شناخت تغییرات میدان تنش سنوزوئیک با استفاده از تحلیل زمین ساخت شکننده در زاگرس چین خورده ساده (گستره شیراز)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه علوم زمین، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شیراز و واحد علوم تحقیقات فارس، شیراز، ایران

2 استادیار، گروه علوم زمین، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

3 دانشیار، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

4 دکترا، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

شکل کنونی زاگرس چین خورده، حاصل برخورد اریب ورق عربی و ایرانی در سنوزوئیک بالایی می‌باشد. در این پژوهش، تغییرات میدان تنش سنوزوئیک در کمربند چین‌خورده ساده زاگرس و تکامل ساختاری پس از برخورد، در گستره شیراز مورد ارزیابی قرار گرفته است. سازندهای زمین‌شناسی مورد بررسی، در بازه زمانی کرتاسه بالایی تا نئوژن (سنوزوئیک بالایی) است. در این راستا داده‌های صفحه گسلی و خش‌لغزها، سطوح انحلال فشاری و دیگر شواهد زمین‌ساختی و چینه‌شناختی در30 ایستگاه برداشت گردید و وضعیت محورهای اصلی تنش(σ3, σ2 , σ1) برای دسته  داده های تفکیک شده به روش برگشتی، محاسبه شد. نتایج حاصل از بازسازی تنش دیرین، رژیم زمین‌ساخت فشاری و امتدادلغز را حاکم در سنوزوئیک است و چرخش پادساعت گرد نزدیک به 60 درجه، مسیر اصلی تنش فشاری در طول زمان است چنانکه جهت بیشینه تنش اصلی (σ1) پیش از چین‌خوردگی جهتی نزدیک به N60E دارد و زمان آن میوسن و قبل از آن می‌باشد در حالی که جهت تنش هم‌زمان با چین‌خوردگی N35E است و سن هم ارز سازند بختیاری قدیمی و پلیوسن دارد، تغییرات تنش بیشینه پس از چین‌ خوردگی جهت N20E را نشان می‌دهد که هم ارز سنی بختیاری جوان و کواترنری (پلئیستوسن) است و در ادامه تا کنون راستای نزدیک به شمالی - جنوبی در گستره تأثیرگذار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Recognition of Cenozoic stress field changes using brittle tectonic analysis in the Zagros simply folded belt (Shiraz Area)

نویسندگان [English]

