نرخ لغزش کلی گسل تبریز و رابطه آن با تئوری تکتونیک فراری برای شمال غرب 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 :

ما از جابجایى آبراهه ها و همچنین جابجایى ساختارهاى زمین شناسى براى به دست آوردن میزان لغزش کلى در طول گسل شمال تبریز استفاده کردیم و یک حرکت راستگرد با جابجایى به میزان ۱۶ تا ۲۰ کیلومتر را محاسبه کردیم.

با توجه به دلایلى که ارائه مى شودمولفه راستگرد گسل تبریز فعالیت جوان این گسل بوده و در ارتباط با جایگاه ژئوتکتونیکى آن در شمال غرب مى باشد.

میزان نرخ لغزش محاسبه شدهmm/year ۵/۰ ±۴/۳ مى باشد. این مقدار محاسبه شده با اعدادى که از مطالعات پالئو سایزمولوژى به دست آمده بطور نسبى هم خوانى دارد اما تکنیکى که در این مقاله به کار رفته ارزانتر و آسانتراست. ادامه فشار صفحه عربى و همچنین فرورانش پوسته ضخیم حوضه جنوب خزر باعث حرکت شمال غرب بلوک ایران ما بین دو گسل شمال تبریز و گسل جوان زاگرس به سمت فلات آنوتولى شده است و حوضه تحت فشار را در این منطقه به وجود آورده و باعث به وقوع پیوستن زمین لرزه هاى متعدد در این ناحیه شده است وتاییدى بر نظریه تکتونیک فرارى (Scape tectonic ) براى شمال غرب ایران مى باشد.

مهدی بهیاری دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک دانشگاه تربیت مدرس تهران Behyari@modares.ac.ir

محمد محجل دکتری تکتونیک عضو هیت علمی دانشگاه تربیت مدرس تهران

مقدمه :

قسمت غرب و شمال غرب ایران یکی از زونهای برخوردی مهم در مقیاس جهانی است. ما ابتدا نیروهای را که به منطقه شمال غرب ایران وارد می شود را بررسی می کنیم سپس به بررسی ویژگی های ساختاری گسل تبریز می پردازیم و رابطه آن را با موقعیت ژئوتکتونیکی منطقه توصیف می کنیم.

در اثر بسته شدن دریای نئوتتیس در میوسن و برخورد پلیت عربی با پلیت ایران کمربند چین گسل زاگرس را به وجود آورده است. با توجه به اینکه برخورد صفحه عربی با ایران به صورت مورب و با زاویه تقریبی 21 درجه می باشد با ادامه فشار پلیت عربی گسل اخیر زاگرس فعال شده و یک حرکت راستالغز راست بر از خود نشان می دهد.نرخ جابجایی سالانه برای حرکت راستگرد این گسل را mm/year17- 10 از روی عکس های هوایی و ماهواره ای بر آورد شده است( .(Morteza Talebian and James Jackson

برآیند این نیروها را می توانیم در محدوده مورد مطالعه ببینیم یکی از ساختارهای مهم در این منطقه گسل شمال تبریز می باشد به علت تاریخچه لرزه زایی و همچنین قرار گرفتن شهر های پر جمعیت بر روی آن مطالعات بسیاری در مورد آن انجام گرفته است.

بحث :

گسل تبریز دارای راستای NW_SE می باشد وسازو کار حرکتی آن راستالغز با مولفه شیب لغز معکوس است و صفحه گسلی آن تقریبا به صورت قائم می باشدM.Berbrian) and S.Arshadi). ادامه گسل در شرق به فرو افتادگی زنجان ابهر می رسد و در غرب با عبور از شهرهای تبریز وصوفیان به دو شاخه تقسیم می شود و پس از عبور از کوهای میشو و مورو در منطقه ماکو به هم رسیده و تا فلات آناتولین ادامه می یابد.

همانطور که اشاره شد ساز و کار حرکتی گسل شمال تبریز را امتداد لغز را ستگرد با مولفه شیب لغز معکوس معرفی شده است در بررسی های صحرایی خش لغزهای گسلی بر روی سنگهای که به سازندهای بعد از میوسن متعلق می باشد فقط حرکت امتداد لغز محض را نشان می دهد و فاقد هر گونه مولفه شیب لغز می باشد.

