Document Type : Research Paper
Authors
1 Assistant Professor of Geomorphology, university educators, Isfahan, Iran
2 Associate Professor of Geomorphology, University of Isfahan, Isfahan, Iran
3 Professor of Hydrology, University of Isfahan, Isfahan, Iran
4 Associate Professor of Geology, University of Isfahan, Isfahan, Iran
Abstract
Keywords
1-مقدمه
برای شناسایی مناطق فعال از روش‌های مختلف لرزه شناسی، تاریخی، باستان شناسی، ژئودزی، ژئومورفولوژی و زمین شناسی استفاده می شود که هر کدام شامل دوره زمانی خاصی بوده و روش‌های مخصوص به خود دارند(شکل1)،( فنزی،1986). از سال 1900 میلادی که دستگاه‌های حساس لرزه نگار ساخته شد، امکان مطالعــه و ثبت مستقیم حرکات ناگهــانی پوسته زمین فراهم گردید. با استفاده از لرزه نگاشت و بررسی اختلاف سرعت امواج، می توان مرکز سطحی زمین لرزه را مشخص کرده و کانون زلزله را تشخیص داد(معظمی گودرزی،1351). در طول تاریخ زندگی انسان‌ها و تا قبل از اختراع دستگاه زلزله نگار، زلزله‌های فراوانی رخ داد ه‌اند که در گزارش‌های مکتوب تاریخی مانند سفرنامه‌ها،گزارش‌ها و کتب مختلف ثبت و ضبط شده‌اند. حرکات آرام پوسته، در حد چند میلیمتر در سال، نیز توسط سنجش‌های دقیق ارتفاع در یک دوره زمانی مشخص توسط مطالعات ژئودزی قابل دریافت است(پارک (Park.R.G)،1373). آثار باستانی و ابنیه قدیمی مانند کانال‌های انتقــال آب، قنات‌ها و دیواره قلعه‌ها نیز ممکن است شواهدی از حرکات زمین را در خود ثبت کرده باشند(فنزی،1986). زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک نیز درباره شکل هندسی و مشخصات ظاهری ساختمان‌های مختلف زمین(لایه‌ها،چین‌ها و گسل‌ها) و عوامل به وجود آورنده ی آن‌ها بحث می کند (کلر و پینتر،1996). در این بین، علم ژئومورفولـــوژی که اصول موضوعه آن به شناخت فرم اراضی و علل ایجاد آن‌ها معطـوف می شود، نیز می کوشد تا با استفاده از وضعیت شبکه آبراهه‌ها، شیــب رودخانه‌ها، شکل حوضه‌ها،وضعیت جبهه ی کوهستان‌ها و ... در حدفاصل بین مطالعات لرزه شناسی و ژئودزی با مطالعات زمین شناسی قرار گرفته و به تکمیل این مطالعــات کمک کند(فنزی،1986). این اشکــال را می توان به وسیله" شاخص‌های ریخت سنجی"( Morphometric Index) توصیف کرد. امروزه به یمن بهره برداری از سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، که گستره ای وسیع را با سرعت بالا و هزینه کم مورد مطالعه قرار می دهد، این نوع مطالعــات اهمیت ویژه ای یافته‌اند.
شکل 1ـ دامنه زمانی مطالعات زمین ساخت فعال در رشته‌های مختلف (فنزی،1986).
مطالعات پیشین که در سایر نقاط جهان با استفاده از شاخص‌های ریخت سنجی بر روی حوضه‌ها و شبکه آبراهه‌ها صورت گرفته، حکایت از کارایی آن‌ها در شناسایی مناطق فعال است. از جمله کونگ و زوچویز[1] (2001)با استناد به شاخص‌های ژئومورفولوژی Vf,Re,Af,T,Smf اثبات کرد ه‌اند که گسل لوریور[2] در شمال ویتنام فعال بوده و احتمال وقوع زلزله‌های شدیدی را در آینده خواهد داشت. کالی و شجوالکار[3] (2008)موضوع احتمال فرایش در حاشیه غربی فلات دکن[4] را به استناد پنج شاخص Hi,Vf,Af,SL,Reمورد مطالعه قرار داده و ثابت کرده‌اند که در این منطقه فعالیت‌های مهم و عمده ای صورت نگرفته است. در ایران نیز مقیمی(2009) به مطالعه تاثیرات فعالیت‌های زمین ساختی فعال بر حوضه آبریز لوت پرداخته و با استناد به شاخص‌های مختلف ژئومورفیک به این نتیجه رسیده است که فعالیت‌های زمین ساختی رخ داده در این منطقه، جوان هستند. رامشت و همکاران(1388)هم تاثیرات زمین ساخت فعال بر مخروط افکنه درختنگان در منطقه شهداد کرمان را مورد بررسی قرار داده‌اند.
در مورد چگونگی انتخاب و استفاده از شاخص‌های ژئومورفیک زمین ساخت فعال و همچنین روابطی که بین این شاخص‌ها وجود دارد، بحث‌های متنوعی شده است. بول و مک فادن[5] (1977) بر این عقید ه‌اند که نباید برای بررســـی زمین ساخت فعال به بررسی یک و یا چند شاخص محدود بسنده کرد و بهتر است از چندین شاخص استفاده شود. در همین راستا الهمدونی و همکاران[6] (2007) شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat)[7]را پیشنهاد کرده‌اند که خود ترکیبی از شاخص‌های مختلف می باشد. فرانکل[8] (2002) پس از بررسی حرکات زمین ساختی در منطقه نیومکزیکو[9] و مقایسه دو جبهه کوهستانی تاوس[10] وسیرا [11] ؛ در صدد برآمد که بین شاخص‌های مختلف مورد استفاده در تحقیقات خود ارتباط و همبستگی برقرار کند. او به این نتیجه رسید که در منطقه تاوس که فعالیت‌های زمین ساختی همواره فعـــال بوده، بین شاخص‌های Vf وRe، V/Aو Re و Vf و V/A همبستگی قوی وجود دارد؛ در حالی که، در منطقه سیــرا که فعالیـــت زمین ساختی پس از مدتی متوقف شده است، همبستگی ضعیفی بین شاخص‌ها وجود دارد.