  • Tahmoores Yousefi 1
  • Kouros Yazdjerdi 2
  • Manouchehr Ghorashi 3
  • Alireza Shahidi 4
1 Ph.D. Student, Department of Earth Sciences, Islamic Azad University, Shiraz Branch and Fars Science and Research Branch Shiraz, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Earth Sciences, Shiraz branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran.
3 Associate Professor, Earth Sciences Research Institute, Geological Survey of Iran,Tehran, Iran.
4 Ph.D., Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The current form of the folded Zagros is the result of the oblique collision the Arabian and Iranian plates in Late Cenozoic. In this study, Cenozoic stress field changes in Zagros Simply folded belt and structural evolution after collision in Shiraz Area have been evaluated. The geological formations under investigation are from Late Cretaceous to Neogene (Late Cenozoic). In this regard, geometry and kinematics of the faults, stylolites and other tectonic and stratigraphic evidence in geological formations outcrops in the study area at 30 stations were taken. The tension main axes (σ1, σ2, σ3) were calculated by Inversion Method for the categorized data. The results of the reconstruction of the paleo stress show compressional and Strike- Slip tectonic regime in Cenozoic. Moreover, anticlockwise rotation of the direction of compressive stress over time is about 60 degrees. As pre-folding compressional stress direction (σ1) is about N60E and its time is Miocene and before that. Whereas syn-folding stress direction is N35E and its age is equivalent to Pliocene that is the same age as old Bakhtiary formation. Stress changes in post-folding indicate N20E and its age equivalent to Pleistocene that is the same age as young Bakhtiary formation. At the present time, the maximum stress direction that is about N-S affects the area.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zagros Simply Folded Belt
  • inversion method
  • Cenozoic
  • Stylolite
  • brittle tectonic
کتابنگاری  
آقانباتی، ع.، ۱۳۸3- زمین‏شناسی ایران، سازمان زمین‏شناسی کشور. 640 ص.
عبادی، ل.، علوی، س. ا. و قاسمی،  م. ر.، 1396- رمز گشایی تغییرات میدان تنش با استفاده از واکاوی زمین ساخت شکننده در گستره شهر بابک. فصل نامه علوم زمین، پائیز96، سال بیست و هفتم، شماره 105، صفحه 81 تا 96.
عندلیبی، م. ج.، اویسی، ب. و یوسفی ط.، 1382- نقشه زمین‏شناسی با مقیاس یک صدهزارم شیراز. سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
عندلیبی، م. ج. و یوسفی، ط.، 1384- نقشه زمین‏شناسی با مقیاس یک صدهزارم سروستان. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
عندلیبی، م. ج. و یوسفی، ط.، 1389- نقشه زمین‎شناسی با مقیاس یک صدهزارم کوار. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
مطیعی، 1373- کتاب چینه‌شناسی زاگرس. انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور.
نبوی، م.، 1355- مقدمه ای بر زمین شناسی ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
نوگل‏سادات، م. ع.، 1372- نقشه تکتونیک ایران، مقیاس یک میلیونیم. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنى کشور.
یوسفی، ط.، 1381-نقشه زمین‏شناسی با مقیاس یک صدهزارم رونیز. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
یوسفی، ط.، 1383- نقشه زمین‏شناسی با مقیاس یک صدهزارم ارسنجان. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
یوسفی، ط.، قرشی، م.، سعیدی، ع. و قاسمی، م.، 1384- بازنگری وتعیین حدود ساختاری زیرپهنه زاگرس خردشده درمنطقه ده بید – شیراز. بیست چهارمین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور.
یوسفی، ط. و کارگر، ش.، 1379- نقشه زمین‏شناسی با مقیاس یک صدهزارم آباده طشک. سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
یوسفی، ط.، یزدجردی، ک.، قرشی، م. و شهیدی، ع. ر.، 1396- بازسازی تنش دیرین نهشته های مزوزوئیک در پهنه ی فارس داخلی (خاور جنوب خاور شیراز). فصل نامه علوم زمین، بهار 98،  سال بیست و هشتم، شماره 111، صفحه 53 تا64.
 
 
 
