بررسى مکانیسم و علل تشکیل شکافهاى زمین در منطقه معین آباد ـ ورامین
نوع گزارش
ناپایداریهاى دامنه‌اى
گروه
زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک
استان
تهران
نویسنده
ایمان انتظام- امیر شمشکى
تاریخ انتشار
۲۳ اردیبهشت ۱۳۸۳
خلاصه توضیحات
گزارش حاضر شامل جزئیاتى در مورد چگونگى شکل‌گیرى این پدیده و علل بوجود آمدن آن با نگاهى به به عوامل مشکل ساز از نظر خطرات زمین‌شناختى در منطقه میباشد.
توضیحات
بررسى مکانیسم و علل تشکیل شکافهاى زمین
در منطقه معین آباد ـ ورامین
1-مقدمه:
در پى درخواست تلفنى و رسمى ستاد حوادث غیر مترقبه استان تهران و نمابر شماره 8031/261/1-12-13/10/82 در مورد شکاف ایجاد شده در اراضى معین آباد و وضعیت سفره‌هاى آب زیر زمینى در شهر قرچک اکیپى از کارشناسان گروه زمین شناسى مهندسى سازمان زمین شناسى کشور از منطقه بازدید بعمل آورد.
گزارش حاضر شامل جزئیاتى در مورد چگونگى شکل‌گیرى این پدیده و علل بوجود آمدن آن با نگاهى به به عوامل مشکل ساز از نظر خطرات زمین‌شناختى در منطقه میباشد. توجه به این نکته ضرورى است که یک نتیجه تفصیلى‌تر نیاز به اطلاعات تاریخى، پایش شکاف ، در دست بودن داده‌هاى دستگاهى لرزه‌اى دقیق‌تر و انجام بررسى‌هاى ژئوفیزیکى دارد.
در اینجا لازم است که از زحمات کارکنان فرمانداری و اداره امور آب ورامین بویژه آقاى رضایى ، مهندس دهقان و آقاى قمپا مراتب سپاسگزارى خود را اعلام داریم .
2- وضعیت جغرافیائى وزمین ریخت شناسى
محدوده مورد مطالعه بخشى از حوضه آبریز دشت ورامین با موقعیت جغرافیائی ً9 َ26 ْْ51 تا ً 56 َ55 ْ51 در استان تهران قرار دارد. این حوضه از شرق به حوضه هاى آبریز ایوانکى وگرمسار، از غرب به حوضه هاى آبریز تهران، پشاپویه وکرج ، از جنوب به حوضه آبریز رودخانه گلو( در مجاورت یال شمالى ارتفاعات سیاه کوه) واز شمال به لواسانات محدود گردیده است. بزرگترین شهر واقع در این دشت، شهرستان ورامین با طول جغرافیائى َ39 ْ51 شرقى وعرض جغرافیائى َ19 ْ35 شمالى مى باشد. این شهرستان درحدود40 کیلومترى جنوب شرقى تهران قرار دارد؛ بطور متوسط حدود920 متر از سطح دریاهاى آزاد بالاتر است.
راه ارتباطى تهران – ورامین از نوع آسفالته درجه 1 وراههاى ارتباطى بین شهرها وآبادى هاى واقع در این دشت، اغلب از نوع آسفالته درجه2 و در بعضى مواد از نوع شوسه مى باشد.
از دیدگاه زمین ریخت شناسى ،دشت ورامین مخروط افکنه رودخانه جاجرود مى باشد. بدلیل این که در مخروط افکنه افت انرژى در یک فاصله کوتاه صورت مى گیرد، در رأس آن (proximal fan) شن‌هاى درشت دانه با درجه گرد شدگى کم دیده مى شود که در مواقع پرآبى تشکیل شده اند وطورى روى هم قرار گرفته اند که پشتشان رو به بالا دست است. دراین بخش فضاى خالى بین شن‌ها توسط مواد دانه ریزتر پرشده اند ولذا تخلخل مواد متشکله کم مى باشد. در قسمتهاى میانى مخروط افکنه (Min fan) بدلیل مقدار بیشتر افت انرژى ذرات ریزترى مشاهده مى شوند. همچنین در این قسمت قطعات شن شناور در زمینه (Matrix) مشاهده مى گردد. در قسمت انتهائى مخروط افکنه (Distal fan) بدلیل افت شدید انرژى، ذرات بسیار ریزى در حد سیلت ورس وجود دارد.
مساحت کل حوضه آبریز دشت ورامین 1720 کیلومتر مربع مى باشد. که از این مقدار حدود 1200 کیلومترمربع مربوط به دشت،432 کیلومتر مربوط به کوههاى شمال دشت، 5/75 کیلومتر مربع مربوط به تپه پیشوا در شرق دشت وحدود8/12 کیلومتر مربع مربوط به ارتفاعات غرب حوضه است .
ارتفاع متوسط دشت حدود 950 متر وشیب متوسط آن حدود9 درصد مى باشد در محدوده دشت ورامین متوسط سالیانه ریزشهاى جوى حدود 140میلیمتر ومتوسط سالیانه تبخیر وتعرق پتانسیل وواقعى به ترتیب حدود1200و126 میلیمترمى‌باشد. ورامین داراى اقلیمى خشک تا نیمه خشک است که فقط در ماههاى دى وبهمن میزان ریزشهاى جوى از میزان تبخیر وتعرق بیشتر مى باشد.
