ارتباط دگرشکلی شکننده پوسته در کواترنر و قبل از کواترنر در شرق ایران
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۳ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده
آنالیز آمارى ۱۸۶۸ شکستگى توسط دیاگرامهاى گل سرخى در منطقه شرق ایران نشاندهنده روند غالب شکستگیها S۴۵E قبل از کواترنر و S۱۵E در کواترنر میباشد. جهت تنش میانگین وارده بر این ناحیه در قبل از کواترنر S۱۳E و در کواترنرS۱۷W محاسبه گردید که نشاندهنده چرخش میدان تنش ۳۰ درجه در جهت عقربه هاى ساعت در کواترنر نسبت به زمان قبل از آن میباشد. نکته مهم دیگر که از دیاگرامهاى گل سرخى و مورفولوژى گسلها استنباط میشود اینست که اکثر شکستگیهاى با روند شرقى - غربى که در قبل از کواترنر فعال بوده در کواترنر تقریبا غیرفعال میباشند. روند هاىNW-SE که در قبل از کواترنر فعال است پس از کواترنر نیز همچنان فعال مى ماند و بیشترین گسلهاى منطقه در این امتداد قرار دارند. ویژگیهاى هندسى و ریخت زمین ساختى منطقه بیانگر انطباق گسلهاى کواترنر بر گسلهاى قدیمى در منطقه بودهکه در اثر ادامه فعالیت حرکت آنها در کواترنر نیز ادامه یافته است. قطع و جابجایى نهشته هاى کواترنر، کج شدگى و چین خوردگى این رسوبات در حاشیه گسلها، نشانه هاى این واقعیت هستند. تعدادى از گسله هاى قبل از کواترنر نیز هستند که در طى کواترنر هیچ فعالیتى نداشته اند. این گسلهاى فرعى در بعضى جاها ارتباط ساختارى با گسل اصلى دارند (گسلهاى همدرد). سازوکار اکثر گسلها امتداد لغز با مولفه جزئى معکوس است.
کلید واژه ها: میدان تنش، گسل امتداد لغز، کواترنر، ریخت زمین ساخت،دیاگرام گل سرخى
اسماعیل سالاروند،کارشناسی ارشد تکتونیک، شرکت ملی نفت ایران،E_salarvand2005@yahoo.com
محمد مهدی خطیب،دکتری تکتونیک ،عضوهئیت علمی دانشگاه بیرجند، mmkhatib@yahoo.com
مرتضی طالبیان، دکتری تکتونیک،سازمان زمین شناسی کشور، بخش لرزه زمین ساخت،talebian@gsi-iran.org
مقدمه
منطقه مورد مطالعه در بین عرض جغرافیائی30تا 33درجه شمالی و طول جغرافیای58 تا61 درجه شرقی منهای مرز سیاسی کشور افغانستان قرار دارد. این منطقه از لحاظ تقسیم بندی ایالات ساختاری]5[ بخشهائی از دو منطقه زمین درز سیستان و پهنه لوت رادر برمیگیرد.
سنگهای سلسله جبال شرق ایران، زمین درز سیستان نام گرفته است]8. [زمین درز سیستان از دو منشور افزایشی(کمپلکسهای رتوک و نه) که توسط حوضه رسوبی – آتشفشانی سفید آبه از هم جدا میگردند تشکیل شده است]8 .[کمپلکسهای رتوک و نه واحد های ساختاری جدا از هم هستند که با توجه به سن سنجی های اخیر دارای سن ماستریشتین با یک تر کیب و تاریخچه متفاوت از هم میباشند. جابجایی در طول گسلهای غیر فعال ترشیری آغازی به طور تیپیک کمتر از یک کیلومتر است. بر عکس در امتداد گسلهای فعال بیش از 10 کیلومتر جابجایی مشاهده شده است]9[.سنگ شناسی منطقه شامل لیتوسفر اقیانوسی، نهشته های رخساره فلیش و مجموعه آذر آواری و رخساره مولاس از کرتاسه فوقانی به بالاست]4[. پهنه لوت نیز با درازای 900 کیلومتر، خاوری ترین بخش خرد قاره ایران مرکزی است. مرز خاوری آن با گسل نهبندان و ایالت ساختاری سیستان و مرز باختری آن با گسل نایبند و بلوک طبس مشخص میشود]1[.در روی نقشه زمین ساخت ایران]7[ مرز شمالی این بلوک به فرو افتادگی کاشمر و مرز جنوبی به فرونشست جازموریان بسته میشود. تعدادی از گسلهای منطقه از جمله قسمتی از نه غربی که از منطقه چهار فرسخ میگذرد در این ایالت ساختاری قرار دارد.
