تعیین آستانه حرکت گسلش نرمال و امتداد لغز با استفاده از حد بحرانی جابجایی در رگه های en-echelon
| دسته | لرزه زمین ساخت |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | شهروز شناور |
| تاريخ برگزاری | ۳۰ بهمن ۱۳۸۵ |
مقدمه :
در این پژوهش مجموعه های بزرگی از رگه های (نردبانی) en-echelon مزدوج که نشان دهنده افست های کششی می باشند به تعداد زیاد در واحد آهکی نومولیت دار به سن ائوسن زیرین در منطقه غرب بیرجند مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. فرایند آغاز گسلش در نتیجه در هم آمیختن شکستگی های کششی در مجموعه های en-echelon توسط محققان زیادی مورد بررسی قرار گرفته و امروزه کاملا شناخته شده است، با این وجود در غالب آنها مقدار جابجایی و کرنش برشی که کنترل کننده مراحل اولیه شکل گیری و هسته زایی گسل هستند به صورت کمی کار نشده است. در این راستا مقادیر بحرانی جابجایی و کرنش برشی در زونهای برشی (شکنا-شکل پذیر) که در هسته زایی و شروع گسلش نقش دارند در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ما در رابطه با ساختارهای نردبانی و رگه های کششی تنها محدود به واحد آهکی نومولیت داری می شود که پراکندگی قابل ملاحظه ای در منطقه گرونگ که در km ۶۰ غرب بیرجند و شمال غربی خوسف بین طول جغرافیایی ´۴۰ ˚۵۸ تا ´۴۶ ˚۵۸ شرقی و عرض جغرافیایی ´۴۹ ˚۳۲ تا ´۵۶ ˚۳۲ شمالی قرار گرفته است دارد. (واحد های قرمز رنگ در شکل شماره یک پراکندگی این واحد را به همراه واحد های کربناته دیگر نشان می دهد). زونهای برشی بررسی شده در این منطقه غالبا در راستای NE-SW برداشت شده اند، چرا که این راستا راستای اعمال تنش حداکثر بر ناحیه بوده و ساختار های مورد نظر (شکستگی های کششی) در این راستا از تکامل و گستردگی بیشتری نسبت به سایر روند ها بر خوردارند. با بررسی ساختارهای کششی مذکور می توان مشاهده نمود که این ساختارها نسبت به سایر اشکال دگرشکلی که در نتیجه فشارش در میان لایه بندی و موازی با جهت کوتاه شدگی ساختار ها و برخی از چین ها که ناشی از مکانیزم خمشی-لغزشی بوجود آمده اند غالبا Post date بوده و این دگرشکلی ها در نتیجه کشش پس از فشارش حاصل آمده اند. عوامل متعددی همچون شرایط محیطی، فشار و درجه حرارت، نیرو های تکتونیکی، خواص رئولوژیکی سنگ میزبان، ضخامت لایه ها و ... در فرایند آغاز گسلش درون زونهای برشی (شکنا- شکل پذیر) تاثیر گذارند.(Olson & Pollard ۱۹۹۱)
بحث :
هندسه پهنه های برشی
تحلیل ساختاری عمومی منطقه چهار روند غالب را برای ساختار های مختلف معرفی می نماید که بر حسب اهمیت : (I) راستای NW-SE که راستای غالب محور های چین خوردگی و گسلهای امتداد لغز راستگرد با مولفه معکوس است و ( (IIراستای N-S منطبق بر گسل های امتداد لغز راستگرد و (III) راستای NE-SW منطبق بر گسلهای امتداد لغز چپ گرد و شکستگیهای کششی و ((iv راستای E-W که گسلهای امتداد لغز راستبر را شامل می شود. در منطقه مورد مطالعه درون واحد آهکی نومولیت دار سی و چهار زون برشی کششی که در ابعاد چندین متر در چند صد متر گسترده شده اند مورد تجزیه و تحلیل و بررسی قرار گرفته است، بیشتر این زونهای برشی به صورت مجموعه های مزدوج و متقاطع عمدتا با روند NE-SW به طور میانگین شیبی حدود ْ۷۵ به سمت NW و SE پیدا کره اند. محل تلاقی زونهای برشی مزدوج عموما نیمه افقی با پلانژ ملایم (Gentle) و تقریبا در میان صفحات لایه بندی قرار می گیرد و تقریبا شیب ملایمی در بستری که در آن قرار دارند ایجاد می کنند، این حالت سبب می شود تا موقعیتی پیش آید تا بتوان اندازه گیری دقیقی از جابجایی زون برشی در میان لایه بندی انجام داد و در این میان از لایه بندی و پرشدگی ها به عنوان نشانگر در اندازه گیری استفاده نمود.
|
N |
با مقایسه این مجموعه ها با راستای عمومی زون برشی می توان این باز شدگی ها را طبقه بندی نمود (Beach ۱۹۷۵ ) و آنها را در گروه های بوجود آمده در سیستم های همگرای ضعیف تا سیستم های همگرای قوی جا داد.(Smith ۱۹۹۶). به منظور تعیین کرنش برشی برای هر زون برشی و گسلهای ناپیوسته، راستا، ضخامت و جابجایی درون زون اندازه گرفته شد (جدول ۱).
