بررسی اثر گسلش معکوس پی¬سنگی و چینه¬نگاری مکانیکی بر سبک چین¬خوردگی در کمربند چین¬خورده - رانده زاگرس

دسته تکتونیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
تاريخ برگزاری ۱۳ اسفند ۱۳۸۶

چکیده :
 
عملکرد گسلهای پی­سنگی و رئولوژی پوشش رسوبی دو عامل اصلی کنترل­کننده هندسه و سبک چین­خوردگی در کمربند چین­خورده – رانده زاگرس هستند. تاقدیس کنگان که یک تاقدیس برخاسته با بستگی ساختاری مناسب می­باشد در فرادیواره گسل معکوس پی­سنگی پیشانی کوهستان ایجاد شده­است. با انجام برداشتهای صحرائی، تفسیر خطوط لرزه­ای بازتابی موجود و استفاده از سازوکار کانونی زلزله­ها، برشی ساختاری عمود بر محور تاقدیس کنگان ترسیم گردیده­ است. مدل آنالوگ فیزیکی برای منطقه تاقدیس کنگان طراحی و در آن پی­سنگ و پوشش رسوبی با چینه­نگاری مکانیکی مشابه منطقه بازسازی گردیده ­است. نتایج مطالعات صحرائی و آزمایشگاهی نشان می­دهد چینهای بزرگ مناطق پیش­بومی که با عملکرد گسلهای معکوس پی­سنگی با شیب زیاد ایجاد می­شوند، در نواحی لولا و پهلوی پیشانی با همان هندسه تا عمق ادامه می­یابند در حالیکه در پهلوی خلفی این لایه­های شکل­پذیر میانی بر هندسه چین تاثیر گذاشته و موجب رشد چینهای جدایشی کوچک می­گردد.

مهدی نجفی دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک دانشگاه تربیت مدرس
علی یساقی دکترای تکتونیک عمهدی ضو هیئت علمی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت مدرس
عباس بحرودی دکترای تکتونیک عضو هیئت علمی،دانشکده فنی، دانشگاه تهران
مقدمه :
 
در مناطق پیش­بومی، جایی  ساختارهای فشاری درگیر در پی­سنگ هستند، چینها معمولا بصورت رشته های طولانی از برخاستگی­ها دیده می­شوند. بسیاری از این ساختارهای فشاری بین چین­خورده – رانده کمربندهای کوهزایی و پوسته پایدار دگرریخت نشده واقع شده­اند (Rogers; 1987). ساختارهای پیش­بومی مرتبط با پی­سنگ، حاوی ذخایر هیدروکربنی مهمّی هستند. میدانهای هیدروکربنی با بستگی ساختاری مناسب در ستیغ پهن این چینها واقع شده­اند، که معمولا بخوبی بر روی داده­های لرزه­ای دیده می­شوند. جستجو برای تله­های هیدروکربنی، نیازمند دانش بیشتر از هندسه و چگونگی تکامل این ساختارهاست (Mitra & Mount, 1998). در بخش پیشانی کمربند چین­خورده -–رانده زاگرس مشابه چنین تاقدیسهایی در بخشی از پوشش رسوبی که در فرادیواره این گسلهای فشاری درگیر در پی­سنگ در پیمایشهای صحرائی شناسایی شده­اند. نمونه­ای از این چینها تاقدیس کنگان است در این مقاله داده­های بدست­آمده از برداشتهای صحرایی از این تاقدیس بصورت یک برش عرضی ساختاری ارائه گردیده و ارتباط هندسه و کینماتیک آن با گسل پی­سنگی پیشانی کوهستان تحلیل گردیده است. همچنین مدلسازی آنالوگ جهت بررسی نقش چینه­نگاری مکانیکی و عملکرد گسل پی­سنگی صورت گرفت.
جایگاه ساختاری:
 
