تاثیر گسل عرضی فیروزکوه بر تکامل زمین ساختی بخش شرقی البرز مرکزی
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۳ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
در منطقه البرز علاوه بر ساختارهای اصلی، گسل های عرضی (Transverse fault) نیز از جمله ساختارهایی به شمار می روند که سبب بروز تغییر شکل هایی بر روی پوشش رسوبی شده اند. فعال شدن دوباره این گسلهای پی سنگی، کینماتیک گسل های اصلی در البرز را، در نتیجه چرخش در قطعات گسلی در خلال ترشیری پایانی، دچار تغییر کرده است. بررسی های تکمیلی در قسمت شرقی البرز مرکزی نشان می دهد که، گسل فیروزکوه با روند شمال شرق- جنوب غرب در نتیجه عملکرد این ساختارهای عمقی (deep seated) از یک گسل راندگی محض به یک گسل راندگی دارای مولفه چپگرد تبدیل شده است. با توجه به شواهد موجود، می توان گفت، توسعه گسل های عمقی با روند NNE و سازوکار چپگرد، اثرات آنها در سازند های جوان و رسوبات نئوژن و نیز رخداد زمین لرزه در این ناحیه، این پهنه های گسلی مسئول فعالیت های نئوتکتونیکی و زلزله های اخیر با مکانیسم چپ تراست می باشند.
مهدی احمدی، دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک، داشگاه شهید بهشتی mehdi3555@gmail.com
محسن پورکرمانی، دکترای زمین شناسی ساختمانی و تکنونیک، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی
علی یساقی، دکترای زمین شناسی ساختمانی و تکنونیک، عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس
اسلام توکلیان، دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک، دانشگاه تربیت مدرس
مقدمه :
رشته کوه البرز در بخش میانی کمربند آلپ- هیمالیا واقع شده و تشکیل کمربندی را می دهد که در خلال ترشیری (حادثه آلپ) دچار کوتاه شدگی و بالاآمدگی شده است (علوی، 1996). عمده کوتاه شدگی در این ناحیه توسط حرکات معکوس که به سمت شمال و جنوب گرایش داشته و بر روی گسل های راندگی اصلی این ناحیه قرار گرفته اند، کنترل می شود. شواهد و مدل های ساختاری کنونی همگی موید یک رژیم زمین ساختی نازک پوسته (thin-skinned) برای ناحیه البرز می باشد (Alavi 1996, Yassaghi 2005, Zanchi et al. 2006). همچنین حضور گسل های چپگرد موازی با رشته کوه (range parallel) و نیز وجود راندگی ها، حاکی از تقسیم شدگی کرنش (strain partitioning) در اثر کوتاه شدگی مایل و ایجاد دگرریختی ترافشارشی در عرض این کوهزاد می باشد. این کوتاه شدگی مایل در اثر همگرایی ناحیه ای عربی- اوراسیا و مولفه حرکت به سمت جنوب غرب حوضه خزر جنوبی نسبت به ایران روی می دهد (Jackson et al.2002, Allen et al.2003).
با توجه به آن که پوشش رسوبی 8 تا 10 کیلومتر (Allen et al.2003) و یا 11 تا 13 کیلومتر (Zanchi et al.2006) ضخامت داشته و عمق متوسط زلزله ها 8 تا 13 کیلومتر می باشد، به نظر می رسد که پی سنگ البرز در پاره ای از نقاط دچار دگرشکلی می شود.
روند چین ها و گسل ها در امتداد البرز از WNW در غرب به ENE در شرق تغییر می کند و گسل های راستالغز چپگرد مشخصی در امتداد رشته کوه دیده می شوند (Allen et al.2003). این حرکت چپگرد در قسمت شرقی البرز مرکزی نمود بیشتری داشته و دارای شواهد بیشتری می باشد. گسل فیروزکوه که یکی از ساختارهای اصلی در ناحیه البرز مرکزی می باشد، گسلی است با راستای شمال شرق – جنوب غرب و درازای 35 کیلومتر و در فاصله کمتر از یک کیلومتری شهر فیروز کوه قرار دارد. شیب این گسل به سوی جنوب شرق است و در بخش غربی آن سنگهای سازند لار، رسوبات پالئوژن و کنگلومرای نئوژن (از سوی جنوب و جنوب شرقی) بر روی رسوبات آبرفتی کواترنر دشت فیروزکوه (در شمال و شمال غربی) رانده شده است. این گسل با بخشی از خطواره های مغناطیسی F-16 ( yousefi and Friedberg,1978) همخوانی دارد. بررسی ها نشان می دهد که این گسل دارای سازوکار راندگی با مولفه چپگرد می باشد. علاوه بر این، گسل فیروزکوه شاخصه یک گسل محدود کنده حوضه را نیز دارا می باشد، که در فرادیواره آن پس راندگی هایی (back thrust ) مشاهده شده که دارای حرکتی بیش از حرکت بر روی گسل اصلی هستند.
