فرگشت ریختزمینساختی و شواهد زمینساخت پویا در رودخانهها و شبکه زهکشی (باختر کوهستان شتری- خاور طبس)
محمد ناظمی1* ؛ دکتر منوچهر قرشی2؛ دکتر محمدرضا قاسمی2؛ دکتر مهران آرین1
1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه زمینشناسی، تهران، ایران
2 پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران
چکیده
کوهستان شتری از پهنههای مهم زمینساختی پویا در خاور ایران مرکزی است که در حد فاصل بلوک لوت در خاور و بلوک طبس در باختر بهصورت یک برجستگی ساختاری انقباضی (گل ساخت مثبت) به وجود آمده است. جنبشهای ساختاری کواترنری در گستره دشت طبس و بویژه در پهلوی خاوری آن ( باختر کوهستان شتری) نشانه های ریخت زمینساختی گوناگونی را به وجود آوردهاند که در نوع خود کم نظیر هستند. پیشانی این جنبشها در اثر تداوم سامانه تنش ترافشارشی در کوهستان جوان شتری بهجانب باختر- جنوب باختری پیشروی نموده و تا نزدیکی شهر طبس گلشن در فاصله 16 کیلومتری باختر کوهستان مذکور رسیده است. شواهد ریختزمینساختی و سیماهای زمینریختی فراوان گویای این پویایی و پیشروی پیشانی جنبشها و دگرشکلیهای ساختاری بهسوی باختر و جنوب باختری میباشد که از جمله مهمترین آنها میتوان فرگشت رودخانههای منحرفشده، رودخانههای سربریده، پیشینرودها (رودهای پیشآیند) را نام برد که در این نوشتار به آنها پرداخته شده است.
کلمات کلیدی: طبس،کوهستان شتری، زمینساخت پویا، رودخانههای منحرفشده، رودخانههای سربریده، پیشین رودها، شبکه زهکشی
Morphotectonics Evolution and Active Tectonic Evidence in Rivers and Drainage Pattern (West of Shotori Mountains- East of Tabas)
1*M. Nazemi, M. Qurashi2, M. R. Ghasemi2, M. Arian
Department Of Geology, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
2Research Institute for Earth Sciences, Geological Survey Of Iran, Tehran, Iran
Abstract
Shotori mountains is one of important tectonic zone in east of Iran has occurred as a contraction structure (positive flower structures) between Lut block (East) and Tabas Block (West) . Quaternary structural movements across the Tabas plain and particularly its eastern side (west of Shotori mt.) have created several morphotectonics features that are unique in its kind. Deformational front of this movements migrated to west close to the Tabas-E Golshan town, 16 Km far of Shotori Mt. Abundant morphotectonic evidence and geomorphic features indicates this migration and continuity of active tectonic movements to present. Many of this evidence in related to rivers as: deflected stream; beheaded rivers and antecedent rivers have been investigated in this article.
Keywords: Tabas, Shotori Mountains, deflected stream; beheaded rivers, antecedent rivers, drainage pattern.
*Corresponding Author: M. Nazemi E-mail: nazemigeo@gmail.com
1-مقدمه
رودخانهها و شبکههای زهکشی سطحی از مهمترین فرایندهای زمینشناسی جوان هستند که در ارتباط با فعالیتهای زمينساختی و کوهزادها شکل میگیرند. این سامانههای پویا، به تغییرات زمينساختی حساس بوده و در زمانی کوتاه میتوانند به آنها پاسخ دهند. از سوی دیگر پیشروی پیشانی جنبش های ساختاری بهسوی نواحی پیش بوم در یک کمربند کوهزایی زمانی که کوتاهشدگی و فشردگی از حد معینی فراتر رود روی داده و پهنهی جنبشهای ساختاری در یک ناحیهی وسیعتر در فاصله بین پیشانی کهن کوهستان و موقعیت جدید گسلش گسترش مییابد. تأثیر متقابل فرایندهای مذکور در ناحیه پیشبوم کوهستان شتری (خاور طبس) سبب ایجاد سیماهای ریختزمینساختی مختلف و متعدد گردیده است. فراخاست(uplift) در یک ناحیه وسیع از پیشبوم که بهتدریج از پیشانی کهن کوهستان بهسوی بخشهای مرکزی دشت طبس رخ داده بهوسیله فرایندهای فرسایش-رسوبگذاری و زمین منظرهای ایجادشده قابل بررسی میباشد. مجموعه عوامل و جنبشهای زمینساختی پویا در ارتباط با فرایندهای فرسایشی سبب ایجاد زمین منظرها و سیماهای ریخت زمینساختی جالبی گردیده که همگی نشان از تداوم جنبشهای ساختاری جوان و زمینساخت پویا در این گستره از ایران دارد.
