زمین شناسی ساختمانی
ساختمانهای گنبدی
به طور کلی، ساختهای گنبدی را میتوان بعنوان ساختهایی تعریف کرد که در نتیجه نیروهای قائمی – که از پائین به بالا اثر میکنند – تشکیل میشوند. بدیهی است که در اینجا، مقصود آن دسته از ساختمانهای گنبدی شکلی است که تشکیل آنها، غیر از عوامل تکتونیکی بوده است و از جمله مهمترین آنها، میتوان گنبدهای نمکی را نام برد.
مقطع این ساختمانها دایرهای است و در مواردی که محیط اطراف آنها متجانس نباشد، میدان تنش حاصله نیز متجانس نبوده و ممکن است مقاطع آنها غیر دایرهای باشد. در مجموع میتوان گفت که این ساختمانها زمانی تشکیل میشوند که در زیر طبقات ناحیهای، لایهای که خاصیت تغییر شکل پلاستیک عالی دارد که (مثل نمک، گچ و بعضی انواع رسها) موجود است.
هرگاه این طبقه پلاستیک، به علتی تحت فشار واقع شود، به علت وضعیت خمیری، این فشار را به حالت هیدرواستاتیک به تمام نقاط منتقل میکند و در حالتی که در قسمتی از لایهها نقطه موجود باشد. به سمت بالا حرکت کرده و ساخت گنبدی را بوجود میآورد. عامل تنش متفاوت است و در مورد نمک، اختلاف وزن مخصوص قابل توجه بین نمک و سنگهای اطراف سبب حرکت نمک به سمت بالا میشود.
ساختمان گنبدهای تبخیری (گنبد نمکی)
گنبدهای تبخیری عموما از جنی نمک است و ندرتا ممکن است از ژیپس یا انیدریت تشکیل شوند. این ساختمانها به شکل گبندهای مجزا و یا به صورت هسته تاقدیسها دیده میشوند. این گنبدها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند زیرا این ساختها عموما نفتگیرها را به وجود میآورند و از سوی دیگر منابع گوگرد و نمک نیز قابل توجه است.
شکل گنبدهای نمکی
هسته گنبدهای نمکی از نمک تشکیل و تزریق ان به زیر سنگهای اطراف سبب تغییر شکل انها میشود. هسته گنبد، کم و بیش دایرهای و در بعضی موارد بیضوی طویل است. بعضی از گنبدهای نمکی در سطح زمین بیرون زدگی دارند و گنبدهای انها مشخص است به طوری که ارتفاع انها نسبت به زمینهای اطراف به ۱۳ متر و در مواردی نادر به ۲۵ متر میرسد.
عمق گنبدهای نمکی هم متفاوت است. بر اساس اطلاعات حاصله از تحقیقات ژئوفیزیکی و گمانههای اکتشافی در بسیاری حالات، عمق انها بر چند کیلومتر میرسد. شکل خارجی توده نمک، همواره مخروطی و گنبدی نیست و در بعضی موارد شکل تودههای دیواره مانند است. گاهی نیز به شکل تودههای استوانهای است.
ایران، جاسک – گنبدهای نمکی
ترکیب گنبدها
معمولا قسمت اصلی گنبدهای تبخیری را نمک تشکیل میدهد و چند درصدی نیز ممکن است از انیدریت باشد.
ساختمان داخلی گنبدها
ساختمان داخلی دارای شکلهای متفاوتی است و به صورت لایه لایه تا تودههای نامنظم دیده میشود. عموما چین خوردگی در همی دارد. در قسمتهایی که لایهها مشخصاند، شیب زیادی دارند و در پارهای حالات نیز قائم است.
پوشش رسی
بعضی از گنبدهای مکی توسط پوششی از شیل و یا سایر سنگهای رسی احاطه شده است. در بعضی موارد قشرهای کنگلومرا نیز ممکن است دیده شود.
