بخشی از مقاله
مقدمه
رقابت همیشگی بین فرآیندهای تکتونیکی که منجر به شکل گیری توپوگرافی
و فرآیندهای سطحی که منتهی به فرسودگی آن میشود، بیان کننده هسته تکتونیک ژئومورفولوژی یا ژئومورفولوژی ساختاری میباشد ( Burbank and .(Anderson, 2011 از زمانی که انسان برای زیستن و پیشبرد هدف های اقتصادی خود ناگزیر به همزیستی با پدیده های طبیعی شد اثرپذیری او از پدیده ها، عامل ها و فرایندهای زمینریختشناسی و همچنین اثرگذاری بر آنها نیز آغاز گردیدتقریباً. هیچ ناحیهای را در جهان نمیتوان یافت که در طول چندهزار سال اخیر تحت تاثیر تغییرات تکتونیکی قرار نگرفته باشد. به همین لحاظ، ارزیابی
و بررسی فرآیندهای تکتونیکی فعال و اثرات ناشی از آن همچون زمینلرزه ها برای بسیاری از فعالیت های بشری همچون طراحی و احداث شهرها، نیروگاه ها، سدها از اهمیت بالایی برخوردار میباشد تا به واسطهی آن بتوان خطرات و خسارات ناشی از این گونه فرآیندهای فعال را به حداقل ممکن رساند (حبیباللهیان و رامشت، ًٌَُ). مورفومتری یا ریختسنجی، اندازه گیری کمی شکل چشماندازهای روی زمین میباشد که میتوان در قالب متغیرهای سادهای اندازه گیری شود ( Bull, .(1991 در ساده ترین سطح، عوارض زمین میتوانند بوسیله بزرگیشان، ارتفاع (حداکثر، حداقل یا میانگین) و شیب مشخص شوند ( Keller and Pinter, .(2001 این اندازه گیری ها شرایطی را فراهم میآورد تا با آنها به توصیف و شناسایی وضعیت مناطق با استفاده از تکتونیک فعال پرداخته شود. کاربرد شاخص های زمینسنجی در سال های اخیر بدلیل سهولت در محاسبه و خطای کم در تشخیص مناطق فعال رواج بیشتری یافته است ( ارفعنیا، ٌََُ)معمولاً. دگرشکلی های زمینساختی سطح زمین به آرامی و بیش از هزاران سال اتفاق
میافتد. بنابراین، با توجه به اینکه این تغییرات را چشم بشر نمیتواند تشخیص دهد، باید به دنبال اشکال ریختشناسی بود که این تغییرات را در طی سال ها در خود حفظ کردهاند ( .(Chorley et al., 1984 این تغییرات را میتوان به وسیلهی شاخص های ریختسنجی توصیف کرد. این اندازه گیری های کمی به ژئومورفولوژیست ها اجازه می دهد تا بتوانند عوارض زمین را بصورت واقعی مقایسه کنند. مطالعات پیشین که در مناطق مختلف جهان با استفاده از شاخص ریختسنجی بر روی حوزه ها و شبکهی آبراهه ها صورت گرفته است، حکایت از کارایی آنها در شناسایی مناطق فعال دارد. رامشت و همکاران ( ٌََْ)، به بررسی تاثیر تکتونیک جنبا بر مورفولوژی مخروط افکنهی درختنگان در منطقهی شهداد کرمان پرداختند. در این پژوهش با بررسی شواهد ژئومورفیک، تاثیر تکتونیک جنبا بر نحوهی تکوین و تغییر شکل مخروط افکنه تحلیل شده است. آبدیده و همکاران(ٌَََ)، به ارزیابی نسبی زمینساخت فعال با استفاده از تحلیل ریختسنجی در حوزهی آبریز رودخانهی دز پرداختند و به این نتیجه رسیدند علت گستردگی نرخ زمینساخت در این منطقه ناشی از برخورد قارهای بین صفحه عربی و بلوک ایران است. مردانی و همکاران ( ٌَََ)، نشانه های زمینریختی زمینساخت فعال حوزهی طالقانرود، شاهرود و سفیدرود در البرز مرکزی پرداختند و شاخصهای مانند انتگرال ارتفاعسنجی، گرادیان طول رودخانه، نسبت ارتفاع به پهنای دره، عدم تقارن زهکشی را اندازه گیری کردند. حبیباللهیان و رامشت ( ًٌَُ)، به بررسی کاربرد شاخص های ارزیابی تکتونیک جنبا در برآورد وضعیت تکتونیکی بخش علیای زایندهرود پرداختند و به این نتیجه رسیدند که منطقه مورد بررسی از لحاظ نئوتکتونیک در وضعیت نیمهفعال متمایل به غیرفعال دارد.