2-ویژگیهای زمینشناختی و زمینساختی ناحیه
کوهستان شتری با روند NNW-SSE با درازای حدود 150کیلومتر و پهنای حدود 30 کیلومتر از سیماهای زمینریختی و زمینساختی شاخص و پویا در خاور ایران مرکزی است که در حد فاصل فروافتادگی انقباضی دشت طبس
(Tabas contractional depression) در سمت باختر و بلوک لوت در سمت خاور قرار گرفته است(شکل1).
بلندترین قله این رشتهکوه با ارتفاع 2893 متر(قله شتری) در نواحی باخترمرکزی آن قرار گرفته است. این کوهستان چینخورده و گسلیده بهصورت یک ساخت نخلی(گلساخت مثبت) بر روی شاخههای فرعی و در پایانهی شمالی گسل بزرگ نایبند در یک سازوکار ترافشارشی راستبر به وجود آمده است. از نظر چینه نگاری کوهستان شتری شامل یک توالی از سنگ های رسوبی دریایی با ضخامت حدود سیزده هزار متر میباشد که در طی دو مرحله اصلی کشش و فرونشست(پالئوزوئیک زیرین-تریاس زیرین و تریاس میانی-ترشیری پسین) در آن جمع شده و برونزدهایی از سنگ های آتشفشانی و آذرآواری ترشیری و کواترنری (بهویژه در پهلوی خاوری آن) دیده میشود(Stocklin et al., 1965; Ruttner et al., 1968). عملکرد سامانه تنش ترافشارشی راستبر که به علت هندسهی گسل نایبند و ایجاد یک خم فشارشی میباشد سنگها را توسط مجموعهای از گسلهای رانده و انواع چین های مرتبط با آنها بر روی بلوک لوت در سوی خاور و بلوک طبس در سمت باختر حمل کرده و رانده است. کوهزاد شتری همچون اغلب کوهزادها نامتقارن بوده و بررسی الگوی شبکهی زهکشی و خصوصیات زمینشناسی و ساختاری، تشکیل اولین برآمدگیها را در بخش های خاوری آن و سپس گسترش دگرشکلی در دو سوی این بخش را نشان میدهد (مغزی و ناظمی، 1388). توسعه و رشد ساختارهای چینخورده در رسوبات مارنی-رسی و سنگجوش نئوژن در دامنههای باختری کوهستان از مهمترین عامل در تشکیل سیماهای زمینریختی این منطقه از جمله زمینمنظرهای مرتبط با رودخانهها و شبکههای زهکشی بوده و تأثیرات عمده و مهمی بر روند فرگشت زمینریختی رودخانهها و شبکه زهکشی منطقه داشته است که در ادامه بهشرح آنها میپردازیم.
3- پیشین رودها (Antecedent Rivers)
بررسی جریانات سطحی و الگوی شبکهی زهکشی در کوهستان شتری عدم تقارن آن را نسبت به خط میانه کوهستان و عدم پیروی ظاهری این شبکه از پستی و بلندیها در برخی مناطق را نشان میدهد بهطوریکه رواناب بیشتری بهسوی باختر و دشت طبس جریان مییابد(مغزی و ناظمی 1388). رودخانههای اصلی با بدهرود پایه دائمی (از جمله رودخانه سردر-خاور طبس و رودخانهی کریت-جنوب خاوری طبس) از بخشهای خاوری کوهستان منشأ گرفته و پس از بریدن رشتههای نسبتاً مرتفع کرانههای باختری بهصورت تنگدرههای ژرف، به دشت طبس میریزد.
