مبانی زمین شناسی ساختمانی

[Borna66]

گسل
آشنایی
گسل‌ها عبارت از شکستگی‌هایی هستند که در آنها ، سنگهای طرفین صفر شکستگی ، به موازات این صفحه لغزش پیدا می‌کنند و به کمک همین مشخصه ، می‌توان آنها را از درزه‌ها تشخیص داد. لغزش گسل‌ها در انواع مختلف متفاوت است. از چند میلیمتر تا چندین کیلومتر تغییر می‌کند.
در بعضی موارد ، یک گسله به صورت مجزا دیده می‌شود ولی در پاره‌ای حالات ، چندین گسله موازی و نزدیک به هم دیده می‌شوند که به نام منطقه گسله نامیده می‌شوند. گاهی نیز بدون این که یک شکستگی مشخص در سنگها دیده ‌شود، سنگها نسبت به هم تغییر مکان می‌یابند که منطقه بین آنها ، به نام منطقه برش موسوم است.
مشخصه‌های گسله‌ها
مهمترین مشخصه‌های گسله‌ها به شرح زیر است:
امتداد گسل :از آنجا که در بسیاری حالات ، صفحه گسل یک سطح مستوی و یا حداقل در منطقه مورد مطالعه ، به حالت مستوی است، لذا شیب و امتداد صفحه گسل را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می‌نمایند. در حالت کلی ، امتداد گسل ، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار آن نسبت به شمال بیان می‌شود.


شیب گسل :زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می‌نامند. در این رابط متمم زاویه شیب به نام هید ( Hade از زاویه بین) تعریف می‌شود.


زاویه ریک یا پیچ:این زاویه عبارتست از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه آن نشان می‌دهد با خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.


زاویه میل :زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.


کمر بالا و کمر پایین ( فرا دیواره و فرو دیواره ) :قطعه روی سطح گسل را کمر بالا و قطعه زیر آن را کمر پایین می‌نامند. این اصطلاحات در مورد گسلهای قائم صادق نیست، چون در این حالت بالا و پایین سطح گسل مفهومی ندارد.
تقسیم‌بندی گسلها
گسلها را بر اساس اصول مختلف طبقه‌بندی می‌کنند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:


طبقه‌بندی بر اساس شیب صفحه گسل :



گسل پرشیب :در این نوع گسل شیب صفحه گسل ، بین 30 تا 80 درجه می‌باشد.
گسل کم شیب :در صورتیکه شیب صفحه گسل از 30 درجه کمتر باشد، گسل را کم شیب می‌نامند.
گسل عمودی :اگر شیب صفحه گسل بیشتر از 80 درجه باشد، گسل را عمودی می‌نامند.


طبقه‌بندی زایشی گسلها :


اساس این طبقه‌بندی ، نوع حرکت نسبی در امتداد گسلها است که خود ناشی از نحوه تشکیل و مکانیسم توسعه گسل است. بر همین اساس ، گسلهای زیر در این رده قرار می‌گیرند.



گسل‌ نرمال یا عادی :
به این نوع گسل ، گسل مستقیم یا وزنی نیز می‌گویند که در آن کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده است. این گسل‌ها بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

گسل مطابق :
در این حالت شیب سطح گسل در جهت شیب طبقات است.
گسل نامطابق :در این حالت شیب سطح گسل در خلاف جهت شیب طبقات است.


گسل معکوس :گسل معکوس ، گسلی است که در آن کمر بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد. در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است. گسل معکوس به دو حالت زیر دیده می‌شود:


راندگی ( سوارشدگی ) :به گسل معکوسی که شیب آن کمتر از 45 درجه باشد، راندگی گویند. این گسل به نام گسل زیر رانده نیز معروف است.


رو راندگی :
گسل رو رانده ، گسل معکوسی است که زاویه شیب آن کمتر از 10 درجه و لغزش کلی آن زیاد باشد.


گسل امتداد لغز :در این گسلها جابجایی کلی ( لغزش کلی ) به موازات امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی غالب بر لغزش شیبی است.



طبقه‌بندی بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی :



گسل چینه‌ای :در این حالت سطح گسل موازی سطح چینه‌بندی است.
گسل مطابق و نامطابق :بر حسب اینکه شیب گسلها در جهت یا خلاف جهت شیب طبقات باشد، گسل مطابق یا نا مطابق مطرح است.


طبقه‌بندی بر اساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف :
وضعیت گسل نسبت به طبقات مجاور اساس این طبقه‌بندی را تشکیل می‌دهد و در آن گسلها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:



گسل امتدادی :گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل مورب :گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل طولی :در گسل طولی امتداد گسل با امتداد لایه‌بندی هم جهت است.
گسل عرضی :چنانچه امتداد گسل بر امتداد لایه بندی یا ساختهای زمین‌شناسی ناحیه عمود یا تقریبا عمود باشد، گسل را عرضی می‌نامند.
گسل شیبی :در گسل شیبی ، امتداد گسل موازی یا تقریبا موازی جهت شیب لایه‌بندی و یا سیستوزیسته سنگهای اطراف است.
گسل چرخشی :
نوعی گسل است که در آن یک یا هر دو قطعه گسل حول یک محور که عمود بر سطح گسل است، دوران نموده است.