ًٌ
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
Pazzaglia and Frankel,2006 ، با مقایسهی شاخص های زمینساختی در دو جبههی کوهستانی در منطقهی Toas و Sierra در نیومکزیکو به این نتیجه رسیدند که در منطقهی Toas فعالیت های بالاآمدگی همواره فعال است، در حالی که در منطقهی Sierra پس از مدتی متوقف شده است.
Kale and shejwalker 2008، با استفاده از شاخص های Hi, Vf, Af, SI, Re را در مسیر ًَ رودخانه موجود در حاشیهی غربی فلات دکن مورد بررسی قرار دادهاند و تاثیر زمینساخت فعال در این منطقه را اندک ارزیابی کردند. در مقیاس ناحیه ای، به دست آوردن نرخ زمینساخت فعال و به طور خاص بررسی کمی مناطق از نظر زمینساخت فعال دشوار است. در این پژوهش سعی شده است روشی برای ارزیابی کمی زمینساخت فعال معرفی شود. روش هایی که بیشتر مورد توجه است، استفاده از شاخص های زمینریختشناختی مانند انتگرال ارتفاعسنجی، نسبت ارتفاع به پهنای دره و غیره هستند که در بررسی های زمینساخت فعال سودمند شناخته شدهاند. این روش ها پیشتر به عنوان یک ابزار با ارزش در بررسی تفاوت های زمینساخت فعال در مناطق مختلف آزموده شدهاند (آبدیده و همکاران،ٌَََ).
گسترهی مورد بررسی
از نظر تقسیمات کشوری بخش اصلی ناحیه مورد مطالعه در استان چهارمحال و بختیاری و بخش دیگر آن جزو استان اصفهان میباشد. رودخانه زایندهرودتقریباً بصورت محور مرکزی در این منطقه جریان دارد که در اطراف آن تعداد زیادی روستا با جمعیتی قابل توجه و مزارع و باغ های فراوان وجود دارد. منطقه مورد مطالعه با مساحتی معادل ُّْ کیلومترمربع منطقه پستی است که بین یک سری ارتفاعات بلند و مرتفع جنوبغرب و ارتفاعات شمالشرق واقع شده است (شکلٌ). سری ارتفاعات جنوب غربی عبارتند از کوه برآفتاب به ارتفاع ٌَُِ متر از سطح دریا- کوه لاطان- کوه سید بهاالدین و ارتفاعات شمال شرقی عبارتند از کوه دالان کوه به ارتفاع ًَُِ متر- کوه بزینو-کوه مستان- کوه پرپر- کوه چشمه بغل. این دو رشته ارتفاعات با روند شمال غرب- جنوب شرق منطقه مورد مطالعه را محصور کرده و به موازات یکدیگر و در امتداد رشتهکوه های زاگرس قرار دارند. نکته قابل توجه اینکه کوه های کم ارتفاعتری از آهک های پرمین نیز بر تارک سنگ های دگرگون و دگرشکل شده منطقه حضور دارند (شکل ٍ)، این کوه ها عبارتند از: پیر پیر، کمانسون، قاشسیدی، برون قویی، یانچشمه و شیدا. خط الراس و ستیغ این کوه ها نیزتقریباً دارای همان روند شمال غربی - جنوب شرقی میباشد (داودیان، ٌََُ).
مختصات منطقه مورد مطالعه که بخشی از زون سنندج - سیرجان است به شرح زیر است: سد زایندهرود با مختصاتٍَ درجه وُُ دقیقه و ًُثانیه و ًِ درجه و ُُدقیقه وٌٌ ثانیه ( نقطهی شروع)، پل زمانخان با مختصاتٍَ درجه وٍْ دقیقه و ٍْ ثانیه وًِ درجه و ُِ دقیقه و ََ ثانیه (نقطهی انتهایی) و ارتفاع بیشینه و کمینه از سطح دریا در این گستره به ترتیب ًٌَّ تا ًًٌَ متر است.