در بسیاری از نقاط، خط تقسیم آب دو حوضه، بر فراز ستیغ کوهستان منطبق میباشد مگر در بخش های مرکزی که قلهی شتری در پهلوی باختری کوهستان واقع شده است. در این ناحیه رودخانهی سردر از مناطق پستتر خاوری کوهستان شتری بهسوی بلندیهای مرتفع باختر جریان یافته و پس از برش رشتهکوه و ایجاد تنگدرهای در سنگآهکهای پرمین (تنگ عباسی در مسیر کال سردر) به دشت طبس وارد میشود(شکل1و2) .
این وضعیت نشان میدهد که هستههای اولیه برآمدگی و برخاستگی کوهستان شتری در بخش های خاوری پدید آمده و منجر به تفکیک دو حوضه آبریز لوت و طبس گردیده است . بدین ترتیب رودخانههای سرچشمه گرفته از این برآمدگی (خط تقسیم آب) بهسوی باختر و خاور روان گردیده و رسوبات را از ارتفاعات فرسایش داده و در محل ورود به دو حوضهی رسوبگذاری لوت و طبس برجای گذاشتهاند.
با ادامهی همگرایی دو بلوک لوت و طبس در خم فشارشی گسل نایبند، پیشانی جنبش های ساختاری به دو طرف هستهی برآمده مرکزی کوهستان توسعه یافته است. البته این پیشروی نامتقارن و بهسوی باختر بیشتر بوده و منجر به برپایی ارتفاعات در بخش های باختری گردیده است .
با توجه به وجود دبی پایه و سرعت فرسایش رودخانههای اصلی، قدرت و نرخ فروکاوی این جریانات از نرخ فراخاست کوهستان بیشتر بوده و جریانها بهصورت پیشین رود، رشتههای در حال فراخاست را برش داده و تنگدرههای ژرف یادشده را به وجود آوردهاند. نمونههای جالبی از این تنگدرههای ژرف که در رسوبات کربناته سازندهای جمال و شتری حفر شده در مسیر رودخانه کریت (در محل بند کریت، کهنترین سد قوسی جهان) دیده میشود(شکل1و2). با توجه به تقدم استقرار و فرگشت شبکهی زهکشی بر توسعهی ساختارها و سیماهای زمینریختی جوان در کوهستان شتری و دامنههای باختری آن الگوی پیشین رود در هنگام عبور رودخانههای مذکور از عرض تپهماهورهای نئوژن که در قالب ساختار های چینخورده رخنمون یافتهاند نیز دیده میشود.
این رودخانهها نهشتههای نئوژن را بریده و تنگدرههای ژرف (حتی بعضاً با ژرفای حدود 60 متر و عرض 2 متر) با دیوارههای قائم به وجود آوردهاند(شکل2). البته عرض درههای ایجادشده در رسوبات مارنی سیلتی به دلیل فرسایش های جانبی و ریزش دیوارهها بیشتر از مناطق سنگجوشی میباشد. آثاری از دست کم 3 مسیر قبلی جریان رودخانه سردر بر روی تاقدیس مذکور در نواحی شمالی دیده میشود (شکل3) که در حال حاضر بجز سیلابهای فصلی جریان دیگری نداشته و به نظر هواچاک(Air Gap) میرسند (Walker et al., 2003). پیشینرودهای مذکور نشاندهنده تداوم پیشروی پیشانی جنبشهای ساختاری بهسوی باختر و رسیدن آن به حاشیه پلایای طبس میباشد که با رخنمون گسل زمینلرزه ویرانگر سال 1357 طبس نیز همخوانی دارد.
سایر آبراهههای کوچک و فرعی که قدرت فروکاوی کمتری نسبت به رودخانههای اصلی داشته و درههای کم ژرفاتری را به وجود آوردهاند در محل پیوستن به رودخانههای اصلی بهصورت درههای برخاسته(معلق) دیده میشوند. در جاهایی که قدرت جریان آب (به دلیل عدم وجود دبی پایه و یا وسعت کم حوضهی آبریز) محدود تر بوده ، درهها کم ژرفاتر و وسیع تر میشوند.
