تحلیل هندسه و کینماتیک پایانه باختری سامانه گسلی درونه در ‌ناحیه جندق- انارک

دسته لرزه زمین ساخت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده مرضیه استرابی، مجید شاه پسندزاده، علی یساقی،‌ محمدرضا قاسمی، حمیدرضا جوادی
تاريخ برگزاری ۰۹ اسفند ۱۳۸۴

چکیده

سامانه گسلى درونه، با طولى حدود ۸۰۰ کیلومتر، به صورت یک گسل تراگذر مرزى،  مرز شمالى خرد ورقه ایران مرکزى را تشکیل مى دهد.  تا کنون مطالعات دقیق ساختارى بر روى آن انجام نشده و به ویژه هندسه و ساختار پایانه باخترى آن ناشناخته است. به همین علت  در این مقاله، هندسه پایانه باخترى گسل درونه مورد بررسى قرار گرفته است. به منظور مطالعه دقیق ترهندسه این سامانه گسلى، تحلیل ساختارى پایانه باخترى سامانه گسلى درونه در چهار منطقه جندق،  کوه بابابزرگى، طالمسى و انارک صورت گرفته است. این سامانه گسلى، در پایانه باخترى  خود در منطقه جندق، به چند شاخه گسلى تقسیم مى شود. به سمت جنوب باختر، این سامانه گسلى در زیر نهشته هاى جوان کواترنرى مدفون شده است، و تنها با استفاده از نقشه هاى مغناطیس هوایى قابل ردیابى است. این سامانه گسلى، در ادامه جنوب باخترى خود، دو پهنه برشى را تشکیل مى دهد. پهنه برشى اصلى چپ بر است و پهنه برشى بابابزرگى- انارک نامیده مى شود. پهنه برشى دیگر،‌ پهنه برشى راست بر طالمسى مى باشد که در دل پهنه برشى نخست قرار دارد.

 

Abstract

Dorouneh Fault System, with ۸۰۰ Km length, forms north border of central Iran۱:place>۱:country-region> micro plate in the form of a transform faults and has seismic potential. But any structural studies have been done about this fault and particularly geometry and structure of this fault are uncertain. So in this article geometry of Dorouneh fault system's western termination has been study and a structural model has been presented. For detail study of this fault system geometry, structural analysis of this fault system had been done in four regions of Jandaq, Kuh-e-Bababozorgi, Talmesi and Anarak. So all of folds and faults has been measured and analyzed. This fault system, splays in Western termination in Jandaq area. Then, into southwestern, fault system covered with quaternary alluvial deposits and is detectable only on geomagnetic maps. Into southwestern, Dorouneh fault system forms two shear zones. Principal shear zone is left lateral and has been named Bababozorgi-Anarak shear zone. Another shear zone is Talmesi right lateral shear zone that is located within first shear zone.

 

مقدمه

سامانه گسلی درونه (ولمن، 1966) یا گسل بزرگ کویر(اشتوکلین، 1973)،  با طول حدود 800 کیلومتربه عنوان یک گسل تراگذر مرزی از کرانه باختری رودخانه هیرمند در خاک افغانستان تا ناحیه انارک در ایران مرکزی کشیده شده است. این سامانه گسلی، هندسه ای خمیده  دارد، به طوری که راستای آن در بخش خاوری ( از کرانه باختری رودخانه هیرمند تا جنوب شهرتربت حیدریه)، شمال باختری- جنوب خاوری، ‌در بخش مرکزی ( از جنوب شهرتربت حیدریه تا روستای درونه)، خاوری- باختری و در بخش باختری ( از روستای درونه تا شهر انارک)‌، شمال خاوری- جنوب باختری است(چالنکو و همکاران، 1973؛ شکل 1). پایانه باختری گسل در منطقه جندق، بر روی تصاویر ماهواره ای و عکسهای هوایی به خوبی قابل مشاهده است. در این ناحیه سامانه گسلی درونه به چند شاخه تقسیم می شود. این سامانه گسلی به سمت جنوب باختر،‌ در زیر نهشته های جوان کواترنری مدفون می شود و تنها با استفاده از داده های مغناطیس هوایی قابل ردیابی است.  به سمت جنوب باختر، سامانه گسلی درونه به دو شاخه دیگر تقسیم می شود. شاخه شمالی در منطقه بابابزرگی و شاخه جنوبی در منطقه طالمسی قابل رویت هستند(pic 1). سامانه گسلی درونه،‌ یکی از گسلهای طویل کواترنری بوده که دارای توان لرزه زایی می باشد. به علاوه یکی از مهمترین گسلهای تراگذر مرزی است که مرز شمالی ریز قاره ایران مرکزی را تشکیل می دهد. ولی تا کنون مطالعات ساختاری دقیقی بر روی آن انجام نشده و به ویژه هندسه و ساختار پایانه باختری آن ناشناخته است. به همین علت  در این مقاله، هندسه پایانه باختری گسل درونه از طول جغرافیایی ´30 و°54- ´15 و°53 شمالی و عرض جغرافیایی´10 °34- ´15 °33 جنوبی  مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مطالعه دقیق ترهندسه این سامانه گسلی، تحلیل ساختاری پایانه باختری سامانه گسلی درونه در چهار منطقه جندق،  کوه بابابزرگی، طالمسی و انارک صورت گرفته است. در خاتمه الگوی ساختاری پایانه باختری این سامانه گسلی ارائه شده است. درتحلیل هندسی پایانه باختری سامانه گسلی درونه، با استفاده از نرم افزار2004 Rockworks، عناصر ساختاری منطقه در نیمکره زیرین شبکه هم مساحت تصویر و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند.

