بخشی از مقاله
چکیده:
تغییر شکل هایی که در توالی رسوبی پرکننده حوضه ها در طی تکتونیک معکوس رخ می دهد را می توان با کمک مدل های فیزیکی و آزمایشگاهی مورد بازسازی و بررسی قرار داد. با مقیاس بندی مدل و بازسازی هندسه های مختلف back stop درطبیعت، می توان نحوه تغییرشکل و تکامل ساختارها و رسوبات تشکیل دهنده حوضه ها را در طی تکتونیک معکوس مثبت و منفی مورد مطالعه قرارداد.
در مراحل مختلف کشش و فشارش شکل و هندسه back stop تاثیر مهمی در ویژگی و وضعیت هندسی گسل ها، ساختارهای تکتونیکی ایجاد شده در منطقه، شکل حوضه های رسوبی گرابنی و نیمه گرابنی و رسوبات پرکننده حوضه می گذارد. ساختارها، رسوبات همزمان با تکتونیک وچین های غلتشی که درطی رخداد تکتونیک معکوس مثبت درحوضه زاگرس ایجاد شده اند، می توانند محل مناسبی برای تجمع نفت و موادهیدروکربنی باشند.
مقدمه :
بررسی هندسه و خصوصیات تکتونیکی حوضه های معکوس شده در اواخر قرن 19 صورت گرفت و به صورت رسمی در سال 1981 توسط Glennie و Boegner ارائه شد. با توجه به نظر این نویسندگان اینورژن نشان دهنده معکوس شدگی رژیم های استرس محلی، از کشش به فشارش، یا برعکس می باشد. کوپر و همکاران در سال 1989 نشان دادند که فرآیند اینورژن باید شامل شرایط زیر باشد تا بتوان آن را به عنوان یک تکتونیک معکوس درنظر گرفت : - Caroline, 2010 -
- تشکیل حوضه به همراه گسلش نرمال
- رسوبگذاری قبل - Pre Rift - ، همزمان - Syn Rift - و بعد از تکتونیک - Post rift -
- فشارش و بالا آمدگی به مقدار زیاد در دیواره فرادیواره نسبت به فرو دیواره حوضه
- فعالیت مجدد درطول یک سری گسل هایی که از قبل وجود داشتند
درطبیعت تکتونیک معکوس به دو صورت مثبت Positive Inversion و منفی Negative Inversion وجود دارد. در مورد اول ابتدا سیستم های کششی در محیط عمل کرده و سپس سیستم فشارشی حاکم می شود، درست مانند زمانی که یک حوضه رسوبی شکل می گیرد و سپس براثر فرورانش ورقه لیتوسفری بسته شده و کوهزایی - سیستم های فشارشی - عمل می نماید. عواملی که باعث شکل گیری تکتونیک معکوس مثبت می شود، شامل تغییر جهت حرکت صفحات و پلیت ها، بوجود آمدن مرز فرورانشی جدید می باشد. مثال هایی که دراین جا می توان بیان نمود شامل موارد زیر می باشد : - McClay, 2000 -
-1 معکوس شدگی کوهزایی مانند کوهزایی پیرنه، کوه های ساحاران- اطلس بین الجزایر و مروکو و.......
-2 حواشی اقیانوس اطلس شمالی
-3 تکتونیک معکوس امتدادلغز : - Strick slipe Inversion tectonic - درحوضه لس آنجلس، کالیفرنیا
-4 سیستم دلتایی معکوس - Inversion Delta system - مورد دوم زمانی رخ می دهد که بر اثر اعمال فشارش منطقه مورد نظر دچار بالاآمدگی شده و برای رسیدن به حالت تعادل تحت کشش قرار گیرد مثال هایی که در این مورد می توان بیان نمود شامل:
-1 کوهزایی دچار فروریختگی حوضه دونین غرب نروژ، دریای آلبرون
-2 کشش داخل کمربند های تراستی فورلند: تاقدیس های زاگرس، کوه های راکی
-3 تکتونیک معکوس امتدادلغز: وقتی ساختارگلی مثبت ایجاد می شود و منطقه دچار ارتفاع و بالا آمدگی می شود، براثر وزن خود دچار گسل نرمال و کشش می شوند. به طور کلی در جایی که تکتونیک معکوس رخ می دهد پیچیدگی ساختاری شدیدی به مجموعه رسوبات اضافه می شود، این پیچیدگی ساختاری شامل موارد زیر می باشد:
- تکتونیک معکوس باعث پیچیدگی و بهم ریختگی در هندسه گسل می شود.
