تهیه نقشه واحدهای سنگی در مقیاس۱:۲۰۰۰۰در منطقه پنجکوه دامغان، با بهره گیری ازتلفیق داده های ماهواره ای لندست و IRS

مقدمه :

منطقه پنج‌کوه در 53 کیلومتری جنوب شرق شهرستان دامغان،  با مختصات طول جغرافیایی ΄22  ْ54  تا ΄32  ْ54 خاوری وعرض جغرافیایی΄32  ْ35 تا ΄52  ْ35 شمالی واقع شده و از نظر تقسیمات زمین‌شناسی در حاشیه شمالی زون ایران مرکزی قرار گرفته است. در این تحقیق سعی شد با تلفیق داده های ماهواره ای لندست و IRS و استفاده از نرم افزارهای مناسب ، بهترین تصاویر جهت نمایش و تفکیک واحدهای سنگی، محدوده های دگرسانی و سیستمهای گسلی منطقه ارائه گردد. سپس برای تعیین صحت نتایج حاصله از بررسیهای دورسنجی با واقعیتهای صحرایی، از واحدهای سنگی منطقه نمونه برداری شد و جهت مطالعه دقیق تر، مقاطع میکروسکوپی تهیه گردید.   نتایج حاصله از این تحقیق، بر اهمیت کاربرد دورسنجی در تهیه نقشه های زمین شناسی بزرگ مقیاس 1:20000 تاکید دارد، به گونه ای که بروز کوچکترین تغییرات در ترکیب، بافت و یا رخداد دگرسانی و فرسایش در واحدهای سنگی منطقه، به وضوح در تصاویر ایجاد شده قابل تشخیص است . بررسی های دورسنجی در منطقه مورد مطالعه برای دستیابی به اهداف زیر صورت گرفته است :

 - تهیه نقشه1:20000 از واحدهای سنگی منطقه    - شناسایی و ترسیم گسلها        - بررسی دگرسانیها            

  بحث :

  به منظور انجام مطالعات دورسنجی در منطقه پنج کوه دامغان، از داده های رقومی سنجندهETM⁺             ماهواره لندست 7 به شماره گذر 162 وردیف 35 به تاریخ20 جولای سال 2000 میلادی و  داده های پنکروماتیک ماهواره IRS به شماره گذر150 و ردیف 30 (15 آگوست2002)  استفاده شده است. از تلفیق داده های این دو سنجنده، در نهایت داده هایی در 6 باند طول موجی و قدرت تفکیک زمینی5.7 مترحاصل آمد و تصحیح هندسی با استفاده ازنقشه توپوگرافی1:25000 منطقه صورت گرفت. در مرحله پردازش داده ها، برای تفکیک وتشخیص بهترواحدهای  سنگی، ساختارهای تکتونیکی ومحدوده های دگرسانی، از روش های مختلف آشکار سازی(Enhancement) مانند ایجاد تصاویر رنگی مجازی، افزایش کنتراست و فیلتر گذاری استفاده گردید. در نهایت تصاویر رنگی مختلفی ساخته شد که باید بر اساس رنگ، شکل، بافت، توپوگرافی والگوی آبراهه ها، برای شناسایی پدیده های مختلف زمین شناسی به کار رود. اطلاعات استخراج شده در فرایند تفسیر تصویر، به صورت دو نقشه موضوعی ارائه شد:

« نقشه واحدهای سنگی :  برای تهیه نقشه واحدهای سنگی، عکس نقشه ماهواره ای این منطقه در مقیاس1:20000 با تلفیق داده های TM وIRS  تهیه گردید که به خوبی گسترش واحدهای سنگی، رسوبات کواترنری، شبکه آبراهه ای و عوارض خطی را نشان می داد (شکلهای(1A,1B. با استفاده از این تصویر، نقشه زمین شناسی1:100000 معبد و بازدیدهای صحرایی، واحدهای سنگی زیر مشخص گردیدند:

