آموزش گسل

[Amir R. Haddadi 9164]

مقدمه:

پروسه تغیر شکل، ریختها و ترکیبهای مختلفی از سنگها را در مقیاسهای متفاوت ایجاد میکند. در یک سمت کوههای عظیم کره زمین قرار دارند و در سوی دیگر تنشهای موضعی باعث ایجاد ترکهای بسیار ریز در سنگ کف می­گردد. از تمام این پدیده ها تحت عنوان "ساختارهای سنگی" یاد می­شود. زمانی که یک مطالعه در منطقه انجام می­پذیرد، زمین شناس ساختار غالب را تشخیص و توصیف می­نماید. یک ساختار معمولا آنقدر عظیم است که فقط قسمت بسیار کوچکی از آن توسط یک بیننده، قابل مشاهده است. اغلب موارد، بیشتر سنگ کف توسط نباتات و یا رسوبات اخیر پنهان شده است. در نتیجه تهیه ساختار زمین شناسی باید بر اساس رخ نمودهای بسیار محدود که شامل مکانهایی است که کف سنگی در سطح زمین نمایان می­باشد، انجام پذیرد. برخلاف تمام این مشکلات، برخی تکنیکهای ترسیم زمین شناسان را قادر به شناخت ساختارهای کنونی می­سازد. در سالهای اخیر، این مسیر با کمک عکس برداری هوایی، تصویربرداری ماهواره­ای و توسعه سیستم مکانیابی جهانی (GPS) هموارتر گردیده است. علاوه بر این تهیه پروفیل زمین با روش انعکاس لرزه­ای و نیز حفر گمانه ها، در مورد ترکیب و ساختار سنگهای در عمق داده­های زیادی را فراهم می­نماید.

در مکانهایی که سنگهای رسوبی موجود می باشند، تهیه ساختار سنگها ساده­تر می­گردد چرا که لایه های رسوبی معمولا بصورت افقی تشکیل می شوند. در صورتی که لایه­ها بصورت افقی باقی مانده باشد، نشان میدهد منطقه احتمالا تحت تنش و تغییر شکل نیست. ولی اگر لایه ها خمیده، مایل، یا شکسته شده باشند، نشان دهنده تغییر شکل پس از رسوبگذاری است.

گسلها

گسلها شکستگیهایی در پوسته زمین هستند که در طول آنها تغییر شکلهای قابل توجهی ایجاد شده است. گاهی اوقات گسلهای کوچک در ترانشه های جاده، جائی که لایه های رسوبی چند متر جابجا شده اند، قابل تشخیص هستند. گسلهایی در این مقیاس و اندازه معمولا بصورت تک گسیختگی جدا اتفاق می­افتد. در مقابل گسلهای بزرگ، شامل چندین صفحه گسل درگیر می باشند. این منطقه های گسله، می­توانند چندین کیلومتر پهنا داشته باشند و معمولا از روی عکسهای هوایی راحتتر قابل تشخیص هستند تا سطح زمین.

در واقع حضور گسل در یک منطقه نشان می­دهد که در یک زمان گذشته، در طول آن جابجایی رخ داده است. این جابجایی­ها می توانسته یا بصورت جابجائی آرام باشد که هیچ گونه لرزشی در زمین ایجاد نمی­کند و یا اینکه بصورت ناگهانی اتفاق بیفتد که جابجایی های ناگهانی در طول گسلها عامل ایجاد اغلب زلزله ها می باشد. بیشتر گسلها غیر فعال هستند، و باقیمانده­ای از تغییر شکلهای گذشته می باشند. در امتداد گسلهای فعال، حین جابجائی فرسایشی دو قطعه پوسته­ای در کنار هم، سنگها شکسته و فشرده می­شوند. در سطح صفحات گسلی، سنگها بشدت صیقلی و شیاردار می شوند. این سطوح صیقلی و شیاردار به زمین شناسان در شناخت جهت آخرین جابجایی ایجادشده در طول گسل کمک می­کند. که زمین شناسان بر اساس جهت حرکت گسلها، آنها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می­کنند که در قسمت انواع گسلها به این تقسیم بندی می­پردازیم.