- یک پیچیدگی خاصی در مورفولوژی حوضه ایجاد می کند.
- بر روی وضعیت چینه شناسی حوضه - تغییر ضخامت- تغییر فاسیس - اثر می گذارد.
- باعث بالاآمدگی رسوبات، فعالیت مجدد گسل، چین خوردگی، تغییر تجمع رسوبات، تشکیل Harpoon structure، ایجاد ساختارهای Pop up structure و...... می شود. درزون ساختاری زاگرس حالت های مختلفی از تکتونیک معکوس مثبت ومنفی در طی زمان های مختلف ایجاد شده است. تکتونیک معکوس می تواند در حالت های مختلفی همچون تغییر الگوهای استرس بین پلیت ها، بالا آمدگی روی جزایر کمانی و نقاط داغ، فازهای متناوب و پیچیده ای ازکشش و کوتاه شدگی درحاشیه ی قطعات چرخشی پوسته بالایی در زون های امتدادلغز، مکانیسم های بادی فورس که شامل دیاپیریسم نمک، تکتونیک دکولمان نمک و....... می باشد، شکل گیرد . - McClay, 2000 -
هندسه back stop می تواند در طی فرآیند تکتونیک معکوس نقش اساسی در الگوهای دگرشکلی حوضه و رسوبات تشکیل دهنده آن، هندسه و عملکرد گسل ها و همچنین درفعال شدن مجدد گسل ها و لایه های جدایشی ایفا کند . - Ventisette, 2006 - بنابراین دراین جا یک سری آزمایش هایی با بکارگیری دستگاه sand box - جعبه ماسه ای - در زمینه بررسی تاثیر هندسه و شکل back stop صورت گرفته شده است.
back stop
back stop به عنوان یک توده سخت و صلب که برروی لایه جدایشی قاعده ای حرکت می کند و باعث فشارش توالی های رسوبی پرکننده حوضه می شود نامگذاری شده است. بایرن و همکاران back stop - 1993 - را به عنوان یک محدوده ی ساختاری که استرس های تفریقی قوی را تحمل کرده است و جبهه تغییرشکلی همچون بولدوزری که گوه های تجمعی را به یک طرف هل می دهد در نظرمی گیرند.
با توجه به نظر این نویسندگان یک back stop نقش کلیدی در هندسه گوه های افزایشی یک زون فرورانشی بازی می کند. دراین مطالعه، ما مدل های مختلفی از هندسه را به صورت مقعر و قاشقی شکل و مسطح مورد بررسی و توصیف قرار می دهیم. back stop های قاشقی شکل و مسطح را می توان به عنوان شبیه سازی گسل های کششی لیستریک و گسل های مسطح در طبیعت درنظر گرفت.
مقیاس بندی آزمایش
دستگاه جعبه ماسه ای - sand box - یک وسیله آزمایشگاهی است که به صورت گسترده در سراسر جهان استفاده می شود زیرا با آن می توان مقیاس گذاری و شبیه سازی منطقی برای طبیعت انجام داد. برای این که آزمایش های آنالوگ اعتبار و ارزش داشته باشند باید پارامترهای مدل به درستی مقیاس بندی شوند . Hubbert درسال 1973 روابط مقیاسی بین هندسه، سینماتیک و خصوصیات دینامیکی مدل ها برقرار نمود و همخوانی آن ها را با ویژگی های زمین شناسی متناظر ثابت نمود.
مقیاس بندی ویژگی های مدل و نمونه اصلی با سه پارامتر اساسی طول، زمان و جرم تعیین می شود . - Caroline, 2010 - برای این که ساختارهای هندسی و سینماتیکی مشابهی داشته باشیم، باید نسبت بین نیروها در مدل و نمونه و دینامیک آن ها ثابت و مشابه باقی بماند. در مدل مقیاس بندی شده ما، ماسه کوارتزی به عنوان یک ماده مناسب برای مدل سازی رفتار شکننده پوسته بالایی انتخاب شده است چرا که به دلایل تکنیکی و فنی، در اغلب مدل سازی ها برای انجام آزمایش شرایط طبیعی گرانی را g=1 درنظر می گیرند. این شرایط متناسب با خواص فیزیکی مواد - چگالی، چسبندگی و ویسکوزیته - و ابعاد مدل در نظر گرفته شده است. تحت این شرایط ماسه خشک - عمدتاَ کوارتز - یک ماده مناسبی برای مدل سازی رفتارهای شکننده می باشد . - Graveleau, 2012 -