1-1-بیان مساله
هر چند تاکنون پژوهشگران مختلف از شاخص‌های متنوع زمین ساختی برای بررسی میزان فعالیت مناطق مختلف ایران استفاده کرده و به نتایج خوبی نیز رسید ه‌اند(احمدی،1384؛ افلاکی،1381؛ حبیب الهیان،1385؛ حسامی،1385؛ حقی پور،1386؛ غفرالهی،1379؛ مختاری،1385؛ یمانی،1389)، اما سوالاتی نیز در این رابطه وجود دارد:
1-آیا همه ویژگی‌های مختلف فرم شناسی مناطق فعال که در منابع مختلف مطرح شده‌اند، در محدوده زاگرس کاربرد داشته و یا این که ممکن است برخی از آن‌ها برای این محدوده مناسب نباشند؟
1-با توجه به این که برای سنجش هر یک از ویژگی‌های فرم زمین(مانند میزان پستی و بلندی زمین، شکل، تقارن عرضی و...) دو و یا چند شاخص مختلف وجود دارد، آیا می توان برخی از این شاخص‌ها را بر دیگری ترجیح داد؟
3-آیا شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat) تعریف شده توسط الهمدونی و همکاران (2008) برای زاگرس مناسب بوده و با سایر شواهد زمین ساخت فعال در این منطقه (مانند شواهد لرزه شناسی)همخوانی دارد؟
پاسخ به سوالات مطرح شده می تواند در شناخت بهتروضعیت ژئومورفولوژی و زمین شناسی منطقه مورد مطالعه موثر بوده و به کاربردی شدن هرچه بیشتر این شاخص‌ها برای شناخت سایر بخش‌های زاگرس کمک نماید.
1-2-موقعیت منطقه مورد مطالعه
برای بررسی موضوع ذکر شده، محدوده ای به وسعت 18919 کیلومتر مربع در محدوده زاگرس مرکــــزی که شامل سرشاخه‌های رودخانه‌های دز، زاینده رود و کارون بوده (شکل2) و در دو سوی گسل اصلی زاگرس و در محدوده دو زون سنندج ـ سیرجان و زاگرس بلند واقع شده است(شکل3)، انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفته است. در محدوده زون سننــدج ـسیرجان، به جز بخش کوچکی که از سنگ‌های پرکامبرین دگرگون شده و آهک و دولومیت خاکستری خرد شده مربوط به پرمین، عمده واحـدهای زمین شناسی مربوط به دوران مزوزوئیک بوده و از جنس ماسه سنگ، کنگلومرا و آهک تخریبی ژوراسیک و آهک اربیتولین دار مقاوم و ارتفاع ساز کرتاسه است. در محدوده زاگرس بلند نیز علاوه بر آهک دولومیتی رسی و آهک کنگلومرایی برشی ژوراسیک و آهک‌های اوربیتولین دار مقاوم کرتاسه، واحدهای پالئوزوئیک شامل شیل و ماسه سنگ سازند میلا، گنبد‌های نمکی هرمز، آهک‌های دولومیتی سازند دالان و همچنین آهک‌های مارنی فسیل دار آسماری رخنمون دارند. رسوبات کواترنرهم در فضاهای پست و فرو افتاده منطقه و حاشیه رودخانه‌ها گسترش قابل توجهی دارند. روند ساختمانی منطقه از شمال باختری به جنوب خاوری بوده و بخش زیادی از قسمت‌های مرکزی و شمال شرقی دارای ساختمان‌های فلسی می باشد، در حالی که در قسمت‌های جنوب غربی ساختمان‌های چین خورده و گسله در ارتباط تنگاتنگ با همدیگر قرار دارند(بهارفیروزی و همکار،1385 و زاهدی و همکاران،1371).
شکل2-موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه.
شکل3- موقعیت زمین شناسی منطقه
1-3- روش تحقیق
در موضوع زمین ساخت فعال، هر حوضه را می توان از لحاظ ویژگی‌های گوناگون مانند وضعیت پستی و بلندی، شکل، تقارن عرضی، شکل دره‌ها، وضعیت جبهه ی کوهستان و ... مورد بررسی قرار داد که هر کدام از این ویژگی‌ها نیز، در بسیاری از موارد، توسط دو یا چند شاخص قابل بررسی هستند (جدول1). برای بررسی این شاخص‌ها، یک مدل رقومی ارتفاع [12] از داده‌های توپوگرافیSRTM با دقت 90 متر برای کل منطقه تهیه شد. سپس در محیط‌های نرم افزاری آرک مپ [13]، آرک ویو[14] و گلوبال مپر[15] ترسیم آبراهه‌ها، تقسیم بندی زیر حوضه‌ها، اندازه گیری شاخص‌ها انجام گرفت ونتایج به دست آمده نمایش داده شد. در تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat) باید یک شاخص به نمایندگی از هر کدام از ویژگی‌های ذکر شده انتخاب می گردید؛ بنابر این، بین شاخص‌های مختلف همبستگی برقرار شد و از بین انواع شاخص‌های بکار رفته برای سنجش یک ویژگی‌های خاص، شاخصی که بالاترین همبستگی را با شاخص‌های دیگر داشت، انتخاب شده ودر تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال با سایر شاخص‌ها مشارکت داده شد. به این ترتیب شاخص مورد نظر (Iat) محاسبه گردیده و پهنه بندی منطقه بر اساس آن صورت گرفت. علاوه برآن، چون این زیر حوضه‌ها بر اساس تقسیم بندی هیدرولوژیکی در سه حوضه دز، زاینده رود و کارون(شکل2) و بر اساس تقسیم بندی زمین شناسی در دو زون سنندج-سیرجان و زاگرس بلند قرار می گرفتند(شکل3)؛ از میانگین اعداد به دست آمده در این نواحی، برای مقایسه آن‌ها با یکدیگر استفاده شد. در این رابطه چند نکته قابل ذکر است:
- تعدادی از این شاخص‌ها عمومیت داشته و در تمامی زیر حوضه‌ها قابل اندازه گیری و تحلیل آماری بود ه‌اند (مانند شاخص انتگرال هیپسومتری و حجم به سطح حوضه)؛ اما برخی از شاخص‌ها نیز یا در برخی از زیرحوضه‌ها قابل اندازه گیری نبوده(مانند شاخص پیچ وخم جبهه ی کوهستان و درصد سطوح چند وجهی در امتداد جبهه ی کوهستان در مناطق به شدت ناهموار) و یا این که شرایط ورود به تحلیل‌های آماری را نداشت ه‌اند (مانند شاخص عدم تقارن آبراهه‌ها و تقارن توپوگرافی عرضی که تنها در حوضه‌هایی که جهت کج شدگی بر مسیر رود اصلی عمود بوده باشد، قابل بحث هستند).
