دانلود رایگان مقاله پویایی ساحلی صخره های مرجانی نزدیک به ساحل پلیستوسن

1. مقدمه

         تپه های دریایی ارزیابی شده نزدیک به فینز ( شکل 1A) اخیرا به صورت دقیق بررسی نشده است . آن ها به عنوان بخشی از چهار قسمت از واحد های سنگ آهک قدیمی با نام Qmy نقشه برداری شده اند ( شکل 1B) که به سمت اقیانوس ادامه پیدا می کنند  که صخره ای را در این قسمت ایجاد کرده است. ( شکل 1B). توصیف های جغرافیایی مرتبط با این واحد بسیار خلاصه می باشد. تمام چیزی که توسط وینز و همکارانش بیان شده است که این واحد های Qmy متشکل از قسمت های تقسیم شونده ی زیستی و همچنین سنگ آهک های دریایی می باشند. قسمت دوم شامل جلبک های آهکی و مرجانی می باشد و روی آن ها یک لایه کنگلومرات قرار گرفته است.  این کنگلومرات ها توسط ال حدابی در دوره ی مطالعه ی صخره های ساحلی در نواحی فینز / تیوی بررسی شده است. تنها اخیرا، این صخره های دریایی در قسمت های آهکی به صورت دقیق توسط  ال شوکالی توصیف شده است. نتایج او و دیگر داده ها ، سوژه ی این مقاله می باشند. مونوگراف های این مرجان های دریایی و تپه های مرجانی در خلیج عمان توسط کلیربودت ، گرایش های بسیار مهمی را در توصیف این تپه های دریایی و تقسیم بندی تپه های مرجانی ایجاد کرده است. 

         بر اساس وینز و همکارانش، واحد های Qmy یک مسیر دریایی با ارتفاع افزایش یافته ی 10 تا 20 متر ایجاد کرده است.  آن ها ردیف از صخره ها را به رسوب های دریایی نسبت می دهند که در ارتفاع 12 تا 15 متر نزدیک به راس الجیبش ایجاد شده است  ( شکل 1A) در شرق صحرای وحیبا قرار گرفته است که با استفاده از روش 14C به صورت   سال پیش و بر اساس پوسته های حلزونی نیز توسط گاردنر و همکارانش ، با سن تقریبی   قبل از میلاد تخمین زده شده است. علاوه بر  این، وینز و همکارانش هم این واحد های Qmy را به رسوب های چاه گمانه ای از موتراه نزدیک مسقط نسبت می دهند. این هسته ، یک سطح مرتفع نسبت به دریا متعلق به قبل از میلاد را نشان میدهند. بر اساس این تخمین های زمانی به دست آمده، وینز و همکارانش یک سن ویچسلی را برای این رسوب های دریایی در نظر گرفته اند.  بر اساس این روش ویچسلی ، آخرین دوره ی یخبندان از یخبندان در عهد چهارم زمین شناسی را برای این رسوب های دریایی در نظر می گیرد که در این زمان سطح جهانی دریا ها نزدیک به 120m بود ( بر اساس بیشتر تخمین های موجود  ) که در   سال قبل از میلاد، این سطح از امروز کمتر بوده است. 

        بالا آمدن این ردیف های چهارگانه ی دریایی بالاتر از سطح دریا در قسمت های تیوی / فینز به حدود 190m می رسد. قسمت شمالی عمان نیز دارای یک سیستم گسل فعال ی باشد که مطابق با این افزایش ارتفاع می باشد. این موضوع که صفحه ی عربی در قسمت شمالی زیر صفحه ی اوراسیا قرار دارد ( قسمت ایرانی) ، ممکن است یک برآمدگی رو به جلو  ایجاد شود که منطقه های فینز / تیوی در همان قسمت قرار دارد و همین برآمدگی ممکن است مسئول همین افزایش ارتفاع باشد.  برای اطلاعات بیشتر در رابطه با زمین شناسی این ردیف سنگ های دریایی در قسمت فینز  و تیوی، شما می توانید به مطالعه های منطقه ای انجام شده توسط کوسکی و همکارانش، هافمن و همکارانش و یوان و همکارانش مراجعه کنید.

