شواهدی بر uplift ناحیه شمال قوچان در کپه داغ مرکزی

مقدمه :

گستره مورد مطالعه در شمال باختر شهر مشهد حد فاصل شمال شهرستانهاى قوچان و شیروان در طول جغرافیایى ۵۸,۰۰ – ۵۸,۳۰ جاى گرفته است .  این محدوده  در  کوههاى هزار مسجد واقع در بخش مرکزى کپه داغ قرار دارد. پهنه زمین شناختى ـ ساختمانى کپه داغ بصورت  باریکه طویلى در شمال خاور ایران واقع است که  مرز جنوبى آن ،  واحد بینالود و  دنباله مرز شمالى آن ، رشته ارتفاعات خطى با روند ۱۲۰ درجه که بعضى معتقدند گسله است و بخش اعظم آن در خاک ترکمنستان قرار میگیرد. این پهنه رسوبى چین خورده شامل رسوبات مزوزوئیک و سنوزوئیک است که بصورت پیوسته تشکیل و در زمان میوسن – پلیوسن بر اثر رخدادهاى تکتونیکى چین خورده و از آب خارج شده اند . از سازندها ى برونزد یافته در محدوده مورد مطالعه ، آهکهاى تیرگان بیشترین گسترش را دارد . 

 بحث :

زمین ساخت

ایران در بین توران و عربستان واقع و تحت فشارش است . رخدادهاى گوناگون در زمانهاى مختلف همزمان با این فشارش ، ساختمانهاى مختلفى را ایجاد و رسوبگذارى را نیز کنترل داشته است لذا سرگذشت حوضه کپه داغ را میتوان در شرایط تکتونیک و رسوبگذارى مرتبط بررسى نمود .

همزمان با کوهزایى هر سینین ( در پالئوزوئیک فوقانى)، پوسته اقیانوسى پالئوتتیس شکسته و فرورانش آن به زیر پوسته قاره اى توران آغاز مى شود. با ادامه فرورانش در تریاس میانى (کوهزایى سیمرین)، دو قطعه لیتوسفرى به یکدیگر برخورد مى کنند، پس از اتمام برخورد و توقف نسبى حرکات تکتونیکى، فرونشست ناحیه برخوردى آغاز مى شود که در نتیجه آن حوضه کم عمق و درون قاره ا ى کپه داغ بر روى پوسته قاره اى ایجاد مى‌گردد و رسوبات مولاس حاصل فرسایش منطقه کوهزاد، در حوضه نهشته شده و سازند کشف رود (با سن ژوراسیک میانى) در آن شکل گرفته و درادامه دیگر سازندهاى مجموعه کپه داغ بر روى آن قرار مى گیرد. این نهشته ها بعدا  تحت تأثیر حرکات تکتونیکى (فازهاى کوهزایى آلپین) قرلر مى گرفته اند . بعد از برخورد قاره اى – قاره اى ایران و توران ، فشارش تکتونیکى کاهش یافته ولى از بین نمى رود . حاصل این تنش فشارشى ، چین خوردگى و ایجاد گسلهاى راندگى در مجموعه کپه داغ است. در ادامه اعمال فشارش، گسل هاى راستا لغز در منطقه ایجاد مى شوند که ساختمانهاى چین خورده و گسلهاى راندگى را در منطقه تحت تاثیر حرکت خود قرار مى دهند .

       شاید با نگاهى دقیق تر بتوان گفت که تنش اعمالى بر منطقه مزبور ، برآیندى است از تمامى فشارهایى که تحت عوامل مختلف زمین ساختى برآ ن وارد مى شود و حاصل آن فشارشى در جهت شمال شرق است که سبب تغییرات ساختارى در حوضه رسوبى کپه داغ مى شود . Lyberis و Manby(۱۹۹۹) کوتاه شدگى کپه داغ را ۳۵ کیلومتر تخمین زده اند. بنابراین مى توان انتظار داشت در کپه داغ، چین خوردگى و گسلش از نوع راندگى اتفاق افتاده باشد.

