تکامل ساختاری گسل بزرگ کویر در منطقه طالمسی

مقدمه :

گسل‌هاى راستالغز با طول بیش از ۱۰۰ کیلومتر از بسیارى مناطق فعال قاره‌اى گزارش شده اند ]۱و۲[. این گسل های فعال قادرند زمین لرزه‌هاى بزرگى را ایجاد کنند و به عنوان عناصر ساختاری مهمی در دگرشکلی پوسته قاره­ای مطرح هستند ]۳و۴[. اگرچه مطالعات زیادی در رابطه با چگونگی شروع تشکیل و انتشار گسلهای راستالغز در مقیاسهای مختلفی انجام گرفته، ولی در پژوهش های محدودی نحوه پایان یافتن این گسل ها بررسی شده است]۵و۶[. نظر به همبستگی فرایندهای تشکیل نطفه، انتشار و خاتمه یافتن گسل های راستالغز، درک سازوکار و فرآیند گسلش فعال مستلزم مطالعه ویژگی های ساختاری پایانه این گسل ها است. تحلیل هندسی-کینماتیک پهنه های گسلی فعال برونزد یافته می تواند در اصلاح و توسعه الگوهای لرزه ای مبتنی بر ساختار، ترکیب سنگ شناسی و فرآیندهای دگرشکلی این پهنه ها کمک نماید؛ به طور مثال، چرا در حین رویداد یک زلزله، بعضی پهنه های گسیختگی به طور پیوسته ولی برخی دیگر به صورت قطعاتی مجزا در سطح زمین ظاهر می شوند؟ چه عواملی فاصله بین این قطعات گسیختگی را کنترل می کنند؟ و ....

سامانه گسلى درونه  ]۷[ یا گسل بزرگ کویر ]۸[ به عنوان یک گسل راستالغز چپ بر با طولى حدود ۹۰۰ کیلومتر، از باختر رودخانه هیرمند در افغانستان تا ناحیه انارک در ایران مرکزى، نقش مهمى در شکل گیرى ریختار کنونى فلات ایران داشته است. این سامانه گسلی با هندسه ای خمیده در بخش خاورى روند NW، در بخش مرکزى روند E و در بخش باخترى روند NE تا ENE را نشان می دهد. گسل راستالغز چپ بر بزرگ کویر به عنوان بخش باخترى گسل درونه کفه هاى نمکى و مسطح دشت کویر را قطع کرده ولی توپوگرافى زیادى ایجاد نکرده است. گسل بزرگ کویر با طولی حدود ۲۸۰ کیلومتر به صورت مجموعه اى از گسلهاى راستالغز موازی یکدیگر به همراه چین خوردگی ها و راندگی های متعددى یک وضعیت ساختارى پیچیده را در منطقه جندق-انارک‌ به وجود آورده است. گسل بزرگ کویر به دو شاخه شمالى در منطقه بابابزرگى و جنوبى در منطقه طالمسى منشعب می شود. راستای عمومی این گسل در مناطق طالمسى- عشین تغییر می کند، به طوری که در بخشهای شمالی این منطقه به سمت NE بوده ولی در بخش های جنوبی به صورت N است. این گسل در نزدیکى جندق، پرتگاه گسلى ممتدی را در گراول ها و مارن هاى آبرفتى پلیوسن-پلئیستوسن ایجاد کرده است.

تا کنون هندسه و ساختار گسل بزرگ کویر ناشناخته بوده و مطالعات دقیق ساختارى بر روى آن انجام نشده است. به همین علت در این پژوهش، تکامل ساختارى پایانه باخترى این گسل در منطقه طالمسى مورد بررسى قرار گرفته است. به همین منظور کلیه چینها و گسلهاى مرتبط با این گسل مورد تجزیه و تحلیل ساختارى قرار گرفته اند. با تحلیل هندسی-کینماتیک پایانه این گسل راستالغز می توان اطلاعات ارزشمندی در باره نحوه تشکیل، انتشار و اختتام آن در یک دوره زمانی طولانی بدست آورد ]۹و۱۰[.

◊◊◊◊◊◊◊

بحث :