 
References
Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whitechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., Monie, P., Meyer, B. and Wortel, R., 2011- Zagros orogeny: 
a subduction-dominated process. Geological Magezine148, 692–725.
Alavi, M., 1991- Sedimentary and structural characteristics of the Paleo-Tethys remnant in NE Iran, Geol.
Alavi, M., 2004- Regional stratigraphy of the Zagros Fold-Thrust Belt of Iran and its proforeland evolution. American Journal of 
Science 304, 1-20.
Angelier, J., 1979 - Determination of the mean principal directions of stresses for a given fault population. Tectonophysics 56(3–4):T17–T26. 
Angelier, J., 1984- Tectonic analyses of fault slip data sets. Journal of Geophysical Research, 89, 5835–5848.
Angelier, J., 1989- From orientation to magnitudes in paleostress determinations using fault slip data. J. Struct. Geol. 11 (1/2), 37–50.
Angelier, J., 1994- Fault-slip analysis and palaeostress reconstruction. In: Hancock, P.L. (Ed.), Continental Deformation. 
Pergamon Press, 53–100.
Angelier, J., 1994b- Fault slip Analysis & paleostress reconstruction In: Hancock, P. L. 1994. Continental Deformation , pergamon press Ltd. Chapter 4, pp. 53-100.
Armijo, R., Carey, E. and Cisternas, A., 1982- The inverse problem in microtectonics and the separation of tectonic phases. 
Tectonophysics, 82, 145–160.
Authemayou, C., Dominique, C., Bellier, O., Malekzadeh, Z., Shabanian, E. and Abbassi, M. R., 2006- Late Cenozoic partitioning of oblique plate convergence in the Zagros fold-and-thrust belt (Iran). Tectonics, Vol. 25, TC3002, doi: 10.1029/2005TC001860.
Beck, A., Burbank, D.W., Sercombe, W. J., Khan, A. M. and Lawrence, R. D., 1996- Late Cretaceous ophiolite obduction and Paleocene 
India–Asia collision in the westernmost Himalaya. Geodinamica Acta, 9, 114–144.
Berberian, M. and King, G. C. P., 1981- Towards the paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of the Earth 
Sciences 18, 210–265.
Berberian, F., Muir, I. D., Pankhurst, R. J. and Berberian, M., 1982- Late Cretaceous and early Miocene Andean-type plutonic activity in northern Makran and Central Iran. Journal of the Geological Society, London, 139, 605–614.
Braud, J. and Ricou, L. E., 1971- L’accident du Zagros ou Main Thrust un charriage et un coulissement. Comptes Rendus de l’Acade´mie des Sciences, 272, 203–206.
Carey, E. and Brunier, B., 1974- Analyse the´oretique et nume´rique d’un mode`le me´canique e´le´mentaire applique´ a I’e´tude d’une population de failles, Comptes Rendus de l’Acade´mie des Sciences, Paris D279, 891-894.
Chang, C. P.,  Angelier,  J., Lee, T. G. and Huang, C., 2003- From continental margin extension to collision orogeny: structural development and tectonic rotation of the Hengchun peninsula, southernTaiwan, Tectonophysics, 361, 61–82.
Ebner, M., Toussaint, R., Schmittbuhl, J., Koehn and D., Bons, P., 2010b- Anisotropic scaling of tectonic stylolites: a fossilized signature of the stress field? J Geophys Res 115: B06403. Doi: 10.1029/2009JB006649.
Hessami, K., Koyi, H. A., Talbot, C. J., Tabasi, H. and Shabanian, E., 2001- Progressive unconformities within an evolving foreland fold–thrust belt, Zagros Mountains. J Geol Soc Lond 158:969–981. 
Jackson, J. A., Haines, J. and Holt, W., 1995- The accommodation of Arabian– Eurasia plate convergence in Iran. Journal of Geophysical Research, 100, 15205–15219.
James, G. A. and Wynd, J. G., 1965- Stratigraphic Nomenclature of Iranian Oil Consortium Agreement Area. AAPG Bulletin, Vol. 49, No. 12, 1965, pp. 2182-2245.
Lacombe, O., Mouthereau, F., Kargar, Sh. and Meyer, B., 2006- Late Cenozoic and modern stress fields in the western Fars (Iran): implications for the tectonic and kinematic evolution of central Zagros. Tectonics 25, TC1003.
Lanphere, M. A. & Pamic, J., 1983- 40Ar/39Ar ages and tectonic setting of ophiolite from the Neyriz area, southeast Zagros range, Iran. Tectonophysics, 96, 245–256.
McQuarrie, N., Stock, J. M., Verdel, C. and Wernicke, B. P., 2003- Cenozoic evolution of Neotethys and implications for the causes of plate motions. Geophys Res Lett 30(20): SDE6.1–SDE6.4.
Navabpour, P., Angelier, J. and Barrier, E., 2007- Cenozoic post-collisional brittle tectonic history and stress reorientation in the High Zagros Belt (Iran, Fars Province). Tectonophysics 432, 101–131.
Navabpour, P., Angelier, J. and Barrier, E., 2008- Stress state reconstruction of oblique collision and evolution of deformation partitioning in W Zagros (Iran, Kermanshah). Geophysical Journal International, 175, 755–782.
Navabpour, P., Angelier, J. and Barrier, E., 2011- Brittle tectonic reconstruction of palaeo-extension inherited from Mesozoic rifting in West Zagros (Kermanshah, Iran). Journal of the Geological Society, London, Vol, 168. pp, 979-994.
Navabpour P. and Barrier E., 2012. Stress states in the Zagros fold-and-thrust belt from passive margin to collisional tectonic setting. Tectonophysics 581, 76–83.
Otsubo, M., Sato, K. and Yamaji, A., 2006- Computerized identification of stress tensor determined from heterogeneous fault-slip data by combining the multiple inverse method and K-means clustering. Journal of Structural Geology, 28, 991-997.
Ramsay, J. G. and Lisle, R. J., 2000- The Techniques of Modern Structural Geology. Vol. 3: Fault slip Analysis and Stress Tensor Calculations, Academic Press. PP.758-810.
Ricou, L.E., Braud, J. and Brunn, J. H., 1977- Le Zagros. In Livre à la mémoire de A.F. de Lapparent (1905–1975). Mémoire hors Série de la Société Géologique de France 8, 33–52.
Ricou, L., 1994- Tethys reconstructed: plates, continental fragments and their boundaries since 260 Ma from Central America to Southeastern Asia. Geodyn. Acta 7 (4), 169–218.
Sato, K. and Yamaji, A., 2006- Embedding stress difference in parameter space for stress tensor inversion. Journal of Structural Geology, 28: 957-971.
Sarkarinejad, Kh. and Heibati, Z., 2016- Vorticity analysis in the Zagros orogeny, Shiraz area, Iran. Int J Earth Sci. DOI 10.1007/s00531-016-1411-3.
Sepehr, M. and Cosgrove, J. W., 2004- Structural framework of the Zagros fold-thrust belt, Iran. Mar Pet Geol 21:829–843. 
Shahidi, A. R., 2008- Evolution tectoique du Nord de I, Iran (Alborz et Kopet-Dagh), depuis Ie Mesozoique, These d, etate Paris Univer 
sitas, p. 500.
Sudi Ajirlu, M., Moazzen, M. and Hajialioghli, R., 2016- Tectonic evolution of the Zagros Orogen in the realm of the Neotethys between the Central Iran and Arabian Plates: An ophiolite perspective. Central European Geology, Vol. 59/1–4, 1–27.DOI: 10.1556/24.59.2016.001
Talebian, M. and Jackson, J. A., 2004- A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran. Geophysical Journal International 156, 506–26.
Twiss, RJ. and Unruh, JR., 1998- Analysis of fault slip inversions: do they constrain stress or strain rate? J Geophys Res 103:12205–12222.
 