زمین ریخت شناسى

عوامل مختلفى در ریخت  منطقه موثر هستند که از این میان میتوان به تکتو نیک ،سنگ شناسی واقلیم اشاره نمود . نقش تکتونیک در تشکیل ساختارها و  ساختمانهاى مختلف و ستبراى زیاد واحدهاى سنگى بیشتر بوده  و از عوامل مسبب بالا آمدگى منطقه است لذا منطقه از دیدگاه ریخت شناسی درمراحل جوانی قرار  دا رد  و به دوبخش شمالى و جنوبى تقسیم میشود. بخشهاى شمالى کوهستانى و بخشهاى جنوبى شامل نواحی  نیمه کوهستانى،  تپه ماهور و دشتهاى زراعى است . ریخت منطقه  رابطه مستقیم با تکتونیک ، جنس واحدهاى سنگى و ساختمانهاى زمین شناسى آن دارد . فرایند هاى فرسایشى اعم از مکانیکى و شیمیایى نیز در توسعه اشکال زمین ریخت شناسى ناحیه تاثیر به سزایى دارد. از جمله اینها میتوان به موارد زیر اشاره نمود :حفرات و شیارهاى انحلالى درآهکهاى تیرگان (واقع در  کوه تورکانلو ) - سینگ هول در سازند تیرگان (واقع در باختر روستاى اسفجیر) – Butte (کنگلومراى PlQ c  بر روى شیلهاى مارنى واحد سنگانه در جنوب باختر روستاى امامقلى )- Rock fall درواحد آبدراز ( واقع در ناودیس گدوکانلو) - کا نیون در آهکهاى تیرگان (رودخانه شمخال)- تپه ماهورها ى بر خاسته در نیمه هاى جنوبى مشرف به دشت- دشتهاى پوشیده توسط زمینهاى کشاورزى - بستر رودخانه و آبراهه ها .

ریخت زمین ساخت

ریخت زمین ساخت منطقه پرتکاپویى چون کپه داغ  که تکتونیک در شکل گیرى پستى و بلندى ها و پدیده هاى زمین ریختى آن نقش اساسى دارد , براى مطالعات زمین ساخت فعال از اهمیت بسیار زیادى برخوردار است  لذا ارتباط برخى از پدیده هاى زمین ریختى با زمین ساخت منطقه  مورد بررسى قرار گرفته و با استفاده از این شواهد ، میزان فعالیت ناحیه از نظر تکتونیکى ارزیابى گردیده است . پارامترهایى که در این زمینه مطالعه شده عبارت است از :

الف ـ ارتباط ریخت زمین ساخت ناحیه با عناصر ساختارى : ارتفاعات و دره هاى ناحیه تحت تاثیر دو عامل  ساختارى مهم چین خوردگى و گسلش تشکیل گردیده اند :

فشارش حاکم  بر حوضه رسوبى کپه داغ سبب ایجاد تاقدیس ها و ناودیس ها یى با روندتقریبى شمال باختر - جنوب خاورشده است . ناودیسها و دره هاى طویل باریک و تاقدیسهاى برافراشته از شاخصه هاى بارز  آنها است .  ویژگى مقاومتى سنگهاى آهکى واحد تیرگان باعث شده تا این بخشها در اثر فشارش ، تاقدیسها و کوههاى مرتفعى را به وجود آورند بطوریکه ارتفاعات به سمت شمال افزایش پیدا کرده است .

همانگونه که در نقشه زمین شناسى ساختمانى ملاحظه میشود گسل هاى موجود در منطقه به دو دسته گسل هاى رانده و گسل هاى راستالغز تقسیم مى شوند که هر کدام از آنها در طول خود ریختهاى متفاوتى را از خود نشان میدهند . گسل هاى رانده با روند شرقى غربى سبب ایجاد اختلاف ارتفاع و برخاستگى واحدهاى یک طرف گسل نسبت به طرف دیگر آن میشوند و ریخت و فرازش متفاوتى در دو طرف گسل ایجاد مى گردد . بدین ترتیب که واحدهاى سنگى در طرف جبهه فرا دیواره بر اثر سیستم فشارش حاکم بر سنگها، ساختمان تاقدیس به هم فشرده اى را ایجاد کرده که در ادامه ، این یالها بر روى هم قرار میگیرند لذا ضخامت طبقات سنگى افزایش یافته و نسبت به سنگهاى طرف دیگر گسل در فرو دیواره ارتفاع میگیرند مانند گسل هاى راندگى پدلگاه و آرمودله ، بنابراین گسلهاى رانده در برافراشتگى بیشتر تاقدیسها و ایجاد گودیها ى مجاور ، نقش مؤثرى دارند .