مشخصات گسلها

برای تعریف گسلها، از مشخصات هندسی آنها، یعنی موقعیت قرارگیری آنها در یک فضای سه بعدی، استفاده می­شود که عمده­ترین این مشخصات هندسی راستا و شیب می­باشند. شناخت این پارامترها در سطح، زمین شناسان را قادر می­سازد تا ساختار سنگها و گسلها را در زیر زمین و قسمتهای دور از دیدشان، پیشبینی نمایند.

راستا: جهت و راستای خط تلاقی صفحه گسل با افق تحت عنوان راستا شناخته می­شود. راستا معمولا بصورت زاویه­ای با شمال مشخص می­گردد. برای مثال عبارت N20E نشان می­دهد که راستای گسل 20 درجه به سمت شرق نسبت به جهت شمال متمایل است.

شیب: عبارتست از شیب سطح یک توده سنگی یا صفحه گسل، نسبت به صفحه افق. شیب شامل زاویه انحراف و نیز جهت آن میباشد. جهت متصور شدن شیب یک گسل، بخاطر سپاری این نکته است که آب همیشه در صفحه موازی با شیب گسل به سمت پایین جاری خواهد شد.

شکل: نمایش خط راستا و شیب و نیز جهت شیب

شکل: نمایش خط راستا و شیب و نیز جهت شیب

برای نمایش گسلها بر روی نقشه­های زمین شناسی، بدین ترتیب عمل می­شود که با یک خط راستای گسل را نشان میدهند و با یک خط کوتاهتر و عمود بر خط قبلی، جهت شیب را مشخص کرده و درجه شیب را در کنار آن مینویسند.

انواع گسلها

تقسیم بندی گسلها فقط بر اساس هندسه و جهت جابجائی نسبی ایجاد شده در آنها صورت می­پذیرد. گسلهای راستا لغز و گسلهای شیب لغز دو تقسیم بندی کلی گسلها میباشند که در زیر تعاریف مربوط به آنها آورده می­شود.

گسلهای امتداد لغز

گسلهایی که امتداد اصلی لغزش در امتداد راستای گسل باشد، گسل امتداد لغز نامیده میشوند. بر اساس جهت حرکت در امتداد راستای گسل، گسلهای چپ گرد و یا راست گرد را میتوان تشخیص داد. نحوه تشخیص بدین ترتیب است که اگر در یک سمت از گسل بایستیم و حرکت سمت دیگر را نظاره نماییم، اگر حرکت آن از سمت چپ به راست باشد، گسل راست گرد و در حالت برعکس چپ گرد خواهد بود. بعنوان مثال شکل زیر یک گسل امتداد لغز راست گرد را نشان میدهد.

گسلهای شیب لغز:

گسلهایی که امتداد اصلی لغزش موازی جهت شیب گسل باشد، گسلهای شیب لغز نامیده می شوند. گسلهای شیب لغز نرمال و معکوس بر اساس جهت حرکت دو قطعه نسبت به هم تعریف میشوند. در صورتی که نیروی وارده فشاری بوده و دو قطعه را به هم نزدیک کند، گسل شیب لغز معکوس و در صورت دو شدن دو قطعه از هم گسل شیب لغز نرمال نامیده میشود.

بر اساس حرکتهای قائم دو قطعه نسبت به هم، فرا دیواره و فرو دیواره قابل تشخیص است. در زبان انگلیسی به فرا دیواره Hanging wall ( دیواره آوریز ) و به فرو دیواره Footwall اطلاق میشود. دلیل این نامگذاری برمیگردد به معدنکارانی که در معادن زیر زمینی کار میکردند. چون غالبا معادن در محل تقاطع دو قطعه قرار دارند، فرا دیواره سقف معادن را تشکیل میدهد که محل آویزان کردن چراغها در داخل معادن بود (Hanging wall) و فرو دیواره کف معدن یا محلی که پا بر روی آن قرار میگیرد است که به آن Footwall اطلاق می شود. در زبان فارسی از دو اصطلاح فرا دیواره و فرو دیواره برای نامگذاری استفاده میشود.

شکل: فرا دیواره و فرو دیواره در گسل معکوس

در عمل لغزش گسل، ترکیبی از شیب لغز و راستا لغز می­باشد که گسل مایل نامیده میشود. در شکل زیر تمام حالتهای ممکن به نمایش گذاشته شده است.