کاربرد زنجیره مارکوف در تفسیر توالی های رسوبی، مطالعه موردی نهشته های کربناته سازند مبارک (البرز خاوری، شمال ایران)

توالی های کربناته سازند مبارک، به سن می سی سی پی ان، واقع در البرز مرکزی و خاوری در دو برش تویه رودبار و کوه سیاهه، دارای مجموعه متنوعی از اثرفسیل ها هستند. در این پژوهش چرخه های مختلف واحد های سنگی سازند مبارک با بهره گیری از روش مارکوف و مشاهدات میدانی بررسی شد و برپایه ارائه یک توالی ایده ال، محیط رسوبی آن تفسیر شد. برای انجام این کار، رسوبات این سازند به 5 مجموعه رخساره ای تناوب سنگ آهک های آرژیلی و شیل های تیره رنگ دارای ایکنوفاسیس زئوفیکوس، سنگ آهک های نازک تا متوسط لایه دارای ایکنوفاسیس کروزیانا، سنگ آهک های دارای ایکنوفاسیس اسکولایتوس، سنگ آهک های متوسط تا ستبر لایه دارای مخلوط ایکنوفاسیس کروزیانا و اسکولایتوس و تناوب سنگ آهک و شیل بدون تریس فسیل تقسیم شد. بررسی زنجیره مارکوف نشان می دهد که رسوبات سازند مبارک از چرخه های ستبر شونده به سمت بالا تشکیل شده اند. یک چرخه کامل از قاعده به سمت بالا شامل تناوب سنگ آهک و شیل بدون تریس فسیل، سنگ آهک های آرژیلی و شیل های تیره رنگ دارای ایکنوفاسیس زئوفیکوس، کربنات های نازک تا متوسط لایه دارای ایکنوفاسیس کروزیانا، کربنات های دارای ایکنوفاسیس اسکولایتوس، کربنات های متوسط تا ستبر لایه دارای مخلوط ایکنوفاسیس کروزیانا و اسکولایتوس است. گسترش چرخه های رسوبی دارای ایکنوفاسیس ها پایهاً توسط عوامل محیطی از جمله نوع رسوب، مواد غذایی در دسترس، میزان اکسیژن و سطح انرژی کنترل می شود. در این سازند، 4 ایکنوفاسیس شناسایی شد که شامل ایکنوفاسیس کروزیانا، اسکولایتوس، زئوفیکوس و مخلوط کروزیانا اسکولایتوس است. رسوبات رمپ درونی در این سازند، شامل عناصر اسکولایتوس با تنوع کم است. در نهشته های دیستال رمپ درونی و پروکسیمال رمپ میانی سازند مبارک، وجود اثرات زیستی جانوران رسوب تا معلق خوار (مخلوط کروزیانا اسکولایتوس) نشان از فراوانی مواد غذایی در بستر و ستون آب می باشد. رسوبات رمپ میانی سازند مبارک، شامل مجموعه متنوعی از اثرفسیل ها در محیط کاملاً دریایی است، که وجود ساختارهای تغذیه کننده از رسوبات و گریزینگ (ایکنوفاسیس کروزیانا) نشانگر چنین محیطی است. رسوبات رمپ بیرونی سازند مبارک، دارای مجموعه ای از اثرفسیل ها است که وجود ساختارهای گریزینگ و استراحت (ایکنوفاسیس زئوفیکوس) چنین محیطی را نشان می دهد.

Application of Markov Chain Method in depositional sequences interpretation to provide ichnological model of carbonate sediments of the Mobarak Formation (central and eastern Alborz Zone, North Iran)

The carbonate succession of the Mobarak Formation (Mississippian) located in Central and Eastern Alborz, have a diverse trace fossils in Toyeh Rodbar and Siaheh mountain sections. In this research, different lithofacies cycles of the Mobarak Formation are examined by Markov method as well as field observations, and depositional environment has interpreted by proposed ideal sequence. To do this, the deposits of this Formation have divided into five lithofacies associations including argilaceous limestones intercalated with dark shales bearing Zoophycos ichnofacies, thin to mediumbedded limestones bearing Cruziana ichnofacies, limestones bearing Skolithos ichnofacies, medium to thickbedded limestones bearing mixed Skolithos and Cruziana ichnofacies, and limestones intercalated shales without any trace fossils. Markov chain analysis shows that Mobarak Formation deposits are composed of coarsening upward cycles. A complete cycle from base to top consists of limestones intercalated shales without any trace fossils, argilaceous limestones intercalated with dark shales bearing Zoophycos ichnofacies, thin to mediumbedded limestones bearing Cruziana ichnofacies, limestones bearing Skolithos ichnofacies, and medium to thickbedded limestones bearing mixed Skolithos and Cruziana ichnofacies. The development of sedimentary cycles bearing Ichnofacies is primarily controlled by environmental factors, e.g. sediment type, food accessibility, oxygenation and energy level. In this Formation, four ichnofacies have been recognized including Cruziana, Skolithos, Zoophycos and mixed Skolithos–Cruziana ichnofacies. The inner ramp sediments are characterized by lowdiversity Skolithos elements.  In the distal inner ramp and proximal middle ramp sediments of Mobarak Formation, the presence of suspension to depositfeeding tracemakers (mixed Skolithos–Cruziana) indicate the presence of adequate food resources in both the substrate and in the water column. The Middle ramp deposits of Mobarak Formation are characterized by different tracefossils association consistent with fully marine environment which presence of depositfeeding structures, with associated grazing structures (Cruziana ichnofacies), supports a middle ramp setting.