گسلهاى راستالغز  نیز باعث جابجایى چین ها و گسل های راندگى شده اند . این گسلها در بخشهاى جنوبى  ناحیه سبب جابجایى چینها شده و قسمتهاى مرتفع را در کنار قسمتهاى کم ارتفاع قرار داده اند . روند عمده آنها  NW-SEبوده و بعضا   NE-SWهستند . در طول درازای این گسلها انحنا هایى دیده میشود که با توجه به سازوکارشان ریختهاى متفاوتى در مسیر آنها تشکیل شده است . سیماى خطى و مستقیم بودن اثر سطحى گسل نشانه اى از شیب زیاد سطح گسل است که گاه سبب تشکیل دره هاى گسلى گردیده است مانند گسل در بادام و تورانلو .     گسلهاى راستا لغز علاوه بر این ،سبب تشکیل شاخص هاى ریخت شناسى دیگرى از جمله Uplift منطقه ، انحراف در سیستم زهکشى، حفر عمیق و ایجاد پادگانه هاى رودخانه اى در ناحیه شده اند .

 بعضى از گسلهاى راستالغز با روند NW-SE در منطقه بیشترین فعالیت تکتونیکى را داشته اند. این دو زون گسله شامل تورانلو و باغان گرماب است که مسبب اصلى زمین لرزه هاى فراوان ، ایجاد پارامترها و شاخصه هاى زمین ریخت شناسى و ریخت زمین ساختى هستند. این دو زون گسلش طویل ترین گسلهاى منطقه و احتمالا" گسلهاى عمیقى بوده که مى توانسته قبل از کرتاسه بوجود آمده باشد و تا زمانهاى حال نیز فعال است. طبق شواهد مشاهده شده ریخت زمین ساخت دو طرف باختر و خاور این گسلها با هم متفاوت است بعنوان مثال اختلاف ارتفاع ایجاد شده در گسل تورانلو  گاه به ۲۰۰ متر میرسد . این امر در بعضى از گسلها باعث جابجایى،حذف و کج شدگى طبقات واحدهاى جوان نیز شده است مانند  گسل شورک در شرق ناحیه .

ب - شواهد فعالیت جدید گسلها و اثرات ناشى از برپایى منطقه

 فعالیت هاى اخیر گسل هاى راستا لغز و رانده در منطقه مورد مطالعه سبب تغییر رفتار شاخص هاى ریخت زمین ساختی گردیده است که در این قسمت بطور مجزا به شاخص هاى مختلف اشاره میگردد: 

۱Uplift -   منطقه : اکثر شاخص هاى ریخت زمین ساختى در اثر برخاستگى منطقه حادث گردیده است .این برخاستگی در بخشهاى جنوبى منطقه تحت تاثیر مستقیم فعالیت زونهاى گسله راستالغز تورانلو و باغان گرماب و ۰۰۰ و گسلهاى رانده فیلاب، رضاآباد و ا۰۰۰ آباد به وقوع پیوسته و به دنبال آن تغییر در شاخص هاى ریختاری را شاهد هستیم .

    شمال روستاى شهر کهنه  

تاقدیسى است به طول ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر و به موازات رشته ارتفاعات کپه داغ که شاخص ترین واحد ریخت شناسى درانتهاى جنوبى وخاوری گسل راستا لغز  راست بر تورانلو است . شامل آهکهاى تیرگان و واحدهاى کنگلومرایى نئوژن و جوانتر مى باشد .  ارتفاع آن از دشت سیلابى اطراف ۲۰۰ متر است  . شواهد صحرایى مربوط به این برخاستگى عبارت است از :

ـ برخاستگى پادگانه هاى  رودخانه اى

ـ انحراف شبکه زهکشى

- در حین بالا آمدگى تاقدیس ، رودخانه هایى که از شمال به سمت تاقدیس جریان داشته         مسیرشان بسته شده ، لذا تاقدیس را به سمت خاور و باختر آن دور زده اند . بعضى از آنها مسیرشان قطع شده و دوباره بر اثر تداوم بالا آمدگى ، ایجاد و به تبعیت از تراسهاى منطقه ، مسیر جدیدى براى خود پیدا کرده اند .