زمین ساخت جنباى ایران مرکزى

همگرایى صفحات عربى و اوراسیا در خاور ایران به صورت شمالى-جنوبى بوده و نرخ آن در طول جغرافیایى º۵۰ خاورى حدود ۳۰ میلى متر و در طول جغرافیایى º۶۰ خاورى، به حدود ۴۰ میلیمتر در سال مى رسد ]۱۱و۱۲[. شکل فعلى گسلش فعال و دگرشکلى وسیع ایران مرکزى از حدود ۵ میلیون سال پیش شروع شده است. برخى از گسل هاى راستالغز ایران مرکزى از این زمان به بعد فعالیت خود را از سر گرفته یا سازوکارشان تغییر کرده است ]۱۳و۱۴[. بخشى از کوتاه شدگى که در زاگرس تجمع نیافته، به صورت برش راستالغز راست بر شمالى- جنوبى بین ایران مرکزى و افغانستان باخترى تمرکز مى یابد. براساس مطالعات انجام شده در جنوب عرض جغرافیایى º۳۴ شمالى، ۱۶-۱۳ میلیمتر در سال برش راست بر، بین ایران مرکزى و افغانستان بر روى گسل هاى راستالغز راست بر شمالى – جنوبى نهبندان در خاور و نایبند و گوک در باختر دشت لوت تمرکز مى یابد؛ ولى در شمال عرض جغرافیایى º۳۴ شمالى، این برش راست بر، برروى گسل هاى چپ بر درونه و دشت بیاض تمرکز یافته است. این وضعیت به واسطه چرخش ساعتگرد در جهت بیشینه کوتاه شدگى در شمال خرد قاره ایران مرکزى روى داده است]۱۵و۱۶[. بنابراین، جابه جایى تجمعى مشاهده شده در گسل هاى فعال خاور و باختر دشت لوت، ناشى از ۸۰-۶۵ کیلومتر برش راست‌برى است که از ۵ میلیون سال پیش تاکنون بر روى این گسل ها شکل گرفته است ]۱۷[.

توزیع زمین لرزه هاى تاریخى و دستگاهى بیشترین تجمع رومرکز زلزله ها را در پهنه زاگرس، البرز و کپه داغ نشان مى دهد. عدم فعالیت های لرزه اى مخرب در بخش هاى عمده اى از ایران مرکزى با فقدان عوارض ریخت زمین ساختى و پرتگاههاى گسلى همراه است. در باختر گسل نایبند، چند گسل های راستالغز بزرگ کویر، انار، ده شیر قرار دارند. با توجه به توزیع زمین لرزه هاى سده ۲۰-۲۱، اگرچه این گسل ها فعال به نظر نمی رسند، اما پرتگاه هاى گسلی مشخصی را در تصاویر ماهواره اى نشان می دهند (بربریان،۱۹۷۶). فقدان ثبت رویداد زلزله های ویرانگر تاریخی و دستگاهی در راستای گسل بزرگ کویر می تواند ناشی از نرخ لغزش کم و در نتیجه دوره بازگشت طولانی زلزله های بزرگ، پراکندگی کم جمعیت در این ناحیه خشک بیابانی یا حرکات خزشی این گسل باشد.

زمین شناسی ناحیه ای

قدیمى ترین واحدهای سنگی موجود در پهنه گسل بزرگ کویر را سنگ های دگرگونی انارک در منطقه طالمسی تشکیل می دهند. این سنگ های دگرگونی به صورت کلریت شیستها و آکتینولیت- اپیدوت شیستهاى پروتروزوییک بالایى ‌در جنوب روستای عشین و نیز در نزدیکى روستاى زوار رخنمون دارند. سنگهاى کربناته کرتاسه‌ در بخشهاى جنوبى زوار و نیز در مجاورت عشین و طالمسى به صورت بلوکهاى گسلیده اى رخنمون دارند. ‌سنگ هاى آتش فشانى ائوسن زیرین متشکل از اسپیلیت، ‌بازالت، آندزیت و‌ توف بر روى کنگلومراى کرمان قرار گرفته اند. این سنگ هاى آتش فشانى همراه با سنگ آهک های پلاژیک و رادیولاریت ها، ‌واحدهاى افیولیتى کرتاسه-ائوسن را تشکیل مى دهند که در منطقه مورد مطالعه به طور گسترده ای برونزد دارند.

در جنوب خاور معدن متروکه طالمسى، سازند سهلب (ائوسن میانى) مشتمل بر سنگ ماسه، مارن، سنگ آهک، کنگلومرا و میان لایه هاى آتش فشانى رخنمون دارد. بر روى این سازند مارن، توف، سنگ ماسه و کنگلومرا حاوى قلوه هایی از آمیزه هاى افیولیتى سازند آخوره (ائوسن-الیگوسن) با ناپیوستگی قرار گرفته است. بر روى این نهشته ها، واحدهای سنگی سازند قرمز زیرین و قم (الیگوسن-میوسن) متشکل از سنگ ماسه، مارن و کنگلومراى قرمز رنگ قرار گرفته است. در منطقه طالمسى،‌ ناودیس بزرگ مقیاسى با اثر محوری حدود ۲۲ کیلومتر در سازندهای قرمز زیرین و سازند ‌قم توسعه یافته است.