شکافهاى ایجاد شده در این دشت از دیدگاه موقعیت جغرافیائى درجنوب روستاى معین آباد از نقطه اى با موقعیت ً7 َ41 ْ51 طول شرقى وً3/16 َ16 ْ35 عرض شمالى تا نقطه اى با موقعیت ً8/43 َ39 ْ51 طول شرقى وً3/38 َ16 ْ35 عرض شمالى گسترش دارند. روستاى معین آباد در فاصله حدود 5 کیلومترى جنوب خاورى شهرستان ورامین وحدود 6کیلومترى جنوب باخترى شهرستان پیشوا قراردارد .(شکل 1 )
شکل1- نقشه موقعیت جغرافیائى محدوده مورد مطالعه
3- زمین شناسى عمومى وساختمانى
از دیدگاه زمین شناختى (Geologic) حوضه آبریز دشت ورامین در بخش جنوبى منطقه (zone) البرز مرکزى قرار دارد. قدیمى ترین سازند این منطقه سازند سلطانیه (متعلق به اینفرا کامبرین- کامبرین زیرین) وجدیدترین سازند، سازند آبرفتى عهد حاضر مى باشد. سازندهاى آبرفتى موجود بویژه سازندآبرفتى تهران خفتگاه مناسبى را براى تشکیل سفره آب زیرزمینى فراهم نموده اند. سنگ کف این آبخوان را سنگها و رسوبات سازند قرمز فوقانی (upper red formation) تشکیل مى دهد . این سازند از لایه هاى ضخیم قرمز رنگ حاوى گچ ونمک تشکیل شده است وداراى سه بخش به نامهاى M3,M2,M1 به شرح ذیل مى باشد:
- بخش M1: متشکل از ماسه سنگ گچدار به رنگ قرمز تیره، شیل وسیلتستون است. در قسمت زیرین آن یک لایه سبز رنگ مارنى وجود دارد.
- بخش M2 : بطور عمده از ماسه سنگهاى حفره دار تشکیل شده است .
- بخش M3 : متشکل از سیلتستون گچدار ومارنهایى به رنگ زرد روشن که در آن ماسه سنگهاى آهکدار ونرم به صورت بین لایه اى وجود دارد.
قسمت زیرین این سازند رنگ تیره ترى داشته ، از رسوبات تبخیرى سرشار مى باشد، در صورتى که در بخش فوقانى داراى رنگ روشنتر ( قرمز- قهوه اى روشن) ورسوبات تبخیرى کمترى است . در عوض قطعات تبخیرى دانه درشت در بخش فوقانى بیشتر دیده مى شود . درقسمتهاى بالایى چندین لایه کنگلومرائى وجود دارد که نشاندهنده بوجود آمدن محیط سیلابى و بالا آمدن البرز است.
سازند یاد شده سازند قم را که بطور عمده از آهک وآهک مارنى تشکیل یافته، مى پوشاند. هر سه بخش سازند قرمز فوقانى به همراه سازند قم در تپه پیشوا رخنمون دارند.
ارتفاعات شمال شرقى حوضه بطور عمده از سازندهاى قرمز فوقانى ، هزار دره وکهریزک تشکیل یافته است. بنابراین بین قسمت یاد شده وآبخوان دشت ارتباط هیدرولیکى برقرار مى باشد. در قسمتهاى شمالى تپه پیشوا نیز سازندهاى آبرفتى کهریزک وهزار دره رخنمون دارند. ارتفاعات شمال وشمال غرب حوضه بطور عمده از سازندهاى نفوذ ناپذیر تا سازندهاى با نفوذ پذیرى بسیار کم نظیر سازند کرج تشکیل یافته اند . لذا ارتباط هیدرولیکى این مناطق با آبخوان دشت بسیار ضعیف است . فازهاى فشارشى بطور عمده در راستاى شمال شرق- جنوب غرب سازندهاى موجود را تحت تأثیر قرار داده، تاقدیس ها وناودیس هایى را با راستاى عمومى شمال غرب- جنوب شرق بوجود آورده اند. در میان این چینها دوناودیس وسیع وعمیق در شمال وجنوب دشت جایگاه مناسبى را براى تجمع رسوبات آبرفتى فراهم نموده اند . به این ترتیب دو حوضه بزرگ زیرزمینى در دشت ورامین تشخیص داده مى شود :
الف) حوضه شمالى که عمیق تر بوده ، حاوى رسوبات آبرفتى دانه درشت مى باشد.
ب) حوضه جنوبى با عمق کمتر که حاوى رسوبات دانه ریز است .
درحد فاصل ناودیس هاى شمالى وجنوبى دشت، تاقدیس پیشوا قرار دارد. تاقدیس پیشوا از غرب شهرستان پیشوا به سمت شمال غرب توسط رسوبات آبرفتى پوشیده شده ، از طریق این رسوبات ارتباط هیدرولیکى بین بخش شمالى وجنوبى برقرار مى باشد. از ورامین به سمت غرب به دلیل وجودرسوبات دانه ریز، ارتباط هیدرولیکى یاد شده ضعیف است.
در بین گسلهاى موجود در منطقه، گسلهاى پیشوا، دره جاجرود وغرب ورامین از لحاظ تأثیر بر وضعیت آبخوان داراى اهمیت بیشترى هستند. گسلهاى دره جاجرود وغرب ورامین گسلهائى عادى،قدیمى وپرشیب مى باشند. عملکرد توأمان آنها در سنگ کف آبخوان سبب ایجاد یک فرونشست (Graben) درحد فاصل شهرستان پیشوا تا غرب ورامین گردیده ودر نتیجه سبب ایجاد معبرى زیرزمینى بین بخش شمالى وجنوبى به پهناى حدود 9کیلومتر شده است. خطوط جریان آب زیرزمینى در پهناى این معبر همگرا شده ، به طوى که بخش اعظم آب زیرزمینى حوضه شمالى از طریق معبریاد شده به قسمتهاى جنوبى هدایت مى شود. گسل پیشوا گسلى معکوس وجوان است که درحد فاصل بین دو بخش شمالى وجنوبى به مثابه یک زهکش عمل نموده ، آبهاى زیرزمینى اطراف خود را به سمت شوره زار موجود درجنوب شرقى حوضه هدایت مى کند.
