تاثیر برش های راستگرد پی سنگی در ساختارهای سطحی زاگرس بر اساس مدل های تجربی
دسته | تکتونیک |
---|---|
گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
تاريخ برگزاری | ۱۴ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
مهدی بهیاری دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس behyari @modares.ac.ir
حامدشهر آشوب* دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرسshahrashoob@modares.ac.ir
محمد محجل استادیار دانشگاه تربیت مدرس
علی یساقی دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
مقدمه :
کمربند چین خورده_رانده زاگرس در قسمت میانی کمربند کوهزایی آلپی قرار گرفته و از جمله جوانترین کوهزادهای سنوزوئیک محسوب می شود این کمربند با روند شمال غرب جنوب شرق 1800 کیلومتر طول دارد (Hessami et al ).
این کمربند همچنین در جنوب غرب به فرو افتادگی خلیج فارس و سپر عربستان ختم می شود و در شمال شرق توسط گسل اصلی زاگرس Thrust) Main Zagros) از پهنۀ سنندج- سیرجان جدا میشود.
تغییرشکل در کمربند چینخورده ـ رانده زاگرس در اثر همگرایی نسبی بین ورقههای عربی و ایران مرکزی از کرتاسه میانی تا پایانی بوجود آمده است (Falcon, 1969; Koop & Stoneley, 1982).این همگرایی موجب فرورانش لبه شمال شرقی اقیانوس نئوتتیس به زیر ایران مرکزی شده است (Takin, 1972; Alavi, 1994). در میوسن پلیت عربی به صفحه ایران برخورد کرده و باعث شکل گیری گسل اخیر زاگرسMRF)) شده است ( (Jakson & Talebianو کمربند چین خورده – رانده زاگرس در طی فاز اصلی کوهزایی زاگرس از میوسن بالایی تا عصر حاضر شکل گرفته است(Stoklin 1968 & staeley 1981) . چینها از جمله ساختارهای مهم موجود در منطقّۀ زاگرس است که شناسایی آنها در ارائۀ الگوی ساختاری منطقه حایز اهمیت است (صمدیان 1369). از دیگر عناصر ساختاری زاگرس خطوارهها و گسلهای پیسنگی میباشد. این خطوارهها بدلیل ویژگیهای پیسنگ همچون وجود تودههای نمکی و سازندهای شکلپذیر بندرت دارای گسلش سطحی میباشند ولی با استفاده از ساختارهایی که در ارتباط با گسل تشکیل میشود، قابل شناسایی میباشد. جابجایی طبقات یا افقهای راهنما، رشته ارتفاعات، طاقدیسها و ناودیسها، رودخانهها و سایر اشکال زمینریختشناسی از پارامترهای تشخیص گسلهای پیسنگی بدون گسیختگی سطحی میباشند.
در زاگرس پدیدههایی همچون قطعشدگی و محوشدگی ناگهانی طبقات تغییر مسیرهای ناگهانی رودها همچنین قطعشدگی یا کج
شدگی دماغۀ طاقدیسها و ناودیسها و عدم مطابقت شیب لایههای یکسان در یالهای طاقدیسها و ناودیسها همگی دلالت بر
وجود گسلهای پیسنگی در این منطقه دارد که علیرغم عدم وجود گسیختگی سطحی ساختارهای سطحی را تحت تاثیر قرار داده
است.هدف ما در این پژوهش بررسی ویژگیهای ساختاری و تکتونیکی این گسلها و تاثیر آنها بر ساختارهای سطحی میباشد.
بدین منظور ازمایشات متعددی که سازگار با شرایط طبیعی منطقه میباشد شبیهسازی شده است.
بحث :
از آنجا که منطقۀ زاگرس چینخورده نمود کاملی از مناطق درگیر با تکتونیک نازکپوسته در (Thin Skin Tectonic) مقیاس جهانی
است و ناحیۀ مورد مطالعه دارای مخازن عظیم فسیلی از جمله بزرگترین ذخایر نفت و گاز جهان میباشد، بعلاوه منابع آبی سرشار و
نیاز به احداث سازههای عمرانی برای استفاده بهینه از این منابع شناسایی گسلهای پیسنگی وخطرات لرزهای از اهمیت ویژهای
برخوردار میباشد.