تاقدیس کنگان که حاوی بزرگترین میدان گازی کشور در خشکی می­باشد، با روند شمال باختری – جنوب خاوری، در پیشانی کمربند چین­خورده - رانده زاگرس، درزیر پهنه ساختاری فارس ساحلی و در فرادیواره گسل پیشانی کوهستان قرار دارد. گسل پیشانی کوهستان که توسط ( Falkon, 1967 ) خمیدگی پیشانی کوهستان و توسط ( Sepehr, 2004 ) گسل پیشانی زاگرس نامیده شده است، یک گسل معکوس پنهان پی­سنگی قطعه­بندی شده، همراه با مشخصه­های مهّم ساختاری، توپوگرافیکی، زمین ریخت­شناختی و لرزه­زمینساختی است. شواهد زمین­شناسی که بر اساس موقعیت کنونی مرز بالای سازند آسماری به سنّ ائوسن- الیگوسن که از داده­های چینه­شناسی، لرزه­ای و چاهها بدست آمده است نشان می­دهد که جابجایی قائم در راستای این گسل بیش از 6 کیلومتر است ( Berberian, 1989 ). در اثر جابجایی قائم در راستای گسل پیشانی کوهستان، لبه جنوبی باختری کمربند زاگرس عمدتاً در طول این گسل پنهان بالا آمده و در سطح چینهای نامتقارن پیش­بومی بر روی آن ایجاد شده است. تاقدیسهای کنگان و کبیرکوه نمونه­هائی از این ساختارها در کمربند چین­خورده – رانده زاگرس هستند. در خاور گسل کازرون گسل پیشانی کوهستان با دو قطعه راست گام، یک منحنی بزرگ به دور کمان فارس می­سازد. قطعه باختری این کمان توسط  Berberian (1986 ) با نام گسل پی­سنگی عسلویه معرفی شده است. مطالعه سازوکار زلزله­ها در راستای گسل پیشانی کوهستان، گسل راندگی موازی با راستای ساختارهای اصلی بخش چین­خورده – رانده زاگرس را نشان می­دهد. ( Berberian, 1994 ).
چینه­نگاری مکانیکی:
 
در واحدهای سنگی متاثر از کوتاه­شدگی، حضور یک لایه کم­مقاوم حتّی به نازکی 10 درصد از کل ستون چینه­نگاری، می­تواند سبک ساختاری را بطور عمده در واحدهای زیر و روی آن لایه را از یکدیگر تفکیک نماید ( Spratt et al, 2004 ) . در کمربند چین­خورده- رانده زاگرس نیز نیمرخ رئولوژیکی توالی رسوبی، سبک چین خوردگی و پراکندگی دگرریختی را کنترل می­کند. چندین افق جدایش فعال در پوشش رسوبی شامل نمک کامبرین (سازند هرمز)، تبخیریهای تریاس (سازند دشتک)، تبخیریهای ژوراسیک (سازند هیث)، شیلهای کرتاسه (سازند کژدمی) و تبخیریهای میوسن (سازند گچساران) نقش مهمّی در هندسه و سبک ساختاری زاگرس ایفا می­نمایند. در نتیجه هندسه سطحی چینها همیشه شرایط ساختاری زیر سطح را منعکس نمی­کند ( Sherkati & Letouzey, 2004 )، بنابراین پیش­بینی رفتار افقهای شکل­پذیر در شرایط مختلف زمینساختی بویژه در مواقعی که داده­های لرزه­نگاری پیشرفته برای به تصویر کشیدن دقیق ساختارهای ژرف وجود ندارد، ضروری است.
 
                                   
برش ساختاری:
 
با انجام برداشتهای صحرائی، تفسیر خطوط لرزه­ای بازتابی موجود و استفاده از سازوکار کانونی زلزله­ها، برشی ساختاری عمود بر محور تاقدیس کنگان ترسیم گردیده­است (شکل 1)
مدلسازی آنالوگ:
 