-در برخی از مناطق، زیر حوضه‌ها منطبق بر تشکیلات زمین شناسی فرسایش پذیر و نا مقاوم بود ه‌اند. بنابر این، اعداد و ارقام به دست آمده از شاخص‌های مختلف نا مطمئن بوده و از تحلیل‌های آماری حذف گردید ه‌اند.
2-بحث
2-1-بررسی ویژگی‌ها و محاسبه شاخص‌ها
معمولا" برای بررسی وضعیت پستی و بلندی‌های سطح زمین از دو شاخص انتگرال هیپسومتری (Hi) و نسبت حجم به سطح حوضه(V/A) استفاده می شود. در این منطقه، مقادیر شاخص انتگرال هیپسومتری(Hi) از حداقل31/0 در زیر حوضهk4 تا حداکثر 56/0 در زیر حوضهD2 ومقادیر شاخص حجم به سطح حوضه(V/A) نیز از حداقل 368 در زیر حوضهk4 تا حداکثر 1676 در زیر حوضهD9 متغیر بوده است(جدول2). جهت سنجش تاثیر زمین ساخت فعال بر شکل حوضه‌ها، معمولا" از دو شاخص شکل حوضه (Bs) و نسبت کشیدگی حوضه (Re) استفاده می شود. مقادیر شاخص شکل حوضه (Bs) از حداقل1/1 در زیر حوضه z2 تا حداکثر 2/4 در زیر حوضه z3 و مقادیر شاخص نسبت کشیدگی حوضه (Re) نیز از حداقل43/0در زیر حوضهK6 تا حداکثر 92/0 در زیر حوضه Z5 متغیر بوده است(جدول2). برای مشخص کردن حرکات عمودی در امتداد گسل‌ها، توجه به تقارن عرضی حوضه‌ها مورد توجه بوده که برای این کار از دو شاخص عدم تقارن آبراهه‌ها(|Af-50|) و تقارن توپوگرافی عرضی(T ) استفاده شده است. شاخص عدم تقارن آبراهه‌ها(|Af-50|) از حداقل 1 در زیر حوضه D7 تا حداکثر 26 در زیر حوضهZ12 ومقادیر شاخص تقارن توپوگرافی عرضی(T ) نیز از حداقل05/0در زیر حوضه D7 تا حداکثر 55/0 در زیر حوضه Z1 نوسان داشته است (جدول2). تغییرات شیب رودخانه‌ها نیز با شاخص گرادیان شیب رودخانه(SL) مطالعه می‌شود که میانگین این شاخص ازحداقل 231 برای زیر حوضه k4 تا حداکثر آن 814 برای زیر حوضه D9 متفاوت بوده است(جدول2). برای بررسی وضعیت پیچ و خم رودخانه از شاخص(S) استفاده می شود که حداقل و حداکثر عدد به دست آمده برای این شاخص به ترتیب 03/1 برای زیر حوضهD3 و 28/1 برای زیر حوضهz13 بوده است(جدول2). وضعیت جبهه ی کوهستان هم به واسطه دو شاخص پیچ و خم جبهه کوهستان(Smf ) و درصد سطوح چند وجهی در امتداد جبهه ی کوهستان(Facet% ) مطالعه می‌شوند که شاخص پیچ و خم جبهه کوهستان(Smf )زیر حوضه‌های K1وK6 را با مقدار 04/1 فعال‌ترین و زیر حوضهK4 را با مقدار 17/1 کم فعالیت‌ترین زیر حوضه و شاخص درصد سطوح چند وجهی در امتداد جبهه کوهستان(Facet% )نیز زیر حوضهZ1 را با مقدار 92% و زیر حوضهK4 را با مقدار76% به ترتیب به عنوان فعال‌ترین و کم فعالیت ترین زیرحوضه (در بین زیر حوضه‌هایی که این شاخص در آن قابل اندازه گیری بود) معرفی کرده است(جدول2). برای بررسی شکل دره‌ها از دو شاخص نسبت پهنای دره به عمق آن(Vf ) و شاخص مساحت دره (V ) استفاده فراوانی شده است. شاخص نسبت پهنای دره به عمق(Vf ) حداقل مقدار را برای زیر حوضه D2، 32/0 وحداکثر مقدار را برای زیر حوضهK4، 3/4 نشان داده و شاخص مساحت دره (V )نیز، زیر حوضهD7 را با مقدار 32/0 فعال‌ترین و زیرحوضهK4 با مقدار2/3 کم فعالیت ترین زیر حوضه موجود در منطقه نشان داده است (جدول2).