در منطقه مورد مطالعه سیستم گسلی نهبندان که شامل گسلهای کهورک، نصرت آباد، سهل آباد، بیرجند، گزیک و غرب اساقی است]9[ ونیز گسل زاهدان از گسلهای شاخص منطقه هستند که رسوبات کواترنر و غیر کواترنر را قطع نموده اند. در اطراف هر کدام از این گسلهای اصلی گسلهای غیر کواترنر و کواترنر فرعی وجود دارد. اکثر گسلهای غیر کواترنر گسلهای کوچکتر و فرعی منطقه هستند و گسلهای اصلی که امروزه فعالند و بر رسوبات کواترنر تاثیر گذاشته اند در رسوبات غیر کواترنر نیز موثر بوده اند. در نتیجه این سوال پیش می آید که آیا ممکن است چنین تاریخچه ای برای گسلهای غیرفعال کنونی تکرار شود و آنها نیز وارد رسوبات کواترنر شوند؟
احتمال فعالیت مجدد گسلها و اینکه آیا حرکت یک گسل ممکن است بر روی گسل مجاور آن تاثیر بگذارد (گسلهای همدرد) از مسائل اصلی زمین شناسان و متخصصینی است که در زمینه علم سایزموتکتونیک وزلزله فعالیت میکنند. حرکت مجدد گسلها ممکن است بر اثر عوامل مختلفی همچون :
1-تداوم تنش وارده بر منطقه
2-تاثیر پذیری از حرکت یک گسل همدرد و مرتبط
3-تحریک گسل توسط ساخت و ساز های انسانی از جمله سدها
از موارد ذکر شده در بالا موارد 1و2 از عوامل تکتونیکی و حرکت صفحات تاثیر پذیرند و از دیدگاه تکتونیکی قابل بررسی میباشند.
اگر جهت تنش وارده و مسبب گسلش اولیه در منطقه تداوم یابد امکان فعالیت مجدد گسل غیرفعال وجود دارد. اگر جهت تنش وارده و مسبب گسلش اولیه در منطقه تغییر یابد میتوان گفت که احتمال فعالیت مجدد گسلهای غیر فعال منطقه خیلی کم است چون چشمه تنش بوجود آورنده آنها تغییر نموده است. ولی احتمال گسلش جدید در منطقه وجود دارد که برای تشخیص آن قبل از رخداد زمین لرزه ای باید از شواهد مورفوتکتونیکی کمک گرفت. تغییر ریک بردار لغزش گسلها نیز از شواهد تغییر میدان تنش است. همچنین اگر گسلهای فعال با گسلهای غیر فعال ارتباط ساختاری داشته باشند(گسلهای همدرد) در اثر حرکت گسل فعال ممکن است تحریک شوند وزلزله ایجاد نمایند. در نتیجه در مطالعات لرزه خیزی باید به ارتباط ساختاری سایر گسلها با گسلهای فعال توجه نمود.
در محدوده فوق برای مقایسه سیستم شکستگیها در قبل از کواترنر و در کواترنر از 9 نقشه 1:250000 که با تصاویر ماهواره ایLandsat TM منطبق شدنده اند استفاده گردید. تعداد کل شکستگیها 1868 عدد می باشد که برای مقایسه قبل و بعد از کواترنر به دو گروه تقسیم شدند. تعداد شکستگیهای کواترنر 344 عدد و غیر کواترنر 1524 عدد میباشد.