 

پایانه گسلهای راستالغز

گسلهای راستالغز، با توجه به جهت جابه جایی گسل، به پهنه های کششی یا فشارشی ختم می شوند. تنشهای کششی، در یک رژیم تراکششی سبب منشعب شدن گسلهای راستالغز به گسلهایی عادی فلسی شکل می شوند. تنشهای  فشارشی هم در یک رژیم ترافشارشی باعث توسعه  پهنه ای فلسی از گسلهای رانده، دوپلکسها و چینها می گردند. در مواردی که گسل راستالغز به گسلهای راندگی ختم می شود، ‌گسل حالت خمیده پیدا کرده، شیب آن کم می شود و روند آن عمود بر جهت حرکت گسل اصلی می شود.  در این پهنه ها، جابه جایی راستالغز در امتداد گسلها می تواند به صفر کاهش یابد (Twiss & Moores,1992؛ شکل 2). در بعضی موارد، ‌پایانه گسلهای راستالغزاصلی به پهنه ای از گسلهای راستالغز فرعی ختم می شود که ساختار دم اسبی نشان می دهند. در این حالت دگرشکلی در پهنه وسیعی توزیع شده و جابه جایی راستالغز بر روی هر شاخه گسلی نسبتا کم است. اما مجموع جابه جایی بر روی این شاخه های گسلی، تقریبا با میزان جابه جایی بر روی گسل راستالغز اصلی برابر است(Freund,1974; Keller,1995; Little & Roberts, 1997Umhoefer, 2000; Storti, 2001) . گاهی اوقات پایانه گسلهای راستالغز یه پهنه ای برشی ختم می شود. گسلهای راستالغز،‌ همراه با تغییر شکل چرخشی خود موجب توسعه شکستگی های R′، R، P و گسلهای معکوس نسبت به صفحه برش اصلی می شوند. در یک پهنه برشی راستالغز، در ابتدا شکستگیهای برشی فرعی به نام برش ریدل (R) با ساز و کاری مشابه گسل راستالغز اصلی و با زاویه کمی (حدود 10 تا 20 درجه) نسبت به پهنه گسلی اصلی تشکیل می شوند. شکستگیهای برشی P با ساز و کاری مشابه پهنه اصلی و با زاویه حدود10 تا 20 درجه نسبت به گسل راستالغز اصلی و به صورت متقارن با برشهای R توسعه می یابند. برشهای ریدل هم یوغ یا R′، شکستگیهای برشی دیگری هستند که با ساز و کاری مخالف و زاویه زیاد (حدود 70 تا 80 درجه) نسبت به پهنه برشی اصلی تشکیل می شوند. روند اثر محوری چینها و امتداد گسلهای رانده نسبت به گسل راستالغز اصلی 45 درجه یا کمتر است (Twiss & Moores,1992؛ شکل 2).

 

تحلیل هندسه و کینماتیک پایانه باختری گسل درونه

به منظور تحلیل هندسی پایانه باختری سامانه گسلی درونه،‌ گسلها و چینهای ماکروسکوپی این سامانه گسلی در منطقه جندق- انارک بررسی شده اند.  ساز و کار گسلها با استفاده از ساختارهای مختلفی مانند درزه های کششی، ‌بافت S-C و آثار اجسام(tool marks) تعیین شده است.