2-2- تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat)
برای رسیدن به یک جمع بندی از وضعیت زمین ساخت فعال در منطقه از روش بکار گرفته شده توسط الهمدونی و همکاران [2008] استفاده شد. در این روش، با ترکیب چند شاخص که هر کدام نماینده ویژگی خاصی از منطقه هستند، وضعیت نسبی زمین ساخت تعیین می‌گردد. جهت انتخاب این شاخص‌ها، از روش همبستگی استفاده شد(جدول3). تامل در نتایج به دست آمده نشان دهنده دو موضوع هستند:
1- شاخص‌های تقارن عرضی حوضه[IAf-50Iو T] با سایر شاخص‌ها همخوانی قابل قبولی نداشته و درجه همبستگی آن‌ها با سایر شاخص‌ها ضعیف است (جدول3)؛ بنابراین، مشخص شد که وجود آن نه تنها کمکی به تشخیص مناطق فعال نمی کند، بلکه در مواردی باعث ابهام خواهد شد. علت این این موضوع را اینگونه می‌توان توجیه کرد که در مناطق فعال و به شدت ناهموار مانند زاگرس بلند، رودخانه‌ها در اعماق دره‌ها محبوس بوده و درجه آزادی بسیار کمی دارند و این امکان برای آن‌ها فراهم نیست که با فعالیت گسل‌ها و فرایش ارتفاعات به سمت مخالف متمایل بشوند (شکل4-الف)؛ در حالی که در مناطق نسبتا" ناهموار و فعال چنین امکانی وجود دارد (شکل 4-ب).
جدول 1- خلاصه‌ای از شاخص‌های استفاده شده برای سنجش زمین ساخت فعال در منطقه مورد مطالعه.
|
ویژگی |
نام شاخص و منبع |
رابطه ریاضی |
روش اندازه گیری |
رابطه با زمین ساخت فعال |
|
پستی و بلندی سطح زمین |
(Hi) تحدب منحنی هیپسومتری و انتگرال آن ( کلرو پینتر،1996) |
این منحنی با در نظر گرفتن ارتفاع نسبی در مقابل مساحت نسبی ترسیم می گردد. . Hi=(Hmean-Hmin)/(Hmax-Hmin) Hmeanارتفاع متوسط حوضه، Hmi ارتفاع کمینه حوضه، Hmax ارتفاع بیشینه حوضه می باشد. |
منحنی هیپسومتری[16] توزیع ارتفاعات را در راستای عمود بر یک ناحیه از زمین توصیف می کند (ال همدونی و همکاران،2008). Hi>0.5 فعال 0.5>Hi>0.4 نیمه فعال 0.4>Hi غیر فعال |
|
|
(V/A )حجم به سطح حوضه (هارکینز،2005) |
V/A=Vi/Ai در این رابطه « V/A» مقدار عددی شاخص حجم به سطح حوضه،« Vi » حجم حوضه و «Ai » مساحت حوضه می باشد.حجم کل حوضه،حاصل جمع حجم‌های بین منحنی‌های میزان می باشد. |
مقدار عددی زیاد برای این شاخص نشان دهنده پستی و بلندی زیاد و فعالیت‌های شدید زمین ساختی در منطقه می باشد(هارکینز و همکارن،2005). |
||
|
شکل حوضه |
(Bs)شاخص شکل حوضه آبریز کانن ( 1976 ) |
Bs=Bl/Bw «Bl» طول حوضه از دهانه حوضه آبریز تا بالاترین قسمت حوضه و «Bw » بیشترین عرض حوضه می باشد.
|
Bs>4 فعال 4>Bs>3 نیمه فعال 3>Bs غیر فعال (ال همدونی و همکاران،2008) . |
|
|
(Re)نسبت کشیدگی حوضه (بول و مک فادن،1977) |
Re=(2PA:PO) Bl در این شاخص»Re «شاخص شکل حوضه،»A « مساحت حوضه و»Bl «طول حوضه می باشد. |
مقدار این شاخص بین صفر تا 1 است و مقادیر کم آن نشان دهنده کشیدگی حوضه و فعالیت‌های زمین ساختی زیاد است(کنگ و همکار،200). |
||
|
تقارن عرضی حوضه |
(Af) عدم تقارن آبراهه‌ها (مولین و همکاران،2002) |
Af=(Ar/At)100 «Ar»معادل مساحت حوضه در برگیرنده زهکشهاى فرعى در ساحل سمت راست آبراهه اصلی ( بر حسب کیلومتر مربع ) و«At» مساحت کل حوضه مى‌باشد. |
>15|Af-50|فعال >7|Af-50|15>نیمه فعال |Af-50|7> غیر فعال (ال همدونی و همکاران،2008) . |
|
|
(T) شاخص تقارن توپوگرافی عرضی (کلر و پینتر،1996)
|
T=Da/Dd در این رابطه«T » شاخص تقارن توپوگرافی عرضی،« Da » فاصله شاخه اصلى (آبراهه اصلى) از خط میانى حوضه آبریز و «Dd » معادل فاصله خط میانى حوضه آبریز از مرز حوضه مى‌باشد. |
در حوضه‌های کاملا" متقارن، مقدار عددی شاخص«T » صفر می باشد. با کاهش تقارن حوضه، مقادیر عددی این شاخص افزایش یافته و به یک نزدیک می شود [کلر و پیتر،1996]. |
||
|
شیب و نیم رخ رودخانه |
(SL) شاخص گرادیان شیب رود (هک،1973) |
SL=AH/AL*L در رابطه بالا «SL» شاخص شیب رودخانه یا طول – گرادیان رودخانه « AH/AL » گرادیان محلی رودخانه و« L » طول رودخانه از خط تقسیم آب تا مرکز بخشی که گرادیان آن محاسبه شده است، می باشد. |
مقادیر زیاد SL در سنگ‌های دارای مقاومت کم و یا در سنگ‌های از لحاظ مقاومت یکسان، می تواند بیانگر حرکات تکتونیکی فعال و جوان باشد (کلرو همکار، 1996). |
ادامه جدول 1-خلاصه ای از شاخص‌های استفاده شده برای سنجش زمین ساخت فعال در منطقه مورد مطالعه
|
ویژگی |
نام شاخص و منبع |
رابطه ریاضی |
روش اندازه گیری |
رابطه با زمین ساخت فعال |
|
پیچ و خم رودخانه |
(S) پیچ و خم رودخانه[17](کلر و پینتر،1996) |
S=C/V در این رابطه « S » شاخص درجه پیچش، « C» طول کانال رودخانه و «V » طول دره می باشد. |
هرگاه مقدار این شاخص از1 دور شود بیانگر کاهش در فعالیت تکتونیکى منطقه است. |
|
|
وضعیت پیشانی کوهستان |
(Smf)پیچ و خم جبهه کوهستان(بول و مک فادن،1977 )
|
Smf=Lmf/Ls در رابطه فوق « Smf» سینوسیته جبهه کوهستان « Lmf » طول سراشیبی تند کوهستان در مرز بین کوهستان و کوهپایه «Ls » طول خط مماس در امتداد سراشیبی تند کوهستان است. |
میزان سینوسیته سراشیبی کوهستان با نزدیک شدن به عدد 1، بالا آمدگی اخیر کوهستان و فعالیت تکتونیکی را نشان می دهد؛ در حالی که، افزایش مقدار سینوسیته بیانگر کاهش حرکات زمین ساخت و بالا بودن عمل فرسایش مخصوصا" در مرز دشت و کوهستان می باشد(دورنکاپ،1986). |
|
|
(Facet%) درصد سطوح چند وجهی در امتداد جبهه ی کوهستان (ولز و همکاران، 1988). |
Facet%=Lf/Ls در این رابطه(Facet%)تسطیح شدگی جبهه ی کوهستان،( Lf)مجموع طول اشکال چند وجهی و (Ls ) طول خط مستقیم جبهه کوهستان می باشد.