تحلیل هندسی-کینماتیک

روند پایانه باخترى گسل بزرگ کویر در منطقه طالمسى به صورت یک پهنه برشى راست ‌بر از NE ‌به NNE به صورت چندین شاخه گسلی موازی یکدیگر تغییر مى کند. این شاخه هاى آمیزه هاى افیولیتى منطقه مورد مطالعه را احاطه کرده اند. در این آمیزه ها،‌ یک سرى گسلهاى فرعى با روند غالب شمال باختر- جنوب خاور مشاهده مى شود که عمدتا سازوکار راستالغز چپ بر با مولفه راندگى را نشان می دهند. در امتداد این گسل ها ‌واحدهاى آتش فشانى آمیزه هاى افیولیتى،‌ جابه جایى هاى عمودى قابل توجهى (بیش از ۱۰۰متر) را متحمل شده اند.  این گسل ها توسط شاخه هاى اصلى گسل بزرگ کویر که عمدتا روند ENE دارند، قطع و محدود شده اند.

در این پهنه گسل بزرگ کویر، سه دسته گسل راستالغز چپ بر، راستالغز راست بر و راندگى شناسایى گردیده است. ساز و کار گسلها با استفاده ازخط خش ها و درزهاى کششى تعیین شده اند. گسل هاى راستالغز راست بر عمدتا داراى روند شمال خاور- جنوب باختر بوده و راستاى متوسط آنها  N ۲۰°E تا N ۵۰°E و شیب آنها به سوى شمال باختر مى‌باشد.گسل هاى راستالغز چپ بر منطقه مورد مطالعه عمدتا داراى روند شمال، شمال باختر- جنوب، جنوب خاور بوده و با راستاى غالب حدود  N ۱۰°W تا  N ۳۰°W به سوى شمال خاور شیب دارند. گسل هاى راندگى با روند تقریبى شمال باختر- جنوب خاور، داراى میانگین موقعیت هندسى  N۵۰°W تا N۸۵°W  بوده و با شیب به سوى جنوب باختر در این منطقه مشاهده مى شوند. بر اساس این نحوه توزیع گسل ها و شواهد هندسی-کینماتیک آن ها، پهنه گسلى طالمسى نیز به عنوان یک پهنه برشى راست‌بر مرتبه اول (R´_۱) با راستاى تقریبى NE  تا NNE معرفى مى‌شود. دراین پهنه برشى، گسلهاى راستالغز چپ‌بر مرتبه دوم به عنوان شکستگی های برشی R´_۲ و گسل هاى راستالغز راست‌بر مرتبه دوم به عنوان شکستگی های برشی R_۲ در نظر گرفته ‌شده اند.

◊◊◊◊◊◊◊

نتیجه گیرى :

تحلیل هندسى و جنبشى  انجام شده در راستای گسل بزرگ کویر نشان مى دهد که مى‌توان پایانه بخش باخترى سامانه گسلى درونه را در یک پهنه برشى چپ‌بر با راستاى تقریبى خاورى- باخترى مورد بررسى قرار داد. بیشینه دگرریختى حاصل از پایانه باخترى گسل بزرگ کویر در منطقه طالمسى تجمع یافته است، به طورى که در این منطقه پهنه پیچیده اى از گسل‌هاى راستالغز راست‌بر و چپ‌بر  به همراه راندگى ها را به وجود آمده است. پهنه گسلى طالمسى نیز به عنوان یک پهنه برشى راست‌بر مرتبه اول (R´_۱) با راستاى تقریبى NE  تا NNE معرفى مى‌شود. دراین پهنه برشى، گسلهاى راستالغز چپ‌بر مرتبه دوم به عنوان شکستگی های برشی R´_۲ و گسل هاى راستالغز راست‌بر مرتبه دوم به عنوان شکستگی های برشی R_۲ در نظر گرفته ‌شده اند. سطح محورى چین‌هاى منطقه  طالمسى زاویه‌اى حدود ۴۵ درجه با راستاى اصلى پهنه برشى طالمسى ایجاد مى‌کنند.

◊◊◊◊◊◊◊

References:

۱. Jackson, J.A. & McKenzie, D.P., ۱۹۸۴. Active tectonics of the Alpine- Himalayan belt between western Turkey۱:place>۱:country-region> and Pakistan۱:place>۱:country-region>, Geophys Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, ۷۷, ۱۸۵–۲۶۴.

۲. Berberian, M., Jackson۱:place>۱:city>, J.A., Qorashi, M., Khatib, M.M., Priestley, K., Talebian, M., Ashtiani, M., ۱۹۹۹. The ۱۹۹۷ May ۱۰ Zirkuh (Qa’enat) earthquake (M_w ۷.۲): faulting along the Sistan suture zone of eastern Iran۱:place>۱:country-region>. Geophysical Journal International, ۱۳۶, ۶۷۱-۶۹۴.

