بررسی جهت استرس درمنطقه گسل بیدزرد، جنوب شیراز

مقدمه :

  گسل بید زرد در  ۲۵کیلومتری جنوب شیراز واقع شده است این گسل با مختصات
   N۶۰˚W ‚ ۵۸˚SW یکی از گسلهای راستا لغز زاگرس چین خورده و یک شاخه فرعی (Riedel Shear) از گسل اصلی سبزپوشان میباشد.

در نقشه سایز موتکتونیک شیراز که اخیرًا توسط سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور تهیه گردیده این گسل به عنوان قسمتی از گسل قره باغ مشخص شده است.

◊◊◊◊◊◊◊

بحث :

  تکنیکهایی که برای اندازه گیری استرس امروزه بکار می رود در جهت درک بهتر لرزه خیزی و کینماتیک گسل های فعال میباشد ( ۲۰۰۷  Lacomb,).

یکی ار تکنیکهای مورد استفاده جهت تعیین استرس در سنگها ی دارای دگر شکلی ضعیف و سنگهایی که دارای دگر شکلی با مقیاس میکروسکوپی هستند استفاده از دو قلویی کلسیت میباشد
Nemcok, et al., ۱۹۹۹)).

با افزایش دمای دگرریختی ضخامت دو قلویی کلسیت افزایش می یابد وبر اساس  دماهای مختلف چهار تیپ دوقلویی مشخص شده است. دوقلوشدگی های تیپ, I  II دارای ضخامت کمی می باشند ودر دمای کمتری تشکیل شده اند، دو قلویی های تیپ III وIV دارای ضخامت بیشتر ودمای تشکیل بالا بوده اند (Ferill, ۲۰۰۴).

متد آنالیز استرس / استرین بر اساس این فرض پایدار است که  دو قلویی های اندازه گیری شده در یک میدان استرس هوموژن تشکیل شده اندو بعد از تشکیل نچرخیده باشند (Lacomb, ۲۰۰۷).

بنا بر این برای اندازه گیری دوقلویی ها و تعیین  جهت تعیین استرس منطقه، از دو قلویی های تیپ I  و II استفاده گردیده است که به عمق کمتری برای تشکیل نیاز داشته و در زمان به سطح رسیدن چرخش کمتری از خود نشان داده ا ند.

در این مقاله با بررسی ریز ساختاری وآنالیز پترو فابریکی کریستال کلسیت و باا ستفاده از U-stage  جهت محور تنش گسل بید زرد مشخص گردیده است.

آنالیز ریز ساختاری کریستال کلسیت:

دو قلوشدگی کانیها بستگی به مقدار استرس  برشی که بر آنها عمل کرده است دارد برای ارزیابی استرس  در تاریخچه سنگها، کاربرد این  خصوصیت ارزنده می باشد ( Lacomb, ۲۰۰۷).          

کلسیت حساس ترین کانی برای دو قلو شدگی است و در هر دمایی دراثر لغزش ماکلی وسرخوردن تغییرشکل میدهد. سیستم های لغزشی ماکلی تجلی ویژه ای از برش در امتداد جهت لغزش هستند در کلسیت، ماکل فقط در صورتی به وجود می آیدکه زاویه بین جهت کوتاه شدگی بامحور  c-زیاد  باشد ( Shelly, ۱۹۸۳ ).

در کلسیت صفحه آینه ای که میان بخش دو قلو شده با قسمت دگر شکل نشده وجود دارد صفحه e نامیده میشود.

 Turner (۱۹۵۳)و Weiss (۱۹۵۴) کاربرد دو قلویی کلسیت رابه عنوان سنجنده های جهت فشارش و کشش پیشنهاد کردند.از بررسیهای بلور شناسی کلسیت امکان تعیین جهت های فشارش و کشش زمین شناسی بوسیله اندازه گیری جهت های صفحات  دو قلو شدگی در سنگهای کلسیت دگر شکل شده ممکن میباشد.

 در اغلب متدها، دو قلویی کلسیت برای تعیین جهت استرس در سطح گسلها و سنگهای تراستی  بکارمی رود ( Burkhard, ۱۹۹۲ ).