براساس لوگ زمین شناسى چاههاى دشت ورامین، نقشه تغییرات رخساره هاى رسوبى تهیه شده ودر شکل 2 ارائه گردیده است .براساس این نقشه محل وقوع شکافهاى مورد نظر منطبق بر مرز تغییر رخساره هاى رسوبى منطقه (zone 3)3 به منطقه (zone 4) 4 مى باشد. منطقه 3 شامل طبقات متناوب دانه متوسط گراول وماسه اى ودانه ریز رسى با ضخامتهاى بطور نسبى یکسان است که در قسمتهاى جنوبى آن ضخامت طبقات رسى بیشتراست . منطقه 4 شامل طبقات متناوب دانه ریز رسى وماسه اى است که در قسمتهاى جنوبى آن ضخامت طبقات رسى ودرصد آن در لایه هاى مخلوط رسوبى ( لوم) بیشتر مى باشند . در محل یاد شده ارتفاع سنگ کف حدود 780 متر وضخامت آبرفت حدود110 متر مى باشد.
4- هیدروژئولوژى
4-1- هیدروژئولوژى دشت ورامین
از دیدگاه زمین آبشناختى (Hydrogeologic) دشت ورامین داراى سه نوع آبخوان آزاد، تحت فشار ومعلق مى باشد. آبخوان شمال دشت از نوع آزاد ودر مرکز وجنوب آن از نوع تحت فشار است ؛ضمن این که سفره هاى معلق بسیارى نیز در بخش شمالى بطور پراکنده وجود دارند. در سالهاى اخیر بدلیل بهره بردارى بیش از حد مجاز از آب زیرزمینى وافت سطح پیزومترى، آبخوان در قسمت مرکز وجنوب دشت از صورت تحت فشار به صورت آزاد تغییر حالت داده است.
از مرکز دشت به سمت جنوب، وجود یک لایه رسى با نفوذ پذیرى کم وضخامت متغیر باعث شده تا در این نواحى دو آبخوان سطحى وعمقى مجزا از یکدیگر وجود داشته باشد.
سطح آب زیرزمینى در ابتداى دهانه ورودى رودخانه جاجرود وحاشیه شمال شرقى دشت در بیشترین عمق قرار دارد، بطورى که عمق متوسط تراز آب در این محدوده به بیش از 90متر مى رسد .به سمت جنوب وغرب بتدریج از میزان عمق سطح ایستابى کاسته شده ،بنحوى که درنواحى غرب وشمال غرب ، مقدار آن به کمتر از 5متر مى رسد.
دریک دوره ده ساله( سال آبى 67-66 تا76-75) حداکثر رقوم خط تراز درحاشیه شمال شرقى وشمال غربى به مقدار 1000 متر وحداقل رقوم تراز آب زیرزمینى به مقدار 800 متر درجنوب دشت مى باشد.
جهت جریان آب زیرزمینى در مطابقت با شیب عمومى دشت از شمال به سمت جنوب ودر نهایت به سمت جنوب شرقى است. البته در بعضى از مناطق بعلت تغییرات میزان نفوذ پذیرى وعمق سنگ کف، موقعیتهاى محلى وخصوصیات هندسى معبرهاى آب زیرزمینى ونیز تغذیه وزهکشهاى جانبى آبخوان، در جهت عمومى آب زیرزمینى انحرافاتى وجود دارد.
آب زیرزمینى از طریق سه جبهه وارد محدوده دشت ورامین مى گردد. این سه جبهه عبارتنداز:
الف) جبهه شمال شرقی ب) جبهه شمال غربی ج) جبهه جنوب غربى
آبخوان دشت ورامین در شمال غرب با آبخوان دشت تهران ودرجنوب غرب با حوضه آبریز کرج مرتبط مى باشد. در ضمن رودخانه شورکه مرز غربى دشت ورامین محسوب مى گردد، داراى نقش تغذیه کنندگى است. منبع اصلى تأمین کننده آب این رودخانه روانابهاى سطحى وفاضلابهاى خام تهران وشمیرانات مى باشد. میزان قابلیت انتقال آب زیررمینى از رقم 8000 متر مربع بر روز در قسمتهاى شمالى دشت تا100 متر مربع بر روز در قسمتهاى جنوبى دشت متغیراست (شکل 3 ). میزان ضریب ذخیره در شمال دشت از 15 درصد بیشتر بوده،لیکن در قسمتهاى جنوبى ،شرقى وغربى دشت میزان آن به کمتراز 5درصد مى رسد مقدار ضریب ذخیره متوسط دشت ورامین حدود 10درصد مى باشد. از مخزن آب زیرزمینى دشت ورامین طى سال آبى 67-66 تا 76-75 سالیانه بطور متوسط 3 51میلیون متر مکعب تخلیه صورت گرفته464 میلیون متر مکعب آن توسط عوامل مختلف تغذیه جبران گردیده است .بنابراین سالیانه حجم مخزن آب زیرزمینى بطور متوسط داراى افتى به میزان 49 میلیون متر مکعب بوده که سبب افت سطح ایستابى به مقدار cm 41 مى گردد.
4-2- هیدروژئولوژى پیرامون شکافهاى زمین در منطقه معین آباد ورامین
درجنوب معبر زیرزمینى ورامین – پیشوا وجود یک لایه رسى با نفوذپذیرى کم وضخامت متغیر باعث گردیده تا در این ناحیه دو آبخوان سطحى وعمقى مجزا از یکدیگر وجود داشته باشد. براین اساس با استفاده از آمار پیزومترهاى موجود نقشه هاى هم پتانسیل ،هم عمق وهم افت سطح آب زیرزمینى براى سفره هاى سطحى وعمقى بطور مجزا در پیرامون شکافهاى زمین در منطقه روستاى معین آباد ترسیم شده است (شکلهای4 تا 9 ) .
