شواهد گسلش نرمال همزمان با رسوبگذاری در نهشته های افقی جوان حوضه های کششی- جدایشی شمال باختر زنجان و جنوب خاور تبریز
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۳ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
گسل شمال تبریز یکی از ساختارهای مهم زمین شناسی شمال غرب ایران می باشد. دو حوضۀ کششی- جدایشی تبریز ( جنوب خاور تبریز) و شمالباختر زنجان در امتداد این گسل بزرگ و به احتمال زیاد پوششی آنها و در نتیجۀ حرکات پی سنگی امتداد لغز آن به وجود آمده اند. این دو حوضه با واحدهای رسوبی به سن پلیوسن- کواترنری پوشیده شده اند. برداشت ها و مشاهدات صحرایی نشان می دهد که فعالیت تکتونیک کششی حاکم در این مناطق، همزمان با رسوبگذاری واحدهای سنگی در محدودۀ زمانی پلیوسن- کواترنری بوده است. در این مناطق چرخش گسل ها و همزمانی فعالیت گسلهای نرمال با رسوبگذاری در برخی رخنمونها، ویژگیهای ساختاری این همزمانی را نشان می دهند. در پهنه های گسلی مورد مطالعه از پدیده گسلش همزمان با رسوبگذارى جهت بررسى تاریخچه دگرشکلى استفاده شده است.
اکرم چُل گلی، کارشناسی ارشد تکتونیک،ak.cholgoly@gmail.com
محمد محجل، استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس،Mohajjel@modares.ac.ir
فاطمه مصباحی، کارشناسی ارشد تکتونیک،mesbahifatemeh@gmail.com
مقدمه :
به طور کلی به ساختارهایی که در داخل حوضۀ رسوبی در حین رسوبگذاری رشد و توسعه پیدا می‌کنند ساختارهای رشدی ( growth structures) گفته میشود که می تواند شامل گسلها، چینها و گنبدها باشد. یکی از ویژگیهای رایج گسلش رشدی تغییر ضخامت لایه ها در دو طرف گسل است. همچنین در این حالت لغزش کلی به سمت لایه های عمیق تر افزایش نشان میدهد ( Suppe, 1985 ). در مناطق مورد مطالعه واقع درجنوب و خاور تبریز و شمال باختر زنجان، انبوهی از گسل های نرمال رخنمون دارند که عملکرد این گسل ها و شکستگیهای کششی، نشانگر همزمانی رژیم کششی و رسوبگذاری (syn- sedimentary tectonic) می باشد. در این نوشتار تعدادی از مقاطع گسلی نرمال از نظر ارتباط زمانی گسلش و رسوبگذاری و اهمیت آن در تفسیر تاریخچۀ دگرشکلی پهنه های گسلی مورد بررسی قرار گرفته است.
بحث :
سن و نوع سنگ ها:
مناطق مورد مطالعه در دو بخش واقع شده اند: الف - در شمال باختری زنجان که قسمتی از فرونشست زنجان است. سن رسوبات این فرونشست پلیوسن- کواترنری میباشد که عمدتا لایهبندی افقی دارند (حاجیان و همکاران، 1383). بخش میانی این فرونشست شامل نهشتههای کنگلومرا، ماسهسنگ و مارن، بخش حاشیهای شامل واحدهای مارنی و سیلتی و نهشتههای آبرفتی اخیر تشکیل شده است. ب- بخشهای جنوب خاوری دشت تبریز. رسوبات این منطقه شامل تناوبی از گلسنگ، توف، توف ماسه‌ای و لایههای دیاتومیت، واحد رسوبی شامل یکسری رسوبات دشت سیلابی و واحد توف، توف ماسه‌ای و پامیس می باشد (اسدیان، 1372). این لایهها تقریباً افقی بوده و در مواردی که شیب دار شده اند به دلیل چرخش در اثر تاثیر گسل های نمال بوده است.
ارتباط زمانی گسلش و رسوبگذاری
به منظور بررسی رابطه زمانی بین گسلش و رسوبگذاری تعدادی از مقاطع گسلی نرمال در دو حوضه زنجان و تبریز مورد مطالعه قرار گرفته است که در ادامه به توضیح آنها پرداخته می شود.
الف- منطقه شمالباختری زنجان
در این منطقه محدوده برونزد گسلش نرمال به صورت محلی به وسعت تقریبی 90 کیلومتر مربع در 45 کیلومتر شمال باختر زنجان مشاهده میشود. در اغلب رخنمونها فعالیت گسلش نرمال به صورت همزمان با رسوبگذاری است که در این نوشتار دو مقطع گسلی مورد بررسی قرار گرفته است (مصباحی، 1386).