موقعیت ژئوتکتونیکی زاگرس : آنالیزهای GPS به وسیلۀ (Mc clusky, Reilinger,Mahmoud, Ben Sari and Tealeb, 2003) نشان
دهنده حرکت N-NW صفحه عربی، با نرخ سالانۀ 25-30 میلیمتر، به سوی صفحۀ اوراسیا می باشد(Jackson, Priestly, Allen, & Berberian, 2002; Talebian & Jackson, 2002; Sella, Dixon, & Mao, 2002)
باعث ایجاد حرکات ترافشارشی در این قسمت از صفحه ایران میشود (Mohhajel et al 2002). بدلیل تداوم حرکت پوستۀ قارهای
عربستان چینخوردگی زاگرس ادامه دارد و جابجایی افقی امروزی در حدود 5/3 تا8/4 سانتیمتر و حرکتهای قائم بیش از 2 میلیمتر
در سال برآورد میشود.از زمان کامبرین تا برخورد صفحۀ ایرانی – عربی در ترشیاری رسوبگذاری تقریبا مداومی در حاشیۀ شمال
خاوری صفحۀ عربی حاشیۀ غیر فعال و محل ریفت انجام میشده است (Stochlin, 1968, Falcon, 1974, Berberian & king 1981; Koop & Stoneley,1982; Beydoun et al, 1992)
این دوره مداوم از پایداری تکتونیکی موجب تجمع توالی بیش از 14 کیلومتری عمدتا کربناته، مارن و تبخیریها که پیسنگ دگرگونۀ پرکامبرین را میپوشاند، گردید. این پوشش رسوبی تغییرات مهم رخسارهای و ضخامتی نشان میدهد، که توزیع رسوبات پوششی به هندسه حوضههایی که در آن نهشته شدهاند مربوط میباشد (e.g Alavi, 2004, Sepehr & Cosgrov, 2004, Sherkati & Letouzey, 2004)
کارکرد دستگاه : طراحی این دستگاه به منظور ایجاد یک حرکت امتدادلغز راستگرد، همراه با یک نیروی فشارشی دارای مولفۀ برشی،
به لایههای گچ و گل رس درون محفظه دستگاه میباشد. کف محفظۀ دستگاه متشکل از دو صفحۀ چوبی هماندازه است که می
توانند در امتداد هم بلغزند. دستگاه دارای دو فک است که زیر محفظه قرار میگیرند. هر کدام از صفحههای نامبرده بطور جداگانه به
یکی از فکها ثابت گردیدهاند بطوری که حرکت همگرای دو فک باعث حرکت امتدادلغز راستبر دو صفحۀ لغزنده میشود.
حرکت همگرای دو فک بوسیلۀ تبدیل حرکت چرخشی محور دستگاه به حرکت جانبی ایجاد می شود. برای ایجاد نیروی فشارشی
دارای مولفۀ برشی، دیوارههای عرضی محفظه را بطور مورب و با زاویۀ 40 درجه (زاویۀ برخورد صفحۀ عربی و حاشیه زاگرس) نسبت به
قائم، به کف محفظه ثابت میکنیم. بطوری که حاشیۀ مورب محفظه با گسل پیسنگی زاویۀ نزدیک به 73 درجه میسازد. توجه شود
برای اینکه در حین حرکت امتدادلغز، نیروی ترافشارشی نیز اعمال گردد، هر کدام از دیوارههای مورب تنها به یک صفحۀ لغزنده ثابت
میگردند.
برای اندازه گیری میزان کوتاه شدگی و همچنین سرعت اعمال فشار از تایمر و طول سنج استفاده شده است. از تقسیم زمان بر
طول سرعت حرکت فک محاسبه می شود هدف از به دست آوردن سرعت این است که فشاری که وارد می شود به صورت یکنواخت
و تدریجی باشد تا بیشترین شباهت به وضعیت طبیعی را به دست آوریم.
مدل سازی: با توجه به ستون چینهشناسی منطقۀ مورد مطالعه مشاهده میشود که سازندها از لحاظ سنگچینهشناسی و
خصوصیات فیزیکی با یکدیگر متفاوت میباشند و سازندهای سخت همچون واحدهای پالئوزوئیک زیرین، گروه خامی، سازند سروک و
سازند آسماری بصورت متناوب با سازندهای شکلپذیر مثل واحدهای پرموتریاس سازند کژدمی سازندهای گورپی پابده و گچساران
قرار میگیرد ما از رس که خصوصیات شکلپذیری کمتری دارد، بعنوان معادل سازندهای سخت و از گچ مرده معادل سازندهای شکل
پذیر استفاده کردیم.