4-2-1- تراز آب زیرزمینى پیرامون روستاى معین آباد
با توجه به نقشه تراز آب زیرزمینى سفره عمقى در سال آبى 82-81 (شکل 4 ) حداکثر رقوم خط تراز در حاشیه شمالى به مقدار بیش از 865 متر وحداقل خط تراز به مقدار 787 متر درجنوب شرقى محدوده مى باشد. لذا جریان آب زیرزمینى در مطابقت با شیب عمومى دشت از شمال به سمت جنوب است .لیکن بعلت تغییر رخساره ودر نتیجه ایجاد تغییر در میزان نفوذ پذیرى وهدایت هیدرولیکى ، تغییرات عمق سنگ کف بویژه نقش گسل پیشوا در زهکشى آبهاى زیرزمینى منطقه، آب زیرزمینى به سمت این گسل متمایل شده به طورى که در غرب آن جهت جریان بطور تقریبى از غرب به سمت شرق مى باشد. بنابراین یک خط تقسیم آب زیرزمینى درقسمت میانى بخش جنوب نقشه با راستاى جنوب شرق- شمال غرب مشاهده مى شود که بطور تقریبى به موازات گسل پیشوا ازجنوب وغرب روستاى معین آباد عبور مى کند. در نقشه تراز آب زیرزمینى سفره سطحى در سال آبى 82-81 (شکل 5 )، حداکثر رقوم خط تراز به مقدار 844 متر درجنوب محدوده مى باشد. در محدوده جنوب معین آباد جهت عمومى جریان آب زیرزمینى سفره سطحى از شمال غرب به سمت جنوب شرق است.
براساس این نقشه یک محدوده که بطور تقریبى مثلثى شکل مى باشد؛ در جنوب غرب روستاى معین آباد( درمحدوده روستاهاى تقى آباد، قلعه خواجه، رستم آباد وریزآباد) وجود دارد که سهم ورودى آب زیرزمینى به آن بسیار کم است. بنابراین حتی بهره بردارى کم از سفره سطحى در این محدوده، مى تواند سبب ایجاد افت شدید در سطح آب زیرزمینى شود .
شکل4) نقشه هم پتانسیل آب زیر زمینى سفره عمقى پیرامون روستاى معین آباد ورامین (سال آب82-81)
شکل 5) نقشه هم پتانسیل آب زیر زمینى سفره سطحى پیرامون روستاى معین آباد ورامین (سال آبى 82-81)
4-2-2- عمق آب زیرزمینى پیرامون روستاى معین آباد
براساس نقشه عمق آب زیرزمینی سفره عمقى درسال آبى 82-81 (شکل 6 ) بیشترین عمق آب زیرزمینى به میزان حدود98 متر در اواسط حد فاصل روستاى معین آباد تا شهرستان پیشوا وکمترین عمق آب زیرزمینى به میزان حدود46 متر در 2500 مترى غرب پیشوا وحدود1500 مترى جنوب غرب ورامین مشاهده مى شود . میزان تغییرات عمق آب زیرزمینى در شرق معین آباد وپیرامون گسل پیشوا زیاد وبرخلاف آن درغرب معین آباد کم مى باشد؛ به طورى که درغرب معین آباد از شمال به سمت جنوب در فاصله اى حدود 5/9 کیلومتر،میزان تغییرات عمق آب زیرزمینى حدود8 متراست. در حالى که میزان تغییرات عمق آب در شرق معین آباد به سمت گسل پیشوا در فاصله اى حدود 5/2 کیلومتر، حدود 33 متر مى باشد .
بنابر نقشه عمق آب زیرزمینى سفره سطحى در سال آبى 82-81 (شکل 7 )، بیشترین عمق آب زیرزمینى سطحى به مقدار حدود 38 متر درجنوب شرق محدوده وکمترین عمق به میزان حدود16 متر در حدود 5/2 کیلومترى جنوب غرب معین آباد مشاهده مى گردد.
4-2-3- تغییرات سطحى آب زیرزمینى پیرامون روستاى معین آباد
با توجه نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینى سفره عمقى از سال آبى 71-70 تا80-79 (شکل 8 ) بیشترین میزان افت به مقدار بیش از 20متر در شرق محدوده (حوالى شهرستان پیشوا) وکمترین میزان افت به مقدار کمتر از یک متر درغرب محدوده مشاهده مى شود. درجنوب معین آباد میزن بافت ده ساله از حدود 4تا7 متر مى باشد.
براساس نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینى سفره سطحى از سال آبى 71 -70 تا80-79 (شکل9) ، برخلاف سفره عمقى سطح آب زیرزمینى در بیشتر منطقه افزایش یافته است. بیشترین میزان افزایش به مقدار بیش از 16 متر در شرق محدوده (حوالى شهرستان پیشوا) مشاهده مى گردد. درجنوب غرب معین آباد( درمحدوده روستاهاى تقى آباد، قلعه خواجه، رستم آباد ودمزآباد) برخلاف روند یاد شده ، افت سطح آب زیرزمینى تا حدود 2 متر صورت پذیرفته است. با توجه به ضخامت قابل ملاحظه بخش رسى در این منطقه وافزایش سطح آب در سفره سطحى در سایر نقاط ، پتانسیل نشست زمین دراین منطقه زیاد بوده ، به طورى که به نظر مى رسد این منطقه به صورت کاسه فرونشست ،نقش عمده اى در ایجاد شکافهاى زمین در منطقه معین آباد داشته باشد.