1-  سنگهای آتشفشانی ائوسن: این سنگها باروند شمال خاوری- جنوب باختری، درمنطقه گسترش قابل ملاحظه ای دارند واز نظر ترکیب، به واحدهای زیر تفکیک می شوند:

- واحد آندزیتیE^v : سنگهای تراکی آندزیتی درتصویرTM با ترکیب باند های 1، 3، 5 RGB،  به رنگ سبزتا قهوه ای دیده می شوند (شکل2). (محدوده های سبز و صورتی مشاهده شده دراین تصویر، نشاندهنده دگرسانی است که در بخش مربوطه شرح داده خواهد شد). براساس مطالعات میکروسکوپی، این سنگها از فنوکریستهای پلاژیوکلاز وکلینو پیروکسن، در زمینه ای ازمیکرولیت های جهت یافته پلاژیوکلاز، فلدسپات الکالن، بلورهای ریز پیروکسن، کانیهای رسی، کربنات، اپیدوت و اپک تشکیل شده اند و بافت پورفیری، میکرولیتی پورفیری، میکروگرانولاپورفیری و هیالومیکرولیتی پورفیری دارند (تصویر3).

- واحد بازالتیE ^ab :  سنگهای  تراکی بازالتی که در بخش خاوری منطقه مشاهده می شوند، درتصویر حاصل از ترکیب باندهای 2، 3، 5  RGB  به رنگ قرمز تیره مشخص می باشند (شکل 4). مطالعه مقاطع میکروسکوپی نشان می دهد که این سنگها دارای بافت میکرولیتی پورفیری، میکروگرانوپورفیری و گلومروفیری هستند و عمدتا از فنوکریستهای پلاژیوکلاز سرسیتی و بلورهای خود شکل کلینو پیروکسن( اوژیت تیتان دار) در زمینه ای از میکرولیتهای فلدسپار به همراه پلاژیوکلاز، ریزبلورهای کلینوپیروکسن و کانیهای ثانویه ای مثل بیوتیت تشکیل شده اند. در صد بالایی از متن سنگ توسط اپکهای بسیار دانه ریز و ذرات بی شکل اکسید آهن  پوشانده شده است (تصویر 5).

نام منطقه پنجکوه نیز ازپنج قله آتشفشانی اقتباس شده که ترکیب تراکی بازالتی دارند ومرتفع ترین قسمت منطقه محسوب می شوند( تصویر6 ). این واحد بازالتی سیاه رنگ درتصاویرTM با ترکیب باندهای531  RGB با رنگ قرمزتیره مشخص شده است (شکل7 ).

- واحد ^c¸s E : قاعده قلل آتشفشانی پنج کوه، برروی واحدی قرار دارد که از تناوب ماسه سنگ قرمز رنگ، کنگلومرای دانه درشت، شیل توفی قرمزاخرایی و توف ساخته شده است. این واحد در تصاویر حاصل ازترکیب باندهای531RGB  به رنگ آبی تیره مشخص است (شکل7 محدوده2). در مطالعات پتروگرافی، توفهای این واحد عمدتا ویتریک کریستال توف تشخیص داده شده اند.

- واحد تراکیتی داسیتیE ^t  : در دامنه ارتفاعات پنج کوه، واحد تراکیتی داسیتی زردرنگی رخنمون دارد که شدیدا دگرسان شده است (تصویر6). این واحد در تصاویر 1، 3، 5  در محیط RGB  به رنگ زرد روشن دیده می شود (شکل 7محدوده1) و در بررسیهای میکروسکوپی، از آلبیتهای دگرسان شده ای تشکیل یافته که درشبکه ای ازاکسیدهای آهن(گوتیت) قرار گرفته اند (تصویر8).