ـ برخاستگى بیشتر قسمتهاى شمالى تاقدیس.

ـ شیب نا متقارن یالهاى دو طرف تاقدیس ( یالهاى جنوبى شیب بیشترى دارند )

- در دامنه جنوبى : شیب گرادیان منطقه و تراسهاى آبرفتى در دامنه جنوبى از دامنه شمالى
 ( بدلیل Uplift فعال) بیشتر است . پیشانى این دامنه گسل رانده  است و حجم رسوبات         نهشته شده و فرسایش یافته به دلیل منشاء ضعیف کم میباشد .            

- در دامنه شمالى :حجم رسوبات نهشته شده به دلیل فرسایش منشاء، زیاد است لذا          تراسهاى با شیب ملایم و بالا آمدگى کمتر تشکیل گردیده است .

ـ  blind thrust : افتادگى طبقات دامنه جنوبى تاقدیس و ایجاد کشش در طبقات دامنه  شمالى و در نتیجه ایجاد درز و شکافهاى موجود در سطح خمش و گودالهاى ایجاد شده مربوطه.

 طبق نقشه ساختاری به نظر میرسد که یک گسل تراستى به نام گسل فیلاب در یال جنوبى این تاقدیس بایستی وجود داشته باشد که باعث برخاستگى منطقه بالا دست خود گردیده است. شواهد زمین ریخت شناسى به خوبى نشان میدهند که این تاقدیس یک ساختار فعال بوده و بر اثرگسلش راندگى برخاستگى پیدا کرده است ( گسلى که شیب به سمت شمال دارد ) .

     شمال روستاى رضا آباد

یک طاق شکلی به ارتفاع ۸۰ متر با روند تقریبی E – W از رسوبات آبرفتى وجود دارد که در انتهاى جنوبى و خاوری  گسل باغان گرماب ایجاد شده است . تمامى شواهد ریخت شناسى مشابه منطقه شهر کهنه است لذا گسل باغان گرماب نیز همانند گسل تورانلو در جنوب خاوری خود ، با یک جهت گیری راندگى E – W خاتمه مى یابد و به عبارتى گسل  رانده رضا آباد در یال جنوبى این تاقدیس نیز سبب برخاستگى منطقه بالا دست خود شده است .

     شمال شهرستان شیروان

 بر طبق شواهد صحرایی و نقشه های زمین شناسی ، گسل راستا لغز راستبرى  در شمال باختری شهرستان شیروان با راستای NW – SE وجود دارد که در انتهاى جنوبى و خاوری خود به گسل رانده ا۰۰۰ آباد با شیب به سمت شمال ختم میشود . دراین منطقه نیزطاق شکلی  از رسوبات کنگلومرایى و مارنى عهد حاضر دیده میشود که شیب یال شمالى آنها ۲۰ درجه به سمت شمال بوده و  به سمت جنوب راندگى دارد . محل پیشانى این گسل کاملا مشهود است . در ادامه در محل روستاى ا۰۰۰آباد و کلاته هندى این گسل سبب راندگى رسوبات کنگلومرایى فوق بر روى دشت شده است . در این محل بر اثر برخاستگى ، رسوبات دانه ریز بر روى رسوبات دانه  درشت قرار گرفته و پدیده  bending  و  uplift  رخ داده است (blind thrust) .

     منطقه برخاسته زوباران

 در محل روستاى زوباران تاقدیس زوباران با روند تقریبى خاوری- باختری  قرار دارد . هسته آن واحد شوریجه و یالهاى طرفین واحد آهکى تیرگان است . یالهاى شمالى این تاقدیس نسبت به یالهاى جنوبى آن برا فراشتگى و برخاستگى حدود ۳۰۰ تا۳۵۰ متر دارد . از طرفى گستره وسیعى در پیشانى این برافراشتگى، در بخشهاى جنوبى آن، ازنهشته هاى نئوژن پوشیده شده است که حاصل این Uplift در طول زمان میباشد . بنابراین محل پیشانى این برخاستگى منطبق بر گسل راندگى زوباران است که سبب برخاستگى شده است . گسل زوباران نسبت به گسل فیلاب به سطح نزدیکتر است  چون اختلاف ارتفاع زیاد ایجاد نموده است ولى گسل فیلاب از سطح فاصله داشته وبه عمق می رود . پس پرتگاههاى گسله با اختلاف ارتفاع کم ایجاد گردیده که شواهد ریخت  زمین ساختى آن مشهود تر است و میتوان ایندو را با یک الگو به هم مرتبط دانست .