شکل6) نقشه عمق آب زیرزمینى سفره عمقى پیرامون روستاى معین آباد ورامین (81-82)
شکل7) نقشه عمق آب زیرزمینى سفره سطحى پیرامون روستاى معین آباد ورامین (82-81)
شکل 8) نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینى سفره عمقى از سال آبى 71-70 تا 79-80
شکل9) نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینى سفره سطحى از سال آبى 71-70 تا 80-79)
5- بحثى بر لرزه خیزى و پتانسیل خطر گسل پیشوا:
گسل پیشوا گسلى معکوس به طول 34 کیلومتر،با راستاى S 50 E و شیب به سمت شمال شرقی است. این گسل فشارشى به روشنى رسوبات کواترنرى را بریده، مرز میان کوه و دشت را در پیشوا تشکیل میدهد. شیب لایه‌‌هاى برگشته نئوژن در نزدیکى گسل بسیار زیاد (حدود 80درجه) بوده، به سمت شمال شرقى (با دور شدن از گسل) کم میشود. گسل پیشوا با محور تاقدیس پیشوا به صورت موازى و بسیار نزدیک به آن مى‌باشد. در کل یال جنوب باخترى تاقدیس متشکل از سازندهاى اولیگومیوسن قم و قرمز بالائى در راستاى گسل پیشوا بریده شده، سازندهاى یاد شده بر روى دشت ورامین رانده شده اند. ادامه باخترى این گسل در غرب پیشوا در زیر رسوبات جوان دشت ناپدید مى‌گردد.
وجود گسل معکوس پیشوا در راستاى جنوب تپه پیشوا تا جنوب ورامین به موازات خطوط ایزوپیز منطقه، با قرار دادن ناگهانى رسوبات دانه ریز در مجاورت رسوبات دانه متوسط تا دانه درشت قسمتهاى شمالى و نیز با زهکشى نمودن نواحى مجاور خود، سبب ازدیاد ناگهانى گرادیان هیدرولیک شده است. این گسل یکى از عوامل مهم افزایش ناگهانى عمق آب زیر زمینى در پائین دست معبر زیر زمینى ورامین ـ پیشوا میباشد.
از دیدگاه زمین‌شناسى گسل پیشوا از خصوصیات یک گسل فعال برخوردار بوده، مورفولوژى آن همانند گسل زمین لرزه طبس است. لیکن بررسى سابقه لرزه خیزى آن نشان میدهد که از سال 1900 تاکنون هیچ زمین لرزه‌اى با بزرگاى بیشتر از 4 ریشتر که کانون در آن محدوده این گسل باشد، بوقوع نپیوسته است. البته با در نظر گرفتن احتمال ارتباط این گسل با گسل کهریزک و سابقه لرزه خیزى آن باید مطالعات تفضیلى‌ترى صورت پذیرد که در محدوده این تحقیق قرار ندارد.
6- شکافهاى‌زمین (fissure) وعلل پیدایش آن:
شکاف (fissure) بعنوان یک ترک کششى طولى منحنى شکل در سطح زمین، همراه یا بدون جابجائى عمودى تعریف شده است.چنین ترک هائى مى توانند در رابطه با گسستگى هاى حاصل از حرکات گسل ها ویا فرونشست ها غیر یکنواخت شکل گیرند. معمولاً باید بین شکافهائى که حرکات گسل هاى فعال هستند نشأت گرفته‌اند با شکافهاى‌مرتبط (fissure) با نشست وفرونشست تمایز قائل شد . دراین مورد مطالعات در رابطه با منشأ ترک را مى توان بصورت زیرپى گرفت.
الف) بررسى هاى مربوط به گسیختگى ها مربوط به گسل ها
- بررسى زلزله هاى تاریخى منطقه، کانونهاى لرزه ها ،شدت لرزه هاى منطقه در رابطه با شکل گیرى شکاف
- نشانه هاى آثار گسلى که ممکن است در مکان مورد مطالعه تأثیر داشته باشد. بررسى نقشه گسلها و وضعیت تکتونیکى منطقه که برروى ساختارهاى منطقه تأثیرگذار است .
- بررسى داده هاى آبهاى زیرزمینى ( تغییر سطح آب، سد شدن مسیرآب زیرزمینى، تغییر کیفیت آب ودیگر آنومالیهائى که نشان دهنده وجود گسلى احتمالى است).
ب) بررسى هاى مربوط به فرونشست غیریکنواخت وشکافها (fissures)
- شناسائى گسل، تنده (scarp) وشکافهاى قدیمى (fissure) در مکان ایجاد شکاف وترکها
- بررسى حرکات سطح زمین در مکان مورد مطالعه شامل میزان نشست هاى غیریکنواخت در نزدیکى گسلهاى منطقه ودرمجاورت کاسه فرو نشست هاى مجاور
- بررسى وضعیت آبهاى زیرزمینى در محدود ایجاد شکاف ومخصوصاً در چاههاى با ظرفیت بالا، بررسى پرونده چاههاى منطقه به منظور یافتن هر نوع آسیب احتمالى به آنان در نتیجه فرونشست.
- بررسى واحدهاى سطحى زمین، لوگهاى حفارى چاهها ، وسطح آبهاى زیرزمینى در چاهها.
شکافها معمولاً در ابتدا بصورت ترکهاى کششى در زیر سطح زمین شکل مى گیرند. آنها ابتدا در سطح زمین بصورت ترکهاى موئین ویاخطى از حفرات خود را نشان داده وسپس جریان آب در بالا یا پائین، سطح باز شدگى را گسترش داده ودر انتهاسقف یا پوشش بالائى فروریخته وشکاف نمایان مى گردد.
پس از آن این شکافها مى توانند بصورت چشمگیرى بوسیله فرسایش آب عریض گردند. وآبرو‌ها(Gally ) وگودال ها را تشکیل دهد. بعضى از این شکافها اولیه مى توانند از 3 تا15 متر در عرض گسترش یابند .طول چنین شکافهائى مى تواند تا 12 کیلومتر بالغ گردد .