با کنار هم قرار دادن این شواهدبه نظر می رسد که گسل تبریز مولفه امتداد لغز خود را مدیون حرکتی است که پس از برخورد صفحه عربی گسل اخیر زاگرس به صورت راستگرد به آن تحمیل می کند و حرکت های شیب لغز آن مربوط به زمان قبل از میوسن و برخورد می باشد.

از سال 634 میلادی تا سال 1869 بیش از 41 زمین لرزه در منطقه اطراف تبریز رخ داده است که در کتب تاریخی ثبت شده است.آخرین زمین لرزه های که در طول گسل شمال تبریز به وقوع پیوسته مربوط به سالهای 1721 و 1780 می باشد و پس از ان حادثه لرزه ای بزرگی در طول این گسل در این منطقه ثبت نشده است.

Date

Depth

Lon

Lat

1976/11/24

1977/ 5/26

1983/10/30

1988/6/25

1990/12/16

1990/4/2

1990/12/6

1992/ 3/13

1992/ 3/15

1999/ 4/ 6

1999/12/ 3

2003/ 1/27

2003/ 7/13

2004/ 8/11

2005/ 3/14

2007/ 1/21

6.1

5.2

6.1

5.3

5.1

5.3

6.2

5.5

5.1

5.3

5.6

5.4

5.3

5.5

5.1

15.0

38.3

11.6

15.0

17.6

15.0

17.6

15.0

19.3

15.0

14.6

12.0

14.7

43.96

44.32

42.05

43.08

43.18

39.70

43.18

39.57

39.84

42.40

39.53

38.90

39.06

40.77

42.72

33.88

38.70

40.47

34.44

40.53

39.92

40.53

39.94

39.52

39.40

40.46

39.58

38.16

38.50

39.44

39.60

در سالهای اخیر حرکت های لرزه ای گسل به سمت غرب منتقل شده است و زمین لرزه های چالدران و زمین لرزه های متعدد در فلات آناتولین در سالهای 1930-1976-1977-1984-1990-1992 تاییدی بر این مطلب است.(بهیاری-محجل1386)

جدول1)مشخصات زمین لرزه های با بزرگی بیش از5 ریشتر که بعد از سال 1976 در منطقه به وقوع پیوسته است. این داده ها به صورت اصلاح شده می باشد و از میان زمین لرزه های که در سه ماه در یک منطقه اتفاق افتاده است بزرگترین زمینلرزه انتخاب شده است.

داده های لرزه ای از سال 1976 بر روی نقشه زیر پیاده شده و تمرکز زمین لرزه ها در قسمت غربی گسل به روشنی مشهود می باشد با توجه به شواهدی که در زیر عنوان می شود در چند ملیون سال پیش رژیم تکتونیکی بر عکس بوده وتمرکز زلزله ها در غرب می باشد.

برای اثبات این مسئله به مطالعات نئوتکتونیکی پرداختیم سه منطقه بر روی گسل شمال تبریز در اطراف شهر تبریز انتخاب شده در هر ایستگاه تمام شواهد مورفوتکتونیکی که می توانست راهنمایی برای تعیین میزان جابجایی باشد برداشت شد به طور میانگین در هر ایستگاه 10الی 15 آبراهه که جابجای نشان می دادند توسط متر نواری اندازه گیری به عمل آمده ومیزان جابجایی های شیب لغز از تعیین ارتفاع افرازهای گسلی توسط GPS به دست آوردیم وبرای تحلیل اطلاعات از دادها میانگین گیری کرده ایم.

ایستگاه اول در منطقه جنوب شرق تبریز(روستای شیبلی) قرار دارد آبراهه ها m5/0± 28 جابجایی دارد. ایستگاه دوم اندازه گیری در منطقه باغمیشه تبریز قرار دارد جابجایی های افقی در این منطقه نسبت به ایستگاه اول حدود 10 متر کاسته شده و به 5/17 متر رسیده است.

در ایستگاه سوم آبراهه ها در زون گسلی حدود5/10 متر میباشد. این اندازه گیری ها نشان میدهد که فعالیت گسل در زمان های گذشته بیشتر در خاور بوده است. زیرا میزان جابجایی ها در بخش خاوری بیشتر است و با حرکت به سمت غرب از میزان این جابجایی ها کاسته می شود.