جدول ۱ – داده های ساختاری . α = زاویه بین لایه بندی و زون برشی، γ = کرنش برشی، θ = زاویه متوسط بین زون برشی و رگه های همراه
|
γ |
ضخامت (cm) |
جابجایی (cm) |
θ |
α |
موقعیت هندسی رگه |
موقعیت هندسی زون برشی |
نوع ساختار
|
|
شیب |
امتداد |
شیب |
امتداد |
||||
|
۰.۲۳ ۰.۴۶ ۰.۵۵ ۰.۶۳ ۱.۱ ۰.۲۶ ۱.۲۵ ۱.۴ ۱۳.۳ ۰.۴ ۰.۲۳ ۰.۳۵ ۰.۲ ۰.۳۷ ۰.۰۹ ۲.۵ ۰.۰۹ ۴.۴ ۳.۷ ۱.۴۵ ۰.۳۶ ۰.۴۵ ۰.۸۳ ۰.۰۶ ۰.۳۷ ۰.۷۵ ۰.۴۲ ۰.۷۲ ۱.۸۳ ۰.۸ ۳.۷ ۱۲.۵ ۲.۸ ۵.۶ ۳.۴ ۰.۴۴ ۱.۷ ۱.۵۴ ۰.۷۳ ۰.۸۸ ۰.۴۷ ۰.۸۸ ۱.۳۶
|
۱۳ ۷.۵ ۴.۵ ۵.۵ ۳.۵ ۹.۵ ۴ ۲.۵ ۴.۵ ۷.۵ ۸.۵ ۱۳ ۵ ۴ ۱۱ ۱ ۵.۵ ۹ ۴ ۵.۵ ۵.۵ ۱۰ ۳ ۳.۵ ۴ ۶ ۳.۵ ۹ ۳ ۱۰ ۳.۵ ۲.۸ ۳ ۵ ۱۱ ۱۲.۵ ۳.۵ ۵.۵ ۷.۵ ۴.۵ ۲۰ ۱۱۷ ۷
|
۳ ۳.۵ ۲.۵ ۳.۵ ۴ ۲.۵ ۵ ۳.۵ ۶۰ ۳ ۲ |
شهروز شناور، دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک از دانشگاه بیرجند
محمد مهدی خطیب، استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه بیرجند
محمد محجل، استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس
سید ناصر رییس السادات، استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه بیرجند
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
به منظور تعیین آستانه حرکت گسلش نرمال و امتداد لغز در منطقه گرونگ (غرب بیرجند)، سی و چهار زون برشی کششی که در ابعاد چندین متر در چند صد متر گسترده شده اند مورد بررسی قرار گرفته است، بیشتر این زونهای برشی به صورت مجموعه های مزدوج عمدتا با روند NE-SW در دو دسته قرار می گیرند، دسته اول به سمت NWو دسته دیگر به سمت SEشیب دارند. (میانگین شیب در این دو دسته در حدود 75 درجه می باشد). آنالیز زونهای برشی شکنا-شکل پذیر در این منطقه نشان می دهد که آستانه حرکت در گسلهای نرمال و امتداد لغز زمانی اتفاق می افتد که مقدار کرنش برشی (γ) در حدود 1.2 باشد. از این رو به نظر می رسد که نرخ کرنشی که زون برشی قبل از آغاز شکستگی های کششی تحمل می کند بین 1.2> γ >0 باشد. قابل ذکر است که در این بازه شکستگی های برشی موازی که در میان ترکها و رگه ها اتفاق افتاده در مراحل اولیه تکامل به سر می برند و در بالا تر از مقدار 1.2 ~ γ، ساختارهای مختلف (از جمله گسلهای جوانی که در مراحل آغاز فعالیت خود قرار دارند) تکامل یافته و به سمت مرحله انتقالی از شکستگی به گسلش ناپیوسته نزدیک می شوند. برای مقادیر بزرگتر از 2.7 ~ γ ، نسبتا مقادیر بیشتری از کرنش برشی در میان گسل های ناپیوسته حاصل می شود و بطور مطلق گسلش های ناپیوسته شکل می گیرند.
واژگان کلیدی : زون برشی شکنا-شکل پذیر، آغاز گسلش، کرنش برشی
Abstract :
for determine the initiation of normal and strike slip faults nucleation in groung area (west of birjand), Thirty four shear zones of extentional type which exposed over length of several meters to few tens of metres, have been analysed. Most of the shear zones are arranged in conjugate sets, generally striking NE-SW and dipping on average 75˚ toward both NW and SE. The brittle-ductile Shear zones analaysed in this area, demonstrate that significant normal and strike slip faults nucleation starts to occur for shear strain values (γ) around 1.2. Therefore, it seems that shear strains in the range of 0 < γ < 1.2 can be sustained by the shear zones, without significant development of tensile crack. Above γ ~ 1.2, structures of different types (incipiently faulted in shear zones) appear to define again a transition zone to the development of discrete faults. For γ values above 2.7, relatively high values of shear strain are mostly taken up by through-going, discrete faults.
Keywords : Brittle-ductile shear zone; Fault initiation; shear strain.