         به دلیل این که هیچ گونه جزییاتی در رابطه با تپه های دریایی واحد های Qmy وجود ندارد،   ما قصد داریم تا با توصیف اطلاعات شکلی و زمین شناسی دو تپه کوچک، سهمی در این قضیه داشته باشیم ( شکل 1) و بتوانیم گونه های مرجانی را مشخص کرده و شکل و علت رشد آن ها را دریابیم.  این موضوع بر خلاف پیش زمینه ی افزایش توسعه های ساختمانی رخ می دهد که بر روی ردیف های دریایی نواحی تیوی/ فینز تاثیر دارد زیرا آن ها نشان دهنده ی  جستجو بعد از مکان های ساخت و ساز با ملاحظه ی خاص از نزدیکی نسبت به اجتماع رو به افزایش فینز ( شکل 1) می باشد. این ابعاد می توانند به سرعت منجر به از بین رفتن این تپه های دریایی شوند. ازین رو، باید ویژگی های این تپه های دریایی قبل از این که این تپه ها از بین بروند را به خوبی مورد مطالعه قرار داده و آن ها را مستند کرد. به دلیل این که این تپه های دریایی بر روی یک ردیف دریایی هستند، باید مقدار ارتفاع دقیق آن ها که آن را ما مشخص کرده ایم، معلوم شود.

          بعد از مشخص کردن ویژگی های خارجی این تپه های دریایی و مشخص کردن مقدار ارتفاع آن ها، ما سنگ شناسی های این تپه ها را هم انجام میدهیم. سپس ما جزییات محدودی از مشاهده های سنگ شناسی خودمان را انجام داده و سپس یک توالی از روند های رسوبی و سایشی و همچنین کمی سازی مقدار کلی انتقال این تپه های دریایی ( به سمت بالا) و مقدار افزایش ارتفاع سالانه ی آن ها را هم بررسی می کنیم. بعد از ایجاد همبستگی بین ویژگی های مشاهده شده با مرحله های هم شکل دریایی ، ما باز هم مهم ترین دلایل  این افزایش ارتفاع را بررسی می کنیم.

         در ادامه ما یک دسته از این تپه های دریایی را به عنوان تپه های کوچک و مجزای کربناتی با مشخصه های بستری ( تپه های سفره ای ) توصیف می کنیم. سطح این تپه های نزدیک به ساحل ممکن است یک شیب آرام به سمت دریا را داشته باشد. این تپه های مجزا نسخه هایی کوچک تر از تپه های نوع استاندارد می باشند ( مانند تپه های ریشه دار، تپه های مانع ). آن ها چندین متر ارتفاع نسبت به زمین اطراف خودشان  دارند ( معمولا 3 تا 6 متر) و قطر آن ها در حدود 5 تا 50 متر می باشد.

2. ناحیه ی مطالعه و تنظیمات زمین شناسی

         دو تپه ی کوچک مطالعه شده در SSW در شهر ساحلی فینز قرار دارد ( شکل 1) که داخل ناحیه ی شرقیه از شمال شرقی عمان قرار گرفته است که در 100 کیلومتری مسقط جای دارد. مختصات قسمت شمال غربی و شمال شرقی در این تپه های دریایی به ترتیب به صورت 22550 15.9500N/ 59120 34.2400E و 22550 13.7900N/59120 35.9700E می باشد. این تپه های دریایی به راحتی با استفاده از جاده در دسترس می باشند ( شکل  2A).

