهی دیرینه، رساله دکتری در چینه‌شناسی و فسیل‌شناسی، دانشگاه فردوسی مشهد، 225 ص.
-واعظ جوادی، ف.، 1387. ماکروفسیل های گیاهی ایران، انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، 236 ص.
-واعظ جوادى، ف.، 1391الف. ماکروفسیل هاى گیاهى منطقه تیار جنوب آمل، تعیین سن و تطابق آن با سایر افق‌هاى گیاهى ایران، نشریه علوم زمین سازمان زمین‌شناسى کشور، شماره 83، ص 229-237.
-واعظ جوادى، ف.، 1391ب. معرفی ماکروفسیل های گیاهی منطقه جعفرآباد، غرب طبس و تفسیر آب و هوای دیرینه آن، پژوهش‌هاى چینه‌نگارى و رسوب‌شناسى، شماره 51، ص 67-86.
-واعظ جوادى، ف.، 1391ج. بیوستراتیگرافى سازند نایبند در منطقه معادن زغالسنگ پروده طبس بر مبناى ماکروفسیل هاى گیاهى، پژوهش‌هاى چینه-نگارى و رسوب‌شناسى، شماره 46، ص 113-143.
-واعظ جوادى، ف.، 1394. معرفى ماکروفسیل هاى گیاهى و زیست چینه‌نگاری برش کالشانه، شمال غرب طبس و تحلیل آب و هوای دیرینه، پژوهش-هاى چینه‌نگارى و رسوب‌شناسى، شماره 61، ص 105-123.
-واعظ جوادى، ف. و پورلطیفی، ع.، 1383. معرفى چند ماکروفسیل گیاهى از گلمکان، شمال خاورى ایران، نشریه علوم زمین سازمان زمین‌شناسى کشور، شماره 52، ص 98-107.
-واعظ جوادى، ف. و عباسى، ن.، 1391. معرفى ماکروفسیل هاى گیاهى منطقه بلده (البرز مرکزى)، تعیین سن و بیوستراتیگرافى آنها، پژوهش‌هاى چینه‌نگارى و رسوب‌شناسى، شماره 48، ص 37-64.
-واعظ جوادی، ف. و نامجو، ش.، 1394. زیست چینه‌نگارى سازند هجدک در کوچکعلى شمالى، باختر طبس و تحلیل آب و هوای دیرینه و تطابق با سایر فلوریزون هاى هم‌ارز ایران، دیرینه‌شناسی، شماره 3، ص 220-243.
-Alavi, M. and Barale, G., 1970. Étude prèliminaire de la flore de le formation de Shemshak dans la region de Djam: Bulletin de la Societe Linnean de Lyon, v. 8, p. 241-252.
-Assereto, R., 1966. The Jurassic Shemshak Formation in Central Elburz (Iran): Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, v. 4, p. 1133-1182.
-Barnard, P.D.W., 1965. Flora of the Schemshak Formation Part2. Liassic Plants from Dorud: Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, v. 4, p. 1123-1168.
-Beckett, P.H., 1956. Coal deposits near Kerman, South Persia: Economic Geology, v. 51, p. 197-198.
-Brongniart, A., 1828-1837. Histoire des vegetaux fossils, ou recherches botaniques et geologiqes sur les vegetaux renfermes dans les diverses couches du globe: Paris, 72 p.
-Corsin, P. and Stampfli, G., 1977. La formation de Shemshak dans l’Elburz oriental (Iran) flore –stratigraphie– paleogeographie: Geobios, v. 10, p. 509-571.
-Fakhr, M.S., 1977. Contribution a l'etude de la flore Rheto- Liasique de la formation de Shemshak de l'Elbourz (Iran), Paris: Memoire de Section de Science, v. 5, 178 p.
-Fürsich, F.T., Wilmsen, M. and Seyed-Emami, K., 2009. Lithostratigraphy of the Upper Triassic- Middle Jurassic Shemshak Group of northern Iran: Geological Society London, v. 312, p. 120-160.
-Harris, T.M., 1961. The Yorkshire Jurassic flora, I. Thallophyta- pteridophyta: British Museum (Natural History), London, 212 p.
-Jacob, K. and Shukla, B.N., 1955. Jurassic plants from the Saighan series of North Afghanistan and their palaeo-climatological and palaeo-geographical significance, India: Memoirs of the Geological Survey of India, Palaeontographica Indica, new series, v. 2, p. 1-64.
-Kilpper, K., 1964. Über eine Rhät/Lias-Flora aus dem nordlichen Abfall des Alburs-Gebirges in Nordiran, I. Bryophyta und Pteridophyta, Stuttgart: Palaeontographica B, v. 114, p. 1-78.
-Phillips, J., 1875. Illustrations of the geology of Yorkshire, or a description of the strata and organic remains, Part I. The Yorkshire Coast, 3rd. Edit. Edited by Etheridge, London, 354 p.
-Sadovnikov, G., 1976. The Mesozoic flora of Alborz and central Iran and its stratigraphic importance: National Iran Steel Company of Iran, Tehran, 118 p.
-Sadovnikov, G.N., 1991. On some gymnosperms from the late Triassic of North Iran: Paleontological Journal, v. 4, p. 95-106.