1- مقطع N2: گسلهای F.N2.a و F.N2.h دسته گسلهای اصلی و محدود کننده این زون بوده و تقریبا موازی یکدیگرند، گسلهای F.N2.b، F.N2.c، F.N2.e، F.N2.f و F.N2.g معرف دسته گسلهای ناهمساز موازی موجود در داخل زون گسلیاند که در فرادیواره گسل F.N2.a ایجاد شدهاند که در مجموع آرایه گسلی مزدوج را نشان میدهند (شکل 1). در این رخنمون یکی از مطالب جالب توجه، چرخش صفحات گسلی ناهمساز در جهت حرکت عقربههای ساعت است که باعث چرخش لایههای رسوبی فرادیواره این گسلها در جهت عقربههای ساعت شده است که در مجموع ساختار قطعات گسلی کجشده یا به بیان دیگر ساختار گسلهای Domino را تداعی میکند. افزایش ضخامت لایهها در فرادیواره نسبت به فرودیواره دلیلی بر همزمانی فعالیت گسلها و رسوبگذاری است همچنین کم شدن میزان چرخش و جابجایی لایهها و افزایش شیب گسلهای ناهمساز به سمت لایههای بالایی تاییدی دیگر بر همزمانی فعالیت گسلهای ناهمساز با رسوبگذاری است لذا با توجه به نکات فوق گسلهای اصلی و ناهمساز در این رخنمون گسلی از نوع گسل رشدی بوده و همزمان با رسوبگذاری فعالیت کردهاند.
وجود گسلش همزمان با رسوبگذاری را میتوان کلیدی برای بررسی تاریخچه دگرشکلی در این پهنه گسلی بهشمار آورد. به طوری که با توجه به فعالیت گسلهای اصلی (محدودکننده پهنه) همزمان با رسوبگذاری، تمرکز دگرشکلی در پهنه گسلی را میتوان مربوط به فعالیت همزمان دو گسل اصلی دانست. در گسلهای ناهمساز داخل پهنه از روی ارتباط زمانی رسوبگذاری و گسلش، تقدم و تاخر ایجاد گسلها را میتوان نتیجهگیری کردبهطور مثال گسل F.N2.e نسبت به لایه G همزمان با رسوبگذاری عمل کرده است در حالی که گسلهای F.N2.f و F.N2.gبعد از رسوبگذاری لایه G فعالیت کردهاند لذا ایجاد این گسلها بعد از گسل F.N2.eارزیابی میشود، این ترتیب سنی از روی کاهش میزان چرخش به سمت گسل F.N2.g نیز قابل تایید است (گسل قدیمی تر بیشتر دچار چرخش شده است).
2- مقطع L1: این رخنمون آرایه گسلی مزدوج را نشان میدهد که باعث ایجاد ساختار فرابوم و فروبوم شده است. تغییر ضخامت لایهها در فرادیواره و فرودیواره گسلهای نرمال (بهطوریکه در فرادیواره بیشتر از فرودیواره است) و نیز کاهش میزان جابجایی گسلها از پائین به سمت لایههای بالایی نشانگر فعالیت گسلها به صورت همزمان با رسوبگذاری است (شکل2). با توجه به تغییرات ضخامت لایههای پائینی G و H در زمان تهنشینی این لایهها هر چهار گسل فعالیت همزمان با رسوبگذاری داشتهاند، اما براساس تفاوت در مقدار اختلاف ضخامت لایهها در طرفین گسلش، آهنگ جابجایی در گسلها متفاوت بوده است بهطوریکه ضخامت زیادتر لایهها در فرادیواره دو گسل F.L1.a و F.L1.b نشانگر آهنگ فعالیت بیشتر این دو گسل نسبت به گسلهای F.L1.c و F.L1.d است. در جهت قائم به سمت لایههای بالایی مقدار تغییرات ضخامت لایهها در فرادیواره و فرودیواره گسلها کمتر میشود بهطوریکه در لایه L بسیار کم است در واقع در زمان تهنشینی این لایه فعالیت گسلها بسیار کم بوده است. این امر که این لایه توسط گسلهای F.L1.b و F.L1.c و F.L1.d تقریبا جابجا نشده است نشانگر خاتمه فعالیت این گسلها میباشد درحالیکه گسل F.L1.a همچنان به فعالیت خود ادامه داده و باعث جابجایی لایههای بالایی شده است. ادامه فعالیت گسل F.L1.a به سمت بالا نسبت به لایههای K,L,M,N بعد از رسوبگذاری است. به عبارت دیگر در زمان تشکیل لایههای پایینی هر چهار گسل فعالیت همزمان با رسوبگذاری داشتهاندکه فعالیت آنها در زمان ایجاد لایه K متوقف شده است سپس بعد از رسوب لایههای بالایی مجددا گسل F.L1.a شروع به فعالیت کرده و به میزان زیادی باعث جابجایی لایهها شده است.
ب- حوضه تبریز
در شکلهای 3 ، 4 و 5 ، مربوط به ساختارهای تاقدیس غلتیدۀ ایستگاه Bas2 در حوضه کششی تبریز در راستای گسلهای اصلی F.Bas2.1 ، F.Bas2.2 و F.Bas2.3 بر اساس ارتباط بین زمان گسلش و رسوبگذاری مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند ( چل گلی، 1386). در این مقاطع همچنین از الگوی ارائه شده برای دگرریختی فرادیواره گسل های نرمال که توسط McClay (1991) ارائه شده، استفاده شده است.