        تنظیمات زمین شناسی در رابطه با این تپه های دریایی، یک منطقه ی ساحلی باریک را شامل می شود که به سمت قسمت شمال غربی – جنوب شرقی کشیده شده است و همراه با رخداد نواحی چهارگانه ی ردیف دریایی، توصیف می شود. این ردیف های دریایی در صخره های  دوره ی پالئوژن در قسمت جنوب غربی و در تپه های کوارتزی در قسمت شمال شرقی قرار گرفته است، یعنی به سمت ساحل ( شکل 1).  این ردیف های دریایی به صورت موج شکن های مرتفع و یا بستر های سایشی شکل گرفته اند. فعالیت موج شکل بر اساس شیب نرم آن ها به سمت دریا و ارتباط آن ها با شکاف های موج شکن مشخص شده است.  بخش های مطالعه شده در این ساحل بر اساس شرایط جز و مد توصیف شده است. دوره های بارانی نیز در 6000 تا 10500 و  78000 تا 82000 سال پیش شکل گرفته است. 

          سخره های پالئوژن در اصل صخره های کربناتی می باشند که شامل سنگ آهک های فشرده ی سخت روزن دار می باشند که داخل آن ها تعداد محدودی از بستر های سنگ رستی و سنگ های شنی آهکی قرار دارد. این صخره ها در منطقه ی بزرگی در راستای کمربند ساحلی تیوی – غریات  در قسمت شمالی کوه های عمان قرار دارند.

        کوه های عمان شامل مجموعه ای پیچیده از صخره های بزرگ در حد چندین کیلومتر ، ضخیم و سیلیسی و کربناتی متعلق به دوره های پیش کمبرینی تا نئوژن می باشد. این صخره های جابجا نشده پرمیان – کرتاکوس با جنس کربنات در راستای حاشیه ی تتیس رسوب کرده اند و سپس پوسته های اقیانوسی شامل رسوب های کف اقیانوس متعلق به گروه های سمالی افیولیت و هاواسینا تحت پوشش قرار گرفته اند. این صفحه های محلی سپس به سمت قسمت شمال شرقی پیش رفته اند که به دلیل بسته شدن اقیانوس تتیس در طول انتهای دوره ی کرتاکوس رخ داده است.  بعد از فرا رانش این رسوب های کربنات از زمان کرتانوس ادامه داشته است و تا دوره ی سوم زمین شناسی در این ناحیه ی تحت مطالعه، وجود داشته است. 

Abstract

        We investigated two coral patch reefs of probably Weichselian age (Wyns et al., 1992a) which have been uplifted above sea-level in the coastal setting of uplifted marine terraces adjacent to the Oman Mountains. Uplift is also manifested in raised beach conglomerates and a wave-cut notch. We document some of the main reef features in the apprehension that building/development will preclude the study of the reefs in the near future. The reefs formed above a hardground of bioclastic limestone (mudstone to wackestone), characterized by intense bioerosion and red algae. The red algae may occur so plentiful to form (very localized) bafflestones. The diagenetic history of the rocks includes a transition from a marine environment (first cement) to meteoric conditions (dissolution and second cement). The reefs are 1.5 m thick and display planar as well as gently ocean-dipping reef tops, suggesting exposure to the wave-cut activity and, thus, shallow and nearshore deposition. The reefs are dominated by one coral species, identified as Cyphastrea serailia. On the protected side of the reefs the corals developed wavy and columnar growth forms while on the ocean facing side irregularly shaped exoskeletons developed. Our GPS-based topographic survey revealed an elevation of the two reefs of 21.5 m ± 0.06 m above sea-level. Taking into account (1) the global Holocene sea-level rise of 120 m ± 20 m (Pirazzoli and Pluet, 1991), (2) formation of the reefs slightly below sea-level (~1.5 m) as well as (3) their present position above sealevel, we quantify the total upward transfer of the reefs to be 143 m and the average uplift rate to be 6.8 or 4.6 mm/yr depending on the correct age (either ~21,000 or ~31,000 yr B.P.). As the causes of uplift we mainly consider isostatic rebound following the late Cretaceous formation of the Oman Mountains (Yuan et al., 2016). The terrace development went through the following stages: (1) The patch reefs formed in shallow water. (2) Initial, gentle uplift caused abrasion of the reef tops. (3) Uplift continued and beach conglomerate 1was deposited on top of the reefs. (4) Abrasion continued, creating an abrasion platform. Uplift and creation of borings in platform required time and an interval of relatively slow uplift and tectonically and climatically stable conditions. (5) Uplift took place, and a wave-cut notch formed below the reefs. (6) Notch formation, including the borings into the notch, required time and stable conditions and was followed by deposition of beach conglomerate 2. (7) Finally, emergence/exposure of the notch and conglomerate 2 above sea-level ensued due to pronounced uplift, possibly associated with faulting and earthquakes. Formation of the reefs and the abrasion platform can be correlated with MIS 3 (Marine Isotope Stage 3) and notch formation with MIS 1.