٭سیستم شکستگیهای کواترنر شامل گسل هایی است که بر روی رسوبات کواترنر اثر نموده است؛ هر چند ممکن است که این گسل ها در قبل از کواترنر نیز فعال بوده باشند. مانند گسلهای نه شرقی و نه غربی
٭ سیستم شکستگی های غیر کواترنر شامل گسل هائی است که شاهدی بر تاثیر آنها بر روی رسوبات کواترنر یافت نشد. مانند گسل حسین آباد در جنوب کوه خونیک (نقشه چهارگوش بیرجند).
در این مقاله ما می خواهیم تغییرات میدان کرنش میانگین و از روی آن تنش میانگین وارد بر منطقه را مورد بررسی قرار دهیم تا تاثیر آن بر فعالیت مجدد گسلها سنجیده شود. همچنین تاثیر تغییر میدان تنش بر سازوکار گسلهای فعالو نیز بعضی ساختارهای ژئو مورفولوژیمنطقه مورد ارزیابی قرار گرفته است.
بحث
1-ساز وکار گسلها
گسلهای منطقه اکثرا امتداد لغز هستند که بعضی دارای مولفه معکوس نیز می باشند.
1-1-گسلهای امتداد لغز راستگرد: اکثر گسلهای اصلی منطقه از جمله سیستم گسلی نه و گسل زاهدان که روند تقریبا شمالی – جنوبی دارند دارای چنین سازوکاری هستند. در منطقه خونیک برای نه شرقی میانگین ریک بردار لغزش 15 درجه و در منطقه قدمگاه برای نه غربی ریک بردار لغزش به طور میانگین 8 درجه محاسبه گردید؛ که با توجه به جابجایی راستبر گسل ها که از آبراهه ها بدست می آید گسلها امتداد لغز راستگرد با مولفه جزئی معکوس هستند. گسلهای با روند شمال شرق – جنوب غرب و شمال غرب- جنوب شرق نیز حرکت راستگردی از خود نشان می دهند (مانند نه شرقی و نه غربی).
2-1- گسلهای امتداد لغز چپگرد: بعضی گسلها با روند شمال غرب – جنوب شرق مانند گسل بنداندر نقشه زابل و گسلهای منطقه گزیک در عرض جغرافیائی '15 º32 تا '45 º32 و طول جغرافیائی '15 º60 تا '45 º60 شرقی و که زاویه70-80 درجه با گسل اصلی نه شرقی میسازند دارای حرکت چپگردی هستند. میتوان آنها را با توجه به زاویه آنها با زون برشی شکستگیَR'َدر نظر گرفت.
3-1گسلهای فشاری – امتداد لغز:بعضی گسلها مانندگسل نوزاد از سیستم گسلی نهبندان ونیز گسل بیرجند در قسمتی از طول گسل که دارای روند شمالغرب – جنوب شرق میشود دارای چنین سازوکاری هستند.
2-روندهای فعال و غیر فعال
با استفاده از دیاگرام گل سرخی( شکل1) و شواهد مورفولوژیکی گسلها(شکل2) مشخص میشود که روند هایNW-SE مانند نه غربی و NE-SW مانند نه شرقی در کواترنر و قبل از آن فعال هستند ولی اکثر روند های W-E در قبل از کواترنر فعال بوده اند ولی در کواترنر غیر فعال هستند. مانند گسل حسین آباد در جنوب کوه خونیک در نقشه چهار گوش بیرجند .