1- مقطع :Bas2-a در شکل 3، در امتداد گسل F.Bas2.1 ، در راستای عملکرد این گسل نهشته ها به دو دستۀ همزمان با کشش و بعد از کشش تقسیم بندی شده است. در فرادیوارۀ این گسل اصلی یک گسل معکوس دیده میشود. به احتمال زیاد گسل f گسل نرمالی بوده که در نتیجۀ لغزش لایه ها بر روی گسل اصلی، چرخیده و نوع حرکت معکوس نشان میدهد.
2- مقطع Bas2-b: در شکل 4، علی‌رغم این که گسل F.Bas2.2 در نهشته های رسوبی بعد از کشش، نیز، توسعه یافته است، اما این لایهها دچار دگرریختی و چرخش نشده‌اند. این موضوع می تواند نشانگر رشد گسل اصلی از پایین به بالا باشد که برای مدتی رشد گسل متوقف شده و سپس با تغییر هندسۀ گسل از حالت قاشقی به صورت یک گسل پرشیب در لایه های بالایی توسعه یافته است.
- مقطع Bas2-c: در شکل 5، در راستای عملکرد گسل F.Bas2.3 ، نهشتههای رسوبی در سه دسته قابل تشخیص هستند. در اثر حرکت و لغزش گسل اصلی F.Bas2.3 ، ضخامت لایۀ رسوبی v1 در فرادیواره نسبت به فرودیواره گسل افزایش یافته، در حالی که ضخامت لایۀ ut1 در هر دو طرف گسل تقریباً ثابت می باشد. بر این اساس لایۀ v1 همزمان با کشش و لایۀ ut1 قبل از کشش معرفی شده اند. لایۀ رسوبی w1 برای گسل F.Bas2.3، در ارتباط با رسوبگذاری بعد از کشش میباشد. با توجه به شکل، ضخامت همین لایه در فرادیوارۀ گسل F.Bas2.4 نسبت به موقعیت آن در فرادیوارۀ گسل F.Bas2.3 افزایش یافته است؛ از این رو لایۀ w1 برای گسل F.Bas2.4 در ردۀ همزمان با کشش قرار می‌گیرد. این موضوع نشانگر خاتمۀ فعالیت گسل F.Bas2.3 و تداوم فعالیت گسل F.Bas2.4 می باشد.
در این حوضه علاوه بر موارد اشاره شده همزمانی پدیده کشش با رسوبگذاری در شکستگی های کششی باشیب زیاد نیز مشاهده می شود به طوری که در نتیجه کشش و بازشدگی توسط نهشته های در حال رسوبگذاری پر شده است. تداوم کشش باعث شده است که مواد پرکنندۀ فضای بین گسلی نیز تحت اثر گسلش قرار بگیرند. گسل های کوچک ایجاد شده در قطعات قلوه سنگی پر کنندۀ فضای گسل، نشانگر این موضوع می باشد ( شکل 6).
نتیجه گیری :
با توجه به مقاطع مطالعه شده در دو منطقۀ زنجان و تبریز، در اغلب موارد گسلش به صورت همزمان با رسوبگذاری عمل کرده است. این امر در حوضۀ زنجان از روی تفاوت ضخامت لایه ها در فرادیواره و فرودیوارۀ گسل های نرمال، کاهش میزان جابجایی گسل به سمت لایه های بالایی و در مواردی که لایه ها و گسل ها در بین پهنه های گسلی دچار چرخش شده اند با توجه به کاهش میزان چرخش به سمت بالا مشهود است. در حوضۀ تبریز این فرایند به صورت تغییر ضخامت لایه ها در ساختار تاقدیس های فرادیواره و گسلش های تقربیاً قائم که با نهشته های در حال رسوبگذاری پرشده اند تظاهر می یابد. با توجه به زمان فعالیت گسل های یک پهنۀ گسلی نسبت به رسوبگذاری می توان ترتیب سنی گسل ها و به طور کلی تاریخچۀ دگرشکلی پهنه های مورد مطالعه را ارزیابی کرد.
منابع فارسی :
1- اسدیان، ع.، 1372، نقشۀ زمین شناسی 100000 /1 تبریز، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
2- حاجیان،ج. زاهدی،م. افتخارنژاد،ج. علوی،م. اشتوکلین،ج. نبوی،م.ه. صمیمی،م. هیرایاما،ک. هوشمندزاده،الف.، 1383، نقشه زمینشناسی 100000/1 زنجان، سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور
3- چُل گلی، الف.، 1386، تحلیل هندسی و جنبشی سیستم گسله های نرمال جنوب تبریز و پیرامون، پایان نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز.
4- مصباحی، ف.، 1386، تحلیل هندسی و جنبشی سیستم گسل های نرمال در نهشته های افقی جوان پلیوسن- کواترنری فرونشست زنجان، پایان نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.