شکافهاى ثانویه اغلب همراه شکافهاى اصلى مى توانند شکل گیرنداین شکافها را مى توان تا فواصل حدود 15متر از شکاف اصلى پیدا نمود. این شکافها با حالتهاى خطى تا منحنى وار مشاهده مى گردند، این شکافها معمولاً همدیگر را قطع نموده ولى از همدیگر عبور نمى نمایند. برطبق نظریه لارسن(1986)، فرونشست عموماً با پائین رفتن سطح آب زیرزمینى به مقدارى بیش از 30 متر شروع شده ودرچنین مرحله‌اى با ادامه فرونشست در نقاطى که ماکزیمم نیروى کششى ایجاد شده وفرونشست بالاترین انحنا بطرف بالا را در پروفیل خود دارد شکافها شکل مى گیرند.
عوامل مشخص بنظر مى رسند که فرونشست غیریکنواخت را تسهیل کرده وموجب شکل گیرى شکافها در مکان هاى مشخص مى گردند این عوامل را مى توان بصورت زیربرشمرد:
1- تپه هاى سنگ بسترى مدفون وتنده هاى قدیمى گسلى
2- محل تغییرات رخساره هاى رسوبى
3- لولا یا خط صفر فرونشست
4- کناره یک جبهه فرونشست
5- بارگذارى مصنوعى
6- برآمدگى ایجاد شده در سطح آب زیر زمینى در اثر تغذیه (Recharge monud)
7- تفاوت درمیزان تغییرات سطح آب زیرزمینی در مناطق مجاور هم
مطالعات ژئوفیزیکى شکافها در جنوب آریزونا نشان دهنده ارتباط بسیارى از آنان با تپه هاى سنگ بسترى بوده ودر رابطه با سیلت ورس تراکم پذیر شکل گرفته اند.
7- مورفولوژى شکاف معین آباد
شکاف (fissure) معین آباد، شکافى است منحنى شکل که انحنا آن بطرف شمال شرق مى باشد راستاى کلى آن N27w بوده که قسمت اولیه آن با آزیموت ْ120 تقریباً موازات گسل پیشوا قرار گرفته و امتداد آن بطرف غرب روندى شرقى- غربى به خود مى‌گیرد . این شکاف در فاصله تقریبى 5/5کیلومتر گسل پیشوا واقع شده است .
به گفته هاى اهالى اولین بازشدگى ها بین دو نقطه
مشاهده گردیده و از حدود8 سال پیش شروع به شکل گیرى نموده آنگاه به دو طرف گسترش یافته است. امتداد بین F00وF01 واز F03 بطرف Fend در طول یکسال اخیر شکل گرفته اند البته متاسفانه زمان شکل گیرى شکافها بوسیله مقامات محلى مکتوب نشده است. بصورت کلى مى توان گفت روند شکل گیرى شکافها در یکسال اخیر سرعت گرفته است .طول کلى این شکافهاى بهم پیوسته 4/2 کیلومتر بوده که در زمانهاى متفاوت شکل گرفته اند وبعضاً حالت حفرات نزدیک به هم را بصورت محلى نشان مى دهند که بهم متصل نشده اند(خصوصاً در فاصله اى بین F99 تا Fend ).
فرسایش آبى ،سست بودن دیواره هاى سیلتى- رسى شکافها، به همراه دستکارى آن بوسیله کشاورزان محلى (پرکردن بوسیله خاک وبه آب بستن آن) عواملى هستند که به عریض تر شدن این شکافها وتبدیل آن به گودال وگالى کمک مى رساند. در بعضى نقاط با پیوستن شکاف فرعى به اصلى عرض شکاف به 5 متر نیز بالغ مى گردد. بیشترین عمق مشاهده شده در این شکاف حدود7/1تا2 متر مى باشد .
همانطوریکه ذکر گردید این شکافها متناوباً بوسیله روستائیان پرگشته وبه آب بسته مى شوند که به گفته خود اهالى بعضاً پس از 24ساعت تا48 ساعت با صداى مهیبى فرو ریخته وشکاف خود را آشکار مى سازد. ودر بعضى مواقع این پرشدگى تا بارندگى بعدى دوام مى یابد.بعنوان مثال درهنگام بازدید اولیه بین دو نقطه F04,F02 شکاف پرشده بود وزمین شخم خورده بود. در بازدید بعدى در حدود یک هفته بعد دوباره امتداد شکاف در این قسمت قابل پیگیرى بود و در بسیارى قسمتها شکاف خود را در روى زمین نمایان ساخته بود. این امر حاکى از ریشه دار بودن این شکاف وبى ثمر بودن این تمهدیدمى‌باشد.
همانگونه که ذکر شد این نوع شکافها تمایل به گسترش دارند ودرابعاد وتعداد افزایش مى یابند. شکل گیرى آنها با سرعتهاى متفاوت درجهت هاى غیر مشخص بوده، گاهى شبکه اى در هم از شکافها را پدید مى آورد. این شکافها عموماً با یکدیگر برخورد کرده ولى از یکدیگر عبور نمى نمایند. در شکاف معین آباد شکافهاى موازى فرعى معمولاً تا فاصله 3مترى از شکاف اصلى دیده شده، که گاهاً همانطور که گفته شد بهم پیوسته وحالتهاى خندقى شکل را ایجاد نموده است. طویل ترین شکاف فرعى تا این زمان از F00 بطرف F1a بازشده ودر بازدید دوم پس از بارندگى در منطقه (30/1/82) شکل گرفته وبا زاویه اى حاده به شکاف اصلى متصل شده است . حداکثر فاصله آن از شکاف اصلى به حدود 51 متر بالغ مى شود.