1. Introduction

        The investigated reefs near Fins (Fig. 1A) have previously not been studied in detail. They have been mapped as part of the Quaternary, “subrecent” marine limestone unit “Qmy” (Fig. 1B) that extends to the ocean (Fig. 1B) where it forms a cliff. The related geological description of this unit is very brief. All that is mentioned by (Wyns et al., 1992a) is that the “Qmy unit” comprises bioclastic as well as reefal limestone. The latter contains corals and calcareous algae and is overlain by a marine conglomerate (Wyns et al., 1992a). The conglomerate has been analyzed by Al Haddabi (2015) in the course of a beachrock study of the Fins/Tiwi area. Only recently, the reefs of the reefal limestone have been described in detail by Al Shukaili (2015). Her results and other data are the subject of this article. The monograph on “Reef corals and coral reefs of the Gulf of Oman” by Claereboudt (2006) provided significant orientation in describing the reefs and in classifying the corals.

        According to Wyns et al. (1992a), the “Qmy unit” forms a marine terrace at an elevation between 10 and 20 m. They correlated this terrace with marine deposits occurring at an elevation of 12e15 m close to Ras al Jibsh (Fig. 1A), east of the Wahiba Sands, which have been dated by the 14C method as 21,280 ± 280 yr B.P and 31,110 ± 530 yr B.P. on mollusk shells by Gardner (1988). Moreover, Wyns et al. (1992a) also correlate the “Qmy unit” with deposits of a drillhole core from Muttrah near Muscat. This core revealed a high sea-level at 31,890 ± 765 yr B.P. (Hannss, 1991, in Wyns et al., 1992a). Based on these ages, Wyns et al. (1992a) assigned a Weichselian age to these marine deposits. The Weichselian designates the last glacial period of the Pleistocene glaciation, when the global sea-level was 120 m (±20 m, according to most estimates) lower than today, approximately 21,000 yr B.P. (Pirazzoli and Pluet, 1991; see also Siddall et al., 2003).

        Uplift of Quaternary marine terraces above sea-level may measure 190 m in the Tiwi/Fins area (Kusky et al., 2005). Northern Oman has active fault systems that accommodate uplift (Kusky et al., 2005). The fact that the Arabian Plate underrides Eurasia in the north (Iranian sector) may create a forebulge where the Fins/ Tiwi area is located and bulging may be responsible for the uplift (Kusky et al., 2005). For more details on the geology of the marine terraces of the Fins/Tiwi area the reader is referred to the regional studies of Kusky et al. (2005), Hoffmann et al. (2013) and Yuan et al. (2016).

         Since there are no details on the reefs of the “Qmy unit” available, we intend to contribute to their understanding by a geomorphological characterization of two small reefs (Fig. 1), determination of the coral species, the description of their growth forms and ecology. This takes place against the backdrop of increasing building development which is affecting the marine terraces of the Fins/Tiwi area as they represent sought after building sites with special consideration of the proximity of the rapidly expanding community of Fins (Fig. 1). These aspects could very soon lead to the disappearance of the reefs. Thus, there is some urgency to document the above mentioned reef features before the reefs will be lost. Since the reefs are situated on a marine terrace it is of interest to know their exact elevation which we determined.

