بررسی زمین‌ساخت جنبا در منطقه البرز با استفاده از مشاهدات شبکه دائمیGPS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازمان نقشه برداری کشور، تهران، ایران

2 پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله با استفاده از اندازه‌‌گیری‌های شبکه دائمی GPSایران، سینماتیک کنونی شمال ایران (بخش شمالی ایران مرکزی و پهنه البرز) در بازه زمانی 2009-2005 مورد مطالعه قرار می‌گیرد و چگونگی دگرشکلی این منطقه با استفاده از میدان سرعت و آهنگ کرنش ژئودتیک بررسی خواهد شد. میدان سرعت حاصل از توزیع کنونی ایستگاه‌های دائمی GPS نشان می‌دهد در البرز خاوری ~5 mm/yr حرکت امتدادلغز چپ‌گرد و ~2 mm/yr کوتاه‌شدگی وجود دارد، در حالی‌که در البرز مرکزی- باختری مقدار حرکت امتدادلغز چپ‌گرد و کوتاه‌شدگی به ترتیب برابر  2 mm/yrو ~6 mm/yr است. قابل توجه است که حدود 70٪ کوتاه‌شدگی موجود در البرز مرکزی- باختری (~4 mm/yr) روی گسل‌های شمال البرز و خزر باختری و مابقی (~2 mm/yr)در دامنه‌های جنوبی رخ می‌دهد، بنابراین میدان سرعت حاصل، به‌خوبی نشان می‌دهد که در البرز مرکزی و باختری تغییرشکل عمدتاً از نوع فشارشی و در البرز خاوری از نوع امتدادلغز است. همچنین به نظر می‌رسد که ~3 mm/yr کوتاه‌شدگی در بلوک ایران مرکزی در حال رخ دادن است که مقداری از آن (~1.5 mm/yr) در بخش شمالی بلوک ایران مرکزی یعنی در حد فاصل گسل‌های پارچین-پیشوا-رباط کریم و بقیه آن (~1.5 mm/yr) روی گسل تفرش توزیع شده است. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که بلوک ایران مرکزی کاملاً صلب نیست. محورهای کرنش ژئودتیکی به‌دست آمده نیز نشان می‌دهند که دگرشکلی البرز خاوری از نوع فشارشی-برشی و دگرشکلی البرز باختری غالباً فشارشی می‌باشد. آهنگ کرنش در نواحی جنوب و جنوب باختری پهنه البرز، به‌دلیل قرارگیری روی بلوک ایران مرکزی کاهش می‌یابد. با توجه به راستای محورهای کرنش، در حاشیه شمالی بلوک ایران مرکزی (جنوب و جنوب باختر پهنه البرز) سازوکار فشارشی مشاهده می‌شود. همچنین در این مقاله نشان داده شده است که نتایج ژئودتیک حاصل با شواهد زمین‌شناسی و زمین‌ساخت جنبای منطقه البرز همخوانی بسیار زیادی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Active Tectonics of Alborz Mountain using Continuous GPS Measurements

نویسندگان [English]

  • F. Khorrami 1
  • K. Hessami 2
  • H.R. Nankali 1
  • F. Tavakoli 1
1 National Cartographic Center (NCC), Tehran, Iran
2 International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), Tehran, Iran
چکیده [English]

We present the results of continuous GPS measurements to interpret present-day kinematic along and across northern Iran (i.e. the Alborz mountain range and northern part of Central Iranian Block (CIB)). In this study velocity field and geodetic strain rate of 30 CGPS stations from 2005 to 2009 were calculated in order to indicate active deformation of the region. The obtained velocity field suggests that western and central part of the Alborz mountains accommodate the convergence between Arabia and Eurasia mainly through shortening at a rate of ~6 mm/yr and 2 mm/yr left-lateral strike slip motion while the eastern Alborz accommodates the differential motion on either side of the range by left-lateral strike slip faults at ~5 mm/yr, as well as 2 mm/yr shortening across the range. It can be deduced from the velocity vectors that main portion of the shortening (~70%) in the western and central Alborz is mainly taken up along the North Alborz and western Khazar faults. It is also evident from the site velocities that ~3 mm/yr shortening is occurring in CIB, i.e. ~1.5 mm/yr on northern side of CIB (along the Parchin-Pishva-Robatkarim faults) and ~1.5 mm/yr along the Tafresh fault. These observations strongly suggest that CIB is not a rigid block. Principal axes of geodetic strain-rate tensor showed that mainly compressional deformation occurs in western Alborz while transpressional deformation is dominant in eastern Alborz. Strain rate decreases in south and south-western parts of the belt, as approaches the CIB. We also observe copmressional deformation in northern margin of CIB. Finally, we indicate that the present-day kinematics of the Alborz mountains is consistent with geological evidence and active tectonics of the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Continuous GPS network
  • Alborz
  • kinematic
  • Velocity field
  • Geodetic strain rate
  • Central Iran
کتابنگاری
موسوی، ز.، 1384- پهنه‌بندی تعیین نرخ تغییرات ممان لرزه‌ای در ایران بر پایه مشاهدات GPS. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی.
References
 