4- رودخانههای منحرفشده(deflected stream) و رودخانههای سربریده(Beheaded River)
همان طور که گفتهشده سیمای زمینریختی رودخانه تابع قدرت جریان و نرخ فروکاوی بستر و نرخ فعالیتهای زمينساختی و فراخاست ناحیه دارد. چنانچه قدرت رودخانه و نرخ فروکاوی بستر آن کمتر از نرخ برپایی و رشد چینهای جوان و پویا در رسوبات نئوژن باشد رودخانه مجبور به دور زدن دماغه چین در حال رشد بوده و همزمان با رشد چین و افزایش طول محور آن بهموازات محور حرکت نموده و سرانجام از محل دماغهی چین عبور مینماید.
این حالت در مورد تاقدیس هزار قاچ در جنوب خاور طبس مشاهده میگردد که به دلیل عدم وجود حوضهی آبریز وسیع و دبی پایه کافی هیچکدام از آبراههها و کانالهای زهکشی بخشهای شمال خاوری چین، موفق به بریدن تاقدیس مذکور نشده و همگی در هنگام رسیدن به دامنه خاوری تاقدیس بهسوی شمال منحرفشده و پس از دور زدن دماغه تاقدیس، به سمت باختر، مسیر خود را ادامه داده و رودخانههای منحرفشده را نشان میدهند(deflected stream).
در یال خاوری تاقدیس مذکور شبکه زهکشی جوان با جریان بهسوی خاور و شمال خاوری تشکیلشده که برخلاف مسیر کلی شبکه زهکشی در دامنههای باختری کوهستان بوده و نشانه برخاستگی جدید تاقدیس میباشد(شکل4). جالب اینجاست که در بخشهای جنوبیتر و هسته تاقدیس(شمال رودخانه کریت-شکل4) هر جا که جریانات سطحی قدرت کافی برای برش و فروکاوی بستر خود داشتهاند عرض تاقدیس را بریده و حالت پیشین رود را نشان میدهند. در نزدیکی این ناحیه آثار یک دره بادی(هواچاک-air gap) نیز دیده میشود که نشاندهنده مسیر قبلی جریانهای سطحی بوده و در مرحلهای از برخاست ناگهانی و سریع تاقدیس، جریان آبراهه بهسوی شمال منحرفشده و همراه با سایر آبراههها دماغه چین را دور میزند (شکل 4).
این دره بادی با عرض حدود 80 تا 130 متر حوضه آبریز کوچکی داشته ولی در پاییندست، بادزن آبرفتی به نسبت بزرگی را به وجود آورده است که قاعدتاً نمیتواند حاصل فرسایش و رسوبگذاری حوضه کوچک فعلی بوده و نشانهای از ارتباط آن با نواحی بالادست در گذشته میباشد. در ادامه مسیر دره بادی به سمت بالادست با یک برجستگی کوچک و کم عرض به آبراهه یال خاوری میرسیم که درست در محل برجستگی مذکور با انحراف 90 درجه بهسوی شمال منحرف شده و بعد از حرکت بهموازات لایههای سنگ جوش تاقدیس به سایر جریانات سطحی منحرفشده میپیوندد. نفوذ به داخل طبقات یال خاوری چین و حرکت بهموازات آنها نشانه دیگری بر این تاریخچه است چرا که اصولاً جریان باید در محل رسیدن به اولین طبقه از یال تاقدیس منحرف میشد و هرگز به داخل یال نفوذ نمیکرد. آثار حداقل دو دره بادی دیگر در بخشهای شمالی تر تاقدیس دیده میشود که با نشانههای قوی همراه نیست.