جهت گیری محورهای تنش در گسل بید زرد با استفاده از نمونه های جهت دار از کلسیت های موجوددر رگه های مزوسکوپی و میکروسکوپی جوان موجود در سطح گسل صورت گرفت. این چنین رگه های کلسیت که در زمانهای اخیر تشکیل شده اند و از نظر سنی جوان هستند آخرین استرس حاکم بر منطقه را به  بهترین وجه نشان میدهند.

از هر نمونه جهت دار دو مقطع نازک یکی به موازات سطح  گسل ( X Y ) و دیگری عمود برآن ( X Z )، تهیه شده و در هر مقطع نازک بین ۱۰۰ تا  ۱۵۰زوج e-twin و c-axis توسط  Universal Stage اندازه گیری گردید.

برای تعیین جهت فشارش و کشش حاصل از یک زوج  e-twinو  c-axisاز برنامه کامپیوتری کالک استرس (Shelley, ۱۹۸۹) استفاده می شود.  داده های خروجی این برنامه پس از پردازش داده های خام عبارتند از: جهت خطوار ه محور- c،  موقعیت ساختاری قطب صفحه دو قلو شدگی،  زاویه میان قطب صفحه دو قلو شدگی و محور کریستالو گرافی ، محور فشارش و کشش.

◊◊◊◊◊◊◊

نتیجه گیرى :

ایران که یکی از لرزه خیز ترین مناطق فعال کره زمین است مستقیماً شواهدی ازهمگرایی پلیت عربی و ا ورازیا دارد Martini, ۱۹۹۸)).

گسلهای ایران نقاط ضعیف پوسته هستند که رها شدن انرژی متمرکز را ممکن میسازند لذا گسلها در لرزه خیزی این سرزمین نقش عمده ای ایفا میکنند. قرار گیری زمین لرزه های سده بیستم در راستای بسیاری از گسل های ایران نشان می دهد که بسیاری از گسل ها،  هنوز فعال هستند و در این میان نباید گسل های شناخته نشده همچون گسل بید زرد  نادیده گرفته شود.

استریوگرامهای نشان داده شده در زیر ، معرف پراکندگی محورهای فشارش و کشش در این منطقه میباشند. نزدیک بودن محورهای فشارش وکشش به محیط استریونت حاکی ازپلانژ نا چیز محورهای (_۱σ ) و( _۳σ ) می باشد واز آنجا که محور ( _۲σ ) بر آن دو عمود است و باید به مرکز استریونت نزدیکتر ودارای پلانژ بیشتری باشد در نتیجه با توجه به تئوری اندر سون، این نشاندهنده راستا لغزبودن گسل بید زرد است.

داده های حاصل از بررسی دوقلوییe-twin  کلسیت، دوجهت محور فشارش را مشخص نموده است یکی در جهت N۳۰˚E  تا N۴۰˚E و دیگری در جهت   N۷۰˚Wمیباشد.

نتایج حاصل از تعیین جهت  محورهای اصلی تنش در منطقه با استفاده از مکانیزم کانونی زمین لرزه های کوچک و بزرگ Lacomb et al., ۲۰۰۶) )  و همچنین جهت کوتاه شدگی اندازه گرفته شده توسط GPS (Tatar et al., ۲۰۰۴) بسیار مشابه با جهت به دست آمده توسطe-twin , c-axis   است واختلاف ناچیزاحتمالاًبه دلیل شرایط دگرریختی است.

بنا براین جهت فشارش NE - SW   به عنوان جهت فشارش اولیه،  که مطابق با جهت همگرایی پلیت عربی به اورازیا میباشد وجهت فشارش  NW - SE به عنوان  جهت فشارش ثانویه محسوب میگردد.

Lacomb et al., ۲۰۰۶)) به جهت فشارش ثانویه  NW - SE اشاره کرده وآن را به عنوانstress permutatio     و یا تغییر جهت فشار در مرحله فعالیت  بیان میکند و علاوه بر این  Kaymaki, ۲۰۰۶) ) الگوی مشابه ، را تحت شرایط استرین سه محوره هم امکان پذیر میداند.

◊◊◊◊◊◊

                                                                                           References:

۱- Berberian, M., Yeats, R.S., (۲۰۰۱). Contribution of  archaeological data to studies of   earthquake history in the Iranian Plateau. Journal of Structural Geology ۲۳, ۵۶۳-۵۸۴.            