 

1-       منطقه جندق

پایانه باختری گسل درونه در منطقه جندق، به صورت گستره ای مشتمل بر چندین شاخه با راستای شمال خاور- جنوب باختر، درسنگ ماسه ها،  مارنها و سنگ جوشهای ائوسن دیده می شود. موقعیت هندسی این پهنه به صورت /70°SE  N56°Eمی‌باشد. در این پهنه گسلی، سنگارد و برش گسلی به فراوانی یافت می شود. در پهنه گسلی فوق بافت S-C نیز دیده می شود،  صفحات C دارای موقعیت هندسی  90°/N27°Eو ساختهای S دارای موقعیت هندسی 76°/N50°Wهستند که نشاندهنده حرکات راستالغز چپ براین قطعه گسلی می باشند(الفpic 2- ). چینهای مرتبط با گسلش منطقه جندق هم برداشت شده اند که بر روی عکسهای ماهواره ای لندست، به خوبی قابل مشاهده اند. این چینها عمدتا در سنگ ماسه، ‌شیل و سنگ فورش های سبز و قهوه ای رنگ ائوسن توسعه یافته اند. موقعیت هندسی اثر محوری چینهای منطقه 7°/S54°W و وضعیت هندسی سطح محوری این چینها N54°E/90° می باشد(حpic 2- ).

 

2-       منطقه بابابزرگی

در باخترمنطقه جندق،‌ سامانه گسلی درونه‌ توسط نهشته های جوان کواترنری پوشیده می شود. اما بر روی نقشه های مغناطیس هوایی قابل ردیابی است و ادامه آن در منطقه کوه بابابزرگی، ‌به صورت دو شاخه گسلی، روی سطح زمین نمودار می شود. این شاخه گسلی، مرزبین سنگ گچ و مارنهای الیگوسن- میوسن با سنگ ماسه و سنگ جوش ائوسن را تشکیل می دهد. در مرز این دو واحد رسوبی،‌ پهنه ای گسلی به ضخامت 4-3 متر قابل مشاهده است که عمدتا از سنگارد تشکیل شده است. ساز و کار گسلهای این منطقه با توجه به درزهای کششی و خط خشهای موجود در سطح گسل،تعیین شده اند. میانگین وضعیت هندسی این خط خش ها 0°/N52°E می باشد. بر اساس این خط خش ها و درزه های کششی، گسلهای منطقه عمدتا دارای ساز و کار راستالغزچپ بر می باشند. موقعیت هندسی متوسط این گسلها با راستایN85°E, تا N90°E  و شیب متوسط 85 تا 90 درجه به سوی جنوب خاور مشخص می‌شود(بpic 2- ).

 

3-       منطقه طالمسی

در منطقه طالمسی، پایانه باختری گسل درونه به صورت یک پهنه برش راست‌بر گزارش می‌شود. در این پهنه برش، سه نوع گسل راستالغز چپ بر، راستالغز راست بر و راندگی شناسایی گردید. ساز و کار گسلها با استفاده ازخط خش، درزهای کششی و فابریکهای S-C موجود تعیین شده اند. گسلهای راستالغز چپ بر عمدتا دارای  وضعیت هندسی با راستای متوسط  N20°Eتا N50°E و شیب به سوی جنوب خاور می‌باشند  pic 2- ). در حالی که موقعیت هندسی گسلهای راست بر راستای  N10°Wتا  N30°Wبا شیب به سوی شمال خاوراست(ثpic 2- )، و گسلهای راندگی N50°W تا N85°W با شیب به سوی جنوب باختر می باشد(تpic 2- ). اثرمحوری چینهای منطقه  به موازات گسلهای راست بر و راندگی است،  و دارای موقعیت هندسی 05°/N48°W محوری می باشد. موقعیت سطح محوری چینهای منطقه N47°W/79°SW است(خpic 2- ).

 

4-       منطقه انارک

در منطقه انارک، سنگ ماسه ها،‌ سنگ جوشها و مارنهای قرمز رنگ الیگوسن- میوسن بر روی مسکوویت، مسکوویت- کلریت و اپیدوت- کلریت شیستهای پروتروزوییک بالایی رانده شده اند. به علاوه مرز میان شیستهای پروتروزوییک بالایی  با مرمرها وسنگ دولومیت پالئوزوییک زیرین لاخ، راندگی است. پایانه سامانه گسل درونه در این منطقه به صورت دو دسته گسل راستالغز چپ‌بر و رانده شناسایی شده است. میانگین وضعیت  گسلهای راندگی  S55°E تا S90°E است(جpic 2- )، در حالیکه درمورد گسل‌های  راستالغز چپ‌بر دو راستای متفاوت S85°W شیب به سوی جنوب و N2°W با شیب به سوی باختر دیده می‌شود(چpic 2- ).

