مقاله تعیین سازوکار چین خوردگی بر اساس الگوی فرسایش آبراهه

بخشی از مقاله

چکیده:

کوهزاد زاگرس با در برداشتن 49 درصد از دخایر هیدرو کربنی مرتبط با کمربندهای چین و راندگی دنیا مطالعات زمین شناختی متعددی را به خود جلب کرده است، مطالعه حاضر نیز بر روی تحلیل ساز و کار رشد چین های فعال در بخش پیشانی زاگرس متمرکز شده است. پارامتر مورد استفاده برای تشخیص سازوکار، الگوی فرسایش بستر آبراهه ها بر روی یال چین های می باشد ،الگوی فرسایش نیمرخ طولی آبراهه ها بر روی یال شرقی و غربی تاقدیس موند نشان دهنده سازو کار چین خوردگی جدایشی، مهاجرت لولای ناودیس در قسمت شمالی تاقدیس و رخداد همزمان مهاجرت لولا و چرخش یال برای قسمت جنوبی آن است.

مقدمه :

بطور کلی چین های موجود در کمربندهای چین و راندگی را می توان در سه دسته چین های خم گسلی ، چین نوک گسل و چین های جدایشی تقسیم بندی ، مطالعه تکامل این ساختارها به لحاظ دربرداشتن ذخایر هیدروکربنی و نواحی مستعد لرزه زا، دارای اهمیت بسیار زیادی است . در دهه های اخیر مدلهای بسیاری برای توضیح و توصیف ویژگی های هندسی و جنبشی آنها توسعه پیدا کرده است .

چین های جدایشی که بخش جلویی بسیاری از کمربندهای چین و راندگی از جمله زاگرس را تشکیل می دهند به رغم هندسه ساده ای که دارند مسیر جنبش شاختی مشخصی با توجه به هندسه نهایی آنها قابل استنباط نیست - . - Homza and Wallace, 1995; Poblet and McClay, 1996 ; Mitra, 2003 سازوکارهای اصلی که تاکنون برای رشد چین ها مطرح شده به شرح زیر است:

مدل چرخش یال : در این مدل، محل لولا ها در طول چین خوردگی ثابت است . کوتاه شدگی باعث چرخش یالها، افزایش شیب یال و تنگ تر شدن چین می شود.در طی مراحل اولیه چین خوردگی، مساحت سطح مقطع چین بیشتر از مساحت کوتاه شده است. بنابراین مواد نامقاوم از زیر لولای ناودیس به درون هسته تاقدیس جریان می یابد. در مراحل انتهایی مساحت سطح مقطع کاهش یافته و جهت جریان مواد برعکس می گردد

مدل مهاجرت لولا: در این مدل، محل لولا ثابت نبوده و در طی کوتاه شدگی مواد جدید از سمت لولای ناودیس های احاطه کننده به طول یال اضافه می شود . چین حاصل نسبت به جین اولیه دارای طول موج و دامنه بزرگتر خواهد بود

بر اساس مدلهای تئوریک رشد چین، روشهای متفاوتی برای تشخیص مکانیسم چین خوردگی در طبیعت معرفی شده است . چینه های رشدی - Rafini and Mercier ,2002 - ، پادگانه های آبرفتی کج شده - Lave - and Avouac , 2000; Scharer et al, 2006 و الگوی فرسایش بستر آبراهه ها - Ahmad et al,2006 ;Goode - and Burbank, 2011 از جمله پارامتر های مورد استفاده در تشخیص مکانیسم های مختلف چین خوردگی می باشد.

با توجه به تاثیر سازو کار رشد چین بر توزیع و شدت شکستگی ها در لایه های چین خورده و اهمیت آن در اکتشاف مخازن هیدروکربنی، تا کنون مطالعات جامعی در این زمینه در زاگرس انجام نشده است.در مطالعات اندک انجام گرفته در زاگرس، بر اساس وجود ساختارهایی نظیر Flaps structure،پادگانه های آبرفتی کج شده و لایه های رشدی نحوه تکامل چین ها در قالب مدلهای مهاجرت لولا - - - Sherkati et al, 2004و چرخش یالها - Oveisi et al 2007;Mothereau et al 2007 - توصیف گردیده است.

منطقه مورد مطالعه:

تاقدیس مند ساختاری متقارن به طول 100 و عرض 16 کیلومتر است که در بخش پیشانی کمربند چین و رانده زاگرس قرار دارد . این چین از شرق توسط گسل امتداد لغز برازجان از شمال توسط گسل پیشانی کوهستان و از جنوب توسط گسل پیشانی زاگرس احاطه شده است شیب یالها ملایم و هیچ نوع گسلی در ارتباط با آن در منطقه مشاهده نشده است و بر اساس مطالعه پادگانه های دریایی و آبرفتی از نوع چین های جدایش که طی سازوکار چرخش یال تشکیل شده معرفی گردیده است.

شکل -1 موقعیت ساختاری منطقه مورد مطالعه

روش مطالعه:

یکی از پارامترهای کلیدی در تشخیص سازوکار مهاجرت لولا از چرخش یال در طی تکامل چین ، اثرگذاری رفتار لولا برالگوی فرسایش بستر آبراهه های جاری بر روی یال چین در حال رشد است. ازجمله عوامل اثر گذار بر میزان فرسایش بستر می توان به شیب بستر و مساحت حوضه تحت زهکشی اشاره کرد. با در نظرگرفتن این دو پارامتر در صورتی که مواد جدید از قسمت بالای یال - لولای تاقدیس - به طول یال اضافه گردد مساحت حوضه زهکشی اضافه می گردد و به سمت پایین دست یال میزان قدرت جریان و فرسایش افزایش می یابد بنابراین انتظار می رود بیشترین میزان حفر بستر در پایین دست یال مشاهده گردد

. در مدل چرخش یالها نیز با افزایش شیب بر میزان قدرت جریان و فرسایش اضافه میگردد در این حالت مقدار حفر بستر به طرف پایین اضافه می گردد . اگر لولای تاقدیس غیر فعال باشد و اضافه شدن مواد از سمت پایین - لولای ناودیس - صورت گیرد دائما مواد فرسایش نیافته به دامنه تاقدیس اضافه گردیده و در نتیجه میزان حفربستر به سمت پایین کاهش می یابد. الگوهای حفر بستر آبراهه نشان داده شده در شکل - 2 - ، حاصل مدل سازی برهمکنش فرسایش یالها و رشد چین می باشد

شکل -2 الگوهای حاصل از مدلسازی برهم کنش چین در حال رشد و آبراهه های جاری بر روی یال تاقدیس .
برای بدست آوردن الگوی حفر بستر داشتن سطح قبل از فرسایش مورد نیاز، برای بازسازی سطح قبل از فرسایش با استفاده از مدل ارتفاع رقومی - DEM - ، خطالراس آبراهه ها شناسایی و از درون یابی بین آنها سطح قبل از فرسایش بدست می آید - شکل . - 3 از کم کردن این سطح از سطح فرسایش یافته حجم ماده ای که طی چین خوردگی توسط آبراهه ها حفر شده محاسبه می گردد.

نتایج و بحث:

برای تعیین الگوی حفر بستر ، پروفیل طولی آبراهه ها بر روی حجم فرسایش یافته استخراج گردیده. نتایج حاصل برای قسمت های مختلف تاقدیس در چهار نمودارجداگانه - شکل های 5 تا - 8 آورده شده است