-Scanu, G.G., Kustatscher, E. and Pittau, P., 2015. The Jurassic flora of Sardinia - A new piece in the palaeobiogeographic puzzle of the Middle Jurassic: Review of Palaeobotany and Palynology, v. 218, p. 80-105.
-Schweitzer, H.J. and Kirchner, M., 1996. Die rhäto-jurassischen Floren des Iran und Afghanistans: Palaeontographica B, v. 238, p. 77-139.
-Schweitzer, H.J., Van Konijnenburg-van Cittert, J.H.A. and van der Burgh, J., 1997. Die Rhaeto-Jurassic Flora of Iran and Afghanistan, 10. Bryophyta, Lycophyta, Sphenophyta, Pterophyta-Eusporangiatae and protoleptosporangiatae: Paleontographica B, v. 243, p. 103-192.
-Schweitzer, H.J., Kirchner, M. and Van-Konijnenburg-Van Cittert, J.H.A., 2000. The Rhaeto-Jurassic flora of Iran and Afghanistan, 12. Cycadophyta II. Nilssoniales: Paleontographica B, v. 279, p. 1-108.
-Schweitzer, H.J. and Kirchner, M., 2003. Die rhato-jurassischen Flora des Iran und Afghanistan 13. Cycadophyta. III.Bennettitales: Paleontographica B, v. 264, p. 1-166.
-Schweitzer, H.J., Schweitzer, U., Kirchner, M., Van Konijnenburg-van Cittert, J.H.A. and Ashraf, R.A., 2009. The Rhaeto-Jurassic flora of Iran and Afghanistan, 14. Pterophyta, Leptosporangiatae: Palaeontographica B, v. 279, p. 1-108.
-Takhtajan, A.L., 2013. Higher Taxa of Vascular Plants except Flowering: Takhtajania, Тахтаджяния, v. 2, p. 4-8.
-Tipper, G.H., 1921. The geology and mineral resources of eastern Persia: Record of Geological Survey of India, v. 1, p. 51-80.
-Vaez Javadi, F., 2004. Persicostrobus Vaez-Javadi n. gen. a new Equisetalean strobilus from the Triassic of Iran: Rivista Italina di Paleontologia e Stratigrafia, v. 3, p. 715- 718.
-Vaez-Javadi, F., 2011. Middle Jurassic flora from the Dansirit Formation of the Shemshak Group, Alborz, north Iran: Alcheringa, v. 1, p. 77-102.
-Vaez Javadi, F., 2014. Triassic and Jurassic Floras and Climate of Central-East Iran: Geological Survey of Iran: Rahi publication, Tehran, 290 p.
-Vaez Javadi, F., 2018. Middle Jurassic Flora from the Hojedk Formation of Tabas, Central East Iran: Biostratigraphy and Palaeoclimate implications: Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, v. 124(2), p. 299-316.
-Vaez-Javadi, F. and Ghavidel-Syooki, M., 2002. Plant megafossil remains from Shemshak Formation of Jajarm area, NE Alborz, Iran: Paleobotanist, v. 51, p. 57-72.
-Vaez Javadi, F. and Mirzaei-Ataabadi, M., 2006. Jurassic plant macrofossils from the Hojedk Formation, Kerman area, east-central Iran: Alcheringa, v. 30, p. 63-96.
-Vaez Javadi, F. and Allameh, M., 2015. Biostratigraphy of the Bazehowz Formation at its Type section, South West Mashhad based on plant macrofossils: Geopersia, v. 1, p. 27-44.
Vaez-Javadi, F. and Abbasi, N., 2018. Middle Jurassic biostratigraphy of plant macro and microfossils in Soltanieh Mountains, South of Zanjan, nw Iran. Geosciences, v.106, p. 91-102.
-Vakhrameev, V.A., 1991. Jurassic and Cretaceous floras and climates of the Earth: Cambridge University Press: Great Britain, 318 p.
-Vassiliev, Y., 1984. Mesozoic plant fossils from coal areas in Iran: Atlas of the Ministry of Mine and Metal, v. 2, 97 p.
-Wilmsen, M., Fürsich, F.T. and Taheri, J., 2009. The Shemshak Group (Lower-Middle Jurassic) of the Binalud Mountains, NE Iran, Stratigraphy, depositional environments and geodynamic implications: Geological Society of London, v. 312, p. 175-188.
-Ziegler, A.F., Parrish, J.M., Jiping, Y., Gyllenhaal, E.D., Rowley, D.B., Parrish, J.T., Shangyou, N., Bekker, A. and Hulver, M.I., 1993. Early Mesozoic phytogeography and climate, In: Allen, J.R.L., Hoskins, B.J., Sellwood, B.W., Spicer, R.A. and Valdes, P.J., 1297. Palaeo climates and their modelling: Philosophical Transactions of the Royal Society of London, v. 341, p. 297-305.
-Ziegler, A.M., Rees, P.M., Rowley, D.B., Bekker, A., Quing, L. and Hulver, M.L., 1996. Messozoic assembly of Asia, Constraints from fossil floras, tectonics and paleomagnetism, 371-400. In Yin, A. and Harrison, M., (Eds.): The Tectonic Evolution of Asia: Cambridge, Cambridge University Press, p. 371-400.