وجود گسل های عرضی پی سنگی در منطقه البرز چندی است مورد توجه می باشد، اما عمده این پژوهش ها بر روی قسمت غربی البرز مرکزی متمرکز بوده که در آنجا خطواره کرج-چالوس به عنوان یک ساختار عمقی مورد توجه قرار گرفته است. این خطواره که در نقشه های مغناطیس هوایی نیز معرفی شده است (برگه آمل، yousefi and Friedberg1978)، بر اساس شواهدی چون تغییر شیب واحد های سنگی، در طرفین دره، جابجایی توده های آذرین و ... به عنوان یک دره گسلی معرفی شده است. همچنین وجود حوضه های کششی در زمان ائوسن میانی در ناحیه البرز به همراه ولکانیسم، شرایط وجود گسل های راستالغز عمقی با جابجایی بلوک ها را محتمل می کند.
در این پژوهش سعی شده است با بررسی بر روی تصاویر ماهواره ای، عکس های هوایی، مدل های ارتفاعی و نیز مطالعات صحرایی به تحلیل هندسی و جنبشی ساختارهای اصلی در منطقه فیروزکوه و نیز گسل های عرضی این ناحیه و تاثیر آنها در تکامل زمین ساختی ناحیه بپردازیم.
بحث :
منطقه فیروزکوه در استان تهران و در موقعیت جغرافیایی 52.75 درجه شرقی و 35.75 درجه شمالی و در یال جنوبی البرز مرکزی واقع شده است. ساختار اصلی در این ناحیه گسل فیروزکوه می باشد که دارای روند N-60 بوده و دارای شیب به سمت جنوب شرق می باشد. یکی از شاخصه های البرز، وجود خطواره هایی با روند شمالی-جنوبی است که اغلب بر این باورند که پیچیدگی موجود در تکتونک ناحیه البرز، باعث شده که این گسل ها از دید پژوهشگران پنهان بماند وعمدتاً قابل ردیابی بر روی تصاویر ماهواره ای باشند.
با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 (باند541) و عکس های هوایی منطقه روند های گسلی که که با روند گسل اصلی فیروزکوه متفاوت بوده، شناسایی شده اند. این گسل ها که دارای روند N-20 می باشند و به صورت پهنه ای از گسل های پلکانی بر روی سطح تظاهر داشته و باعث ایجاد ساختار هایی شده اند که روند آنها با روند ساختار های اصلی متفاوت است.
از ساختارهای مهم مرتبط با اثر پهنه گسلی بر روی تصاویر ماهواره ای می توان به خمش و تغییر روند اثر محوری چین های بزرگ مقیاس منطقه، قطع شدگی ناگهانی رخنمون سازندها و جابجایی آنها، وجود دره های گسلی مشخص و منطبق با روند خطواره ها اشاره کرد.
بررسی تکتونیک فعال منطقه و سازوکار کانونی زلزله ها نیز نشان می هد که مکانیسم آنها راندگی با مولفه امتداد لغز می باشد (شکل1). با توجه به موارد ذکر شده انجام مطالعات صحرایی در مناطقی که در امتداد روند گسل های عرضی و مناطق همپوشانی این گسل ها می باشد انجام شده، تا شواهد صحرایی نیز تکمیل کننده این پژوهش باشد.
بر همین اساس مطالعه بر روی گسل فیروزکوه، وجود پرتگاه های گسلی که نشان دهنده فعال بودن این گسل می باشد را تائید می کند. همچنین این گسل دارای پس راندگی هایی در فرادیواره خود می باشد که به نظر حرکت بر روی این پس راندگی ها بیشتر از مقدار حرکت بر روی راندگی اصلی می باشد. این خصوصیت نشان دهنده گسل های وارون شده می باشد (Yassaghi 2005)(شکل 2).
بررسی های انجام شده بر روی گسل اصلی فیروزکوه نیز تغییر کینماتیک بر روی این گسل را نشان می دهد. به عنوان مثال از شواهدی که برای مولفه معکوس این گسل می توان ذکر کرد، وجود ساختارهای S-C ،(شکل3) و چینهای کشیدگی(DRAG FOLDS) میباشند که در ترانشهای که عمود بر گسل حفر گردیده بود، برداشت شده اند .