با توجه به وضعیت تکتونیکی زاگرس و زاویۀ تغریبی70 درجه گسلهای پیسنگی نسبت به حاشۀ زاگرس، همچنین زاویۀ N005E که
جهت نیروی صفحۀ عربی با صفحۀ ایران میسازد و همزمان با آن گسلهای پیسنگی فعال میشود توسط دستگاه فوق مورد
مطالعه قرار میدهیم.سه حالت را میتوان برای زمان برخورد و فعال شدن گسلهای پیسنگی در نظر گرفت. در حالت اول فرض بر
این است که برخورد صورت گرفته و پس از برخورد، گسلهای پیسنگی فعال شده است. در حالت دوم فعال شدن گسلهای پی
سنگی را همزمان با برخورد در نظر میگیرند و در حالت سوم گسلهای پیسنگی رااز قبل فعال در نظر گرفته و سپس برخورد انجام
میشود. در اینجا ما حالت دوم را که پیچیدهترین حالت ممکن از لحاظ آزمایشگاهی است، اجرا میکنیم زیرا با توجه به حرکت
ترافشارشی در قسمت مورد مطالعه، این حالت محتملترین گزینه میباشد چون نیروی ترافشارشی صفحۀ عربی از لحاظ تئوریک منجر
به ایجاد شکستگیهای راستگرد میشود همچنین ما برای تطبیق دادههای آزمایشگاهی با طبیعت، به مطالعۀ موردی تعدادی از
طاقدیسهای منطقه پرداختیم که کجشدگی راستگرد را نشان میدهد.
با انجام آزمایش و شروع کوتاهشدگی لایهها، در کوتاه شدگی 10% بتدریج ساختارها بوجود آمدند ابتدا طاقدیسها وناودیسهایی
شکل گرفتند که محور آنها موازی فک دستگاه بود با بیشتر شدن میزان کوتاهشدگی به 15% و رشد طاقدیسها، محور طاقدیسها
کج شده و شیب در طرفین نابرابر شده است با تکمیل آزمایش در 20% کوتاه شدگی تعدادی طاقدیس بوجود آمد که بصورت جانبی
همپوشانی داشتهاند و در ارتباط با حرکت راستگرد کف دستگاه تشکیل شدهاند.
در منطقۀ مورد مطالعه طاقدیسها و ناودیسهای متعددی آرایش نردبانی را نشان میدهند که بطور نمونه سه طاقدیس گوار، ویزنهار
و میلهکوه که چنین آرایشی را نشان میدهند، معرفی شده است. این آرایش فقط در صورتی میتواند بوجود آید که گسل پیسنگی
راستگردی در منطقه فعال باشد. همچنین طاقدیس کبیرکوه که در روی عکسهای ماهوارهای کجشدگی مشخصی را نشان میدهد
را مورد مطالعۀ صحرایی قرار دادیم و شیب یالها را اندازه گرفتیم مشاهده میشود که در ارتفاعهای یکسان و بر روی سازندهای
مشابه اختلاف شیب وجود دارد. همین تفاوت شیبها و کجشدگی محور شاهد دیگری بر گسل پیسنگی در منطقه است.
در توسعۀ مناطق فشارشی همراه با مولفۀ برشی راستگرد همچون پهنۀ زاگرس دو زیرپهنه جداگانه پدید میآید. یکی از این زیرپهنهها بخش توسعۀ درزههای راستگرد (synthetic
) و بخش دیگر توسعۀ درزههای چپگرد (antithetic) است
در مدلسازی انجام شده در مناطق معادل با زاگرس، ساختارهای یاد شده طبق انتظار ظاهر گردیدند. در سمت چپ منطقه بعنوان
منطقۀ لرستان، توسعۀ سیستمهای راستگرد و در سمت راست دستگاه بعنوان منطقۀ جنوب خاوری زاگرس توسعۀ سیستمهای
چپگرد مشاهده گردید.
نتیجه گیری :
1) بر اساس شواهد آزمایشگاهی گسلهای پی سنگی راستالغز راست بر در منطقه لرستان همزمان با برخورد صفحه عربی
فعال شده است و با توجه به اینکه زمان برخورد را میوسن می دانند سن فعالیت این گسلها را نیز میوسن در نظر می گیریم.
2)
کج شدگی لاغرشدگی و کج شدن محور تاقدیس ها نشانگر وجود گسلهلی پی سنگی است.
3)
به علت وجود سازندهای شکل پذیر در منطقه مورد مطالعه گسلهای پی سنگی فاقد گسیختگی سطحی هستند و تنها با استفاده از شواهد ساختاری قابل تشخیص هستند.
4)
تاثیر گسلهای پی سنگی بر روی ساختارها در مدل آزمایشگاهی تطابق بسیار زیادی با طبیعت دارد و نشانگر این است که ساختارها در منطقه مورد مطالعه هماهنگ با مدلهای تئوریک می باشد.
با محاسبه میزان جابجایی، نرخ لغزش این گسلها قابل محاسبه می باشد و در پروژه های عمرانی که در محل این گسلها احداث می شود نرخ لغزش این گسلها را در طراحی سازها باید مورد توجه قرار داد.