در مورد تاقدیس خسروآباد نیز وجود هواچاکها یا رودخانههای سربریده متعدد که عرض چین را بریدهاند بسیار جالب است(شکل4). بستر این درهها به نسبت وسیع و بزرگ میباشد ولی در حال حاضر در بالادست، حوضه آبریز بسیار محدودی دارند که به نظر میرسد در مراحل فرگشت تاقدیس هزار قاچ و با رشد و پیشروی دماغه آن بهسوی شمال، در هر مرحله، کل جریان منحرفشده توسط چین بهصورت یک پیشین رود از عرض تاقدیس خسروآباد عبور می نموده است. باگذشت زمان و رشد بیشتر دماغه تاقدیس هزار قاچ مسیر جدیدی از عرض تاقدیس خسروآباد ایجاد میشده و مسیر قبلی بهصورت یک رود سربریده(Beheaded River) یا یک هواچاک باقی مانده است.
بدین ترتیب جدیدترین جریان منحرفشده از دماغه تاقدیس هزارقاچ پس از ایجاد یک بادزن آبرفتی در بخش شمالی تاقدیس در مسیر چند دره در بخشهای شمالی تاقدیس خسروآباد جریان مییابد. نکته جالب در این مورد، تمایل برخی از شاخهها به حفظ مسیرهای قبلی است بهطوریکه پس از دور زدن دماغه چین مجدد بهسوی جنوب منحرف شده و در بستر درههای قدیمی تر جریان یافته و از عرض تاقدیس خسروآباد عبور مینمایند.
با توجه به ویژگیهای سنگشناختی طبقات تشکیلدهنده چینهای نئوژن و وجود لایههای نفوذناپذیر سبب شده تا رشد و پیشروی دماغه تاقدیس هزار قاچ بهسوی شمال و انحراف آبراههها منجر به تشکیل یک پهنه فقیر از آبهای زیرزمینی در پهلوی باختری تاقدیس مذکور ( پهنه بین یال باختری تاقدیس هزارقاچ و یال خاوری تاقدیس خسروآباد) شده و لذا مقنیان قنات خسروآباد با درک این مسئله مسیر اصلی و فرعی قنات را بهسوی شمال تا رسیدن به جریان آبهای زیرزمینی منحرفشده از دماغه تاقدیس هزارقاچ ادامه دادهاند (شکل4).
لذا میتوان تاقدیس هزارقاچ را بهعنوان یک پشته مسدودکننده(Shutter Ridge) در مسیر جریان آبهای زیرزمینی در نظر گرفت که علاوه بر انحراف جریانهای سطحی، جریان آبهای زیرزمینی را نیز کنترل و منحرف نموده است. نمونههای دیگری از این آبراهههای سربریده در بخش شمال خاوری تاقدیس فشاه(14 کیلومتری شمال خاوری طبس) و نیز در مسیر کال جنی(27 کیلومتری شمال باختری طبس) دیده میشود(شکل 5) (ناظمی و مغزی، 1386). به گونهای که در این نواحی فرسایش شدید جریانهای سطحی که به علت فراخاست سریع ناحیه رخ داده سبب وقوع پدیده رودگیری یا اسارت رودخانه(Stream Capture) شده و هواچاک های زیبایی را به وجود آورده است. در منطقه فشاه اسارت شاخه فرعی یک آبراهه سبب ایجاد یک رودزانو و در نتیجه شروع فرسایش قهقرایی و خندقی در نواحی بالادست جریان شده است(شکل5).
6- جمعبندی و نتیجهگیری
کوهستان شتری را میتوان نمونه مینیاتوری از یک کوهزاد درونقارهای با مشخصات منحصربهفرد دانست که میتواند الگویی بسیار مناسب برای مطالعه فرایندهای اصلی و جانبی کوهزادها باشد. سادگی دسترسی و فواصل به نسبت کم ساختارها و پدیدههای زمینشناختی کوهستان، عدم پوشش گیاهی، تنوع زیاد پدیدهها و فرایندهای زمینشناختی و پویایی زمین ساختی و لرزهخیزی بالای ناحیه که دادههای بسیار معتبر برای بررسی درستی و نادرستی فرضیههای مورد نظر را فراهم میکند میتواند از عمدهترین این دلایل باشد. الگوی شبکه زهکشی و فرگشت ریختزمینساختی رودخانهها همگی در ارتباط تنگاتنگ با جنبشهای زمینساختی جوان و پویا در این ناحیه بوده و به خوبی آثار این جنبشها را نشان میدهد. سیماهای زمینریختی این رودخانهها اغلب در بخشهای کوهستانی شتری و نیز در فرادیواره گسل زمینلرزه سال 57 طبس گلشن دیده میشود که خود نشانهای دیگر از جنبشهای این گسل لرزهزا و فراخاست ناحیه فرادیواره آن میباشد.