طبقه‌بندی گسلها بر اساس طرح آنها:در این روش گسلها را بر مبنای وضعیت آنها نسبت به یکدیگر طبقه‌بندی می‌نمایند، این تقسیم‌بندی، شامل انواع زیر می‌شود:



گسلهای موازی :این گسلها دارای شیب و امتداد یکسان یا تقریبا یکسان بوده و با یکدیگر موازیند.
گسلهای شعاعی: این گسلها تقریبا همگی از یک نقطه منشعب می‌شوند. این گسلها معمولا بر روی گنبدها تشکیل می‌شوند.
گسل پر مانند :از به هم پیوستن گسلهای فرعی به اصلی، منظره پر یا شاخه مانند ایجاد می‌شود.
گسلهای محیطی :
طرح این گسلها به صورت دایره یا قوسی از دایره است.
گسلهای پوششی :
به گسلهایی اطلاق می‌شود که حالت پله‌ای دارند و یکدیگر را می‌پوشانند.
نشانه‌های شناسایی گسل‌ها
نشانه‌های شناساسی گسلها را می‌توان به دو گروه نشانه‌های خارجی و نشانه‌های داخلی تقسیم کرد:


نشانه‌های خارجی تشخیص گسل‌ها :عملکرد گسلها بر روی زمین باعث جابجایی ، قطعه ، تکرار لایه‌ها و یا ساختهای دیگر زمین شناسی می‌شود، نشانه‌هایی که در این گروه جای می‌گیرند، شامل موارد زیر است:



خطواره‌ها ( انتظامهای خطی ):
وجود هر نوع شکل خطی طویل و غیر عادی در سطح زمین ، خطواره‌ها نشانه‌ای لازم ولی غیر کافی برای یک گسل‌اند، زیرا خطواره‌ها ممکن است به دلیل وجود درز، دایک، لایه‌بندی یا تورق نیز ایجاد شوند.
پرتگاه:
وجود پرتگاههای پر شیب و طویل با سطحی نسبتا صاف.


جابجایی :
جابجایی رشته ارتفاعات یا رودخانه‌ها یا دیگر اشکال ژئومورفولوژیکی.


قطع شدگی :
قطع و محو شدن ناگهانی ارتفاعات یا برجستگی‌ها.


رودهای جوان شده :
بر اثر کج شدن زمین ، جهت جریان در رودها و آبراهه‌ها معکوس شده است.


آبگیرهای فرونشینی :
امتداد طی دریاچه‌ها ، برکه‌ها ، چشمه‌ها و رطوبت زمین و تغییرات خطی در پوشش گیاهی.


تغییر ناگهانی رخساره‌های رسوبی :
در بعضی موارد ، قرار گرفتن غیر عادی لایه‌ها در کنار هم و یا وجود سنگهایی که از نظر رخساره رسوبی در شرایط یکسانی تشکیل نمی‌شوند، دلیلی بر عملکرد گسل است.


فرازمین و فروزمین :
وجد دره‌های ناشی از پایین افتادگی و برجستگی‌های ناشی از بالا زدگی سنگهای واقع در بین چند گسل.


کشیدگی طبقات :
به هنگام تشکیل گسل ، به علت اصطکاک سنگها ، طبقات طرفین سطح گسل در جهات مخالف هم کشیده می‌شوند. با استفاده از این کشیدگیها جهات حرکت طرفین گسل را نیز می‌توان تشخیص داد.


لرزه خیزی :
امتداد خطی زمین لرزه‌های تاریخی یا ثبت شده.


نشانه‌های داخلی تشخیص گسل‌ها :
نشانه‌هایی که مربوط به سطح گسل می‌باشد، در این گروه جای دارند و شامل موارد زیر است:



آیینه گسل:
سطوح صیقلی و دارای خش لغزش ( خطوط لغزشی ) که ناشی از عملکرد نیروهای برشی در سنگهای ضعیف‌ترند.
گوژ:
مواد پودر شده و عمدتا رسی در طول گسل که از ویژگیهای سنگهای مستحکمترند.


برشی شدن :
وجود قطعات زاویه تا نیمه زاویه‌دار یک زمینه ریزتر در امتداد خط گسل برشها مشخصه سنگهای مستحکمترند.


هوازدگی و تجزیه :
هوازدگی ، تجزیه ، سیمان شدگی و تغییر رنگ خطی سنگها.


سطح ایستابی :
در مواردی ، گوژ رسی ، سدی نقوذناپذیر در جلو آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که باعث تفاوت سطح ایستابی در دو سوی گسل می‌شود.


میلونیت شیلی :
رگه نازکی به ضخامت چند سانتی‌متر از گوژ در لایه‌ای نامقاوم مثل شیل یا رس گره در بین لایه‌های مستحکتری مثل ماسه سنگ و سنگ آهک قرار گرفته‌اند.


سیلیسی شدن و تشکیل کانیها :در بعضی موارد ممکن است در طول شکافهای حاصل از گسل ، محلولهای حاوی کانی عبور و رسوب نمایند.

[Borna66]

زلزله
زمين لرزه يكي از وحشتناك ترين پديده هاي طبيعت محسوب مي شود. اغلب زميني را كه روي آن ايستاده ايم، به صورت تخته سنگ هاي صلب و محكمي تصور مي كنيم كه از استحكام زيادي برخوردار است. هنگامي كه زمين لرزه اي روي مي دهد براي لحظه اي اين تصور بر هم مي ريزد، اما طي همان لحظه كوتاه خسارت هاي شديدي وارد مي شود. با توجه به پيشرفت هايي كه در حوزه علوم مختلف صورت گرفته است، دانشمندان توانسته اند نيروهايي را كه باعث زمين لرزه مي شود، شناسايي كنند. علاوه بر آن با استفاده از فناوري هاي نوين مي توان شدت يك زلزله و مكان آن را حدس زد. مهم ترين كار باقي مانده آن است كه راهي براي پيش گويي زمين لرزه بيابيم تا مردم هنگام وقوع آن غافلگير نشوند.