|
در جبهه‌های کوهستانی فعال، درصد بریده شدن آبراهه‌ها به 100 درصد نزدیک می شود و با کاهش فعالیت مقدار این شاخص کاهش می یابد و به عبارتی درصد‌های بالا برای این شاخص بیانگر فعالیت فرایشی زیاد در جبهه کوهستانی خواهد بود. |
||
|
شکل دره |
(Vf)نسبت عرض کف دره به ارتفاع آن (بول و مک فادن، 1977) |
Vf=2Vfw/{(Eld-Esc)+(Erd-Esc)} Vfw عرض کف دره، Eld ارتفاع کناره دره در سمت چپ و Erd ارتفاع کناره دره در سمت راست و Esc ارتفاع کف دره می باشد. |
دره‌های V شکل فعال و دره‌های U شکل غیر فعال هستند. 0.5>Vfفعال 1>Vf>0.5 نیمه فعال Vf>1 غیر فعال |
|
|
(V) شاخص مساحت دره[بول و مک فادن،1977]: |
V=Av/Ac در رابطه «V» مساحت دره در مقطع عرضی بر حسب متر مربع «Av» مساحت دره در مقطع عرضی بر حسب متر مربع و «Ac» مساحت نیمدایره‌اى است بر حسب متر مربع که شعاع آن برابر با ژرفاى دره مى‌باشد و«H » ارتفاع دره ( بر حسب متر ) می باشد. |
هر چه مقادیر عددی این شاخص از عدد 1 بزرگتر باشد، نشان دهنده دره ای با پهنای زیاد و عمق کمتر بوده و هر چه مقدار عددی شاخص از عدد 1 کوچکتر باشد؛ بیانگر دره‌هایی به شکلV بوده و میزان فعالیت زمین ساختی در چنین دره‌هایی بیشتر خواهد بود[هانکوک، 1994]. |
||
|
|
(Iat) شاخص فعالیت زمین ساختی ال همدونی و همکاران (2008) |
Iat=S/n که Sجمع اعداد منظور شده برای شاخص‌های مختلف در یک زیر حوضه و n تعداد شاخص‌های استفاده شده در هر زیر حوضه است. |
------------------------- |
1.5>Iat>1 بسیار فعال 2>Iat>1.5 فعال 2.5>Iat>2 نیمه فعال Iat>2.5 فعالیت کم
|
جدول2-مقادیر شاخص‌های ژئومورفیک زمین ساخت منطقه مورد مطالعه.
|
V |
vf |
Facet% |
Smf |
S |
Sl |
T |
|Af-50| |
Re |
Bs |
V/A |
Hi |
زیر حوضه |
|
36/0 |
36/0 |
- |
- |
04/1 |
783 |
37/0 |
22 |
55/0 |
85/2 |
1550 |
54/0 |
D1 |
|
37/0 |
32/0 |
- |
- |
05/1 |
675 |
- |
2 |
56/0 |
26/2 |
1478 |
56/0 |
D2 |
|
57/0 |
39/0 |
- |
- |
03/1 |
552 |
31/0 |
12 |
74/0 |
20/1 |
1574 |
51/0 |
D3 |
|
45/0 |
49/0 |
- |
- |
18/1 |
439 |
31/0 |
10 |
58/0 |
73/2 |
1290 |
46/0 |
D4 |
|
36/0 |
49/0 |
89% |
06/1 |
09/1 |
489 |
- |
11 |
65/0 |
26/2 |
886 |
42/0 |
D5 |
|
1/1 |
78/0 |
- |
- |
25/1 |
299 |
12/0 |
5 |
65/0 |
52/1 |
594 |
34/0 |
D6 |
|
32/0 |
48/0 |
- |
- |
07/1 |
728 |
05/0 |
1 |
51/0 |
06/3 |
1278 |
44/0 |
D7 |
|
62/0 |
72/0 |
- |
- |
11/1 |
380 |
31/0 |
17 |
66/0 |
86/1 |
996 |
34/0 |
D8 |
|
34/0 |
35/0 |
- |
- |
03/1 |
814 |
08/0 |
3 |
55/0 |
16/3 |
1667 |
55/0 |
D9 |
|
37/0 |
42/0 |
- |
- |
07/1 |
607 |
21/0 |
7 |
68/0 |
04/3 |
1337 |
51/0 |
D10 |
|
37/0 |
49/0 |
- |
- |
17/1 |
371 |
- |
5 |
29/0 |
75/1 |
1263 |
46/0 |
D11 |
|
8/1 |
9/2 |
92% |
05/1 |
18/1 |
243 |
55/0 |
26 |
82/0 |
64/1 |
455 |