2- سنگهای نفوذی:  سنگهای نفوذی منطقه، از نظرترکیب به چهارگروه تفکیک شده اند:

- مونزونیتM  : این سنگ نفوذی تمام بلورین ودانه متوسط، بصورت تپه ماهورهای خاکستری رنگ در منطقه رخنمون دارد و درتصویر رنگی مجازی حاصل از ترکیب باندهای 1، 3، 5 در محیط RGB، با رنگ صورتی مشخص می باشد. بخش های کمتر فرسایش یافته توده نفوذی، به صورت برجسته تروبا رنگ صورتی تیره  مشاهده می شوند (شکل9 ). مطالعه مقاطع میکروسکوپی نشان می دهد که این سنگ نفوذی، دارای بافت گرانولار متوسط_درشت و اینترگرانولار است و از کانیهای الکالی فلدسپار، پلاژیوکلاز و پیروکسن همراه با کانیهای فرعی آمفیبول، بیوتیت و اسفن تشکیل شده است. (تصویر10).

- پیروکسن سینیتPx  : در حاشیه شمالی توده، سنگهایی تمام بلورین و دانه درشت با رنگ خاکستری متمایل به سبزرخنمون دارند که درتصویر531 RGB، با رنگ زرد کاملا مشخص می باشند (شکل11محدوده1). این واحد از کانیهای آلکالی فلدسپار، پلاژیوکلاز و پیروکسن تشکیل یافته  و نسبت به کل توده دارای کانیهای مافیک واپک بیشتری است. از ویژگیهای شاخص آن، وجود بلورهای کلینوپیروکسن با ماکل دوتایی است که دارای پلی کروئیسم سبز- قهوه ای می باشند (تصویر12).

- بیوتیت سینیت Bio: در حاشیه باختری توده و در همبری با سنگهای آتشفشانی، واحد سینیتی خاکستری رنگی مشاهده می شود که دارای ورقه های فراوان بیوتیت و ارتوز است. این واحد در تصویر حاصل از ترکیب باندهای531 RGB، به رنگ سبز دیده می شود (محدوده 2 ازتصویر11). در بررسی مقاطع میکروسکوپی، این سنگها از الکالی فلدسپار، پلاژیوکلاز، بیوتیت، آمفیبول و اسفن تشکیل شده اند و بافت غالب در آنها، بافت  گرانولار دانه درشت و پوئی کلیتیک می باشد. از ویژگیهای بارز این سنگ نفوذی ظهور بیوتیتهای سبز رنگی است که بصورت تجمعی در سنگ وجود دارند. این بیوتیتها در هیچکدام از سنگهای نفوذی منطقه مشاهده نشده اند (تصویر13) .

- سینیت آلکالن Alk: درمنتها الیه جنوبی توده نفوذی، برونزدهای سینیتی آرژیلی  شده با رگه های فراوانی از اکسیدآهن وکلسیت مشاهده می شوند که در تصویر532 با رنگ زرد روشن مشخص شده اند (شکل 14). مطالعه مقطع میکروسکوپی نشان می دهد که ارتوزهای سنگ، در اثر دگرسانی آرژیلی ظاهری غبار آلود یافته اند (تصویر15 ).

3- داسیتDa  : درخاور پنج کوه، سنگهای نیمه عمیق با ترکیب داسیتی برونزد دارد که در تصویر  حاصل ازترکیب باندهای531 به رنگ سفید مایل به سبز دیده می شود (شکل16). این واحد از فنوکریستهای پلاژیوکلاز ( الیگوکلاز- آندزین ) و فلدسپات آلکالن در زمینه ای از کوارتز، کالسدوئن، کربنات، دولومیت، آنکریت، پیروکسن و اکسیدآهن تشکیل شده و دارای بافت میکرولیتی پورفیری می باشد.