ساختمان سنگهای رسوبی اطراف گنبدهای نمکی
این سنگها به شکل گنبد یا تاقدیس در مایند. در بعضی موارد، لایهبندی سنگها رسوبی روی توده نمک، به موازات فصل مشترک نمک و سنگهای درونگیر است که این قبیل گنبدهای سوراخ نکننده معروف است. علت ایجاد وضعیت بدین خاطر است که گنبدهای نمکی، قبل از رسوب سنگهای رویی به وجود آمده و در معرض فرسایش قرار گرفته است و بدین ترتیب این گنبدها نیر در اعماق لایههای اطراف خود متقاطعاند.
تکامل ساختمان گنبدها
در بعضی موارد با بررسی وضعیت طبقات درونگیر گنبدها زمان تشکیل آنها را مشخص کرد.
ناودیس حاشیهای گنبدهای نمک
یکی از پدیدههایی که معمولا همراه با گنبدهای نمکی دیده میشود، ناودیس حاشیهای آنهاست. به طوری که ذکر شد نمکی که گنبدهای نمکی را به وجود میآورد، از نزدیکترین قسمتهای لایه اصلی نمک به گنبد تامین میشود. این امر سبب نازک شدن لایه نمک در اطراف توده و در مرحله بعد باعث فرونشینی طبقات رویی و در این قسمت و ایجاد ناودیس حاشیهای میشود.
اهمیت اقتصادی گنبدهای نمک
این گنبدها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند و در بسیاری موارد، ساختمان تاقدیس سنگهای روی گنبدهای نمکی، نفتگیرهای اقتصادی را تشکیل میدهد و گاهی نیز این امر در پوشش سنگ گنبدها به چشم میخورد به علاوه در بسیاری حالات، کانسارهای ارزشمند گوگرد در داخل پوشش سنگها دیده شده است.
مشخصات تکتونیکی زمین
پوسته زمین همواره تحت تاثیر عوامل تکتونیکی است.
حرکات کوهزایی و خشکی زایی
حرکات پوسته زمین را میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
– حرکات کوهزایی و خشکی زایی– حرکات کوهزایی به آن دسته از حرکات پوسته اطلاق میشود که سبب تغییر شکل سریع تودههای عظیم سنگها میشود و مدت زمان تاثیر آن در مقیاس زمین شناسی، کوچک و شدت آن زیاد است، این گونه حرکات بین گسلها، چینها و کوها میشود.
حرکات خشکی زایی حرکاتی از پوسته زمین را شامل میشود که مدت تاثیر شان زیاد و شدت آنها کم است از جمله این حرکات میتوان پایین رفتن پوسته و تشکیل حوضهها و نیز بالا امدن قسمتهایی را نام برد. حرکات خشکی زایی سبب پیشروی و پسروی دریاها میشود.
در مورد حرکات کوهزایی اصطلاحات زیر وجود دارد:
الف) فاز کوهزایی:
تغییر شکلهایی که طی فاصله زمانی محدود و معینی انجام میگیرد بدین نام خوانده میشود.
ب) پریود کوهزایی:
چند فاز کوهزایی متوالی، به نام پریود کوهزایی نامیده میشود.
ج) کوهزایی با سلسله جبالی:
این نام به منطقه نسبتا باریکی که تغییر شکل پیدا کرده اطلاق میشود.
د) کمربند کوهزایی:
به مجموعه چند سلسه جبال که از نظر تکتونیکی به هم وابسته و طی یک کوهزایی چین خوردگی پیدا کردهاند، کمر بند کوهزایی گفته میشود.
به طور کلی تغییر شکل پوسته زمین را میتوان در نتیجه تجمع تنش دانست که به مرور در سنگ ذخیره میشود و هنگامی که میزان تنش از حد الاستیک سنگ تجاوز کند، تغییر شکل دایمی آن را سبب میشود. بدین ترتیب لحظه شروع تغییر شکل سنگها به نحوه اعمال نیروها و نیز به مشخصات مکانیکی انها بستگی دارد.
حرکات خشکی زایی به حرکات آرام پوسته که در طول مدت زمان طولانی تاثیر میکند، اطلاق میشود. به طور کلی این حرکات به پایین رفتن تدریجی کف حوضهها و یا بالا آمدگی آرام قسمتهایی از پوسته گفته میشود.
بنا به عقیده بعضی از دانشمندان این دو دسته حرکات یاد شده را نبایستی از یکدیگر جدا کرد بلکه حرکات خشکیزایی نیز دسته دیگری از حرکات کوهزایی، منتها با شدت کم است.