از دیگر ساختارهای مشاهده شده، چین های پلکانی و زبانه های گسلی بوده که با مناطق تحت فشارش قطعات گسلهای عرضی- پلکانی در ارتباط می باشند.
در این منطقه تعدادی از چینهای در مقیاس متوسط یافت شد که دارای محوری با روند حدود N-280می باشند که با محور چین های اصلی منطقه همخوانی نداشته و در ارتباط با مناطق همپوشان قطعات گسلی می باشند (شکل5).
همچنین در همین مناطق گسل های معکوس با شیب زیاد مشاهده شد، که در انتهای گسلهای عرضی امتداد لغز و در ارتباط با آنها تشکیل شده اند. بررسی ها نشان می دهد که این گسلها دارای روند N-80بوده که با روند ساختار های اصلی منطقه متفاوت می باشند (شکل6).
نتیجه گیری :
پهنه دگرشکلی امتداد لغز غالباً به مجموعهای از گسلهای امتدادلغز که از نظر جنبشی و دینامیکی با هم ارتباط دارند اطلاق می گردد. آزمایشات تجربی صورت گرفته بر روی پهنه گسلهای عرضی پنهان، نشان از توسعه ساختاری متنوع از اثر حرکت آنها در پوشش رسوبی پوشاننده دارد (بطور مثال Naylor et al. 1986). بر اساس همین آزمایشات، این ساختارها در پوشش رسوبی هندسه پلکانی داشته و در مناطق همپوشانی آنها ساختارهای متنوع چون چینهای مورب و جوان,گسلهای راندگی و راستالغز و شکستگی های ریدل و آنتی ریدل وابسته، رشد می کنند. منطقه فیروزکوه نیز به خاطر داشتن چنین روند های گسلی از این قاعده متثنی نیست. با توجه به شواهد موجود مدل پیشنهادی برای ناحیه مورد بررسی، بلوکهای پوستهای احاطه شده توسط گسلهای امتداد لغز می باشد که در یک زون برش ساده حول محور عمودی دچار چرخش می شوند. با توجه به روند NNE گسل ها در منطقه و نیز سازوکار چپگرد آنها، بلوک های محدود به گسل، دچار چرخش در جهت عقربه های ساعت شده و این نیز به نوبه خود باعث تغییر در کینماتیک گسل های اصلی منطقه می شود (شکل 7). با بررسی دقیق بر روی هندسه و کینماتیک گسل های اصلی ناحیه البرز مرکزی، به این نتیجه می رسیم که در امتداد روند این گسلها در خلال چرخش قطعات گسلی، سازوکار این راندگی ها از راندگی محض به صورت گسلهای مایل لغز (راندگی همراه با مولفه امتداد لغز) تغییر می کند. علاوه بر این چرخش غیر فعال چین های مرتبط با راندگی ها، تفاوت شیب واحد های سنگی، وجود دگرشیبی در رسوبات نئوژن و نیز توسعه خطواره های برشی redial بر روی پوشش رسوبی نیز در نتیجه فعالیت دوباره این خطواره ها می باشد.
این پیچیدگی ساختاری نتیجه برهمکنش مابین رشته کوه البرز و حوضه خزر جنوبی در ترشیری پایانی می باشد. تعدادی از پژوهشگران معتقد به حرکت به سمت جنوب غرب در حوضه خزر جنوبی از زمان میوسن بالایی و در خلال کوهزایی آلپ پایانی می باشند(Axen et al.2001, Jackson et al. 2002). این حرکت باعث فشارش مایل چپگرد در رشته کوه شده است (Allen et al.2003). در نتیجه آن فعالیت دوباره در گسل های پی سنگی عرضی عمقی آغاز شده است. این گسل های پی سنگی به نظر می رسد که دارای روند NNE بوده و موازی با خطواره های آفریکن- عربی هستند.(Hesami et al. 2001). با توجه به غالب بودن گسل های امتداد لغز و راندگی در پی سنگ البرز این نتیجه دور از ذهن نیست که مقداری از همگرایی صفحات تکتونیکی در ناحیه البرز منطبق با چرخش و نیز حرکت جانبی پوسته توسط گسل های امتداد لغز در امتداد کوهزاد، به همراه کوتاه شدگی و ضخیم شدن پوسته ای مشخص در امتداد گسل های راندگی باشد.