3-جهت گیری روند غالب شکستگیهاو تنش وارد بر منطقه
از مجموع 1868 گسل موجود در منطقه 344 گسل کواترنری و1524 گسل غیر کواترنری است. گسل کواترنر گسلی است که بر روی رسوبات کواترنر اثر نموده و در آنها جابجایی و تغییر شکل بوجود آورده باشد. اگر چه سن قدیمی تر از کواترنر داشته باشد. گسل غیر کواترنر گسلی است که بر رسوبات کواترنر اثر ننموده است. مبنای این تفکیک ما نقشه های 1:250000 زمین شناسی منطقه و نیز تصاویر ماهواره ای Land satTM میباشد.
از بررسی های آماری توسط دیاگرام گل سرخی نتیجه شد که روند غالب شکستگی های منطقه در قبل از کواترنر S45Eو در کواترنر S15E میباشد (شکل1). با توجه به اینکه محاسبه شده برای زون برشی نهبندان زاویه 32 درجه با روند شکستگی ها می سازد]3[در نتیجه تنش میانگین وارد بر منطقه قبل از کواترنر در جهتS13E بوده و بعد از کواترنر با 30 درجه چرخش ساعتگرد به S17Wتبدیل شده است.
4-مورفولوژی گسلها
با مقایسه اشکال گسلها (شکل2و3) مشاهده میگردد که گسلهای طویل و اصلی گسلهای فعال کواترنر هستند و گسلهای غیر کواترنر اکثرا گسلهای فرعی حاشیه آنها می باشند. این گسلها ممکن است در بعضی نقاط به گسل اصلی کواترنر مرتبط شوند و ایجاد گسلهای همدرد نمایند.. نکته دیگری که از مورفولوژی گسلها استنباط میگردد اینست که اکثر روندهای شرقی – غربی وارد رسوبات کواترنر نشده و در کواترنر غیر فعال هستند (گسل حسین آباد در جنوب کوه خونیک).
5-تاثیر جهت گیری میدان تنش بر ژئومورفولوژی منطقه
زاویه 32 درجه جهت تنش میانگین اصلی که با روند غالب شکستگیها (S15E)ساخته می شود؛ باعث بوجود آمدن یک پهنه فشاری- برشی درمنطقه شده است که رسوبات کواترنر درآن چین خورده و به صورت تپه ماهور در آمده اند .در این پهنه های فشاری- برشی آبراهه ها بارها تغییر مسیر داده وباعث تغییر اتی در ریخت زمین ساخت منطقه شده است (شکل4).
6-تاثیرجهت گیری کنونی میدان تنش بر سازوکار کانونی گسلهای کواترنر منطقه
در صورتیکه تنش وارده بر یک منطقه با شکستگیها زاویه صفر درجه بسازد وبه موازات آنها وارد گردد گسلها از نوع امتداد لغز خواهند بود . در صورتیکه زاویه بین میدان تنش وشکستگیها 90° باشد گسلهای تشکیل شده از نوع شیب لغز هستند.اگر میدان تنش زاویه بین صفر تا نود درجه با روند شکستگیها بسازد بسته به زاویه اعمال تنش ،گسلها ازنوع امتداد لغز با مولفه معکوس ویا معکوس بامولفه امتداد لغز خواهند شد.در منطقه مورد مطالعه با توجه به زاویه 32 درجه ای که میدان تنش با جهت غالب شکستگیها می- سازد انتظار تشکیل گسلهای امتداد لغز بامولفه معکوس در منطقه را داریم که سازوکار ژرفی بدست آمده از اکثر گسلهای کواترنر و فعال منطقه چنین مسئله ای را نشان میدهد .این خود تائیدی برجهت تنش بدست آمده برای منطقه است(شکل5).