ایزوستازی
اجزای مختلف پوسته زمین مثل کوهها، دشتها و دریاها، به صورت فرو رفتگیهای نامنظمی که در قسمت بالایی پوسته قرار گرفته، نیستند بلکه تمام این اجزا به حالت تعادل نسبی قرار دارند که این امر به کاهش یا افزایش وزن مخصوص و نیز تغییر ضخامت انها حاصل میشود. مطابق نظریه ایزوستازی در زیر سطح زمین، سطحی به موازات زمین سطح زمین وجود دارد که فشار وارده از کوهها، دشتها و دریاها در ان سطح مساوی است. این سطح بنام سطح تعادل یا سطح ایزوستازی نامیده میشود.
توزیع قارهها و اقیانوسها در زمین
بیش از ۷۰% سطح زمین بوسیله اقیانوسها پوشیده شده و هر یک از سه اقیانوس عمده (کبیر ،اطلس، هند) به تنهایی از وسعت قاره اورآسیا بزرگتر است.
توزیع قارهها در سطح زمین یکنواخت نیست و قسمت اعظم آنها در قسمت خاصی از آن متمرکز شده است به طوری که اگر قطری از زمین را که اسپانیا و نیوزلند را بهم وصل میکند در نظر بگیریم بیش از ۸۱% تمام خشکیهای زمین و نیمکرهای قطب ان اسپانیا است قرار میکند. ۴۷% نیمکره یاد شده را خشکی و ۵۳% آن را دریا تشکیل میدهند. در صورتی که نیمکره مقابل آن حاوی ۱۱% خشکی و ۸۹% آب است.
ساختمان سطح زمین
یکی دیگر از مسایل مهم تکتونیکی زمین، وضعیت پستی و بلندیهای سطح زمین و نحوه توزیع آنهاست. از نقطه نظر تکتوکنیکی، سطح زمین را میتوان به واحدهای مختلفی تقسیم کرد که این واحد را در فصل بعدی بررسی خواهیم کرد.
سطح زمین را میتوان به سه قسمت کلی قارهها، حوضه اقیانوسها و حاشیه قاره ها تقسیم کرد.
هرچند در وحله اول به نظر میرسد که سواحل دریاها را بایستی فصل مشترک حوضه اقیانوسها و قارهها در نظر گرفت، اما این فصل مشترک، مرز واقعی دریاها و قارهها نیست. در حقیقت قسمت قابل توجهی از قارهها در ناحیه فلات قارهای و شیب قارهای – که وسعت آنها بالغ بر ۱۰٫۹% درصد کل سطح زمین و ۲۵% سطح قارههاست – در زیر آب قرار دارد. بدین ترتیب، مرز واقعی قارهها و حوضه اقیانوسها را بایستی در محل شیب قارهای در نظر گرفت.
واحدهای مهم تکتونیکی زمین
در سطح زمین واحدهای تکتونیکی مهمی وجود دارد که میتوان انها را به سه دسته زیر تقسیم کرد:
- الف) واحدهای مربوط به قارهها مثل کراتنها، پلاتفرمها و کمربندهای چین خورده
- ب) ژئوسینکلینها
- ج) ویژگیهای تکتونیکی اقیانوسها مثل سلسله جبالهای کف اقیانوس و تراشههای آن
واحدهای تکتونیکی قارهها
از نظر تکتونیکی، قارهها را میتوان به دو قسمت عمده به نامهای مناطق آرام و پیدار و مناطق فعال تقسیم کرد.
منطق آرام عبارتند از قدیمیترین و پایدارترین قسمت قارهها هستند که تقریبا در تمام قارهها وجود دارند و پس از پر کامبرین به جز فرسایش، تغییرات عمده دیگری را متحمل نشدهاند. قسمت پیدار قاره تحت عناوین مختلفی نامگذاری شده است. بعضیها این قسمتها را بنام کراتن میخوانند.