Allen, M.R., Ghassemi, M.R., Sharabi, M, Qorashi, M., 2003a- Accomodation of  late Cenozoic oblique shortening in the Alborz range, northen Iran, Journal of  Structural Geology, 25, 659-672
Bachmanov, D.M., Trifonov, V.G., Hessami, Kh.T., Kozhurin, A.I., Ivanova, T.P., Rogozhi, E.A., Hademi, M.C., Jamali, F.H., 2004- Active faults in the Zagros and central Iran, Tectonophysics, 380, 221–241
Berberian, M. & Yeats, R.S., 1999- Pattern of historical earthquake rupture in the Iranian Plateau, Bulletin of the Seismological Society of America, 89, 120-139
Djamour, Y., 2004- Contribution de la Géodésie (GPS et nivellement) à l’étude de la déformation tectonique et de l’aléa sismique sur la région de Téhéran (montagnes de l’Alborz, Iran), Ph.D. Thesis, University of Montpellier II, France.
Djamour, Y., Nankali, H.R. & Rahimi, Z., 2006- Iranian Permanent GPS Network, GIM International, Volume 20, Issue 9
Djamour, Y., Vernant, P., Bayer, R., Nankali, H.R., Ritz, J.F., Hinderer, J., Hatam,Y., Luck, B., Moigne, N., Sedighi, M., Khorrami, F., 2010- GPS and gravity constraints on continental deformation in the Alborz mountain range, Iran. Geophysical  Journal International, 183, 1287-1301
Herring, T.A., King, R.W., McClusky, S.C., 2009a- GAMIT reference manual,Release10.3, Massachussets Institute ofTechnology, Cambridge, MA.
Herring, T.A., King, R.W., McClusky, S.C., 2009b- GLOBK reference manual, Release 10.3, Massachussets Institute of Technology, Cambridge, MA.
Jackson, J. & McKenzie, D., 1988- The relation ship between plate motions and seismic moment tensors, and the rates of active deformation in the Mediterranean and Middle East, Geophysical Journal, 93, 45-73
Jackson, J. & McKenzie, D.P., 1984- Active tectonics of the Alpine-Himalayan belt between western Turkey and Pakistan,Geophysical Journal Royal. Astronomical Society, 77, 185-264.
Jackson, J.A., Priestley, K., Allen, M. & Berberian, M., 2002- Active tectonics of the SouthCaspianBasin, Geophysical Journal International, 148, 214-245.
King, R.W. & Bock, Y., 1995- Documentation of the GAMIT GPS analysis software version 9.3, Massachussets Institute of Technology, Cambridge.
Malvern, L.E., 1969- Introduction to the Mechanics of a Continuum Medium, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
Masson, F., Anvari, M., Djamour, Y., Walpersdorf, A., Tavakoli, F., Daignières, M., Nankali, H., Van Gorp, S., 2007- Large-scale velocity field and strain tensor in Iran inferred from GPS measurements: new insight for the present-day deformation pattern within NE Iran, Geophysical Journal International, 170, 436-440
Masson, F., Chéry, J., Hatzfeld, D., Martinod, J., Vernant, P., Tavakoli, F., Ghafory-Ashtiani, M., 2005- Seismic versus aseismic deformation in Iran inferred from earthquakes and geodetic data, Geophysical Journal International, 160, 217–226
Nazari, H., Ritz, J.F., Salamati, R., Shafei, A., Ghassemi, A., Michelot, J.L., Massault, M., Ghorashi, M., 2009- Morphological and palaeoseismological analysis along the Taleghan fault (Central Alborz, Iran), Geophysical Journal International, 178, 1028–1041.
Nazari, H., Ritz, J.F., Salamati, R., Solaymani, S., Balescu, S., Michelot, J.L., Ghassemi, A., Talebian, M., Lamothe, M.,  Massault, M., 2007- Paleoseismological analysis in Central Alborz, Iran. 50th Anniversary earthquake conference commemorating the 1957 Gobi-Altay earthquake (July - August 2007- Ulaanbaatar-Mongolia)
Nilforoushan, F., Vernant, P., Masson, F., Vigny, C., Martinod, J., Abbassi, M., Nankali, H., Hatzfeld, D., Bayer, R., Tavakoli, F., Ashtiani, A., Doerflinger, E., Daignières, M., Collard, P., Chéry, J., 2003- GPS network monitors the Arabia– Eurasia collision deformation in Iran, Journal of Geodesy, 77, 411– 422
Ritz, J.F., Nazari, H., Ghassemi, A., Salamati, R., Shafei, A., Solaymani, S. & Vernant, P., 2006- Active transtension inside central Alborz: A new insight into northern Iran-southern Caspian geodynamics, Geology, 34, 477-480.
Stocklin, J., 1974a- Northern Iran: AlborzMountains, in Spencer, A.M., ed., Mesozoic-Cenozoic orogenic belts; data for orogenic studies; Alpine-Himalayan orogens, Geological Society Special Publication, London, 4, 213-234
Talebian, M., Ghorashi, M., Nazari, H., (In press)- Seismotectonic map of the central Alborz
Vernant, P., Nilforoushan, F., Chery, J., Bayer, R., Djamour, Y., Masson, F., Nankali, H., Ritz, J.F., Sedighi, M. & Tavakoli, F., 2004b- Deciphering oblique shortening of central Alborz in Iran using geodetic data, Earth and Planetary Science Letters, 223, 177-185.
Vernant, P., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abbassi, M. R., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinod, J., Ashtiani, A., Bayer, R., Tavakoli, F., Chéry, J., 2004a- Present-day crustal deformation and plate kinematics in Middle East constrained by GPS measurements in Iran and northern Oman, Geophysical  Journal International, 157, 381–398
Zhang, J., 1996- Continuous GPS measurments of crustal deformationin in southern California, Ph.D. dissertation, Univ. of  Calif., San Diego.
Zhang, J., Bock, Y., Johnson, H., Fang, P., Genrich, J., Williams, S., Wdowinski, S., Behr, J., 1997- Southern California Permanent GPS geodetic array: Error analysis of daily position estimates and site velocities, Journal of Geophysical Research, 102, 18035-18055