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Reconstruction of the paleoenvironmental, paleoclimatic, and paleoceanographic conditions during the Early Miocene, Qom Basin, Central Iran
Masoud Sharifi Yazdi
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium Naturwissenschaften: Erdwissenschaften
Betreuer*in
Michael Wagreich
DOI
10.25365/thesis.81847
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25716.99119.452496-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Qom-Formation (QF) wird als nördlicher Abschnitt der tethyalen Meeresstraße in Zentraliran interpretiert. Die vorliegende Studie untersucht die Schließungsgeschichte dieser Meeresstraße im frühen Miozän, welche die Tethys mit dem Indischen Ozean verband, anhand von Daten aus dem Qom-Becken in Zentraliran. Während dieses Zeitraums unterlag die Meeresstraße einer schrittweisen, progressiven Verengung unter sich verändernden klimatischen Bedingungen. Zeitpunkt und Mechanismen dieses Prozesses sind von entscheidender Bedeutung für die Rekonstruktion der regionalen Paläogeographie, der Ozeanzirkulation sowie deren Auswirkungen auf das globale Klima im Neogen. Der obere Teil der Formation umfasst die beiden Mitglieder e und f. In dieser Studie wurde die QF in den Profilen Dochah, Jujukzar und Moreh Kuh untersucht. Im Dochah-Profil sind Mergel des Members e aufgeschlossen, während im Moreh-Kuh-Profil Kalke des Members f vorkommen. Im Jujukzar-Profil sind beide Member e und f beobachtbar. Zur Rekonstruktion von Paläoumwelt, Paläogeographie, Paläoökologie, Paläoklima und Paläozeanographie der QF während des Burdigaliums wurden kalkige Nannofossilien und Foraminiferen-Biostratigraphie, Sedimentologie, Element- und Isotopengeochemie, Zyklostratigraphie sowie Mineralogie herangezogen. Die Biozonierung basiert auf kalkigen Nannofossilien in den Mergelsedimenten der Lokalitäten Dochah und Jujukzar und führte zur Bestimmung der Zonen NN2/CNM4 (Discoaster druggii-Zone) und NN4/CNM6 (Sphenolithus heteromorphus-Zone). Eine erosive Hiatus führte zum Fehlen der NN3/CNM5-Zone im mittleren Burdigalium. Hinweise aus Nannofossilien, stabilen Isotopen und Zyklostratigraphie deuten auf einen regionalen, hebungsbedingten Hiatus mit einer Dauer von weniger als 900 kyr hin. Die zyklostratigraphische Analyse zeigt zudem vier 405-kyr-Zyklen unterhalb des Hiatus (Basis des Profils bei ca. 20,4 Ma) sowie acht 100-kyr-Zyklen oberhalb (Basis bei ca. 17,687 Ma). Basierend auf größeren benthischen Foraminiferen gehört die QF zur SBZ 25. Es wurden elf Fazies identifiziert, die in fünf Faziesgürtel (Lagune, Shoal, Patch-Riff, mittlere Rampe und Becken) gegliedert sind und in einer Karbonatrampe abgelagert wurden. Vier Ablagerungssequenzen (BuQ1, BuQ2, BuQ3 und BuQ4) konnten bestimmt werden, die sowohl durch eustatische als auch tektonische Prozesse kontrolliert wurden. Lokale Tektonik spielte eine wesentliche Rolle für die Ablagerungscharakteristika und die Faunenvielfalt. Räumliche Variationen im terrigenen Eintrag, abgeleitet aus Faziesmerkmalen und Provenienzdaten, zeigen, dass aktive Grundgebirgsstörungen während der Sedimentation das Becken in flache Plattformbereiche (Horstblöcke) und tiefere Rampenbereiche (Grabenblöcke) untergliederten, was zur Bildung eines Intraschelfbeckens führte. Das Member e der Qom-Formation in der Dochah-Lokalität enthält vielfältige kleine benthische und planktonische Foraminiferen, die während des Burdigaliums (NN2 und NN4) abgelagert wurden. Basierend auf kalkigen Nannofossilien sowie benthischen und planktonischen Foraminiferen herrschten an der Basis des Members e (NN2) oxische Bedingungen, gefolgt von einer Produktivitätssteigerung, die sich positiv auf infaunale Taxa (z. B. Uvigerina, Bulimina, Bolivina) sowie auf redoxsensitive Elemente (Ba, P/Al, U/Al, Cd/Al) auswirkte. In der NN4-Zone nahm der Sauerstoffgehalt von der Basis zum Top zu, was zu einer Zunahme oxischer Taxa wie Cibicidoides und Heterolepa sowie zu einer Abnahme redoxsensitiver Elemente führte. Zudem führte eine Erwärmung im späten Burdigalium zu einer Zunahme von Nannofossilien wie Discoaster und Sphenolithus. Ein Anstieg der Salinität, abgeleitet aus XRD-Daten, stabilen Isotopen in planktonischen Foraminiferen sowie Sauerstoffisotopen in Gipskristallen, der durch tektonische Prozesse und die Einschränkung des Beckens verursacht wurde, begünstigte die Bildung tiefmariner Evaporite (Gips und Halit) sowie episodische suboxische bis dysoxische Bedingungen, insbesondere an der Basis der NN4-Zone. Während des Miozänen Klimaoptimums (MMCO) im oberen Profilabschnitt führte ein Meeresspiegelanstieg zu einer Zunahme planktonischer Foraminiferen, gefolgt vom Rückzug des Meerwassers aus dem Zentraliran-Becken und dem Eintrag fluviatiler siliziklastischer Sedimente infolge tektonischer Aktivität. Diese Studie hebt die entscheidenden Mechanismen hervor, die die Endphase der Schließung der tethyalen Meeresstraße kontrollierten, und betont das Zusammenspiel zwischen regionaler Tektonik und globalem Klima. Die Ergebnisse tragen wesentlich zum Verständnis bei, wie tektonische und eustatische Prozesse gemeinsam die Beckenentwicklung in randmarinen Systemen beeinflussen.