35/0 |
Z1 |
|
4/2 |
3/3 |
87% |
06/1 |
24/1 |
350 |
52/0 |
22 |
79/0 |
07/1 |
584 |
34/0 |
Z2 |
|
43/0 |
47/0 |
83% |
09/1 |
14/1 |
320 |
52/0 |
17 |
56/0 |
20/4 |
547 |
39/0 |
Z3 |
|
57/0 |
79/0 |
- |
- |
14/1 |
356 |
49/0 |
23 |
72/0 |
07/2 |
502 |
38/0 |
Z4 |
|
52/0 |
78/0 |
- |
- |
09/1 |
338 |
21/0 |
10 |
92/0 |
19/1 |
724 |
34/0 |
Z5 |
|
37/0 |
48/0 |
- |
- |
09/1 |
408 |
32/0 |
17 |
65/0 |
50/2 |
610 |
42/0 |
Z6 |
|
54/0 |
77/0 |
- |
- |
09/1 |
570 |
32/0 |
14 |
46/0 |
49/2 |
690 |
41/0 |
Z7 |
|
53/0 |
79/0 |
- |
- |
08/1 |
630 |
31/0 |
7 |
68/0 |
77/1 |
816 |
41/0 |
Z8 |
|
57/0 |
59/0 |
- |
- |
09/1 |
389 |
13/0 |
13 |
77/0 |
70/1 |
823 |
44/0 |
Z9 |
|
54/0 |
64/0 |
88% |
05/1 |
14/1 |
241 |
16/0 |
8 |
73/0 |
38/1 |
538 |
44/0 |
Z10 |
|
98/0 |
71/0 |
89% |
05/1 |
17/1 |
269 |
18/0 |
9 |
80/0 |
75/1 |
503 |
39/0 |
Z11 |
|
93/0 |
78/0 |
86% |
07/1 |
14/1 |
267 |
43/0 |
26 |
70/0 |
97/1 |
537 |
35/0 |
Z12 |
|
57/0 |
79/0 |
- |
- |
28/1 |
245 |
- |
2 |
41/0 |
23/4 |
752 |
36/0 |
Z13 |
|
36/0 |
45/0 |
86% |
04/1 |
06/1 |
624 |
31/0 |
12 |
57/0 |
03/3 |
1334 |
51/0 |
K1 |
|
3/2 |
¼ |
88% |
07/1 |
25/1 |
260 |
10/0 |
5 |
69/0 |
47/1 |
677 |
34/0 |
K2 |
|
6/1 |
2/1 |
81% |
17/1 |
18/1 |
273 |
- |
18 |
66/0 |
16/2 |
671 |
38/0 |
K3 |
|
2/3 |
¾ |
76% |
23/1 |
19/1 |
231 |
- |
16 |
69/0 |
76/1 |
368 |
31/0 |
K4 |
|
3/2 |
2/4 |
89% |
07/1 |
18/1 |
375 |
12/0 |
2 |
73/0 |
34/1 |
757 |
32/0 |
K5 |
|
38/0 |
47/0 |
86% |
04/1 |
08/1 |
627 |
30/0 |
16 |
43/0 |
78/3 |
1291 |
51/0 |
K6 |
|
58/0 |
48/0 |
- |
- |
08/1 |
604 |
12/0 |
7 |
74/0 |
70/1 |
1217 |
42/0 |
K7 |
|
57/0 |
49/0 |
- |
- |
12/1 |
568 |
- |
15 |
42/0 |
66/3 |
1336 |
41/0 |
K8 |
شکل4- مقایسه دو منطقه از نظر درجه آزادی رودخانه‌ها
2-از بین شاخص‌های مربوط به هر یک از ویژگی‌های زمین ساخت فعال، شاخــص‌هایVf,Smf,Re,Hi که در مقایسه با شاخــص‌های V,Facet%,Bs,V/A همبستگی بهتری با همدیگر داشتند، انتخاب شده و در تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال (Iat) مشارکت داده شدند (جدول5). سپس مطابق طبقه بندی صورت گرفته برای هر یک از شاخص‌ها، زیر حوضه‌های مختلف به سه دسته فعال، نیمه فعال و با فعالیت کم تقسیم شده و به ترتیب اعداد1،2 و 3 برای آن‌ها منظور گردید(جدول4) در پایان در مورد هر زیر حوضه، اعداد مربوط به شاخص‌های مختلف با همدیگر تجمیع و بر تعداد شاخص‌های مورد استفاده تقسیم گردید و بر این اساس منطقه به چهار بخش بسیار فعال،فعال،متوسط و یا با فعالیت کم تقسیم گردید (جدول5 وشکل6).
جدول3- میزان و درجه همبستگی بین شاخص‌های ژئومورفیک زمین ساخت فعال.