از نظر زمینشناسی بخش اصلی منطقه مورد بررسی را یک زون برشی تشکیل میدهد که از سد زاینده رود تا نزدیکی روستای هوره قابل تشخیص است. این زون برشی شامل سنگ های دگرگونی درجه بالا و آذرین دگرشکل شده میباشد. سنگ های دگرگونی منطقهعمدتاً شامل شیست های کوارتز- فلدسپاتی، میکاشیست، گنایس های چشمی، پاراگنایس های دومیکایی و آمفیبولیت بوده که
×تابستان ٍُ، پاییز ٍُ، شماره ُ
همراه با توده های گرانیتی و دولریتی دگرشکل شده، مجموعه دگرگونی- آذرین و دگرشکلی این زون را تشکیل میدهند. در مسیر رودخانه پس عبور از این زون برشی، سنگ های دگرگونی درجه بالا و گرانیتی دیده نشده و در عوض سنگ های رسوبی شامل شیل، سیلتستون، ماسهسنگ و کنگلومرا ظاهر میشوند. علاوه بر این سنگ های رسوبی، سنگ های آذرین بیرونیعمدتاً بازالت و آندزیت به همراه مجموعه سنگ های پیروکلاستیک بویژه توف نیز دیده میشوند. بطور کلی این مجموعه رسوبی و آذرین کهغالباً به سن ژوراسیک هستند تا حدودی دگرگونی درجه پایین و همچنین دگرشکلی را متحمل شدهاند (داودیان، ٌََُ).
روش کار
ابتدا نقشه های ًًًٌٍِْ محدوده مورد مطالعه و اطراف آن و نقشهی زمینشناسی آن تهیه گردید. با توجه به توپوگرافی منطقه، نقاط را به منظور انجام محاسبات مورفوتکتونیکی مشخص کرده و این پارامترها با استفاده از نرمافزار ArcGis محاسبه شد. سپس اطلاعات بدست آمده از نرمافزار و بازدیدهای صحرایی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.
بحث
شاخص های ژئومورفیک از ابزارهای مهم برای ارزیابی درجه فعالیت های تکتونیکی در یک ناحیه ویژه هستند. تمامی شاخص های ژئومورفیک تحت تاثیر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ ها قرار دارند. بنابراین مقادیر حاصل از بکارگیری این شاخص ها، به طور مستقیم و یا غیرمستقیم نشان دهنده ویژگی های مذکور هستند (بیاتی خطیبی، ٌَََ). در این پژوهش با بررسی و ارزیابی اثرات نئوتکتونیک در رودخانهی زایندهرود به وسیلهی شاخص های مورفومتریک از قبیل منحنی فرازنما حوزه ی مورد بررسی، انتگرال منحنی فرازنما، نسبت پهنای کف دره به ارتفاع دره، نسبت V، عدم تقارن آبراهه، شاخص شکل حوزه و شاخص تقارن توپوگرافی عرضی به تشخیص پدیدهی تکتونیک فعال پرداخته شده است. به منظور محاسبهی زمینساخت فعال و ارزیابی آن، در منطقه مورد بررسی ًٍ نقطه در مسیر رودخانه مشخص (شکل َ) و پارامترهای فوق در آنها محاسبه گردید.