     محل  گسل گدوکانلو در باختر ناحیه

شواهد ریختى مختلفى در یالهاى جنوبى ناودیس گدوکانلو  وجود دارد :

- شواهد ریختى Rock fall در قسمتهاى شمالى رودخانه در واحد آبدراز .

- به هم ریختگى طبقات در سمت شمال رودخانه در لایه هاى آبدراز و آیتامیر .

- مآندرى شدن رودخانه ( لیتولوژى یکسان است پس تحت تاثیر عوامل ساختارى و گسلهاى عرضى ریخت آن  کنترل می شود) .

ـ بالا آمدگى دو طرف رودخانه ، حفر بستر آن و بریده شدن دیواره رودخانه .

- فرسایش بخشهاى شمالى گسل بیشتر است لذا ارتفاع بخشهاى جنوبى گسل بیشتر از   بخشهاى شمالى است .

- شیب مورفولوژى بخشهاى جنوبى رودخانه بیشتر از بخشهاى شمالى است بنابراین در   محل رودخانه گسلى است شبیه گسل پدلگاه به گونه رانده که طبقات بخشهاى شمالى آن بر روى طبقات بخشهاى جنوبى راندگى نشان میدهد .

     محل گسل امامقلى در خاور ناحیه

این منطقه نیز به دلیل عملکرد گسل رانده امامقلیUplift یافته و شواهد متعددى از قبیل حفر بستر رودخانه و شواهد ریختى دیگر را میتوان مشابه موارد فوق بر شمرد.

۴ - وقوع زمین لرزه ها

زمین لرزه هاى بسیارى بعد از ۱۸۰۰ میلادى در منطقه رخ داده  و تخریبها و آسیبهاى جانى زیادى وارد ساخته است . از بین بزرگترین زلزله هاى کپه داغ ، چندین مورد آن در اطراف قوچان و شیروان بوده است .  عمده زلزله هاى مهم در اطراف این شهرستانها بوقوع پیوسته که تحت تاثیر فعالیت زونهاى گسله تورانلو و باغان گرماب بوده است . طبق محاسبه و رسم منطقه حداکثر تخریب در اطراف این گسلها به این نتیجه می رسیم که نیمه جنوبی اکتیو است .

۵ - وجود گسل در واحدهاى جوان

گسلهاى متعددى در ناحیه وجود دارند که واحدهاى جوان راقطع کرده اند . این گسل هاعمدتا در نیمه جنوبى منطقه واحدهاى Plc , PlQc, Qt  وMs  را جابجا نموده اند . گسلهایى مانند باغان گرماب ، تورانلو و جوزان که در زمانهاى اخیر فعالیت داشته اند واحدهاى کواترنر را تحت تاثیر قرارداده اند .

۶ - کج شدگى واحدهاى نسبتا جوان 

واحدهاى PlQc , Plc   در بخشهاى جنوبى تحت تاثیر تکتونیک فعال منطقه و گسلهایى چون باغان گرماب از حالت افقى خارج شده اند .

۷ - وجود پادگانه هاى آبرفتى

وجود تراسهاى رودخانه اى در بخشهاى مختلف جنوب منطقه نشان دهنده فعالیت نسبتا جوان ناحیه وگسلها است . این تراسها در رسوبات آبرفتى و کواترنرى در محل گسلهاى رانده تشکیل شده اند . گسلهاى راستا لغز تورانلو و باغان گرماب و گسلهاى رانده فیلاب ، رضا آبادو ا۰۰۰ آباد که شیب راندگى به سمت شمال دارند سبب برافراشتگی منطقه اطراف خود گردیده اند  لذا واحدهای Qt۱  و  PIQc که به ترتیب بر روى واحدهاى جوا نتر Qt۲  و Qt۱قرار داشته ،  از سمت شمال  به  جنوب رانده  و پرتگاههایى با فرا زا ى حدود  ۵  متر تا چندین ده   متر  در قسمتهاى مختلف را ایجاد نموده اند.