عدهای دیگر، این مناطق را بنام پهنههای قدیمی نامگذاری کردهاند. قسمت مرکزی نواحی پایدار سپر نام دارد. سنگهای این قسمت از قارهها، مرکب از شیست و سنگهای دگرگونی پرکامبرین است. که به وسیله گرانیت و سنگهای آذرین پوسته زمین در نظر گرفت که به وسیله لایه نازکی از سنگهای رسوبی اتشفشانی، پوشیده شده است.
زمان تشکیل پی سنگهای نواحی آرام زمین (۳٫۸ تا ۳٫۵ میلیارد سال قبل) و سنگهای جوانتری که مربوط به ۲ تا ۱٫۸ میلیارد سال هم باشد نیز وجود دارد.
بر اساس مطالعات انجام شده، پی سنگهای نواحی پایدار را میتوان مرکب از دو قسمت مجزا در نظر گرفت. قسمت اول، تودههای عظیم سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی متعلق به ارکئن است و قسمت دوم، تودههای چین خورده جوانتر متعلق به الگونکین را شامل میشود که در لابه لای قسمت اول به صورت نوارهایی به چشم میخورد.
نواحی فعال قارهها
برای بررسی نواحی فعال قارهها نحوه توزیع اتشفشانها، زلزلهها، کمربندهای چین خورده و سلسله جبالها را مورد بررسی قرار میدهیم.
الف) توزیع اتشفشانها – تاکنون در حدود ۸۰۰ اتشفشان، که در گذشته و حال فعال بوده یا هستند، شناخته شده است. بیش از ۷۵% این اتشفشانها در منطقه اطراف اقیانوس کبیر، که بنام کمربند آتش معروف است، متمرکز شدهاند. این منطقه بر سلسله جبالهای جوان غرب امریکا و قوسهای جزیرهای اتشفشانی موجود در غرب اقیانوس کبیر، منطبق است.
ب) توزیع زلزلهها – به طوری که میدانیم، زلزلهها را از نقطه نظر کانون به دسته کم عمق، متوسط و عمیق که عمق آنها به ترتیب کمتر از ۷۰ کیلومتر، بین ۷۰ تا ۳۰۰ کیلومتر و بین ۳۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتر، تقسیم میکنند.
به طوری که دیده میشود، نواحی زلزله خیز، منطبق بر مناطقی است که در آنجا فعالیت اتشفشانی انجام میشود. بیش از ۸۰% زلزلههای کم عمق در اقیانوس کبیر اتفاق میافتد. همین منطقه بیش از ۹۰% زلزلههای متوسط و تقریبا تمام زلزلههای عمیق را در بر میگیرد. از جمله منطق دیگر زلزله خیز، میتوان کمربند سلسه جبالهای مدیترانه آسیا را نام برد.
ج) کوهها – نواحی از سطح زمین که از مناطق اطراف خود مرتفعتر هستند. کوهها بر اساس شیب، ارتفاع و مشخصات نظیر اینها به اسامی مختلف تقسیم میشوند.
انواع کوه ها:
- کوهای ناشی از چین خوردگی.
- کوهای ناشی از فعالیت اتشفشانی.
- کوههای گسلی
ژئوسنکلینها
میزان نشیت کف حوضه ۱۲ متر به ازای هر میلیون سال است.
ساختمان ژئو سنکلینها
قسمتهای اصلی ژئوسنکلینها نواحی گود آن است که معمولا در همه جا به شکل گودی طویل میباشد. در یک ناحیه ژئوسنکلین ممکن است که چندین گودی وجود داشته باشد که معمولا تمام انها در جهت طویلاند و به وسیله گسلههایی محدود شدهاند. کف قسمت اصلی ژئوسنکلین ممکن است از جنس اقیانوسی و لایههای بازالت که به وسیله سنگهای رسوبی پوشیده شده، و یا از جنس پوسته قارههای باشد که در این حالت قسمت اصلی ان از سنگهای ضخیم، آذرین و دگرگونی چین خورده تشکیل شده و در زیر ان قشر بازالتی قرار دارد.