7- منابع
مغزی نجفآبادی، ش.، ناظمی، م.، (1388)- شبکه زهکشی، شاهدی از روند تحولات مورفوتکتونیکی در رشته کوه شتری-شرق طبس، اولین همایش ملی معدن و علوم وابسته، دانشگاه آزاد اسلامی طبس
ناظمی، م.، مغزی نجفآبادی، ش.، (1386)- بررسیهای نوزمينساختی در مسیر کال جنی –شمال طبس، سومین همایش منطقهای معدن و علوم وابسته، دانشگاه آزاد اسلامی واحد طبس، ص567-559.
Ruttner, A., Nabavi M.H., and Hajian, j., (1968)- Geology of the Shirgesht area (Tabas area east iran) G.S.I 733 pp.
Stocklin, J. Eftekhar-nezhad, J. and Hushmand-zadeh, A., (1965)- Geology of Shotori range (Tabas area, East Iran). Geol. Surv. of Iran. No. 3, 69p.
Walker, R., Jackson, J. and Baker, C., (2003)- Surface expression of thrust faulting in eastern Iran: source parameters and surface deformation of the 1978 Tabas and 1968 Ferdows Earthquake sequences, Geophys. J. Int. V. 152, p. 749-765.
شکل 2- (a ژرفدره ایجادشده در سنگهای آهکی سازند جمال
در مسیر رودخانه کریت در محل بند تاریخی کریت، جنوب خاوری طبس
(b نمونه دره ژرف ایجادشده در رخنمون سنگ جوش نیمه سخت شده کواترنری مسیر رودخانه کال جنی، شمال طبس (c ژرفدره در مسیر رودخانه سردر در سنگآهکهای پرمین(سازند جمال) ، تنگ عباسی، خاور طبس، بند(طاق) شاهعباس در انتهای تصویر پیداست (d ژرفدره در سنگ جوش نیمه سخت شده نئوژن (یال خاوری تاقدیس طبس)، ادامه مسیر رودخانه سردر، نزدیکی شهر طبس (e ژرفدره ایجادشده در ادامه مسیر رودخانه سردر و در محل ورود به یال خاوری تاقدیس طبس، کوهستان شتری در حدود 4 کیلومتری دیده میشود، نگاه بهسوی شمال خاوری
شکل 3- تصویر ماهوارهای از تاقدیس طبس در خاور شهر طبس که شامل چند چینخوردگی فرعی نیز میباشد.مسیرهای قبلی جریان رودخانه سردر بهصورت هواچاک دیده میشود. در حال حاضر جریان رودخانه سردر بهصورت یک پیشینرود، عرض چینهای مذکور را بریده و درهای باریک و ژرف در آن(بهویژه در رخنمون سنگ جوش نئوژن) ایجاد نموده است(تصاویر d و e در شکل2 مربوط به این ناحیه در یال خاوری تاقدیس میباشد . راستای گسل زلزله طبس با پیکانهای قرمز نشان داده شده است.
شکل4 – تصویر ماهوارهای از تاقدیسهای خسروآباد و شکسته هزارقاچ در جنوب خاوری طبس.آبراهههای منحرفشده در اثر پیشروی دماغه تاقدیس هزارقاچ، هواچاک ایجادشده در تاقدیس، رودخانههای سربریده در تاقدیس خسروآباد به علت انحراف سرشاخه تغذیهکننده آنها، انحراف چاههای قنات خسروآباد به سمت شمال جهت دستیابی به جریان آبهای زیرزمینی منحرفشده از دماغه تاقدیس مذکور جالب توجه است.
پاسخ دهید