نتیجه گیری
روند غالب دگرشکلی های شکننده منطقه مورد مطالعه در قبل از کواترنرS45E و در کواترنرS15E میباشد. تنش میانگین وارده بر منطقه از S13Eدر قبل از کواترنر به S17Wدر کواترنر تغییر پیدا کرده که نشان دهنده تغییر میدان تنش 30 درجه ای در جهت عقربه های ساعت است. با توجه به اینکه جهت تنش در کواترنر نسبت به قبل از آن تغییر نموده گسلهای غیر فعال کنونی که در قبل از کواترنر فعال بوده اند همچنان غیر فعال می مانند. زیرا چشمه تنشی که آنها را بوجود آورده بر منطقه حاکم نمی باشد. اگر این گسلهای غیر فعال با گسلهای کواترنری ارتباط ساختاری داشته باشند و به صورت همدرد عمل کنند احتمال فعالیت مجدد آنها وجود دارد. بدلیل اینکه جهت تنش میانگین حاکم بر منطقه در کواترنر نسبت به قبل از آن تغییر نموده وجهت تنش جدیدی بر منطقه حاکم شده احتمال گسلش جدید که صرفا کواترنری باشد در منطقه وجود دارد. همانطور که در زلزله بم که مسبب آن گسلش جدید بود مشاهده گردید]2 .[پس لازم است در ارزیابی خطر زمین لرزه و پهنه بندی خطر برای این منطقه به شواهد مورفوتکتونیکی که احتمال گسلش جدید در منطقه را میدهد توجه نموده و به گسلهای کشف شده فعلی اکتفا ننمود.
با توجه به اینکه گسلهای اصلی و بزرگ منطقه گسلهای کواترنر هستند تصور میشود تنش وارده بر منطقه صرف حرکت آنها شده و در آنها مستهلک شود. ولی اگر گسلی ارتباط ساختاری با این گسلهای اصلی داشته باشد امکان فعال شدن آن بر اثر حرکت گسل اصلی وجود دارد و باید آنها را بعنوان چشمه های لرزه زا در نظر گرفت. از ساختار مورفولوژیکی گسلها میتوان نتیجه گرفت که تشکیل اولیه هر گسل اصلی و گسلهای فرعی اطراف آن در زمان نزدیک به هم بوده است. به اینصورت که تنش شدید حاکم بر منطقه شکستگیهای اولیه را بوجود آورده وبا استمرار تنش حرکت در یکی از جهات بیشتر صورت گرفته و گسلش اصلی را بوجود آورده است سپس با تشکیل گسل اصلی تنش وارد بر منطقه صرف حرکت در امتداد آن شده و در نتیجه بعضی گسلهای اطراف آن غیر فعال شده اند. چرخش 30 درجه ای در جهت عقربه های ساعت میدان تنش در کواترنر نیز میتواند از علل غیر فعال بودن بعضی روندها باشد. بدلیل مورب بودن جهت تنش اصلی حاکم بر منطقه نسبت به روند غالب شکستگیها پهنه های فشاری – برشی در امتدادگسلها به وجود آمده که باعث چین خوردن رسوبات کواترنری و تغییر مسیر آبراهه ها گردیده است. سازوکار ژرفی گسلهای کواترنری نیز انطباق خوبی با جهت تنش بدست آمده برای منطقه دارد.
منابع
1- آقا نباتی، ع. ،(1383)، زمین شناسی ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
2- طالبیان، م.، قرشی، م.، نظری، ح.، جکسون، ج.، فیلدینگ، آ.، فانینگ، ج.،( 1383)، بررسی گسیختگی سطحی، ویژگیهای ژرفی و ویرانی ناشی از زمینلرزه بم بر اساس داده های ماهواره ای رادار، بیست و سومین گردهمایی علوم زمین.
3- خطیب، م. م. ،(1377)، هندسه پایانه گسلهای امتداد لغز(با نگاهی ویژه بر گسلهای خاور ایران)،رساله دوره دکتری، دانشگاه شهید بهشتی.
4- خطیب، م. م.، زرین کوب، م. ح.،(1379)، تحلیل کرنش همزمان با تشکیل کانیهای سازنده لیستونیتها در پهنه برشی رزق (جنوب خاوری بیرجند )، سومین همایش انجمن زمین شناسی ایران.
5- نوگل سادات، م. ا. ،(1372)، نقشه تکتونیک ایران، سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور.