جهت‌گیری فاز کششی کربونیفر-پرمین البرز مرکزی: تجزیه و تحلیل تنش دیرین بر روی داده‌های گسل‌های رشدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین،‌دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور،‌ تهران، ایران

چکیده

چکیده
کمربند کوه‌زایی البرز حاصل برخورد صفحه‌‌های ایران مرکزی با اوراسیا در زمان اواخر تریاس می‌باشد. بررسی‌های رخساره‌ای در البرز و ایران مرکزی، حاکی از رسوبگذاری در یک محیط آرام و کم عمق در حاشیه غیر فعال گندوانا در زمان پالئوزییک را پیشنهاد می‌کند. این مطالعه جهت‌گیری و تجزیه و تحلیل تنش دیرین (Paleostress) دوره‌های کربونیفر و پرمین در البرز مرکزی را بر اساس مشخصات هندسی و جنبشی گسل‌ها، همچون امتداد، شیب صفحه گسل، جهت‌گیری خش‌لغز و نوع عملکرد آن، برآورد نموده است. به دلیل وجود رویدادهای تکتونیکی‌ متعدد از بازه زمانی کربنیفر-پرمین تا عهد حاضر در این منطقه،‌ تنها از داده‌های گسلی همزمان با رسوبگذاری جهت تعیین تنش دیرین مورد استفاده قرار گرفته است.در مجموع 15 ایستگاه مشتمل بر 148 داده گسلی در طول جاده تهران-چالوس از دوره‌های زمانی کربنیفر و پرمین جهت تجزیه و تحلیل تنش دیرین برداشت شد. داده‌های برداشتی بر اساس محور چین‌خوردگی به حالت اولیه برگردانده شده‌ و بر اساس نرم افزار FSA پردازش شد و تنش‌های اصلی بدست آمد. نتایج اولیه به دست آمده یک رژیم تکتونیکی کششی محض با جهت‌گیری تنش اصلی کمینه شمالی- جنوبی برای هر دو دوره کربونیفر و پرمین، با توجه به موقعیت امروزی این کوهزاد، را نشان می‌دهد. ایران مرکزی و بلوک‌های همجوار از زمان جدا شدن از صفحه گندوانا و حرکت آنها به سوی صفحه اوراسیا، دارای چرخش‌هایی حول محور قائم داشته است. با در نظر گرفتن این چرخش‌ها، جهت‌گیری تنش اصلی کششی در زمان پرمین، شمال‌خاوری- جنوب‌باختری و در زمان کربونیفر تقریباً خاورشمال‌خاوری- باخترجنوب‌باختری برآورد شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Orientation of Carboniferous-Permian extension phase in the Central Alborz: paleostress analysis on the growth fault data

نویسندگان [English]

  • Akbar Jabbari 1
  • Asghar Dolati 2
  • Alireza Shahidi 3
  • Amin Behrooz 2
1 Geology Department, Faculty of Earth Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
2 Geology Department, Faculty of Earth science, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Abstract:
The Alborz Mountain range is formed by collision between the Central Iran and Eurasia plates, since Late Triassic. Facieses studies on the Alborz and Central Iran indicate sedimentation in shelf and epicontinental shelf in passive margin of Gondwana during Paleozoic Era. This study represents direction and paleostress analysis of the Central Alborz based on geometry and kinematics of faults; i.e. strike, dip, slicken line orientation and movement directions for Carboniferous and Permian Periods. Since many tectonic events occur after the Paleozoic Era in the Alborz Mountain range so just growth faults, active during sedimentation, which were not reactivated by later events were used for paleostress analysis. In total 15 stations, including 148 fault data are measured along the Tehran-Chalus road from Carboniferous and Permian outcrops. The data were rotated to the first position based on fold axes, when the layers were horizontal. FSA software (Fault Slip Analysis) was used to calculate orientations of principal stress directions. Primary results indicate a proximately North-South extension in Carboniferous and Permian Periods. Iran and adjacent area, rotated along vertical axis during its movements from Gondwana, in South, to Eurasia, in north, that based on the plate rotation the extension direction for Permian and Carboniferous Periods are NE-SW and ENE-WSW, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Central Alborz
  • Paleostress
  • Carboniferous
  • Permian
  • Extension regime

کتابنگاری

شهیدی، ع.، باریر، ا.، برونت، م. ف. و سعیدی، ع.، 1390- فرگشت ساختاری البرز در میان زیستی و نوزیستی، فصلنامه علوم زمین، سال بیستو یکم، شماره 81، صص. 201 تا 216.

لاسمی، ی.، 1379- رخساره­ها، محیط­های رسوبی و چینه­نگاری سکانسی نهشته سنگ­های پرکامبرین بالایی و پالئوزوییک ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

مختارپور، ح.، 1376- سنگ‌شناسی و محیط‌های رسوبی و توالی سنگ‌های پرمین در ناحیه البرز، شمال ایران، رساله دکترای زمین‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات.

نظری، ح. ریتز، ژ. ف. و عقابی، ش.، 1386- نگاهی نو برجغرافیای دیرینه و فرگشت ساختاری البرز در تتیس، فصلنامه علوم زمین، سال شانزدهم، شماره 64، صص. 38 تا 53.

وحدتی دانشمند، ف. و سعیدی، ع.، 1369- نقشه زمین‌شناسی 1:250000 ساری، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

وحدتی دانشمند، ف.، 1370- نقشه زمین‌شناسی 1:250000 آمل، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

وحدتی دانشمند، ف.، 1379- نقشه زمین‌شناسی 1:100000 مرزن‎آباد، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 

Alavi, M., 1996- Tectonostratigraphic synthesis and structural style of the Alborz mountain system in northern Iran. Journal of Geodynamics, 21(1), p. 1- 33.

Allen, M. B., Vincent, S. J., Alsop, G. I., Ismail-zadeh, A. and Flecker, R., 2003- Late Cenozoic deformation in the South Caspian region: effects of a rigid basement block within a collision zone. Tectonophysics, 366(3-4), p. 223- 239.

Allen, M., Jackson, J. and Walker, R., 2004- Late Cenozoic reorganization of the Arabia‐Eurasia collision and the comparison of short‐term and long‐term deformation rates. Tectonics, 23(2), 1- 16.

Allmendinger, R. W., Marrett, R. A. and Cladouhos, T., 2012- FaultKin.http://www. geo. cornell. edu/geolo gy/faculty/RWA/RWA. Html, accessed Feb, 10, 2004.

Anderson E. M., 1905- The dynamics of faulting. Transactions of the Edinburgh. Geological Society 8, p. 387- 402.

Anderson, E. M., 1942- The Dynamics of Faulting, 1st edn, Oliver and Boyd, Edinburgh.

Angelier, A. and Mechler, P., 1977- Sur une me´thode graphique de recherche de constraintes principales e´galement utilisable et en se´ismologie: la me´thode des die`dres droits. Bulletin Socie´te´ Ge´ologique de la France 19, p. 1309- 1318.

Angelier, J., 1984- Tectonic analysis of fault slip data sets. Journal of Geophysical Research 89, p. 5835- 5848.

Angelier, J., 1990- Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress—III. A new rapid direct inversion method by analytical means. Geophysical Journal International, 103(2), p. 363- 376.

Angelier, J., Tarantola, A., Valette, B., and Manoussis, S., 1982- Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress—I. Single phase fault populations: a new method of computing the stress tensor. Geophysical Journal International, 69(3), p. 607- 621.

Assereto, R., 1963- The Paleozoic formations in central Elburz (Iran): Preliminary note. Rivista Italiana Palaeontologica e Stratigrafica, 69, p. 503- 543.

Assereto, R., 1966- The Jurassic Shemshak Formation in central Elburz (Iran). Rivista Italinana di Paleontologia e stratigraphia, 72, p. 1133-1182.

Ballato, P., Uba, C. E., Landgraf, A., Strecker, M. R., Sudo, M., Stockli, D., 2011- Arabia-Eurasia continental collision: Insights from late Tertiary foreland-basin evolution in the Alborz Mountains, northern Iran. Geological Society of America, 123 (1-2) p. 106- 131

Berberian, M. and King, G. C. P., 1981- Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian journal of earth sciences, 18(2), p. 210-265.

Berberian, M., 1983- The southern Caspian: a compressional depression floored by a trapped, modified oceanic crust, Canadian Journal of Earth Sciences, 20, p. 163- 183.

Bott, M. H. P., 1959- The mechanisms of oblique slip faulting. Geological Magazine, 96, p.109- 117.

Carey, E. and Brunier, B., 1974- Analyse théorique et numérique d'un modèle mécanique élémentaire appliqué à l'étude d'une population de failles. CR Acad. Sci. Paris, 279(D), p. 891- 894.

Célérier, B., 1988- How much does slip on a reactivated fault plane constrain the stress tensor?. Tectonics, 7(6), p. 1257- 1278.

Célérier, B., 1995- Tectonic regime and slip orientation of reactivated faults.Geophysical. Journal International, 121(1), p. 143- 161.

Célérier, B., 1999- Fault slip analysis software". http://www.isteem.univ Célérier, B. (2010). Remarks on the relationship between the tectonic regime, the rake of the slip vectors, the dip of the nodal planes, and the plunges of the P, B, and T axes of earthquake focal mechanisms. Tectonophysics, 482(1), p. 42- 49. ontp2.fr/PERSO/celerier/software/software.bc.html

Clark, G. C., Davies, R. G., Hamzepour, G. and Jones, C. R., 1975- Geological map and explanatory text of the Bandar-e-Pahlavi quadrangle map, 1:250,000. Geological Survey of Iran, Tehran, Iran, 198.

Delavari, M., Dolati, A., Mohammadi, A. and Rostami, F., 2016- The Permian volcanics of Central Alborz: Implications for passive continental margin along the southern border of Paleotethys. Ofioliti, 41(2), p. 59- 74.

Domeier, M. and Torsvik, T. H., 2014- Plate tectonics in the late Paleozoic. Geoscience Frontiers, 5, p. 303- 350.

Domeier, M., Van der Voo, R. and Torsvik, T. H., 2012- Paleomagnetism and Pangea: the road to reconciliation. Tectonophysics, 514, p. 14- 43.

Falahatgar, M. and Mosaddeg, H., 2012- Microfacies and palaeoenvironments of the Lower Carboniferous Mobarak Formation in the Kiyasar section, Northern Iran.

Frohlich, C., and Apperson, K. D., 1992- Earthquake focal mechanisms, moment tensors, and the consistency of seismic activity near plate boundaries. Tectonics, 11(2), p. 279- 296.

Fürsich, F. T., Wilmsen, M., Seyed-Emami, K. and Majidifard, M. R., 2009- The Mid-Cimmerian tectonic event (Bajocian) in the Alborz Mountains, Northern Iran: evidence of the break-up unconformity of the South Caspian Basin. Geological Society, London, Special Publications, v. 312, p. 189- 203.

Gaetani, M., Angiolini, L., Ueno, K., Nicora, A., Stephenson, M. H., Sciunnach, D., Rettori, R., Price, G. D. and Sabouri, J., 2009- Pennsylvanian–Early Triassic stratigraphy in the Alborz Mountains (Iran). Geological Society, London, Special Publications, v.312, p. 79- 128

Ghasemi-Nejad, E., Agha-Nabati, A. and Dabiri, O., 2004- Late Triassic dinoflagellate cysts from the base of the Shemshak Group in north of Alborz. Review of Palaeobotany and Palynology, p. 207- 217.

Gibbs, A. D., 1984- Structural evolution of extensional basin margins. Journal of the Geological Society, 141(4), p. 609-620.

Guest, B., Axen, G. J., Lam, P. S. and Hassanzadeh, J., 2006- Late Cenozoic shortening in the west-central Alborz Mountains, northern Iran, by combined conjugate strike-slip and thin-skinned deformation. Geosphere, 2(1), p. 35- 52.

Guest, B., Horton, B. K., Axen, G. J., Hassanzadeh, J. and McIntosh, W. C., 2007- Middle to late Cenozoic basin evolution in the western Alborz Mountains: Implications for the onset of collisional deformation in northern Iran. Tectonics, 26, p. TC6011

Huang, Q. and Angelier, J., 1989- Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress—II. Using conjugate fault sets within heterogeneous families for computing palaeostress axes. Geophysical Journal International, 96(1), p. 139-149.

Jackson, J., Priestley, K., Allen, M. and Berberian, M., 2002- Active tectonics of the south Caspian basin. Geophysical Journal International, 148(2), p. 214-245.

Judith, S., Saintot, A. and Heeremans, M., 2010- Paleostress field reconstruction in the Oslo region. Journal of Marine and Petroleum Geology 27, p. 682-708.

Muttoni, G., Gaetani, M., Kent, D. V., Sciunnach, D., Angiolini, L., Berra, F. and Zanchi, A., 2009- Opening of the Neo-Tethys Ocean and the Pangea B to Pangea a transformation during the Permian. GeoArabia, 14(4), p. 17- 48.

Nazari, H., 2006- Analyse de la tectonique récente et active dans l’Alborz Central et la région de Téhéran, Approche morphotectonique et paléoseismologique". Thèse, Université Montpellier II, Montpellier, p. 247.

Seyed-Emami, K., 2003- Triassic in Iran. Facies, 48, p. 95- 106.

Shahidi, A., 2008- Evolution tectonique du Nord de L’Iran (Alborz et Kopet-Dagh) depuis le Marie Curie (Paris 6), Mésozoïque. Thèse, Université Pierre.

Stampfli, G. M. and Borel, G. D., 2002- A plate tectonic model for the Paleozoic and Mesozoic constrained by dynamic plate boundaries and restored synthetic oceanic isochrons. Earth and Planetary Science, 196, p. 17- 33.

Stampfli, G. M., 1978- Etude géologique générale de I’Elburz oriental au S de Gonbad-e-Qabus (Iran. N-E). Thèse, Université de Genève, p. 328.

Stampfli, G. M., Hochard, C., Vérard, C., and Wilhem, C., 2013- The formation of Pangea. Tectonophysics, 593, p. 1- 19.

Stampfli, G. M., Von Raumer, J. F. and Borel, G. D., 2002- Paleozoic evolution of pre-Variscan terranes: from Gondwana to the Variscan collision. Special Papers-Geological Society of America, p. 263- 280.

Stöcklin J., 1968- structural history and tectonics of Iran, a review. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 52, p. 1220- 1258.

Stöcklin, J., 1974- Northern Iran: Alborz Mountains. Geol. Soc. Lon., Special Publication, N° 4: p. 213- 234.

Taheri, J., Frsich, F. T. and Wilmsen, M., 2009- Stratigraphy, depositional environments and geodynamic significance of Upper Bajocian-Bathonian Kashafrud Formation, NE Iran. Geological Society, London, Special Publications, 312 (1), p. 205- 218.

Wallace, R. E., 1951- Geometry of shearing stress and relation to faulting. Journal of Geology, 59, p. 118- 130.

Zanchi, A., Zanchetta, S., Berra, F, Mattei, M., Garzanti, E., Molyneux, S., Nawab, A. and Sabouri, J., 2009- The Eo-Cimmerian (Late? Triassic) orogeny in North Iran. The Geological Society of London, 312, p. 31- 55