ارتفاع
عرض جغرافیائى
طول جغرافیائى
نقاط برداشت
897
35° 16′ 21.4″
51° 41′ 03.1″
F00
901
35° 16′ 16.2″
51° 41′ 07.1″
F01
905
35° 16′ 37.8″
51° 40′ 27.8″
F03
897
35° 16′ 35.6″
51° 16′ 31.9″
F04
905
35° 16′ 38.9″
51° 40′ 13.3″
F05
912
35° 16′ 39.7″
51° 40′ 8.2″
F06
904
35° 16′ 38.1″
51° 39′ 57.5″
F99
908
35° 16′ 38.2″
51° 39′ 44″
Fend
898
35° 16′ 24.8″
51° 40′ 54.4″
F1a
شکل 10 ) هندسه کلى شکاف معین آباد و مشخصات بعضى از نقاط برداشت GPS بر روى آن
8- علل تشکیل شکاف معین آباد:
منطقه اى که شکاف معین آباد در آن شکل گرفته است از مشخصات وپیچیدگى خاصى از نظر رخساره هاى رسوبى ووضعیت زمین شناسى ساختمانى جداى از وضعیت آبهاى زیرزمینى برخوردار است. از یک طرف تقریباً روى قسمت لولاى طاقدیس پیشوا قرار گرفته یعنى ابتداى یال ناودیس جنوبى را مى سازد که مى تواند بعنوان یک تپه بستر سنگى در نظر گرفته شود. خود شکاف ایجاد شده از محل تنده اصلى گسل پیشوا فاصله اى در حدود 5کیلومتر را دارا مى باشد از سوى دیگر این شکاف در منطقه اى واقع شده که در آن رسوبات دانه درشت به رسوبات دانه ریز تبدیل شده و این منطقه در مرز این تغییر رخساره اى واقع گشته است .
نزدیکى شکاف به گسل فعال درکوارترنرى از سوى دیگر مسئله‌اى حساسیت برانگیزاست، گواینکه بررسى هاى اولیه زلزله هاى تاریخى وکانونهاى زلزله (بیش از 4ریشتر) رابطه اى را با زمان شکل گیرى شکاف نشان نمى‌دهدبا عنایت به این مطلب و همچنین فقدان جابجائى شاقولى در دو طرف شکاف وعدم وجود آنومالى مشخص γ امکان ارتباط این شکاف با حرکات گسل نئوتکتونیکی را کمرنگ مى نماید. ولى به علت عدم شناخت دقیق هندسه گسل پیشوا و شاخه هاى فرعى آن وعدم دسترسى به داده ها دقیق در مورد زمین‌لرزه‌هاى منطقه (کمتر از5/4ریشتر) وعدم وجود گزارش هاى قابل اعتماد در مورد زمان وآغاز شکل گیرى شکاف نمى توان با قاطعیت کامل، هر نوع ارتباط را رد نمود .
از سوى دیگر وضعیت سفره هاى آب زیرزمینى در منطقه افت این سفره ها ، رابطه سفره هاى عمیق وسطحى و شکل گیرى شکاف درحاشیه یک کاسه نشست احتمالى، همگى این عوامل را مى‌توان در شکل گیرى شکاف معین آباد موثر دانست.
الف: عامل تغییر رخساره وفرسایش زیرزمینى :
مهمترین عاملى که دراین مطالعه بعنوان عامل زمینه ساز وجود شکاف در این منطقه تشخیص داده شده است تغییر رخساره رسوبى از مواد دانه درشت تر به مواد ریز عمدتاً سیلتى رسى مى باشد(شکل 11) علاوه برآن وجود نهشته شنى گراولى در میانه شکاف که از گسترش شکاف درسطح زمین ممانعت نموده است دلیل برتغییرات بین انگشتى دراین ناحیه است این تغییر رخساره اى در نقشه هاى آب زیر زمینى درپیرامون معین آباد نیز خود را نمایان ساخته است. وجود نهشته رسى ریزدانه با تراوایى کم که در درون منحنى 22 متر سطح آب درنقشه هم عمق سطحى آب محدود شده ( ودر درون آن چاهى دیده نمى شود ) درکنار واحدهاى درشت دانه تر مى تواند نشست هاى غیرهمگن را تشدید کرده وبرشکل گیرى شکاف واحتمالاً برایجاد تونل ها یا گذرگاههائى براى فرسایش زیرزمینى خاک دراین محدود تأثیر داشته باشد افت منفى آب دراین ناحیه نیز نسبت به نواحى مجاور که حدود 70/1 متر بوده نیز با توجه به تشدید تأثیرتراکم پذیرى در رسوبات دانه ریز تر رسى در رابطه با افت آب مى تواند به نشست هاى نا همگن که زمینه ساز بروز شکافهاست انجامیده باشد . در این میان نباید از تأثیرگسل پیشوا که بعنوان زهکش اب زیرزمینى برشیب هیدرولیکى منطقه مجاور خود تأثیر گذاشته وحالت فرسایشى زیر زمینى را احتمالاً در مرز دو رخساره دانه درشت تر و ریزتر تشدید مى نماید، غفلت نمود .
ب: تأثیرزمین شناختى ساختمانى وگسل ها
همانطور که گفته شد طاقدیس پیشوا از نوع برگشته بوده، محور آن در غرب تپه پیشوا واقع مى باشد ؛ این حالت ساختمانى مى تواند موجب پدید آمدن حالتى تپه اى یا برآمدگى وفروریختگى در نزدیکى معین آباد شده باشد که در ضمن کنترل کننده تغییرات رخساره نیز مى تواند بحساب آید. از این نظر امکان وجود رابطه اى بین این شکاف با تپه سنگ بسترى آنگونه که درنقاط دیگرجهان دیده شده است محتمل مى باشد.
وجود یک خط واره یا گسل قدیمى به موازات گسل پیشوا نیز که بعنوان سطح ضعف یا محل بیشترین اعمال نیروهاى کششى با ایجاد یک گذرگاه وتونلى فرسایشى به عنوان عامل زمینه ساز این شکاف عمل کرده نیز قابل رد شدن نیست هر دوى این فرضها نیاز به یک بررسى ژئوفیزیکى (ترجیحاً گراویمترى،ژئوالکتریک ) دارد.
