رسوب شناسی عضو ورسک سازند الیکا (تریاس) در منطقه شهمیرزاد با تاکید بر فرایند کارستی شدن

ناحیه شهمیرزاد در دامنه های جنوبی کوه های البرز مرکزی و در ۲۵ کیلومتری شمال سمنان واقع شده است. منطقه شهمیرزاد از لحاظ موقعیت جغرافیایی در بین عرض های '۴۰ ˚۳۵ تا ˚۳۶ شمالی و طول جغرافیایی ˚۵۳ تا '۳۰ ˚۵۳ قرار گرفته است. به منظور انجام این مطالعه دو برش چینه شناسی مورد بررسی قرار گرفته است. برش اول (ده صوفیان) در مسیر شهمیرزاد به فولاد محله در روستای ده صوفیان واقع در ۶ کیلومتری شهمیرزاد برداشت و نمونه برداری شده است. ضخامت این برش در ناحیه ده صوفیان ۴۶۰ متر است. سازند الیکا در این برش از سه قسمت سنگ آهک ورمیکوله، دولومیت متوسط تا ضخیم لایه و سنگ آهک واحد ورسک با میان لایه های از آهک دولومیتی قابل تقسیم است. برش دوم در مسیر جاده شهمیرزاد به چاشم واقع شده است. به دلیل اهمیت واحد ورسک در کارستی شدن در مطالعه برش دوم فقط به این واحد پرداخته شده است. ضخامت توالی مورد مطالعه در این برش ۱۹۰ متر است که ۲۰ متر از واحد میانی سازند الیکا و ۱۷۰ متر از واحد ورسک سازند الیکا اندازه گیری شده است. مطالعات سنگ شناسی انجام شده بر روی ۲۱۵ مقطع نازک میکروسکوپی منجر به شناسایی سه مجموعه رخساره ای شده است که عبارتند از: مجموعه رخساره ای A۱)A: مادستون دولومیتی شده، A۲: برش های ریزشی، A۳: استروماتولیت های دولومیتی شده، A۴: پلت، اینتراکلست، بیوکلاست پکستون تا گرینستون)، مجموعه رخساره ای B (رخساره های B۱: اینتراکلست، پلت، بیوکلاست وکستون تا پکستون، B۲: اینتراکلست، اووئید، پلت، بیوکلاست پکستون تاگرینستون) و مجموعه رخساره ای C (رخساره های C۱: اینتراکلست، پلت، بیوکلاست گرینستون، C۲: اینتراکلست، پلت، اووئید، بیوکلاست گرینستون) است. این مجموعه های رخساره ای در یک پلاتفرم کربناته از نوع رمپ کربناته بسیار کم شیب و به ترتیب در زیرمحیط های پهنه جزرومدی، لاگون و پشته سدی نهشته شده اند. از فرایندهای دیاژنزی تاثیرگذار در واحد میانی- بالایی سازند الیکا می توان میکریتی شدن، سیمانی شدن، تراکم، نئومورفیسم، انحلال، دولومیتی شدن، ددلومیتی شدن، شکستگی، سیلیسی شدن، هماتیتی شدن و پیریتی شدن را نام برد که در محیط های دیاژنتیکی دریایی، متنوریکی، تدفینی و در هنگام بالا آمدگی گسترش یافته اند. آناییز عنصری و ایروتوپی سنگ آهک واحد ورسک سازند الیکا شرایط دیاژنز متئوریکی و تدفینی را تائید می کند. همچنین رابطه بین نسبت های Sr/ca در برابر Mg نشان دهنده سیستم دیاژنتیکی نیمه بسته است. مطالعات چینه نگاری سکانسی نشان دهنده وجود سه سکانس رسوبی با مرزهای سکانسی نوع اول (SB۱) و دوم (SB۲) در برش مورد مطالعه است که در دو سوپر سیکل رسوبی به نام های UAA۲ و UAA۳ قرار می گیرد. اشکال ژئومورفولوژی کارستی (کارن، چشمه های کارستی، غار) در واحد ورسک سازند الیکا بیشتر از واحد دولومیت میانی مشاهده شده است اما اشکال ژئومورفولوژی پیشرفته کارست مانند حفره های فروکش، پولژه و غیره در منطقه تشکیل نشده است. بررسی نمودارهای بارندگی و دبی در مقابل زمان نشان می دهد که دبی چشمه ها تا حدود زیادی تحت تاثیر بارندگی است و این می تواند به این مفهوم باشد که کارستی شدن تا اعماق زیاد پیشرفت نکرده و بیشتر سطحی است که یکی از دلایل آن را می توان شیب زیاد لایه های آهکی دانست. الگوی ساختاری گسل های منطقه و نمودار گلسرخی مربوطه روند گسل های غالب منطقه را شمال غربی- جنوب شرقی نشان می دهد که با جهت غالب درزه ها یکسان است. این شکستگی ها باعث نفوذ آب ها در همین جهت شده و در طی فرایند کارستی شدن، پدیده های کارستی نیز در همین جهت ایجاد می شوند. با توجه به دیاگرام پایپر رخساره آب چشمه از نوع بیکربنات کلسیم منیزیم است که نشان دهنده تغذیه از ارتفاعات آهکی واحد ورسک و تا حدی از واحد دولومیت میانی سازند الیکا است.