شاخص عدم تقارن آبراههها در حوزهی آبریز( Drainage Basin ((AF) Asymmetry
طول آبراهه و زهکش های فرعی در دو سوی آبراهه اصلی نیز میتوانند برای ارزیابی میزان بالاآمدگی (uplift) فعال مورد استفاده قرار گیرند. در مناطق دارای بالاآمدگی فعال معمولاً بدلیل تظاهر اثرات توپوگرافی حاصل از بالاآمدگی در یک
سوی منطقه و به تبع آن ایجاد فرونشست در سوی دیگر، طول آبراهه های فرعی و در نتیجه مساحت در برگیرنده این آبراهه ها در سوی بالاآمده منطقه بیش از همین طول در سمت مقابل خواهد بود شاخص عدم تقارن آبراهه ها بصورت زیر تعریف میشود:
رابطه (ٌ)
×
=AF شاخص عدم تقارن آبراهه، =Ar مساحت حوزه در برگیرندهی زهکش های فرعی در ساحل سمت راست آبراههی اصلی بر حسب کیلومترمربع و =At مساحت حوزه های دربرگیرندهی زهکش های فرعی در ساحل سمت چپ و راست آبراههی اصلی بر حسب کیلومترمربع .(Keller and Pinter, 2001)
ٌٌ
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×تابستان ٍُ، پاییز ٍُ، شماره ُ
شکل ٌ. موقعیت جغرافیایی محدودهی مورد مطالعه شکل ٍ. نقشه زمینشناسی منطقه ی مورد مطالعه
شکلَ. محل نقاط مورد بررسی در امتداد رودخانه زاینده رود
ٌٍ
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
مقادیر عددی AF در حدود ًِ، بیانگر وجود تقارن زهکش های فرعی نسبت به آبراههی اصلی و در نتیجه عدم وجود کجشدگی بر اثر بالاآمدگی خواهد بود(شکل ُ) . مقادیر عددی بیشتر از ًِ و کمتر از ًِ به ترتیب بیانگر بالاآمدگی در ساحل راست و چپ آبراهه اصلی خواهد بود (حافظی مقدس، ٌَََ) (شکل ِ). کارایی این شاخص محدود به مواردی است که جهت کجشدگی بر مسیر جریان رود عمود باشد (عبادیان، ٌَُْ). در منطقه ی مورد مطالعه مساحت حوزه ی دربرگیرنده آبراهه های فرعی در ساحل سمت چپ آبراههی اصلی ٌََُِّ/َِِ کیلومترمربع و مساحت حوزه دربرگیرندهی آبراهه های فرعی در ساحل سمت راست آبراههی اصلی ٌٌٌٌَْ/ٌَُ کیلومترمربع میباشد. در نتیجه با توجه به اینکه AF بیشتر از ًِ میباشد میتوان گفت، به فرض یکسان بودن عواملی مانند لیتولوژی، پوشش گیاهی، عملکرد بالاآمدگی در ساحل سمت راست بیشتر از ساحل سمت چپ میباشد. (بعلت عملکرد گسل ها) (شکلُ و ّ الف). چنانکه در (شکل ّ) ملاحظه میشود رودخانه زایندهرود در بازه مورد مطالعه، بین دو گسل اصلی و بزرگ منطقه یعنی دالان و بن محصور شده است. هر دو گسل در طی دوره کواترنری فعال بودهاند .(Babahmadi et al., 2012 ) به علت عملکرد این دو گسل، دو رشته کوه مرتفعنسبتاً موازی در منطقه تشکیل شدهاند. این دو رشته کوه شبیه به دو دیواره رودخانه زایندهرود را در بر گرفتهاند. بدین جهت بایستی بیان نمود که مسیر رودخانه زایندهرود در بازه سد زایندهرود تا پل زمانخان بشدت متاثر از عملکرد این دو گسل بزرگ با روند شمال غرب و جنوب شرق میباشد و جابجایی در امتداد این دو گسل معکوس سبب برخاست ( (uplift منطقه گردیده است. برخاست در اثر نیروهای کوهزایی زمین چهره رودخانهای را تغییر میدهد. فعالیت تکتونیکی ضربانی بروی گسل های محدوده کننده رشته کوه ها، توپوگرافی را افزایش میدهد، نرخ فرآیندهای زمین را تغییر میدهد و سبب تغییر در شکل پستی و بلندی ها و جریآنهای روردخانهای میگردد ( Bull, .(2007 همین موضوع خود منجر به تغییر شکل رودخانه زاینده رود به عنوان یک رودخانه مئاندری چاک دار (Incised Meander river) شده است. بنابراین در بازه مورد مطالعه رودخانه زاینده رود با وجود مئاندری بودن درهنسبتاً عمیقی را حفر کرده است (شکل ّ ب).
شکلّ الف. نقشه DEM منطقه (بدون در نظر گرفتن مقیاس)، محل عملکرد گسلها
در امتداد گسلهای دالان و بن رشته کوههای مرتفع قرار دارند که دره رودخانه زاینده
رود را محصور کردهاند. ٌَ
×تابستان ٍُ، پاییز ٍُ، شماره ُ
شکلُ. نقشه گسلهای موجود در حوزه، ( بابااحمدی، ٌََْ)
شکلِ. نمایش نحوهی محاسبهی شاخص عدم تقارن آبراهه در حوزهی آبریز (ماخذ: (Molin et al., 2004
شکل ّ ب. تصویر ماهوارهای ( (Google Earth رودخانه زاینده رود که دره نسبتاً عمیقی را حفر کرده است. در بالای تصویر رشته کوه مرتفع بزی نو که در
امتداد گسل دالان در بالا آمده است ملاحظه می شود.