|
|
V/A |
Bs |
Re |
T |
IAf-50I |
SL |
S |
Smf |
Face% |
V |
Vf |
|
|
Hi |
82/0+ |
51/0+ |
53/0- |
16/0- |
15/0- |
86/0+ |
71/0- |
49/0- |
27/0+ |
53/0- |
64/0- |
میزان همبستگی r |
|
بسیار زیاد |
زیاد |
زیاد |
کم |
کم |
بسیار زیاد |
زیاد |
متوسط |
متوسط |
زیاد |
زیاد |
درجه همبستگی |
|
|
V/A |
|
40/0+ |
47/0- |
24/0- |
23/0- |
79/0+ |
63/0- |
37/0- |
25/0+ |
49/0- |
53/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
متوسط |
متوسط |
کم |
کم |
بسیار زیاد |
زیاد |
متوسط |
متوسط |
زیاد |
زیاد |
درجه همبستگی |
|
|
Bs |
|
|
78/0- |
13/0+ |
04/0+ |
49/0+ |
40/0- |
19/0- |
17/0+ |
43/0- |
40/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
|
بسیار زیاد |
کم |
کم |
متوسط |
متوسط |
کم |
کم |
متوسط |
متوسط |
درجه همبستگی |
|
|
Re |
|
|
|
03/0- |
09/0+ |
59/0- |
43/0+ |
20/0+ |
11/0- |
45/0+ |
50/0+ |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
کم |
کم |
زیاد |
متوسط |
کم |
کم |
متوسط |
زیلد |
درجه همبستگی |
|
|
T |
|
|
|
|
88/0+ |
20/0+ |
09/0+ |
01/0- |
21/0- |
07/0+ |
01/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
بسیار زیاد |
کم |
کم |
کم |
کم |
کم |
کم |
درجه همبستگی |
|
|
Af-50] |
|
|
|
|
|
24/0- |
06/0+ |
06/0- |
08/0- |
06/0+ |
01/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
کم |
کم |
کم |
کم |
کم |
کم |
درجه همبستگی |
|
|
SL |
|
|
|
|
|
|
80/0- |
44/0- |
18/0+ |
47/0- |
56/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
|
بسیار زیاد |
متوسط |
کم |
متوسط |
زیاد |
درجه همبستگی |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
35/0+ |
12/0- |
53/0+ |
62/0+ |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
|
|
متوسط |
کم |
زیاد |
زیاد |
درجه همبستگی |
|
|
Smf |
|
|
|
|
|
|
|
|
85/0- |
52/0+ |
54/0+ |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
بسیار زیاد |
زیاد |
زیاد |
درجه همبستگی |
|
|
Face% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29/0- |
11/0- |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
متوسط |
کم |
درجه همبستگی |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87/0+ |
میزان همبستگیr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
بسیار زیاد |
درجه همبستگی |
جدول4-چگونگی محاسبه شاخص نسبی زمین ساخت فعال (Iat )در منطقه
|
کد |
شاخصHi |
شاخصRe |
شاخصSL |
شاخصS |
شاخصSmf |
شاخصVf |
S/n |
شاخص Iat |
||
|
D |
D1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
33/1 |
1 |
37/1 |
|
D2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
2/1 |
1 |
||
|
D3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
- |
1 |
5/1 |
1 |
||
|
D4 |
2 |
2 |
2 |
2 |
- |
1 |
8/1 |
2 |
||
|
D5 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
5/1 |
2 |
||
|
D6 |
3 |
2 |
3 |
2 |
- |
2 |
5/2 |
3 |
||
|
D7 |
2 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
7/1 |
1 |
||
|
D8 |
2 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
7/1 |
1 |
||
|
D9 |
1 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
5/1 |
1 |
||
|
D10 |
1 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
5/1 |
1 |
||
|
D11 |
2 |
- |
1 |
1 |
- |
1 |
2/1 |
1 |
||
|
Z |
Z1 |
3 |
3 |
3 |
2 |
1 |
3 |
3/2 |
4 |
77/2 |
|
Z2 |
3 |
3 |
2 |
2 |
1 |
3 |
1/2 |
3 |
||
|
Z3 |
3 |
2 |
3 |
1 |
1 |
1 |
7/1 |
2 |
||
|
Z4 |
3 |
2 |
3 |
1 |
- |
2 |
2/2 |
3 |
||
|
Z5 |
3 |
3 |
3 |
1 |
- |
2 |
5/2 |
3 |
||
|
Z6 |
2 |
2 |
2 |
1 |
- |
1 |
7/1 |
2 |
||
|
Z7 |
2 |
1 |
2 |
1 |
- |
2 |
7/1 |
2 |
||
|
Z8 |
2 |
2 |
1 |
1 |
- |
2 |
7/1 |
2 |
||
|
Z9 |
2 |
3 |
3 |
1 |
- |
2 |
3/2 |
3 |
||
|
Z10 |
2 |
2 |
3 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
||
|
Z11 |
3 |
3 |
3 |
2 |
1 |
2 |
4/2 |
3 |
||
|
Z12 |
3 |
2 |
3 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
||
|
Z13 |
3 |
- |
3 |
2 |
- |
2 |
5/2 |
4 |
||
|
K |
K1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3/1 |
1 |
12/2 |
|
K2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
3 |
4/2 |
2 |
||
|
K3 |
3 |
2 |
3 |
2 |
2 |
3 |
5/2 |
4 |
||
|
K4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
2 |
3 |
5/2 |
4 |
||
|
K5 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
3 |
3/2 |
2 |
||
|
K6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/1 |
1 |
||
|
K7 |
2 |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
7/1 |
1 |
||
|
K8 |
2 |
- |
2 |
1 |
- |
1 |
5/1 |
2 |
||
جدول5- شاخص‌های انتخاب شده برای تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال و چگونگی طبقه بندی آن‌ها.
|
شاخص Smf |
شاخص Vf |
شاخص S |
شاخص SL |
شاخص Re |
شاخص Hi |
طبقه |
|
1/1> Smf |
5/0> Vf |
15/1> S>1 |
SL>600 |
5/0> Re |
HI>5/0 |
1(فعال) |
|
5/1> Smf >1 |
8/0> Vf>5/0 |
30/1> S>15/1 |
600> SL>400 |
75/0> Re >5/0 |
5/0>HI>4/0 |
2(نیمه فعال) |
|
Smf>5/1 |
Vf>8/0 |
S>30/1 |
400> SL |
Re>75/0 |
4/0>HI |
3(با فعالیت کم) |
شکل5- پهنه بندی منطقه بر اساس شاخص شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat ).
2-3-مقایسه شاخص نسبی زمین ساخت فعال با داده‌های لرزه شناسی
پهنه بندی منطقه بر اساس شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat ) (شکل5) افزایـــش فعالیت زمین ساختی از زون سنندج ـ سیرجان به سمت زون زاگرس بلنـــد را نشان می دهد که این موضوع با نتایــج به دست آمده از زمین لرزه‌های دستگاهی و تاریخی همخوانی داشته (شکل6) و نشان دهنده ی آن است که گسل‌های اصلی،جوان و مرتفع زاگرس نسبت به گسل‌های رخ و داران فعالیت زمین ساختی بیشتـــری داشته و با فعالیت خود موجب افزایـش ناهمواری‌ها، کشیدگــی زیر حوضه‌ها، محدب شدن نیم رخ رودخانه‌ها، صاف و مستقیم شدن جبهه کوهستان و ایجاد دره‌های عمیق و باریک در زیر حوضه‌های واقع در مسیر خود در طی کواترنر شده و چشم اندازهای سطح زمین را ناهموار و خشن ساخته‌اند.
شکل 6- پراکندگی مرکز سطحی زمین لرزه‌های منطقه (پایگاه داده‌های علوم زمین،2010).
