ساختار پهنه های تخریبی گسلش نرمال در رسوبات افقی جوان
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۴ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
لایههای رسوبی افقی با سن پلیوسن- کواترنری در دو منطقه شمالباختر زنجان و جنوب خاور تبریز توسط انبوهی از گسلش نرمال جابجا شده اند که به صورت محلی در برش جاده ها رخنمون دارند. پهنههای تخریبی گسلهای نرمال در دو منطقه مذکور مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. ساختارهای ایجاد شده در پهنه تخریبی دیواره به صورت شکستگیهای کششی و قطعات عدسی شکل، و در پهنۀ تخریبی ارتباطی گسل ها به شکل های فشاری، کششی، پلههای فشاری و پهنه های عدسی شکل و در محل پایانه به صورت انواع شکستگیهای جناغی و خوشهای مشاهده میشود. تفاوتهایی در ساختارهای مربوط به پهنههای تخریب گسلهای نرمال در دو منطقه تبریز و زنجان مشاهده میشود.
فاطمه مصباحی، کارشناسی ارشد تکتونیک، mesbahifatemeh@gmail.com
محمد محجل، استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس،Mohajjel@modares.ac.ir
اکرم چُل گلی، کارشناسی ارشد تکتونیک
مقدمه :
امروزه برای پی بردن به هندسه و نحوه تشکیل بسیاری از ساختارها نظیر چین ها و گسل ها، آنها را بصورت تجربی در آزمایشگاه مشابه سازی می کنند. این مطالعه ها در ارتباط با آزمایشات تجربی، بصورت ایجاد لایه ها و تغییر شکل دادن آنها دنبال می شود. لایه های افقی جوان در دو منطقه شمال باختر زنجان و جنوب خاور تبریز که در آن نهشته های افقی جوان پلیوسن کواترنری قرار دارند با نوع رسوبات مختلف، آزمایشگاه واقعی را فراهم کرده است. سیستم گسلش نرمال در دو حوضه کششی محلی در این دو منطقه مورد مطالعه قرار گرفتند (مصباحی 1386، چُل گلی 1386)، این سیستم های گسلش در رخنمون های بریدگی های راه های ارتباطی قابل مشاهده و اندازه گیری اند. صرفنظر از علت بوجود آمدن این دو حوضه که به علت وجود بخشهای جدایشی- کششی در طول مسیر گسل تبریز ارزیابی شده است. ویژگی ساختاری در این گسلش در دو حوضه معرفی و مورد مقایسه قرار گرفته است.
در این نوشتار، دگرشکلی ها و ساختار های ایجاد شده در پهنههای تخریب (Fault damage zones) گسل های نرمال، شامل پهنه تخریبی دیواره ( wall damage zones )، پهنۀ تخریبی ارتباطی گسل ها (linking damage zones) و پهنه تخریبی پایانه گسل ها (Tip damage zones) مورد بررسی قرار گرفته اند.
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 بسیار جوان است. ب- بخشهای جنوب خاوری 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 نرمال بوده است.
پهنههای تخریبی
در اطراف گسلهای نرمال شکستگیهایی به وجود می‌آیند که رشد و به هم پیوستن آنها در توسعه صفحه گسل اصلی نقش مهمی دارند. اندازه این مناطق با لیتولوژی توالی رسوبی که دچار گسلش شده و همچنین شرایط دگرریختی و انتشار واتنش بین فرادیواره و فرودیواره گسلهای نرمال در ارتباط است (Knipe et al., 1996).الگوی ساختاری، رشد و توسعه این مناطق مشابه الگوی سیستم گسلهای امتدادلغز می باشد (Silvester, 1988) میباشد و شامل پهنه تخریبی دیواره، پهنۀ تخریبی ارتباطی گسل ها و پهنه تخریبی پایانه گسل ها است. رشد و اتصال قطعات گسلی هم به صورت جانبی ( در پلان ) و هم به صورت عمودی ( در مقطع ) اتفاق می افتد. با این حال الگوی گسترش این قطعات گسلی در هر دو مورد مشابه میباشد. رشد گسلها در مقاطع عمود بر سطح گسل می‌تواند در نتیجۀ رشد صفحات گسلی سری دوم باشد و هم پوشانی و رسیدن آنها به صفحۀ گسل اصلی، رشد شعاعی گسلها و هم پوشانی آنها و یا به هم پیوستن گسلهای کوچک در هم رشد کرده در نهایت یک صفحۀ گسلی جدید و بزرگ را ایجاد می‌کنند.
- پهنه تخریبی دیواره
از جمله ساختار های مشاهده شده در پهنه تخریبی دیواره گسل های نرمال در مناطق مورد مطالعه، می توان به شکستگی های کششی قائم در نزدیکی سطح گسل اشاره کرد ( شکل 1). در بعضی از مقاطع گسلی در داخل زون برشی گسلش قطعات سنگی عدسی شکلی ملاحظه میشوند. فاصله بین این قطعات به صورت شکستگی است و جهتیافتگی آنها مطابق با حرکت نرمال گسل میباشد. این قطعات عدسی شکل را میتوان به صورت بخشهای محدود بین صفحات برشی اصلی و شکستگیهای همسو درنظر گرفت. همانطور که در شکل مشاهده میشود رشد و توسعه گسلش به سمت فرا دیواره است ( شکل 2).