4-  دایکها dy: دایکها با راستای غالب شمال خاوری- جنوب باختری در واحد داسیتی نفوذ کرده و آن را به شدت دگرسان نموده اند. ترکیب این دایکها آندزیتی- بازالتی است و بافت پورفیری دارند (شکل22)

5- کنگلومرای پلیوپلئیستوسنPIQ^c : واحد کنگلومرایی مرزی گسله با سنگهای آتشفشانی  ائوسن دارد و در برگیرنده کنگلومرا با سیمان سست، ماسه سنگ آهکی و رس است و واحد های قدیمتر را با ناپیوستگی می پوشاند. در تصویر حاصل از ترکیب باندهای 532  با رنگ سبز و بافت برجسته، از مخروط افکنه های دانه ریز و تپه های ماسه ای بادی و روان اطراف خود متمایز می شود (شکل17).

6- رسوبات کواترنری : محدوده این رسوبات در روی تصاویر ماهواره ای ترسیم نشده ولی در نقشه زمین شناسی به بخشهای زیر تفکیک شده اند:

-  واحد ^1t Q : این واحد عمدتا از رس، مارن، خرده های ماسه سنگی وذرات تخریبی دانه درشت تشکیل شده و شامل رسوبات آبرفتی ومخروط افکنه ای است که رخداد تکتونیکی موثری را تحمل نکرده اند.

-  واحد   ^{2 t} Q : رسوبات مخروط افکنه ای وسخت نشده این واحد در مقایسه با واحد^1t Q  دانه ریزتر بوده ودر سطح پست تری نسبت به آن قرار دارند.

^{-  واحد 2  s Q:   عمدتا تپه های ماسه ای بادی و روانی هستند که در اثر وزش باد جابجا می شوند} 

«   دگرسانی : با جایگزینی سنگهای نفوذی و آغازفعالیت سیالات گرمابی وابسته به آنها، زمینه  برای رخداد دگرسانی در منطقه مورد مطالعه مهیا شده است. تکتونیک فعال حاکم بر منطقه نیز با ایجاد شکستگیها بخش بیشتری از سنگ را در معرض هجوم سیالات قرار داده است.  دگرسانیها در سه بخش مشاهده شده اند:

دگرسانی  سنگ بیوتیت سینیتی : رخداد دگرسانی پتاسیک در سنگ بیوتیت سینیتی درتصاویرحاصله   از ترکیب باندهای531 به رنگ سبز تیره مشاهده می گردد (شکل11محدوده 2). این دگرسانی در        مقاطع میکروسکوپی با ظهور بیوتیتهای سبز رنگی مشخص می شود که متفاوت از بیوتیتهای  ماگمایی قهوه ای رنگ هستند و در طی وقوع آلتراسیون پتاسیک و در اثرآزاد  شدن  Feو TiO2از بیوتیتهای قهوه ای رنگ اولیه بوجود آمده اند (تصویر18). شیبی (1383) وجود پلی کروئیسم سبز را به پایین بودن محتوای TiوFe/Fe + Mg  این بیوتیتها نسبت داده است. هجوم سیال هیدروترمال غنی از پتاسیم، علاوه بر ایجاد بلورهای بسیار درشت ارتوز، بر روی پلاژیوکلازهای سنگ اثر گذارده و آنها را از حاشیه به ارتوز تبدیل نموده است.