۲- Burkhard , M., (۱۹۹۳). Calcite Twins, their geometry appearance and significance as stress-strain markers and indicators of tectonic regime: a review. Journal of Structural Geology ۱۵, ۳۵۱-۳۶۵.

۳- Ferrill, D., Morris, A.P., Evans, M. A., Burkhard, M., Groshong Jr, R.H., Onasch, C.M., (۲۰۰۴).  Journal of Structural Geology ۲۶, ۱۵۲۱-۱۵۲۹.                   

۴- Gonzalez - Casado, J.M. ,Garcia-Cuevas, C., (۱۹۹۹). Calcite twins from micro-veins as indicators of deformation history. Journal of Structural Geology ۲۱, ۸۷۵ - ۸۸۹.

۵- Homberg, C., Bergerat,  F., Philippe, Y., Lacomb, O., Angelier, J.,(۲۰۰۲).Structural inheritance and Cenozoic stress field in the Jura  fold-and-thrust belt (France). Tectonophysics ۳۵۷, ۱۳۷- ۱۵۸.

۶- Kaymakci,N., (۲۰۰۶). Kinematic development and paleostres analysis of the Denizli۱:placename> Basin۱:placetype>۱:place>    (Western Turkey۱:place> ): implication of spatial variation of relative. Journal of Asian  Earth Sciences  ۲۷, ۲۰۷- ۲۲۲

۷- Lacomb, O., Mouthereau, F., Kargar, S., and Meyer, B., (۲۰۰۶). Late  Cenozoic and modern stress field in the western Fara (Iran۱:place>۱:country-region>): Implication for the tectonic evolutionof central Zagros. Tectonics ۲۵  TC۱۰۰۳, ۱-۲۷.

۸- Lacomb,O., (۲۰۰۷). Comparison of paleostress magnitudes from calcite twins with contemporary stress magnitudes and frictional sliding  criteria in the continental crust : Mechanical implications. Journal of Structural Geology ۲۹, ۸۶-۹۹.

۹- Laurent,P., Kern, H., Lacombe, O., (۲۰۰۰). Determination of deviatoric  stress tensors based on inversion of calcite twin data from experimentally deformed monophase samples. Part II. Axial and triaxial  stress  experiments. Tectonophysics ۳۲۷, ۱۳۱-۱۴۸.

۱۰- Martini, P.M., Hessami, K., Pantosi, D., Addezio, G.D., Alinaghi,H Ghafory-Ashtiani۱., ۱۹۹۸. A geological contributaion to the evaluation of the seismic potential ofthe  Kahrizak fault ( Tehran۱:city>, Iran۱:country-region>۱:place> ). Tectonophysics ۲۸۷, ۱۸۷-۱۹۹.

۱۱- McQuarrie, N., (۲۰۰۴). Crustal scale geometry of the zagros fold - thrust  belt,Iran۱:place>۱:country-region>. Journal of Structural Geology ۲۶, ۵۱۹-۵۳۵.

۱۲- Nemcok, M., Kovac, D., Lisle, R.J., (۱۹۹۹). A stress inversion procedure  for polyphase calciteTwin and fault/slip data sets, Journal of  Structural Geology ۲۱, ۵۹۷-۶۱۱.

۱۳- Shelley, D., (۱۹۸۹). ''CALCSTRESS'' A program that calculates compression  and tension

 direction from calcite U-stage data.  Computer & Geosciences ۱۵, ۲۶۹ - ۲۷۳ .

۱۴- Shelley, D., (۱۹۹۳). Igneous and metamorphic rocks under the   microscope. Chapman & Hill, London۱:place>۱:city>.

۱۵- Tatar, M., Hatzfeld, D., Ghafori-Ashtiany, M., (۲۰۰۴). Tectonics of the  central Zagros (Iran۱:place>۱:country-region>) deduced from microearthquakes seismicity.   Geophysics Journal International ۱۵۶, ۲۵۵ -۲۶۶.

۱۶- Twiss, R.G., Moores۱:place>۱:city>, E.M., (۱۹۹۲). Structural Geology. Freeman۱:city>, New York۱:state>۱:place>.

کلید واژه ها: فارس