 

بحث و نتیجه گیری

مطالعات هندسه و کینماتیک  انجام شده در پایانه باختری سامانه گسلی درونه نشان می دهد که می‌توان پایانه باختری سامانه گسلی درونه را در یک پهنه برشی چپ‌بر با راستای تقریبی خاوری- باختری مورد بررسی قرار داد. در این پهنه، گسل‌های راستالغز چپ‌برمرتبه اول مناطق جندق و بابابزرگی، به عنوان گسلهای همسو (Syntithtic) و گسل‌های  راستالغز راست‌بر مرتبه اول منطقه طالمسی به عنوان برش‌های ناهمسو (Antithetic) معرفی می‌شوند. سطح محوری چین‌های مناطق جندق و بابابزرگی راستای تقریبی 45 تا 55 درجه با پهنه برشی اصلی تشکیل می‌دهند. در حالیکه به واسطه خمیدگی و تغییر روند سامانه گسل درونه در منطقه طالمسی دگریختی راستالغز بر روی گسلهای رانده مناطق طالمسی و انارک مستهلک شده است.  پهنه گسلی طالمسی نیز به عنوان یک پهنه برشی راست‌بر مرتبه دوم با راستای تقریبی شمال، شمال خاور- جنوب، جنوب باختر معرفی می‌شود. دراین پهنه برشی، گسلهای راستالغز چپ‌بر مرتبه دو به عنوان برش‌های ناهمساز(antithetic) و گسلهای راستالغز راست‌بر مرتبه دو به عنوان برش‌های همساز(syntithtic) در نظر گرفته می‌شوند. سطح محوری چین‌ها در این منطقه نیز زاویه‌ای حدود 45 درجه با راستای اصلی پهنه برشی طالمسی ایجاد می‌کنند. بر اساس مطالعات صورت گرفته بیشینه دگرریختی حاصل از پایانه باختری سامانه گسل درونه در منطقه طالمسی تجمع یافته است، بطوری که پهنه پیچیده ای از گسل‌های راستالغز راست‌بر، راستالغز چپ‌بر و راندگی  را تشکیل می‌دهد. به بیان دیگر بیشینه کرنش در این پایانه بر روی بخش مرکزی آن و در پهنه برشی طالمسی متمرکز شده است(pic 4 ).

 

منابع

1- نقشه زمین شناسی چهار گوش جندق،‌ مقیاس 1:250000، سازمان زمین شناسی کشور

2- نقشه زمین شناسی چهار گوش انارک،‌ مقیاس 1:250000، سازمان زمین شناسی کشور

 

1-        Freund, R., 1974. Kinematics of transform and transcurrent faults, Tectonophysics 21, 93-134.

2-        Keller, J.V.A., Hall, S.H., Dart, C.J., McClay, K.R., 1995. The geometry and evolution of a transpressional strike-slip system: the Carbonears fault, SE Spain, Journal of the Geological Society (London) 152, 339-351.

3-        Little, T.A., Roberts, A.P., 1997. Distribution and mechanism of Neogene to present-day vertical axis rotations, Pacific-Australian plate boundry zone, South Island New Zeland. Journal of Geophysical Research 102, 20447-20468.

4-        Storti, F., Rossetti, F., Salvini, F., 2001. Structural architecture and displacement accommodation mechanisms at the termination of the Priestley Fault, northern Victoria Land, Antarctica, Tectonophysics 341, 141-161.

5-        Twiss, R.J., Moores, E.M., 1992. Structural geology, Freeman and company, New York, 444 p.

6-        Umhoefer, P.J., 2000. Where are the missing faults in translated terranes? Tectonophysics 326, 23-35.

7-        Wellman (1966), Active Wrench faults of Iran, Afghanistan and Pakistan, Geol,Rundsch, 55, 716- 735

8-        STOCKLIN,J.(1972), Iran Centarl , Septentrional et oriental .Lexique StratigraphiqueInternational, III, Focsicule 9b, Iran, PP. 1-283, C.N.R.S. , Paris

 

 

نویسندگان:

مرضیه استرابی

دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی گرایش تکتونیک، دانشگاه تربیت مدرس

علی یساقی

دکتری زمین شناسی ساختمانی،‌ استرالیا،‌ 1998، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، تقاطع بزرگراه جلال آل احمد و چمران، دانشگاه تربیت مدرس.

مجید شاه پسندزاده

دکتری زمین شناسی ساختمانی، دانشگاه تربیت مدرس،‌1379، عضو هیات علمی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله،‌ تهران، صندوق پستی 19537-144530.

محمدرضا قاسمی

دکتری زمین شناسی ساختمانی‌ ، 13،‌ معاونت زمین شناسی سازمان زمین شناسی کشور و عضو هیات علمی پژوهشکده علوم زمین،‌ تهران، خیابان معراج، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور

حمیدرضا جوادی کاریزکی

دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی گرایش تکتونیک، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین شناسی کشور

 

کلید واژه ها: اصفهان