تكان هاي زمين:زمين لرزه در واقع ارتعاشي است كه در طول پوسته زمين به حركت در مي آيد. اگر يك كاميون بزرگ از نزديكي منزل شما عبور كند، خيابان را به لرزه مي آورد و شما احتمالاً لرزه هاي خانه را احساس مي كنيد، در اين حالت مي توان گفت كه زمين لرزه كوچكي رخ داده است، اما كلمه زمين لرزه معمولي به حوادثي اطلاق مي شود كه در آن منطقه بزرگي همانند يك شهر تحت تأثير اين لرزش قرار گيرد.

براي وقوع يك زمين لرزه چند دليل مي توان ذكر كرد:

- فوران گدازه هاي آتشفشاني
- برخورد يك شهاب سنگ
- انفجارهاي زيرزميني (براي مثال يك آزمايش هسته اي زيرزميني)
- فرو ريختن يك سازه (همانند تخريب يك معدن)

اما اصلي ترين دليل وقوع زمين لرزه را مي توان حركات صفحه هاي (Plates) زمين دانست.هر از گاهي در اخبار مي شنويم كه زمين لرزه اي روي داده است، اما بايد دانست كه زمين لرزه پديده اي است كه هر روز در كره زمين روي مي دهد. براساس تحقيقات جديد هرساله حدود سه ميليون زمين لرزه روي مي دهد، يعني هشت هزار زمين لرزه در روز يا هر ۱۱ ثانيه يك زمين لرزه.


- حركت صفحه ها در خلاف جهت يكديگر و دور شدن از هم.
- ضمن حركت در خلاف جهت به همديگر بمالند.

اگر دو صفحه از يكديگر دور شوند گدازه هايي كه از سنگ هاي مذاب تشكيل شده اند، از بين صفحه هاي پوسته زمين خارج مي شوند (اين عمل اغلب در كف اقيانوس ها روي مي دهد) هنگامي كه اين گدازه ها سرد شوند، سخت شده و به شكل پوسته هاي جديد در مي آيند كه فاصله بين دو صفحه را پر مي كنند. اگر دو صفحه به سمت يكديگر به حركت درآيند، معمولاً يك صفحه به زير صفحه ديگر مي خزد. در بعضي موارد، هنگامي كه دو صفحه به يكديگر فشار مي آورند، براي هيچ كدام از صفحه ها امكان ندارد كه به زير صفحه ديگر برود، در اين صورت اين دو صفحه ضمن فشار آوردن به همديگر يك رشته كوه را به وجود مي آورند. در بعضي مواقع نيز صفحه ها ضمن عبور از كنار يكديگر به همديگر فشار وارد مي كنند. براي مثال تصور كنيد يك صفحه به سمت شمال و ديگري به سمت جنوب حركت كند. در اين صورت اين صفحه ها از محل تماس به يكديگر نيرو وارد مي سازند.

در جايي كه اين صفحات به يكديگر مي رسند، گسل تشكيل مي شود. در حقيقت گسل ترك هايي در پوسته زمين است كه در دو طرف صفحه هايي كه در خلاف جهت يكديگر در حال حركت هستند، مشاهده مي شود. احتمال وقوع زلزله در اطراف خطوط گسل بيشتر از هر جاي ديگر است. گسل ها انواع مختلفي دارند كه براساس موقعيت خط گسل و چگونگي حركت دو صفحه نسبت به هم تقسيم بندي مي شود. در تمام انواع گسل ها، صفحه ها كاملاً به يكديگر فشار وارد مي سازند و در نتيجه هنگام حركت آنها اصطكاك شديدي به وجود مي آيد. اگر نيروي اصطكاك بسيار شديد باشد مانع حركت آنها مي شود در اين حالت فشاري كه باعث ايجاد گسل مي شود افزايش مي يابد. اگر ميزان اين فشار از حد معيني بيشتر شود، بر نيروي اصطكاك غلبه مي كند و صخره ها ناگهان مي شكنند.به عبارت ديگر، هنگامي كه صخره ها به يكديگر فشار وارد مي كنند، انرژي پتانسيل به وجود مي آيد و هنگامي كه صخره ها به حركت درمي آيند، انرژي پتانسيل به جنبشي تبديل مي شود. اغلب زمين لرزه ها در اطراف مرز صفحه هاي زمين ساختي روي مي دهد زيرا در اين منطقه در اثر حركت صفحه ها منطقه گسل به وجود مي آيد كه داراي گسل هاي متعدد و به هم پيوسته اي است. در منطقه گسل، آزاد شدن انرژي جنبشي در يك گسل ممكن است باعث افزايش انرژي پتانسيل در گسل كناري شود كه اين عمل به زمين لرزه ديگري منجر مي شود. به همين دليل است كه گاهي در يك منطقه كوچك زلزله هاي متعددي در فاصله هاي زماني كم روي مي دهد.البته گاهي اوقات زمين لرزه هايي در وسط اين صفحه ها نيز روي مي دهد. يكي از شديدترين زمين لرزه هاي ثبت شده زمين لرزه اي است كه در صفحه قاره اي آمريكاي شمالي در سال ۱۸۱۱ و ۱۸۱۲ اتفاق افتاد. دانشمندان در دهه ۱۹۷۰ دريافتند كه احتمالاً منشاء اين زمين لرزه يك منطقه گسل ۶۰۰ ميليون ساله است كه زير لايه هاي متعدد سنگ و صخره مدفون شده بود.

امواج زمين لرزه: درست مثل هنگامي كه درسطح آب اغتشاش روي مي دهد، انرژي آن به صورت امواج منتقل مي شود، وقتي كه شكست يا جابه جايي در پوسته زمين روي مي دهد، انرژي آن به صورت امواج زمين لرزه منتقل مي شود. در هر زمين لرزه اي چند نوع موج مختلف مشاهده مي شود. امواج اصلي از لايه هاي داخلي زمين عبور مي كنند، در حالي كه امواج سطحي از سطح مي گذرند. اغلب ويراني هاي زلزله توسط امواج سطحي - كه امواج L هم ناميده مي شوند _ به وجود مي آيد، زيرا اين امواج ارتعاشات شديدي را به وجود مي آورند. هنگامي كه امواج اصلي به سطح زمين رسيدند، امواج سطحي را به وجود مي آورند.امواج اصلي خود به دو گروه مهم تقسيم بندي مي شوند:

امواج اوليه كه امواج P نيز ناميده مي شوند، با سرعت ۵/۱ تا ۸ كيلومتر در ساعت حركت مي كنند. سرعت حركت اين امواج به جنس زميني كه اين امواج از آنها عبور مي كنند بستگي دارد. سرعت اين امواج از موج هاي ديگر بيشتر است و بنابراين سريع تر به سطح زمين مي رسند. اين امواج قابليت عبور از جامدات، مايعات و گازها را دارند و به همين دليل به طور كامل از زمين عبور مي كنند. وقتي كه اين امواج از صخره ها عبور مي كنند، در مسير حركت خود به آنها به سمت جلو و عقب فشار وارد مي كنند.

امواج ثانويه امواج S ناميده مي شوند و مدت كوتاهي بعد از امواج P مي رسند. اين امواج هنگام حركت خود، صخره ها را به سمت بالا فشار مي دهند، يعني ارتعاش صخره ها عمود بر مسير حركت اين امواج است. امواج S برخلاف امواج P نمي توانند در داخل زمين به خط مستقيم حركت كنند. اين امواج فقط از مواد جامد مي گذرند و به همين دليل هنگامي كه در مركز زمين به مايع برسند، متوقف مي شوند.با اين همه هر دو نوع موج از سطح زمين مي گذرند و بنابراين مي توان آنها را در آن سوي نقطه اي كه زمين لرزه روي داده است، شناسايي كرد. در هر لحظه تعداد زيادي امواج زلزله اي ضعيف در قسمت هاي مختلف زمين قابل شناسايي است.

امواج سطحي را مي توان تا حدودي به امواج آب تشبيه كرد. چرا كه امواج سطحي حين حركت، سطح زمين را به سمت بالا و پايين مي رانند. حركت اين امواج باعث ويراني هاي شديدي مي شود، چرا كه صخره ها و پي ساختمان ها را به ارتعاش مي آورد. امواج L از همه كندتر هستند به همين دليل شديدترين لرزش ها در پايان يك زمين لرزه روي مي دهد.

شناسايي كانون زلزله:همان طور كه ذكر شد سه نوع مختلف موج زلزله وجود دارد كه هر كدام با سرعت مشخصي حركت مي كند. به رغم آنكه سرعت دقيق امواج P و S بسته به جنس و نوع ماده اي كه اين امواج از آن عبور مي كنند، متغير است، نسبت سرعت حركت آن دو در تمام زمين لرزه ها تقريباً ثابت باقي مي ماند.معمولاًسرعت امواج P،حدود۶/۱برابرسرعت امواج S است.

دانشمندان مي توانند با استفاده از اين نسبت، فاصله بين هرنقطه از سطح زمين را با كانون زمين لرزه محاسبه كنند. كانون زلزله مكاني است كه امواج زمين لرزه از آنها شروع شده اند. براي تشخيص كانون زلزله از ابزاري استفاده مي شود كه زلزله نگار ناميده مي شود. زلزله نگار دستگاهي است كه امواج مختلف را ثبت مي كند. براي يافتن فاصله بين زلزله نگار و كانون زلزله، دانستن زمان رسيدن اين امواج نيز ضروري است. با در اختيار داشتن اين اطلاعات، اختلاف زماني بين رسيدن اين امواج محاسبه شده و سپس نمودار ويژه اي رسم مي شود كه در آن فاصله اي را كه موج مي تواند طي مدت اختلاف زماني محاسبه شده طي كند، به دست مي آيد.

اگر اطلاعاتي از اين دست را از سه يا چند نقطه مختلف به دست آوريم، مي توان مكان كانون زلزله را به دست آورد. براي اين كار كافي است كه كره اي فرضي حول هر يك از زلزله نگار ها رسم كرد كه در آن مكان اندازه گيري به عنوان مركز كره و فاصله محاسبه شده تا كانون زلزله به عنوان شعاع كره در نظر گرفته مي شود. پس سطح كره مورد نظر نشان دهنده تمام نقاطي است كه از زلزله نگار به اندازه مورد نظر فاصله دارد. بنابراين كانون زلزله مورد نظر بايد در جايي در سطح اين كره قرار داشته باشد. اگر دو كره را بر اساس اطلاعات به دست آمده از دو زلزله نگار مختلف رسم كنيد، از تقاطع دو كره يك دايره به دست مي آيد. از آنجايي كه كانون زلزله بايد در سطح هر دو كره قرار گرفته باشد، محيط دايره اي كه از تقاطع دو كره به دست مي آيد، نشان دهنده تمام كانون هاي ممكن براي زلزله مورد نظر است.

از تقاطع كره سوم با اين دايره فقط دو نقطه حاصل مي شود كه نشان دهنده كانون هاي محتمل براي زلزله است. از اين دو نقطه يكي در سطح زمين قرار دارد و ديگري در هوا، با توجه به آنكه كانون زلزله هميشه در سطح زمين قرار دارد، نقطه موجود در هوا كنار گذاشته شده و نقطه موجود در سطح زمين نشان دهنده مكان واقعي كانون زلزله است.

درجه بندي دامنه و شدت زلزله:در هنگام وقوع زلزله بارها با كلمه مقياس ريشتر مواجه مي شويم. شايد كلمه مقياس مركالي هم به گوشتان رسيده باشد هرچند كه كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد. اين دو مقياس قدرت يك زلزله را از دو جنبه مختلف بيان كنند.

از مقياس ريشتر براي بيان بزرگي يك زمين لرزه يعني مقدار انرژي آزاد شده طي يك زمين لرزه استفاده مي شود. اطلاعات مورد نياز براي محاسبه بزرگي زمين لرزه را از لرزه نگار به دست مي آورند. مقياس ريشتر لگاريتمي است يعني افزايش يك واحد در مقياس ريشتر نشان دهنده افزايش ده واحدي در دامنه موج است. به عبارت ديگر دامنه موج در زلزله ۶ ريشتري ده برابر دامنه موج زلزله ۵ ريشتري است و دامنه موج ۷ ريشتر ۱۰۰ برابر زلزله ۵ ريشتري است. مقدار انرژي آزاد شده در زلزله ۶ ريشتري ۷/۳۱ برابر زلزله ۵ ريشتري است.

بزرگترين زلزله ثبت شده ۵/۹ ريشتر شدت داشت، هرچند كه مطمئناً زلزله هاي شديدتري در تاريخ طولاني زمين روي داده است. عمده زلزله هايي كه روي مي دهد كمتر از ۳ ريشتر قدرت دارند. زمين لرزه هايي كه كمتر از ۴ ريشتر شدت داشته باشند، نمي توانند ويراني هاي چنداني به بار آورند. زلزله هايي كه ۷ ريشتر يا بيشتر قدرت داشته باشند، زلزله هاي شديدي محسوب مي شوند.مقياس ريشتر فقط يكي از عواملي است كه تبعات يك زلزله را بيان مي كند. قدرت تخريبي يك زلزله علاوه بر قدرت آن به ساختار زمين در منطقه مورد نظر و طراحي و مكان سازه هاي ساخت بشر بستگي دارد. ميزان ويراني هاي به بار آمده را معمولاً با مقياس مركالي بيان مي كنند.دانشمندان مي توانند درجه مقياس ريشتر را درست پس از زمين لرزه و زماني كه امكان مقايسه اطلاعات از ايستگاه هاي مختلف زلزله نگاري به وجود آمده، معين كنند. اما درجه مركالي را نمي توان به اين سرعت مشخص كرد و لازم است كه محققان زماني كافي براي بررسي اتفاقاتي كه حين زمين لرزه روي داده است، در اختيار داشته باشند. هنگامي كه تصور دقيقي از ميزان خسارت هاي وارده به عمل آمد، مي توان درجه مركالي مناسب را تخمين زد.

مقابله با زمين لرزه:طي پنجاه سال اخير اطلاعات زيادي در مورد زلزله كسب كرده و فرآيند وقوع آن را بهتر از پيش درك مي كنيم، اما هنوز هم براي مقابله با آن كاري نمي توانيم انجام دهيم. زمين لرزه ها توسط فرآيندهاي بنيادين و قدرتمند زمين شناختي كه خارج از حيطه كنترل ما هستند، به وجود مي آيند. اين فرآيندها نسبتاً غير قابل پيش بيني است، بنابراين در حال حاضر اين امكان وجود ندارد كه به مردم گفت دقيقاً چه وقت زلزله روي مي دهد. اين امواج زلزله اي ثبت شده، مي تواند به ما اطلاع دهد كه ارتعاش هاي بسيار قويتري در راه است، اما اين اطلاعات مي تواند فقط چند دقيقه پيش از وقوع زلزله به ما اخطار دهد. دانشمندان مي توانند برپايه حركت هاي صفحه ها در زمين و موقعيت منطقه هاي گسل، پيش بيني كنند كه در كدام مناطق احتمال وقوع زلزله زياد است. همچنين با تحقيق در تاريخ زمين لرزه هاي روي داده در منطقه مورد نظر، زمان احتمالي وقوع زلزله را پيش بيني كنند. با اين همه اين پيش بيني ها معمولاً بسيار ضعيف هستند. اما پيش بيني دانشمندان در مورد پس لرزه ها دقيق تر است. پس لرزه ها، لرزه هايي است كه پس از زلزله اوليه روي مي دهد. اين پيش بيني ها براساس تحقيق هاي بسيار وسيعي كه در مورد الگوهاي پس لرزه ها انجام شده است، صورت مي گيرد.زلزله شناسان در اين مورد كه چگونه زمين لرزه هايي كه از يك گسل شروع شده اند، مي توانند زلزله هاي ديگري را در گسل هاي متصل به يكديگر به وجود آورند، پيش بيني هاي دقيقي انجام مي دهند.