تفسیر ما این است که حرکت کانون زمین لرزه ها از با ختر به خاور در ارتباط مستقیم با وضعیت تکتونیکی منطقه می باشد و نیروهای وارده بر گسل تبریز عبارت است از:

نیروهای وارد بر گسل تبریز عبارتند از:

1) برخورد پلیت عربی به اوراسیا باعث وارد آمدن تنش به قسمت جنوب غرب ایران می شود در اثر این تنش گسل اخیر زاگرس فعال شده است. مکانیسم حرکتی این گسل راستگرد می باشد نرخ لغزش سالانه این گسل17-10 mm/yearو جابجایی کل آن60-50 km برآورد شده و با یک زاویه تقریبا 30 درجه نسبت به گسل تبریز قرار میگرد وحرکت آن باعث انتقال واعمال تنش به گسل تبریز می شود.

2) حرکت به سمت غرب وجنوب غرب پوسته اقیانوسی خزر نیز از نیروهای موثر است که به قسمت شمال غرب ایران وارد می شود.البته میزان نیرویی که از این طریق وارد می شود نامشخص می باشد(and et al.2003( Allena.

کمربند چین گسل قفقاز نیز در این ناحیه قرار دارد و در حقیقت محدوده مورد مطالعه ما بین دو کمربند چین خورده گسلی قرار دارد زاگرس در جنوب غرب و قفقاز در شمال(Hesami et al2003).

برآیند این نیروها باعث ایجاد یک ناحیه تحت فشار در شمال غرب ایران می شود واین منطقه برای رسیدن به یک وضعیت پایدار و رهایی از فشار به سمت فلات آناتولین حرکت میکند این حرکت در امتداد شکستگی بزرگ منطقه یعنی گسل تبریز اتفاق می افتد

گسل شمال فلات آناتولین در امتداد گسل شمال تبریز قرار دارد و مکانیسم حرکتی آن مشابه گسل تبریز می باشد وحرکت گسل تبریز باعث اعمال تنش به گسل شمال آناتولی می شود وزمین لرزه های متعدد در طول این گسل می شود. بنابراین نرخ لغزش گسل تبریز ارتباط نزدیکی با نرخ لغزش در گسل شمال آناتولین دارد.

ما در این پژوهش نرخ لغزش گسل تبریز را از روی ساختارهای نئوتکتونیکی وتکتونیکی به دست آوردیم.

روش ها:

بطور کلی از تمام ساختارهای خطی وغیر خطی که در زون گسلی قرار داشته وجابجایی نشان می دهد برای انداز گیری میزان جابجایی استفاده می شود.

یکی از معمول ترین ساختارهای خطی که در زون های گسلی جابجا می شود آبراهه ها هستند.آبراهه ها یا در مقیاس کوچک است و جابجایی در حد متر نشان میدهد و یا بزرگ مقیاس وکیلومتری می باشد که از روی عکس های ماهواره ای میتوان مشخص کرد.

اعتقاد نویسندگان بر این است که در بزرگ مقیاس فقط استفاده از عکسهای هوایی و ماهواره ای برای تعیین میزان جابجایی صحیح نمی باشد زیرا به درستی نمی توان گفت کدام آبراهه ادامه آبراهه بریده شده در زون گسلی می باشد. به منظور تطابق دقیق باید بررسی های رسوب شناسی وتعیین سن رسوب انجام شود و صرف شباهت مورفولوژیکی نمی تواند شاهد مناسبی برای میزان جابجایی باشد.

در منطقه مورد مطالعه چون تعیین سن انجام نگرفته است تاکید ما بیشتر بر توده آذرین است که به صورت بسیار جالب جابجایی نشان می دهد و از جابجایی رودخانه به عنوان شاهد استفاده شده است.

از رودخانه های مهم در منطقه که وارد زون گسلی می شود آجی چای می باشد این رودخانه جابجایی در حدود km 15 نشان میدهد.

در منطقه مورد مطالعه کوه های مرو و میشو که از لحاظ سنگ شناسی و چینه شناسی بسیار به یکدیگر شبیه می باشد و در زون گسلی تبریز قرار گرفته است وبه نظر میرسد که در نتیجه حرکت راست بر گسل تبریز از یکدیگر جدا شده اند. کوه مرو از لحاظ وسعت بسیار کوچکتر از کوه میشو می باشد.