مدلسازی آنالوگ فیزیکی یک راهکار آزمایشگاهی مناسب برای بازتولید سیر تکاملی و هندسه نهایی ساختارها به منظور آزمودن فرضیات دگرریختی .بر این اساس مدل آنالوگ فیزیکی برای منطقه تاقدیس کنگان طراحی و در آن پی­سنگ و پوشش رسوبی با چینه­نگاری مکانیکی مشابه پوشش رسوبی منطقه بازسازی گردیده­است (شکل). در این بازسازی پی­سنگ صلب دارای گسلی با شیب 60 درجه بود که بصورت معکوس و با مولفه شیب­لغز محض جابجایی بر روی آن انجام میگرفت. پوشش رسوبی دارای ترادفی از واحدهای مقاوم و دو واحد نامقاوم بود؛ واحدهای نامقاوم شامل افق قائده­ای، نماینده نمک هرمز و افق میانی، نماینده شیلهای کژدمی بودند. برای شبیه­سازی واحدهای شکل­پذیر ازSilicon  و برای بقیه واحدها که به عنوان واحدهای مقاوم فرض شدند از ماسه دانه ریز استفاده شد. همچنین پی­سنگ صلب با قطعاتی از چوب شبیه­سازی شد. در مقیاس قائم مدل هر 1 کیلومتر برابر mm7 در نظر گرفته شد و لایه ها با دقت فراوان بر روی یکدیگر چیده شدند. ماسه­های رنگی بین لایه های مختلف قرار داده شدند تا به عنوان نشانگرهای دگر شکلی عمل کنند. کوتاه شدگی با نرخ 5 میلی­متر در ساعت عمود بر راستای گسل اعمال شد و تا 42 میلی­متر جابجایی قائم در راستای گسل (با توجه به مقیاس برابر 6 کیلومتر در طبیعت بر اساس (Berberian (1989 اعمال گردید (شکل2).
مقایسه نتایج مدل با برش ساختاری عمود بر تاقدیس کنگان، عناصر ساختاری مشابهی را نشان می­دهد: چین جدایشی کوچک(ساختار گوش خرگوشی) بر روی پهلوی خلفی توسعه یافته که با عملکرد افق شکل­پذیر میانی ایجاد شده است، تاقدیس برخاسته و پهن اصلی که در لولا و پهلوی پیشانی با همان هندسه تا عمق ادامه می­یابد و افق جدایش میانی نتوانسته هندسه واحدهای زیر و روی خود را بطور کامل از هم جدا کند. گسل پی­سنگی با یک پهنه دگرریختیدر پوشش رسوبی ادامه می­یابد و شیب آن به سمت بالا کم می­شود و از 60 درجه در پی­سنگ به حدود 45 درجه در نزدیکی سطح می­رسد. گسلش کششی نرمال در لولای تاقدیس برخاسته اصلی توسعه قابل توجهی دارد.
 
بحث و نتیجه گیری:
 
عملکرد گسلهای پی­سنگی و رئولوژی پوشش رسوبی دو عامل اصلی کنترل­کننده هندسه و سبک چین­خوردگی در کمربند چین­خورده – رانده زاگرس هستند و برهمکنش این دو عامل است که چگونگی تکامل و هندسه نهایی ساختارها را تعیین می­کند. بنابراین بررسی عملکرد یکی از آنها به تنهایی و بدون توجه به دیگری، نمیتواند تجزیه تحلیل دقیقی از هندسه و سبک چین­خوردگی ساختارهای کمربند چین­خورده – رانده زاگرس بدست دهد.
تاقدیس کنگان که یک تاقدیس برخاسته و پهن با بستگی ساختاری مناسب می­باشد در فرادیواره گسل معکوس پی­سنگی پیشانی کوهستان ایجاد شده­است. در هنگام کوتاه­شدگی، عملکرد گسل معکوس پرشیب در پی­سنگ موجب افزایش نسبت تنش قائم به تنش افقی اعمالی بر پوشش رسوبی شده و این امر موجب می­گردد واحدهای سنگی شکل­پذیر موجود در پوشش رسوبی نتوانند به­عنوان افقهای جدایشی، ساختارهای موجود در سطح را بطور کامل از ساختارهای موجود در عمق جدا کنند. بنابراین چینهای بزرگ مناطق پیش­بومی که با عملکرد گسلهای معکوس پی­سنگی با شیب زیاد ایجاد می­شوند، در نواحی لولا و پهلوی پیشانی با همان هندسه تا عمق ادامه می­یابند در حالیکه در پهلوی خلفی این لایه­های شکل­پذیر میانی بر هندسه چین تاثیر گذاشته و موجب رشد چینهای جدایشی کوچک می­گردد. این مدل ساختاری می­تواند به عنوان الگویی برای شناسایی ساختارهای نفتی و پی­جوئیهای ذخایر هیدروکربوری در مناطق پیشانی زاگرس در نظر گرفته شود.
منابع فارسی :
 
ـ مطیعی، همایون (1372)؛ زمین­شناسی ایران: چینه­شناسی زاگرس؛ طرح تدوین کتاب زمین­شناسی ایران، تهران: سازمان زمین­شناسی کشور.

کلید واژه ها: سایر موارد