زمينه ديگر تحقيق ارتباط بين بارهاي الكتريكي و مغناطيسي در صخره ها و زمين لرزه است. بعضي از دانشمندان بر اين عقيده اند كه اين ميدان الكترومغناطيسي پيش از زمين لرزه تغيير مي كند. علاوه بر اين زلزله شناسان خروج گاز از زمين و تغيير شكل زمين را به عنوان علائم اخطار دهنده زمين لرزه مي شناسند. با اين همه در بسياري از موارد نمي توان زمين لرزه را با دقت كافي پيش بيني كرد.

پس براي مقابله با زمين لرزه چه كاري مي توان انجام داد؟ عمده پيشرفت هايي كه طي ۵۰ سال گذشته حاصل شده است به آمادگي براي زلزله و مخصوصاً حيطه مهندسي عمران مربوط مي شود. طي چند دهه اخير استانداردهايي براي ساخت ساختمان ها در نظر گرفته شده است تا مقاومت آنها در برابر نيروي امواج زمين لرزه افزايش يابد. از استانداردهاي جديد مي توان به تقويت مصالح اشاره كرد. طراحي بناها به شيوه اي كه از انعطاف پذيري لازم براي جذب ارتعاش ها برخوردار باشند بدون آنكه تخريب شوند،يكي ديگر از اين روش هاست. طراحي ساختمان ها به شيوه اي كه بتوانند اين ضربه ها را بگيرند، مخصوصاً در مناطقي كه زلزله خيز هستند، از اهميت بسياري برخوردار است.يكي ديگر از مولفه هاي آمادگي، آموزش مردم است. امروزه بسياري از سامان هاي دولتي در اغلب كشورها دفترچه هاي راهنمايي منتشر مي كنند كه در آن چگونگي وقوع زلزله، راهنمايي هايي در مورد حفاظت خانه در برابر زلزله هاي احتمالي و فعاليت هايي كه در زمان وقوع زلزله بايد انجام داد، گردآوري شده است.

[Borna66]