سنگ های ریز دانه دیده میشود.(گزارش سازمان زمین شناسی در نقشه 1:100000 مرند)

سازندهای پالئوزوییک با برونزدگی سنگهای رسوبی و آهک دولومیتی وابسته به بخش بالایی سازند سلطانیه از کامبرین زیرین آغاز شده و سپس به سازندهای باروت زاگون لالون و سازند میلا رسیده و سرانجام به پرمین ختم می شود. این توالی رسوبی درسازندهای مربوط به مزوزوییک نیز در هر دو کوه دیده می شود واین نشانگر این است که این کوه ها در زمان تشکیل در یک حوضه رسوبگذاری قرار داشته اند.

توده آذرین نفوذی کوه های میشو در منطقه شامل گابرو نوریت- پیروکسینیت –دولریت- دونیت پلاژیوکلازیت -منزونیت ودیاباز گرانوفیر می باشد این سنگها کوماگماتیک بوده و از یک ماگمای اصلی بازیک در اثر تفریق بلورین و هضم سنگ های اطراف به وجود آمده اند. توده نفوذی فوق در داخل سنگهای آهکی نفوذ کرده وباعث دگرگونی تا رخساره هورنفلس شده است سن نفوذ توده آذرین سیلورین و فاز کوهزایی کالدونین می باشد(مجتهدی و همکاران).

همین تودهای آذرین با همین توالی با یک نسبت کمتر در کوهای مرو دیده میشود و تنها با این فرضیه که در زمان تزریق توده نفوذی در کنار هم قرار داشته وسپس جدا شده توجیه پذیر می باشد.

مورفولوژی کشیده کوه مرو در اثر قرار گرفتن آن در زون گسلی پدید آمده است. این کوه حالت لنزوییدی دارد که به روشنی از روی عکس های ماهواره ای قابل تشخیص می باشد.همچنین این حالت عدسی به این شکل تنها در صورتی امکان ایجاد داشته که گسل حرکت راستگرد داشته باشد که هماهنگ با مکانیسم حرکتی گسل تبریز می باشد.

کوه مرو یک جابجایی در حدو د km3±19 نسبت به کوه میشو نشان میدهد و آبرهه ها در حدودkm 3±15 را نشان می دهد. جابجایی کل میانگین در حدود km3±17 به دست آمده است.

این میزان جابجایی را بعد از بسته شدن حوضه نئوتتیس و Ma3-5 در نظر گرفته می شود. نرخ لغزش کلی گسل تبریز mm/year6/5 – 4/3 محاسبه شد.

نتیجه گیری :

1) فعالیت لرزه ای و جابجایی های در قسمت خاوری گسل تبریز بیشتر بوده است.

2) داده های لرزه ای جدید نشان می دهد که تمرکز کانون زمین لرزه ها بیشتر در قسمت با ختری می باشد علت اینکه کانون ها از خاور به باختر منتقل شده است در ارتباط با موقعیت ژئوتکتونیکی منطقه می باشد.

3) جابجایی کلی گسل تبریز بعد از میوسن km 3±17 می باشدو نرخ لغزش آن 5.6_ 3.4 mm/year می باشد.

4) کوهای مورو و میشو درمنطقه مورد مطالعه با توجه به شواهد پترولوژیکی در کنار هم قرار داشته اند که در اثر فعالیت گسل تبریز از یکدیگر جدا شده اند.

5) در اثر فشار پلیت عربی و حرکت پوسته اقیانوسی جنوب خزر قسمت شمال غرب ایران تمایل به فرار به سمت فلات آناتولین پیدا میکند و باعث ایجاد یک حوضه فشارشی در این مطقه شده است. و می توان با مدل هیمالیا که در اثر برخورد صفحه هند قسمتی از فلات تبت ما بین دو گسلAltin Tagh وRedrever به سمت شرق فرار میکند مقایسه کرد.(Tapponnier et al 1982)

منابع فارسی :

بهیاری و محجل، انتقال فعالیت های لرزه ای گسل تبریز از خاور به باختر(یازدهمین همایش انجمن زمین شناسی)

مجتهدی. م و همکاران،پی جویی و مطالعات کانی شناسی و سنگ شناسی و ژئوشیمی سنگهای آذرین نفوذی کوه های میشو.(طرح تحقیقاتی معاونت پژوهشی دانشگاه تبریز 197 ص)

تقی پور کریم،پایانامه کارشناسی ارشد(1383)بررسی گسل شمال تبریز در فاصلهٴبین تبریز و بستان آباد

کلید واژه ها: آذربایجان شرقى