۸ - حفر بستر مسیر رودخانه

 این پارامتر نشان از تکتونیک فعال و برخاستگى منطقه است که در قسمتهاى مختلف مشاهده میگردد. همزمان که منطقه بر اثر عملکرد مولفه قائم گسلهاى راستالغز و گسلهاى رانده  Upliftپیدا میکند ، جریان آب مسیر رودخانه را حفر نموده تا به سطح اساس برسد .

۹ - انحراف مسیر آبراهه ها در راستاى گسل

شبکه هاى زهکشى و الگوى آبراهه ها از جوانترین سیماهاى زمین شناسى وفعال عهد حاضر است این گونه جابجایى ها نشان دهنده وضعیت زمین ساختى فعال میباشد که در قسمتهای مختلف در محدوده طرح مشاهده گردیده است .

۱۰- تشکیل چشمه ها در راستاى پهنه گسلش

در محل گسلهاى راستا لغز همچنین در پاى پرتگاههاى گسلى در رسوبات آبرفتى جوان چشمه هایى به چشم مى خورد که تحت تاثیر فعالیت اخیر گسلها تشکیل گردیده است . گسترش این چشمه ها در واحد آهکی تیرگان در قسمتهای مختلف مشاهده میگردد .

نتیجه گیرى :

در بخشهاى میانى ناحیه ، زون شکستگى تقریبا" خاورى – باخترى (M) سرتاسر منطقه را در برگرفته است . این زون شامل گسلهاى امامقلى و آرمودله در خاور و گسلهاى پدلگاه و گدوکانلو در باختر ناحیه مى باشد. این زون شکستگى احتمالا" از گسلهاى عمیق منطقه تشکیل گردیده است . در قسمتهاى جنوبى ، برخاستگى منطقه ، تراکم گسلها ، تراکم مراکز سطحى زمین لرزه ها و ناحیه حداکثر تخریب آنها قرار گرفته است. این شکستگى منطقه را به دو بلوک شمالى و جنوبى تقسیم کرده است .

بلوک شمالی :

-  در بلوک شمالى شاخصه هاى ریخت زمین ساختى و برخاستگى منطقه مشاهده
نمى گردد.

 -  تراکم گسلش و شاخه هاى فرعى آنها در این بلوک خیلى کمتر از بلوک جنوبی است .

-  مراکز سطحى زمین لرزه ها در این بلوک قرار نگرفته است .

-  گسلش راندگیها در این بلوک دیده نمى شود.                

 بنابراین مى توان نتیجه گرفت که این بلوک تقریبا" ثبات مناسبى داشته است .

بلوک جنوبی:

-  عمده تراکم گسلها و شاخه هاى فرعى آنها در بلوک جنوبی متمرکزاست. 

-  مراکز سطحى اکثر زمین لرزه هاى مخرب در این بلوک قرار دارد.

 -نواحى حداکثر تخریب این زمین لرزه ها در این بلوک قرار گرفته است .

- اختلاف ارتفاع بین بلندترین نقطه دربلوک شمالی و پست ترین نقطه در بلوک جنوبی ،   ۱۸۰۰ متر است .بعبارت بهتر میتوان گفت که در مرز بین دو بلوک به یکباره اختلاف ارتفاع زیادی مشاهده میشود.

 -پارامترها و شاخصه هاى ریخت زمین ساختى و برافراشتگى متعددى در این منطقه مشاهده مى

گردد که هیچیک از آنها در بلوک شمالی مشاهده نمی گردد .

تمامى این پدیده ها حاکى از برخاستگى منطقه است بنابراین بلوک جنوبی ، پرتکاپو بوده و در حال uplift است.بلوک جنوبى در حال popup است لذا شهرستانهای قوچان و شیروان در معرض تهدید زلزله هایی مخرب مشابه گذشته است که مطالعات سایزموتکتونیکی بیشتر شاید خالی از لطف نباشد .

منابع فارسى :

۱ ـ افشار حرب ، ع، ۱۳۶۴ ،  نقشه زمین شناسى بجنورد  به مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰ سازمان زمین شناسى کشور .

۲ ـ بربریان ، م ، ۱۳۷۴ ، کاتالوگ زمین لرزه هاى ایران ، مؤسسه بین ا لمللى زلزله و مهندسى زلزله .

کلید واژه ها: خراسان رضوى