ج: ایجاد کاسه هاى فرو نشست
با توجه به پائین رفتن سطح آب بویژه در سفره هاى عمقى که در مواردی با آبگیرى سفره هاى سطحى نیز همراه است ؛ از یک طرف با خالى شدن خلل فرج در قسمت های عمیق تر واز طرف دیگر با آبگیرى و درنتیجه بالا رفتن وزن قسمتهاى سطحى تر همراه مى باشد. بویژه تأثیر این وضعیت در رسوبات رسى دانه ریز بیشتراست.این عامل مى تواند به ایجاد کاسه فرونشست محلى ودر نتیجه تشکیل شکافها درحاشیه آن بیانجامد .
نتیجه گیرى :
با توجه به مباحث مطرح شده در بخشهاى پیشین ایجاد شکاف معین آباد به احتمال زیاد در رابطه با نشست هاى نا همگن در رابطه با تغییرات سطح وسرعت آبهاى زیرزمینى درمحیطى که داراى تغییر رخساره اى از دانه درشت تر به دانه ریزتر بوده، رخ داده است ؛ در این مورد تأثیر بعضی از عوامل دیگر از جمله ساختارهای زمین شناسی مانند وجود تپه های سنگ بسترى ، گسل قدیمى یا فرعى در ارتباط با گسل پیشوا ووجود خط تقسیم آب زیرزمینى در این منطقه محتمل مى باشد. دراین موارد مطالعات ژئوفیزیک بویژه ژئوالکتریکى و ثقل سنجى مى تواند در مشخص نمودن بیشتر موضوع یارى رسان باشد .
با وجود اینکه رابطه اى بین ایجاد این شکاف وحرکات نئوتکتونیکى ولرزه اى شناخته نشد ، بدلیل جوان بودن گسل پیشوا و قرارگیرى آن در محدوده شهر پیشوا و امکان ارتباط آن با گسل هاى اصلى جنوب تهران ، مونیتورینگ وجمع آورى منظم داده هاى زلزله هاى کوچک مربوط به این گسل وطرحى براى مطالعه تفضیلى تر آن پیشنهاد مى گردد. دلایل عدم ارتباط این شکاف با حرکات تکتونیکى ولرزه اى را مى توان به صورت زیرخلاصه نمود:
- عدم وجود داده هاى مربوط به هم زمانى ایجاد شکاف با لرزه اى به بزرگى مورد نیاز براى ایجاد چنین شکافى
- عدم وجود داده هاى مربوط به کانونهاى زلزله اى همخوان با فعالیت هاى گسل پیشوا
- عدم وجود تغییر سطح شاقولى زمین در امتداد شکاف
- عدم مشاهده نشانگرهاى دیگر(بالا رفتن درجه حرارت آب، تغییر شیمى آب، ایجاد شکل‌هاى پله اى ، لغزش وروانگرائى)
- عدم وجود آنومالى بالاى اشعه گاما در طول شکاف نسبت به تشعشع عادى منطقه
پیشنهادات
باتوجه به مطالعات انجام شده در زمینه علل بروز شکافهاى معین آباد ودیگر مسائل مرتبط با خسارات زمین شناختى در منطقه پیشوا ومعین آباد پیشنهادات زیرمى تواند کارساز باشد:
- با توجه به پویائى وضعیت رژیم آبهاى زیرزمینى درمنطقه ووضعیت متفاوت میزان تغییرات سطح آب زیرزمینى در سفره هاى سطحى وعمقى، ضمن پایش منظم سطح آبهاى زیرزمینى باید با اعمال مدیریت صحیح ، برداشت از سفره هاى سطحى وعمقى بصورت دوره اى متعادل گردد.
- پایش ومطالعات تکمیلى برروى گسل پیشوا به علت اهمیت آن ، شناخت مکانیسم و گسل هاى فرعى واصلى مرتبط به آن همراه با بررسى دقیق لرزه ها در ارتباط با این گسل باید انجام گیرد.
- بررسى ژئوفیزیکى مناسب برروى شکاف معین آباد ، بطور ترجیحی بصورت مطالعات ژئوالکتریکى وگراوى سنجى براى روشن ترساختن عامل شکل گیرى (Genesis) این شکاف مى تواند از نظر علمى وکاربردى بسیار مفید باشد.
- ارتباط بیشتر سازمانهاى ذیربط منطقه اى با سازمان زمین شناسى در مورد شکل گیرى ابتدائى اینگونه پدیده ها ودیگر نشانگرهاى غیر معمول مانند بالارفتن دماى آب، آبدهى یا خشک شدن غیرمعمول چاهها ودیگر پدیده هائى که مى توانند پیش آگهی دهنده خطرات زمین شناختى باشند، کاملاً ضرورى است.
- هرگونه دستکارى در شکاف هاى ایجاد شده بصورت خود سرانه وبدون در نظر گرفتن مسائل فنى فقط مى تواند به گسترش شکاف وهدردهى منابع آبى منجر شود. بنابراین لازم است در این مورد آموزش مناسب به اهالى وکشاورزان منطقه داده شود .
- با توجه به وضعیت خاص هیدروژئولوژیکى اطراف شکاف، وجود هر نوع رخساره دانه درشت مى تواند بعلت تراوایى بالا برروى رژیم آبى این قسمت به صورت محلى تأثیرگذار باشد. بنابراین از برداشت منابع شن وماسه منطقه تا حد
| نوع گزارش | ناپایداریهاى دامنه‌اى |
|---|---|
| گروه | زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک |
| استان | تهران |
| نویسنده | ایمان انتظام- امیر شمشکى |
| تاریخ انتشار | ۲۳ اردیبهشت ۱۳۸۳ |