۳. Berberian, M., Jackson۱:place>۱:city>, J.A., Fielding, E., Parsons, B., Priestly, K., Qorashi, M., Talebian, M., Walker۱:place>۱:city>, R., Wright, T.J., and Baker, C., ۲۰۰۱. The ۱۹۹۸ March Fandoqa earthquake ۹Mw ۶.۶) in Kerman province, southeast Iran; re-rupture of the ۱۹۸۱ Sirch earthquake fault, triggering of slip on adjacent thrusts and the active tectonics of the Gowk fault zone. Geophysical Journal International, ۱۴۶, ۳۷۱-۳۹۸.

۴. Walker, R., Jackson, J., Backer, C., ۲۰۰۴. Active faulting and seismicity of the Dasht-e-Bayaz region, eastern Iran۱:place>۱:country-region>. Geophysical Journal International, ۱۵۷, ۲۶۵-۲۸۲.

 ۵. Alessioa, M.A., and Martel, S.J., ۲۰۰۴. Fault terminations and barriers to fault growth, Journal of Structural Geology, ۲۶, ۱۸۸۵–۱۸۹۶.

۶. Pachell, M.A., and Evans, J.P., ۲۰۰۲. Growth, linkage, and termination processes of a ۱۰-km-long strike-slip fault in jointed granite: the Gemini fault zone, Sierra Nevada۱:city>, California۱:state>۱:place>, Journal of structural geology, ۲۴, ۱۹۰۳-۱۹۲۴.

۷. Wellman, H.W., ۱۹۶۶. Active wrench faults of Iran۱:place>۱:country-region>, Afghanistan۱:place>۱:country-region>, and Pakistan۱:place>۱:country-region>. Geologische Rundschau, ۱۸, ۲۱۷-۲۳۴.

۸. Tachelonko, J.S., and Ambraseys, N.N., ۱۹۷۰. Structural analysis of the dasht-e-Bayaz (Iran۱:place>۱:country-region>) earthquake fractures, geological society of American Bulletin, ۸۱, ۴۱-۶۰.

۹. Walker, R., and Jackson, J., ۲۰۰۲. Offset and evolution of   the Gowk fault, S.E. Iran:  a major intra-continental strike-slip system. Journal of Structural Geology, ۲۴, ۱۶۷۷-۱۶۹۸.

۱۰. Talebian, M., and Jackson, J., ۲۰۰۲. Offset on the Main Recent Fault of NW Iran and implications for the late Cenozoic tectonics of Arabia-Eurasia collision zone, Geophysical Journal International, ۱۵۰, ۴۲۲-۴۳۹.

۱۱. Chu۱:place>, D. & Gordon, G., ۱۹۹۸. Current plate motions across the Red Sea۱:place>, Geophys. J. Int., ۱۳۵, ۳۱۳–۳۲۸.

۱۲. DeMets, C., Gordon, R.G., Argus, D.F. & Stein, S., ۱۹۹۰. Current plate motions, Geophys. J. Int., ۱۰۱, ۴۲۵–۴۷۸.

۱۳. Jackson, J.A., Haines, J. & Holt, W., ۱۹۹۵. The accommodation of the Arabia-Eurasia  plate convergence in Iran۱:place>۱:country-region>, J. Geophys. Res., ۱۰۰, ۱۵ ۲۰۵–۱۵ ۲۱۹.

۱۴. Allen, M. B., S. Jones, A. Ismail-Zadeh, M. D. Simmons, and L. Anderson , ۲۰۰۲. Onset of Subduction as the cause of rapid Pliocene-Quaternary subsidence in the South۱:placename> Caspian۱:placename> Basin۱:placetype>۱:place>, Geology, ۳۰,۷۷۵-۷۷۸.

۱۵. Nilforousham , F., Mason, F., Vernant, P., Vigny, C., Martinoid, J., Abbassi, M., Nankali, H., Hatzfeld, D., Bayer, R., Tavakoli, F., Ashtiani, A., Doerflinger, E., Collard, P., and Chery, J., ۲۰۰۳. GPS network monitors the Arabia-Eurasia   collision   deformation in Iran۱:place>۱:country-region>. Journal of Geodesy, ۷۷, ۴۱۱-۴۲۲.

۱۶. Vernant, Ph., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abassi, M.R., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinoid, J., Ashtiani, A., Bayer, R., Tavakoli, F., and Chery, J., ۲۰۰۴. Present-day  deformation   and  plate  kinematics  in the Middle  East  constrained  by  GPS  measurement  in Iran and  northern Oman. Geophysical Journal International, ۱۵۷,۳۸۱-۳۹۸.

۱۷. Walker, R., Jackson, J., ۲۰۰۴. Active tectonics and late Cenozoic strain distribution in central and eastern Iran۱:place>۱:country-region>. Tectonics, ۲۳, TC۵۰۱۰. doi:۱۰.۱۰۲۹/۲۰۰۳TC۰۰۱۵۲۹.

کلید واژه ها: اصفهان