ریشه لغوی زمین شناسی ساختمانی از واژه Structural به معنی ساختاری یا ساختمانی و Geology به معنی زمین شناسی گرفته شده است.
دید کلی
هر کسی که با زمین شناسی سر و کار داشته باشد، تشخیص می‌دهد که پوسته زمین در طی تاریخ زمین شناسی یک واحد ثابت و غیر متغیری نبوده است بلکه به کرات در برابر عوامل داخلی و خارجی در آن تغییر شکل ایجاد شده است. شاهد این مدعی وجود نواحی عظیم چین خورده یعنی سلسله کوههاست که در آن رسوبات و سنگهای دیگر فشرده شده و فرم آنها تغییر کرده است.
عامل دیگر رسوبات دریایی است که اینک در قلل مرتفع کوهها دیده می‌شود و در برخی موارد هزاران متر از سطح دریا بالاتر قرار گرفته است و این خود ناپایداری قشر زمین را نشان می‌دهد. بطور کلی می‌توان گفت که زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک ، درباره ساختهای مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته زمین، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین بحث می‌کند.
اهمیت و کاربرد زمین شناسی ساختمانی
* زمین شناسی ساختمانی در بین سایر علوم زمین شناسی ، موقعیت خاصی را داراست. مثلا تهیه نقشه زمین شناسی محل ، بدون آگاهی به نوع ساختمانهای منطقه ، غیر ممکن است. زیرا بدون توجه به ساختمانهای موجود ، ارتباط واحدهای مختلف زمین شناسی امکان پذیر نیست. از سوی دیگر مواد معدنی ، در ساختمانهای خاص زمین شناسی متمرکز می‌شوند.
مثلا نفت و گاز طبیعی بیشتر در قسمتهای بالای تاقدیسها جمع می‌شوند و با شناسایی این ساختمانهاست که می‌توان امکان وجود آنها را بررسی کرد. همچنین بسیاری از موارد معدنی بصورت رگه تشکیل می‌شوند که این رگه‌ها ، معمولا در امتداد گسلهای موجود در منطقه تشکیل می‌شوند. در بسیاری موارد ، در اثر وجود گسلها و شکستگیها ، گسترش ماده معدنی در یک منطقه قطع می‌شود و برای پیدا کردن مجدد آن ، آگاهی به مشخصات تکتونیکی منطقه ، ضروری است.
* آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه ، کمک موثری در مطالعه آبهای زیرزمینی است. زیرا گسلها و شکستگیها ، مجراهای مناسب جهت عبور آبهای زیرزمینی می‌باشد. شناسایی دره ها و گسلهای ناحیه ، یکی از بهترین مراحل مقدماتی حفر تونلها و احداث سدها به شمار می‌آید.
انواع بررسی‌های زمین شناسی ساختمانی
* بررسی بر اساس وضعیت هندسی:
در این نوع تقسیم‌بندی ، ساختمانهای مختلف زمین از نظر شکل هندسی مورد توجه قرار گرفته و به انواع چین‌ها ، گسل ، درزه‌ها و … تقسیم می‌شوند.
* بررسی از نقطه نظر سینماتیکی:
در این بررسی ، اشکال مختلف زمین‌شناسی ، از نقطه نظر نحوه حرکات پوسته زمین ، که منجر به ایجاد ساختمان مذبور شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرند. در حقیقت در این حالت چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، مطالعه می‌شود.
* بررسی تاریخی:
مقصود از این بررسیها ، مطالعه چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، در دوره‌های خاص زمین‌شناسی است. زیرا بطوری که می‌دانیم، در دوره‌های مختلف دوران زمین شناسی ، حرکات تکتونیکی مختلفی وجود داشته است.
* بررسی از نظر دینامیکی:
در این بررسی ، رابطه نیروهای موثر بر سنگهای زمین و ساختمانهای حاصله ناشی از آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
زمین شناسی ساختمانی و سایر علوم زمین شناسی
* پترولوژی:
این شاخه از علوم زمین از منشا پیدایش و شرایط تشکیل سنگها و همچنین رابطه موجود این سنگها گفتگو می نماید و ارتباط نزدیکی با زمین شناسی ساختمانی دارد، مخصوصا تغییر شکلهایی که در اعماق با تبلور مجدد یا دگرگونی سنگها همراه است.
* رسوب شناسی:
رسوب شناسی و رسوب گذاری از رخدادهای تکتونیکی ، شواهد و مدارک زیادی ارائه می‌نمایند، زیرا تغییر شرایط ته نشینی و انباشته شدن رسوبات با تغییر شکل حوضه‌های رسوبی همراه است.
* چینه شناسی:
اغلب اوقات وضع چینه شناسی به موقعیت ساختمانی طبقات وابسته است که بدون دانستن سرگذشت تکتونیک منطقه ، امکان بررسی ترتیب چینه شناسی وجود ندارد.
* ژئومورفولوژی:
ژئومورفولوژی در نواحی که تحت تاثیر تکتونیک جدید قرار گرفته است، دارای اهمیت زیادی است.
* زمین شناسی کاربردی:
نیروهای عمل کننده بر زمین باعث ایجاد تغییر در پوسته زمین و تاثیر گذاری بر روی سازه‌های احداث شده بر روی آن می‌شود. بنابراین شناخت پدیده‌های ساختمانی و تکتونیکی کمک موثری به برنامه ریزی در این گونه تشکیلات می‌نماید.
* زمین شناسی اقتصادی:
بسیاری از مواد معدنی به صورت رگه در امتداد گسلها و شکستگیهای موجود در منطقه تشکیل می‌گردد و یا نفت و گاز طبیعی بیشتر در ساختهای خاص زمین شناسی ( تاقدیس ) جمع می‌شوند که برای شناخت این ساختها و استفاده بهینه از مخازن موجود آگاهی از مشخصات تکتونیکی و ساختمانی منطقه لازم است.
* هیدروژئولوژی:
آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه کمک موثری در مطالعه مخازن زیرزمینی است، چون گسلها و شکستگیها علاوه بر جابجایی لایه‌های آبدار ، مجرای مناسبی جهت عبور آبهای زیرزمینی هستند.
* فتوژئولوژی:
امروزه بررسیهای زمین شناسی ساختمانی با استفاده از عکسهای هوایی و مطالعه مستقیم در روی زمین ( زمین شناسی صحرایی ) صورت می‌گیرد و اصولا این دو علم لازم و ملزوم یکدیگرند

[Borna66]