Abstract
(Englisch)
The Qom Formation (QF) is considered as the northern Tethyan Seaway in Central Iran. This study examines the Early Miocene closure history of the Tethyan Seaway, which connected the Tethys and Indian oceans, as recorded in the Qom Basin of Central Iran. During this time, the seaway experienced a progressive, stepwise closure under changing climatic conditions, the timing and mechanisms of which are critical for reconstructing regional paleogeography, ocean circulation, and their broader implications for Neogene global climate. The upper part of this formation contains two members e and f. In this study the QF was investigated in the Dochah, Jujukzar, and Moreh Kuh sections. In the Dochah section, marls of member e are exposed, whereas in the Moreh Kuh section, limestones of member f are present. In the Jujuzkzar section, both members e and f are observable. Calcareous nannofossils and foraminifera biostratigraphy, sedimentology, elemental and isotope geochemistry, cyclostratigraphy, and mineralogy are used to reconstruct paleoenvironment, paleogeography, paleoecology, paleoclimate, and paleoceanography of the QF during the Burdigalian. Biozonation is conducted on the basis of calcareous nannofossils in the marls sediments of Dochah and Jujukzar localities, which led to determination of NN2/CNM4 (Discoaster druggii zone) and NN4/CNM6 (Sphenolithus heteromorphus zone). Erosive hiatus led to missing of NN3/CNM5 during middle Burdigalian. Evidence from nannofossils, stable isotopes, and cyclostratigraphy indicates a regional uplift-related hiatus lasting less than 900 kyr. Cyclostratigraphic analysis further reveals four 405 kyr cycles below the hiatus (base of the section at ~20.4 Ma) and eight 100 kyr cycles above it (base at ~17.687 Ma). According to larger benthic foraminifera, the QF belonged to SBZ 25. Eleven facies, grouped into five facies belts (lagoon, shoal, patch reef, mid ramp and basin) were recognized, which were deposited in a carbonate ramp. Four depositional sequences (BuQ1, BuQ2, BuQ3, and BuQ4) were identified, controlled by both eustasy and tectonism. Local tectonism played a major role in depositional characteristics and fauna diversity. Spatial variations in terrigenous input, inferred from facies characteristics and provenance data, indicate that active basement faulting during sedimentation segmented the basin into shallow platform (horst blocks) and deeper ramp (graben blocks) settings, which in turn resulted in the formation of an intrashelf basin in the region. The member e of the Qom succession in the Dochah locality includes diverse small benthic and planktonic foraminifera, deposited during the Burdigalian (NN2 and NN4). Based on calcareous nannofossils, benthic and planktonic foraminifera in the base of the member e (NN2) oxic conditions were governed, followed by an increase in productivity which exerted a positive influence on infaunal taxa (e.g. Uvigerina, Bulimina, Bolivina) and redox sensitive elements (Ba, P/Al, U/Al, Cd/Al). In the NN4 oxygen increased from base to top, led to blooming oxic taxa such as Cibicidoides and Heterolepa and a decrease in the redox sensitive elements. In addition, warming led to an increase of nannofossils like Discoasters and Sphenolithus during late Burdigalian. However, an increase in salinity, inferred from XRD data, stable isotopes in planktonic foraminifera, and oxygen isotopes in gypsum crystals, caused by tectonism and basin restriction, promoted deep marine evaporite formation (gypsum and halite) and episodic suboxic to dysoxic conditions, particularly at the base of the NN4 zone. During the MMCO (Miocene Climatic Optimum) at the top of the section, sea-level rise resulted in an increase of planktonic foraminifera, followed by the retreat of seawater from the Central Iran Basin and the influx of fluvial siliciclastic deposits due to tectonism activity. This study highlights the key mechanisms controlling the final stages of the Tethyan Seaway closure, emphasizing the interplay between regional tectonics and global climate. The results improve our understanding of how tectonic and eustatic processes jointly influence basin evolution in marginal marine settings.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Qom-Formation kalkige Nannofossilien Miozän Tethys Sequenzstratigraphie
Schlagwörter
(Englisch)
Qom Formation Calcareous nannofossils Miocene Tethys Sequence stratigraphy
Autor*innen
Masoud Sharifi Yazdi
Haupttitel (Englisch)
Reconstruction of the paleoenvironmental, paleoclimatic, and paleoceanographic conditions during the Early Miocene, Qom Basin, Central Iran
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
116 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Miklos Kazmer ,
Amin Navidtalab
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.41 Sedimentation
AC Nummer
AC18007751
Utheses ID
80175
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 426 |