دگرسانی سنگهای آتشفشانی : دگرسانی پتاسیک واپیدوتی، مهمترین دگرسانیهای رخ داده درسنگهای آتشفشانی هستند که عمدتا توسط شکستگی ها کنترل می شوند و در سطح گسترش چندانی ندارند. دگرسانی پتاسیک در تصویر حاصله از ترکیب باندهای532  به رنگ سبز روشن و دگرسانی اپیدوتی به رنگ صورتی دیده می شود (شکل19). رخنمون آلتراسیون پتاسیک درصحرا به صورت نوار زردرنگی است که عمدتا در نزدیکی همبری با توده نفوذی درسنگهای آتشفشانی بوجود آمده است (تصویر20). در بخشهایی که تحت تاثیر دگرسانی پتاسیک واقع شده اند، ورود سیالات هیدروترمال، بلورهای پلاژیوکلاز را به فلدسپار پتاسیک (ارتوزهای گوشتی رنگ) تبدیل نموده  است. در دگرسانی اپیدوتی، تشکیل کانی اپیدوت  باعث ایجاد رنگ سبز زیتونی در سنگهای آتشفشانی منطقه شده است. .بررسی مقاطع میکروسکوپی نشان می دهد که ،پلاژیوکلاز موجود در سنگهای آندزیتی- بازالتی تحت تاثیر سوسوریتیزاسیون، در امتداد درزه ها و شکستگیها تبدیل به اپیدوت شده اند (تصویر21).

دگرسانی واحد داسیتی : جایگزینی دایک های آندزیتی- بازالتی باراستای غالب شمال خاوری- جنوب باختری،  واحد داسیتی را به شدت دگرسان نموده است. عملکرد سیالات آزاد شده از دایکها موجب تشکیل مخلوطی از اکسیدهای آهن و کانیهای رسی در واحد داسیتی شده که در تصویرمجازی حاصله ازباندهای 531  به صورت محدوده صورتی رنگ نمایان شده است (شکل 22).

  « نقشه خطواره های تکتونیکی : در این بخش به منظور بارزکردن خطواره های تکتونیکی از فیلتر بارزکننده مرزها(sharpening Edge ) از نوع فیلترهای بالا گذر(High pass ) با ماتریس3x3 استفاده شده و نقشه گسلهای منطقه تهیه گردیده است (شکل 23 ). سپس با استفاده از نرم افزارsteriowin دیاگرام گل سرخی گسلهای منطقه  ترسیم گردید (شکل24).و مشاهده شد که گسلها دارای دو راستای عمده شمال خاوری- جنوب باختری و شمال باختری- جنوب خاوری هستند و از آنجایی که اثری تقریبا خطی یا کمی منحنی دارند، به نظر می رسد به دسته گسل های راستا لغز با سیستم برشی راست گرد، تعلق داشته باشند (هوشمندزاده وهمکاران، 1357 ). روندهای غالب عبارتند از :

- روندN 40-50 E    : این دسته از گسلهاهمروند با کلیه واحدهای سنگی منطقه، اعم از توده نفوذی، سنگهای آتشفشانی، واحد داسیتی و دایکها می باشند.  این امر خود موید وقوع ولکانیسم و متعاقب آن، جایگیری توده نفوذی و دایکها، در فضای کششی ایجاد شده توسط گسلهایی با همین راستاست. همبری سنگهای آتشفشانی با توده نفوذی و کنگلومرای کواترنر نیز گسله بوده و دارای همین راستا می باشد.

- روند N 30-60 W  : این سیستم که عمود بر راستای دسته گسلهای گروه اول می باشد،  از اهمیت کمتری برخوردار بوده و عمدتا آبراهه های گسلی منطقه را تشکیل می دهد که واحدهای لیتولوژیکی را به صورت عرضی بریده است. 

منابع :

- Cplo، 1991- Applied remote sensing، Longman Inc.

- Drury S.A.، 1993- Image Interpretation in Geology، pp.283

- Gupta، R.P.1991- Remote sensing geology، springer، Germany،356pp.

- اقلیمی، ب. (1379): نقشه زمین شناسی 1:100000 معبد. سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی          کشور.

- شیبی، م. (1383): بررسی پترولوژیکی و ژئوشیمیایی توده نفوذی پنج‌کوه (جنوب‌شرق دامغان) با             نگرشی ویژه به کانه‌زایی آهن. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.

- هوشمندزاده،ع.، علوی، م. و حقی‌پور، ع. (1357): تحول پدیده‌های زمین‌شناسی ترود.                  سازمان زمین‌شناسی کشور، گزارش شماره H5.