- پهنۀ تخریبی ارتباطی گسل ها
پهنههای گسلی نرمال، مخصوصا در سنگهای رسوبی لایهلایه باخواص مکانیکی متفاوت، عموما به شکل یک صفحه ساده نبوده بلکه هم در مقطعو هم در نقشهاز خمها و پلههایی تشکیل شده و ماهیت قطعهقطعه دارند (Peacock & Zhang, 1994) .خمشهای گسلی و مناطق همپوشانی در طول گسلهای نرمال عموماً توسط تفاوت لیتولوژیکی کنترل میشود. در مناطق همپوشانی در نتیجۀ رشد واتصال قطعات گسلی اشکال خاصی در طول گسلها ایجاد میشود. به منظور درک چگونگی رشد و توسعۀ گسلهای نرمال و هندسه آنها بررسی نقش قطعات کوچک گسلی لازم می باشد (Peacock and Sanderson, 1995 b). در منطقه زنجان، ساختارهای جالبی از خمهای کششی و فشاری در مقاطع رخنمون گسلی مشاهده میشود. معمولا در پلهها و خمهای کششی، بخشهای جدایشی- کششی (pull- apart ) ایجاد می شوند (Ferril & Morris, 2003) که در منطقه زنجان محل این خمش های کششی توسط ژیپس پرشده است و رشد جهتیافته ژیپس نشاندهنده حرکت آرام و ترکیبی گسل در محل کشش است.در خمهای فشاری در محل خم، نازکشدگی لایهها، چینهای کشان و شکستگیهای شعاعی در فرادیواره و/یا فرودیواره ایجاد شده اند ( شکل 3- الف و ب).
در منطقه تبریز پهنه ارتباطی گسل های نرمال اغلب به صورت پله های گسلی از نوع فشاری دیده می شود. در این مقاطع رشد گسلها می‌تواند در نتیجۀ رشد صفحات گسلی و هم پوشانی و رسیدن آنها به صفحۀ گسل اصلی، که در نهایت یک صفحۀ گسلی جدید و بزرگ را ایجاد می‌کنند؛ باشد. در شکل (3- ج) نمونه ای از هم پوشانی قطعات گسلی در منطقه تبریز نشان داده شده است. در منطقۀ دگرریختی حاصل از این همپوشانی شکستگی های همسو و ناهمسو نسبت به گسل های دیوارۀ منطقه همپوشانی ایجاد شده است.
در برخی از رخنمون ها، ساختار عدسی شکل در محل هم پوشانی دو گسل اصلی نرمال که بهموازات هم قرار گرفتهاند ایجاد شده است. در شکل (4 و 5) نمونه ای از ساختار عدسی شکل نشان داده شده اند. علت ایجاد ساختار عدسی مانند در این زون گسلی نزدیک بودن فاصله بین دو گسل و تغییر شیب صفحات گسلی به طور مشابه در ورود به لایههای مختلف است (شکل4-ب). علاوه بر این، لایههای واقع در محدوده بین دو گسل اصلی دچار نازکشدگی شدهاند که در مورد لایه P این نازکشدگی کاملا مشهود است. علت نازک و کج شدن لایهها در داخل زون گسلی، حرکت همزمان دو گسل اصلی ارزیابی میشود در واقع حرکت همزمان نرمال در این دو گسل باعث ایجاد نوعی فشردگی در پهنه واقع در بین دو گسل شده است. علاوه بر نازکشدگی لایهها، گسلهای همساز و ناهمساز در داخل زون گسلی تشکیل شدهاند.
- پهنه تخریبی پایانه گسل های نرمال
به دلیل کم ارتفاع بودن مقاطع رخنمون گسلی در اغلب مقاطع مورد مطالعه پایانه گسلهای نرمال به ندرت قابل مشاهده است. در شکل 6-الف، پایانه گسلی به سمت لایههای بالایی به صورت شکستگیهای تقریبا عمود نسبت به گسل اصلی ایجاد شده است، و محل باز شدگی توسط بلورهای ژیپس پر شده است. این نوع پایانه تحت عنوان ترکهای جناغی(Wing cracks) نامیده میشود. شکل 6-ب، نشان دهندۀ پایانه گسلی از نوع گسل های همساز شاخه ای شکل (Synthetic branch faults) می باشد (et al., 2004(Kim . به طوری که در شکل نیز مشاهده می شود جابجایی گسل به سمت پایین در شاخه های گسلی همساز با گسل اصلی توزیع شده و کاهش یافته است.
نتیجه گیری :
با توجه به بررسی های انجام شده در مورد پهنه های تخریبی در دو منطقۀ زنجان و تبریز، تشابهات و تفاوت هایی در ساختار های ایجاد شده وجود دارد. اختلاف عمدۀ بین مقاطع گسلی نرمال در این دو منطقه مربوط به بخش پهنۀ تخریبی ارتباطی می باشد. به طوری که در منطقۀ زنجان ساختارهای مشاهده شده در این پهنه از انواع خم های کششی و فشارشی می باشد، در حالی که در منطقۀ تبریز، این پهنه ها در ارتباط با ایجاد ساختار پله های گسلی مشاهده می شود. اختلاف به وجود آمده در ساختارهای مربوط به پهنه های تخریب مطالعه شده در این مناطق را می توان به اختلاف لیتولوژی موجود در رسوبات پلیوسن- کواترنری در این دو منطقه، نسبت داد.
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.