Vernant, P. and Chery, J., 2006- Low fault friction in Iran implies localized deformation for the Arabia–Eurasia collision zone, Earth and Planetary Science Letters 246 (2006) 197–206.
Vernant, Ph., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abbassi, MR., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinod, J., Ashtiani, A., Bayer, R., Tavakoli, F. and Chéry, J., 2004- Present-day crustal deformation and plate kinematics in the Middle East constrained by GPS measurements in Iran and northern Oman. Geophys J Int 157:381–398. 
Yamaji, A., 2000a- Multiple inverse method applied to mesoscale faults in mid Quaternary sediments near the triple trench junction off central Japan. J Struct Geol 22:429–440. 
Yamaji, A., 2000b- The multiple inverse method: a new technique to separate stresses from heterogeneous fault-slip data. J Struct Geol 22:441–452. 
Žalohar, J. and Vrabec, M., 2007- Paleostress analysis of heterogeneous fault-slip data: the Gauss method. Journal of Structural Geology 29(11), 1798–1810.
Žalohar, J., 2009- Program T-TECTO 3.0 Professional.
Žalohar, J., 2014- Explaining the physical origin of Båth's law. Journal of Structural Geology 60, 1-16.
Žalohar, J., 2015- Program T-TECTO 5.0 Professional.