2-4- نکته قابل تامل
در این بین نکته ی قابل تاملی نیز وجود دارد. در سمت جنوب غربی گسل زاگرس سراسری و محدوده زاگرس بلند، تعداد و بزرگی زمین لرزه‌های رخ داده از سمت سمت شمال غربی به سمت جنوب شرق افزایش قابل ملاحظه ای پیدا می کند(شکل6) به طوری که منتهی الیه جنوب شرقی منطقه در 17 فروردین 1356 (6 آوریل 1977) زمین لرزه 4/5 ریشتری ناغان و در 29 مهرماه 1384(20 اکتبر 2005) زمین لرزه 5 ریشتری سرخون را تجربه کرده که در هر دو مورد با تلفات جانی و مالی زیادی همراه بود ه‌اند(نصیری،1384). این در حالی است که پهنه بندی منطقه بر اساس شاخـــص نسبـــی زمین ساخت فعال(Iat) روندی معکوس داشته و از شمال غرب (حوضه دز با وضعیت بسیار فعال) به سمت جنوب شرق (حوضه کارون با وضعیت متوسط) کاهش مشخصی را در وضعیت فعالیت‌های زمین ساختی نشان می دهد (جدول 4 و شکل 5). این موضوع به دو صورت قابل توجیه است: یا این که جابجایی این گسل‌ها در بخش شمال غربی، بیشتر به صورت خزشی و آرام بوده و به همین دلیل، زمین لرزه‌های بزرگی رخ نداده است و یا این که در آینده احتمال وقوع زمین لرزه‌های بزرگی در این محدوده وجود خواهد داشت. با توجه به این که سد در حال احداث رودبار دراین منطقه قرار گرفته است، باید وضعیت زمین ساختی آن به دقت بیشتری مورد مطالعه قرار بگیرد (شکل2). این سد در 100کیلومتری جنوب شهر الیگودرز، در طول جغرافیایی'' 37 `41 ° 49 وعرض جغرافیایی '' 23 `54 ° 32 و در مسیر رودخانه رودبار از سرشاخه‌های دز قرار گرفته و بزرگترین سد بتنی غلطکی در حال احداث ایران می باشد که با ارتفاع از پی 158 متر، طول تاج 211 متر و با حجم کل مخزن 228 میلون متر مکعب توانایی تولید انرژی برق‌آبی به میزان 986 گیگاوات ساعت در سال را دارا است (شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران،2009).
3-نتیجه گیری
مناطق فعال قسمت‌هایی از پوسته زمین هستند که در کواترنر پسین و به خصوص عهد حاضر دارای حرکات زمین ساختی بوده و در آینده نیز مستعد بروز خطر هستند (سلیمانی،1378). این مناطق توسط شواهد و شاخص‌های ژئومورفولوزی قابل تشخیص می باشند. برای این منظور از شاخص نسبــی زمین ساخت فعال(Iat) که ترکیبی از چند شاخــص بوده و توسط ال همدونی و همکاران (2008) معرفی شده است، استفاده شد. در مورد تعیین این شاخص نیز این موضوع مطرح بود که از بین شاخص‌های مختلفی که می توانست در تعیین آن مشارکت داده شونــد، کدام موارد ارجحیت داشته و کدام موارد احتــمالا" غیر قابل اعتمادند. برای پاسخ دادن به این سوال بین داده‌های حاصل از شاخص‌های مختلف همبستگی برقرار شــد و شاخص‌های مطلوب تر(Hi,Re,SL,S,Smf Vf) که با سایر شاخص‌های معادل خود همبستگی بهتری داشتند، انتخاب شده و در تعیین شاخص نسبی زمین ساخت فعال (Iat) مشارکت داده شدند. نتایج به دست آمده افزایـش فعالیت زمین ساختی از زون زمین شناسی سنندج-سیرجان به سمت زون زاگرس بلند را نشان می دهد که این موضوع با نتایج به دست آمده از تحلیل زمین لرزه‌ها همخوانی داشته و به فعالیت گسل‌های اصلی، جوان و بلند زاگرس مرتبط می باشد. اما از سوی دیگر، در سمت جنوب غربی گسل زاگرس سراسری و محدوده زاگرس بلند، تعداد و بزرگی زمین لرزه‌های رخ داده از سمت سمت شمال غربی به سمت جنوب شرق افزایش قابل ملاحظه ای را نشان می دهد،که با نتایج به دست آمده از شاخص نسبی زمین ساخت فعال(Iat ) هماهنگی نداشته و روندی معکوس را نشان می دهد. این موضوع یا نشان دهنده جابجایی آرام این گسل‌ها در بخش شمال غربی بوده و یا این که در آینده باید احتمال وقوع زمین لرزه‌های بزرگی را در این محدوده داد که می تواند برای سد رودبار خطرناک باشد.
پیشنهـــاد می‌شود که در مطالعات آتی در سایر مناطق زاگرس، از شاخص نسبی زمین ساخت فعال (Iat) که ترکیبی از شاخص‌های Vf,Smf,S,SL,Re,Hi است، استفاده شود. این کار از یک سو باعث افزایش سرعت و دقت مطالعات ژئومورفولوژی در شناسایی مناطق فعال شده و از سوی دیگر به تکمیل مطالعات لرزه شناسی کمــک می‌کند.
[1]Cuong.N.Q and Zuchiewicz.W.A
[2]Lo River Faulf
[3]Kale.Vishwas and Shejwalkar.Nikhil
[4]Deccan
[5]Bull,W.B.and Mcfadden.
[6]El Hamdouni.R.,Irigary.C.,Fernandez.T.,Chacon.J and Keller.E.A
[7](relative tectonic activity index
[8]Frankel.Kurt.L and Pazzaglia.Frank.G.
[9]New Mexico
[10]Taos
[11]Sierra
[12] ( DEM:Digital Elevation Model.
[13] ( ARCMAP.
[14] ( ARC INFO.
[15] ( GOLOBAL MAPER.
[16] )HypSometric Curve
[17](Sinuosity
)