در حاشیه ژئوسنکلینها، ممکن است قطعات به سمت بالا حرکت کنند و ژئو آنتی سنکلین را به وجود آورد. در چنن مواردی، مواد رسوبی و اتشفشانی که در گودهای رسوب کردهاند. چین خوردگی پیدا میکنند و بدین ترتیب گودی ژئوسنکلین به شکل ناودیس شکنجی، در میآید. از جمله دیگر قسمتهای مهم ژئوسنکلینها، حوضههای کوهزایی آنهاست.
انواع ژئوسنکلینها
الف) میوژئوسنکلین – این نام به آن دسته از ژئوسنکلینها اطلاق میشود که تقریبا تمام نهشتههای آن را سنگهای رسوبی تشکیل میدهند. از جمله سنگهایی که در این دسته ژئوسنکلینها دیده می شود میتوان از آهک، شیل، ماسه سنگ کوارتزی و کنگلومرا نام برد. وجود بعضی از مشخصات از جمله ترکهای گلی، اوولیتها، آثار آلگها و مشخصات مشابه آن، موید این مطلب است که رسوبگذاری در آبهای کم عمق انجام گرفته است. ندرتا ممکن است سنگهای آذرین نفوذی یا آتشفشانی نیز در داخل رسوبات این دسته مشاهده میشود.
ب) ایوژئوسنکلین – ایوژئوسنکلین، به نوعی ژئوسنکلین اطلاق میشود که در آن، به طور متناوب سنگهای رسوبی و آتشفشانی قرار گرفتهاند. ضخامت این رسوبات به مراتب بیشتر از رسوبات میوژئوسنکلین است. سنگهای رسوبی این دسته، عموما آواری و شامل شیل، گریواک و کنگلومراست. سنگهای آتشفشانی آن نیز معمولا جریانهای گدازه، توف، سیل و دایکهای کم عمقی است که جنس انها غالبا آندزیت و ندرتا بازالت یا ریولیت است.
ج) پارالیاژئوسنکلین – این نام به ان دسته از ژئوسنکلینها گفته میشود که در حاشیه آرام قارهها قرار دارند. رسوبات این حوضهها، گسترش وسیعی دارند و سرعت رسوبگذاری در انها به ۳۴ متر در سال میرسد. و معمولا در بین رسوبات آن مواد اتشفشانی وجود ندارد.
مراحل مختلف ژئوسنکلین
الف) مرحله اصلی – فاز اولیه از مرحله اصلی ژئوسنکلین معمولا توام با تشکیل بعضی گسلهای است که کف ان را قطع میکند. بعضی از قطعات کف ژئوسنکلین، از اطراف به توسط گسلها محدود شده و فرونشینی آنها سبب ایجاد گودی ژئوسنکلین میشود. مطالعه رابطه بین گسلها و قطعات موجود نشان دهنده این است که عامل اصل به وجود آورنده انها، حرکات افقی یا قائمی است که در فواصل متفاوتی ادامه داشته است.
از جمله ویژگیهای مهم گودی سنکلینها، سیستم گسلهای عمیق و نیز نواحیهای است که فاقد پوسته قارهایاند. که بعدها در طی توسعه ژئوسنکلینها حقیقی، سنگهای گسلهای عمیق مربوط به قشرهای بازالتی و یا حتی قسمتهای بالای گوشته، ممکن است و در امتداد گسلهها به سطح زمین رانده شده و در آنجا نمایان شود. در فاز نهایی مرحله اصلی، تقریبا تمام گودی ژئوسنکلین از رسوبات متناوب رس و ماسه سنگ موسوم به فلیش پر میشود. در داخل این رسوبات، لایههای مارلو و کربنهای مختلف نیز مشاهده میگردد.
ب) مرحله کوهزایی پس از خاتمه چینخوردگی در مرحله اصلی در اثر فرونشینی، گودیهای دیگری موسوم به گودیهای کوهزایی بوجود میآید و در همین زمان، بالا امدگی کوهزایی نیز تشکیل میشود. گرچه در بعضی موارد، این گودیها عمیقترین قسمت ژئوسنکلینها را تشکیل میدهد ولی این امر در تمام موارد صادق نیست، گودیهای موجود در حواشی کراتنها از جمله معروفترین گودیهای کوهزایی به شماره میآیند. این گودیها معمولا با رسوبات ضخیمی از مواد رسوبی و اتشفشانی پر میشود.