         After outlining the external features of the reef and determining their elevation we will describe the different lithologies as well as the reefs. We will then interpret a few details of our lithological observations and put forward a sequence of relevant depositional and erosional processes as well as a quantification of the total upward reef transfer (uplift) and the average annual uplift rate. Following a correlation of observed features with the Marine Isotope Stages (MIS; Siddall et al., 2003) we will discuss main causes for uplift.

        We define a patch reef as a small, isolated carbonate build-up with platform character (table reef). The surface of near-shore patch reefs may exhibit a gentle seaward dip. Patch reefs are small-scale reef versions of standard reef types (e.g., fringing reefs, barrier reefs). They stand a few meters high (commonly 3e6 m) above the surrounding ground and have a diameter of 5e50 m. Regarding the ecology and sedimentary architecture of patch reefs the interested reader is referred to Mazzulo et al. (1992).

2. Study area and geological setting

          The two studied small reefs are located SSW of the nearby coastal community of Fins (Fig. 1) within the Sharqiyah region of northeastern Oman, 100 km southeast of Muscat. The coordinates of the northwestern and southeastern reefs are 22550 15.9500N/ 59120 34.2400E and 22550 13.7900N/59120 35.9700E, respectively. The reefs are easily accessible by a road (Fig. 2A).

         The geological setting of the reefs is a narrow coastal zone which strikes northwest-southeast and is characterized by the occurrence of Quaternary marine terraces (Wyns et al., 1992a, b; Kusky et al., 2005; Hoffmann et al., 2013; Yuan et al., 2016). The terraces occur in Paleogene rocks in the southwest and in Quaternary rocks to the northeast, i.e. towards the shore (Fig. 1). Marine terraces are uplifted wave-cut/abrasion platforms (see Trenhaile, 2000). Wavecut action is indicated by their gentle oceanward dip and their association with wave-cut notches (for notch formation see Cooper et al., 2007). The studied coastal segment is characterized by mesotidal conditions (compare Short, 1991). Pluvial periods occurred from 6000 to 10,500 and 78,000 to 82,000 yr B.P. (Fleitmann et al., 2003).

      The Paleogene rocks are mainly carbonates, consisting of hard, compact foraminiferal limestone, interbedded with a few shale beds and calcareous sandstone. They are exposed over a large area along the Tiwi-Quriyat coastal belt on the northern flank of the Oman Mountains (Glennie et al., 1974; Wyns et al., 1992a).

        The Oman Mountains comprise a complex assemblage of kilometer-scale, thick, siliciclastic and carbonate rocks of Precambrian to Neogene age. Thick Permian-Cretaceous autochthonous carbonate rocks were deposited along the Tethys margin and thrust over by allochthonous oceanic mantle and crust including ocean floor sediments belonging to the Semail Ophiolite and Hawasina Supergroup, respectively. The allochthonous sheets were thrust from the northeast due to closure of the Tethys Ocean during Late Cretaceous time (Glennie et al., 1973, 1974; Searle and Malpas, 1980; Lippard et al., 1986; Searle and Cox, 1991; Hacker et al., 1996; Goffe
et al., 1988; Glennie, 2005; Rollinson et al., 2014). Postobduction carbonate sedimentation resumed since the late Cretaceous and continued until the Miocene in the study area.

چکیده

1. مقدمه

2. ناحیه ی مطالعه و تنظیمات زمین شناسی

3. روش ها

4. نتایج

5. تفسیر اطلاعات

6. خلاصه / جمع بندی

منابع

Abstract

1. Introduction

2. Study area and geological setting

3. Methods

4. Results

5. Interpretation

6. Summary/conclusions

References