گنبدهای نمکی
بطور کلی برجستگیهایی که توسط نمک به علت حرکات و بالا آمدن آن ایجاد می‌گردد، گنبد نمکی ( Saltdom ) نامیده می‌شود. بدیهی است اشکال خارجی تمامی گنبدهای نمکی یکسان و یک شکل نبوده و بستگی به سنگهای پوششی آن ، فشار درونی و میزان آن دارد. به عبارت دیگر گنبد نمکی عبارت است از ساختمان زمین ‌شناسی گنبدی شکلی که هسته آن از نمک تشکیل شده است. از نظر مکانیسم تغییر شکل، نمونه تغییر شکل پلاستیکی است. حرکت اینگونه مواد پلاستیکی سبب ایجاد چین‌های دیاپیری می‌شود و به همین جهت از نظر زمین شناسی ساختمانی نیز قابل مطالعه و بررسی است.
● اجزای گنبدهای نمکی
هر گنبد نمکی شامل یک هسته مرکزی که از نمک تشکیل شده است و بخشی که اطراف هسته مرکزی را احاطه می‌کند و از سنگهای رسوبی محلی تشکیل شده است، می‌باشد. معمولا از رسوبات نمکی هسته مرکزی جوانتر است. در بیشتر گنبدهای نمکی ، سطح فوقانی بوسیله طبقات رسوبی پوشیده شده و تشکیل پوششی را می‌دهد که به آن پوش سنگ می‌گویند. در بعضی از گنبدهای نمکی ، ضخامت پوش سنگ به چند صد متر می‌رسد و بعضی از گنبدهای نمکی نیز فاقد پوش سنگ است. مثلا گنبد نمکی قم که در شمال ارتفاعات زنگار منطقه قم قرار دارد، فاقد پوش‌سنگ است. پوش سنگها معمولا از سنگهای آهکی ، ژیپس و انیدریت تشکیل می‌شود. در بعضی موارد پوش سنگ حاوی ذخایری از مواد گوگردی است.
● شکل گنبد نمکی
از نظر جکسون و تالبوت (۱۹۸۶) ، ساختمانهای نمکی ممکن است به صورت تاقدیس نمکی (Salt anticlines) بالشهای نمکی (Salt pillows) ، برجستگیهای تیغه مانند نمکی (Saltridges) ، امواج نمکی (Salt Waves) ، استوکهای نمکی (Salt stocks) و غیره باشد. شکل گنبد نمکی متغیر است. دیواره بسیاری از گنبدهای نمکی دارای شیب زیاد در حدود ۸۰ تا ۹۰ درجه به طرف خارج است. گنبدهای نمکی متقارن ، کمیاب و اغلب گنبدها نامتقارن و شیب دیواره‌ها در جهت مختلف متفاوت است. مقطع بیشتر گنبدهای نمکی نزدیک به دایره و در بعضی از گنبدها بیضی شکل است. گسترش افقی گنبدها بسیار متغیر و اغلب چندین کیلومتر است.
●● انوع گنبدهای نمکی از نظر عمق سطح فوقانی
● گنبدهای نمکی کم عمق
معمولا سطح فوقانی این گنبدها از سطح زمین کمتر از یک کیلومتر است. مانند گنبدهای نمکی ایران.
● گنبدهای نمكی دارای عمق متوسط
سطح فوقانی آنها بین یک یا ۱.۵ کیلومتری سطح زمین قرار دارد.
● گنبدهای نمکی عمیق
فاصله آنها از سطح زمین از ۱.۵ کیلومتر متجاوز است. اطلاعات حاصل از حفاریها نشان می‌دهد که بعضی از گنبدهای نمکی در اعماق بیش از ۳۰۰۰ متر از سطح دریا توسعه دارد.
● مکانیسم تشکیل گنبدهای نمکی
حرکت نمک با توجه به خاصیت شکل پذیری آن به سمت بالا به علت ضخامت قابل توجه طبقات روی آن است و این ضخامت باید به اندازه‌ای باشد که نیروی محرکه‌ای جهت جابجایی آن بوجود آید. بنابراین سرعت حرکت نمک نمی‌تواند در همه جا یکسان باشد. در این صورت با حرکت نمک به سمت بالا قدرت و نیروی محرکه فوق کاهش پیدا کرده و با افزایش بار ، رسوبات نمک حرکت قائم خود را ادامه می‌دهد. این حرکت می‌تواند در هر سال از ۰.۱ تا یک میلیمتر باشد.
● منشا گنبدهای نمکی
در نقاطی که گنبدهای نمکی یافت می‌شود، اغلب در زیرزمین لایه‌های ضخیمی از نمک موجود است که به لایه‌های تغذیه کننده گنبد نمک موسوم است. ضخامت این لایه‌های نمک متفاوت و در موارد استثنایی از هزار متر بیشتر است. به نظر نتلتن (‌‌Nettelton) اگر در بالای یک طبقه نمک اصلی ، تاقدیسی با شیب بسیار ملایم وجود داشته باشد حرکت نمک به طرف بالا شروع می‌شود و نمک از لایه‌های تغذیه کننده بیرون کشیده می‌شود. عاقبت نمک در طبقات نمکدار مجاور ممکن است به اندازه‌ای نازک و فشرده شود که افزایش بیشتر نمک غیرممکن گردد. نازک شدن طبقات نمکدار موجب فرو نشستن طبقات رویی آنها و ایجاد شیب به طرف خارج از گنبد می‌شود. این شیب در فاصله دور به طرف گنبد است و در نتیجه ناودیسی بوجود می‌آید که به نام ناودیس حاشیه‌ای یا کناری معروف است. ضخامت لایه‌های تغذیه کننده نمک متفاوت است و یکی از راههایی که برای تعیین ضخامت این لایه‌ها بکار می‌رود، تعیین گودی ناودیس‌های کناری گنبدهای نمک است. از آنجایی که این ناودیسها به احتمال زیاد بر اثر تغذیه نمک به گنبدهای نمکی در اطراف گنبد تشکیل می‌شود، باید لایه نمک حداقل برای ضخامتی معادل گودی ماکزیمم ناودیس کنار ‌باشد.
● مراحل تشکیل گنبد نمکی
▪ تشکیل طبقات با شیب ملایم.
▪ تشکیل تاقدیس ساده گنبدی شکل.
▪ تشکیل گنبد نمکی حقیقی.
● اشکال مختلف گنبدهای نمکی (Salt dom) یا (Diapiricfolds)
▪ گنبدهای نمکی متقارن :
کمیاب تر بوده و شیب آنها در طرفین تقریبا مساوی است.
▪ گنبدهای نمکی نامتقارن :
این گنبدها فراوان تر بوده و شیب دامنه اطراف آن نامساوی است. شکل کلی مقطع عرضی گنبدهای نمکی بیشتر دایره و در برخی از آنها بیضی شکل است و گسترش آن در روی زمین از ۵۰۰ متر تا۸ کیلومتر (در آمریکا) و در شمال شرقی دریای خزر بین ۵ تا ۱۲ کیلومتر گزارش شده است.
●● اهمیت ساختمان گنبدهای نمکی در زمین شناسی نفت
● نفتگیرهای گنبد نفتی (Salt dom traps)
نمک در گنبدهای نمکی ، ابتدا به صورت لایه‌های رسوبی بوده‌اند که در حوضه‌های مختلف به سن پرکامبرین – کامبرین )مثلا حوضه زاگرس ایران) تا دوران سنوزوئیک)حوضه زاگرس ، ایران مرکزی و رومانی) وجود داشته‌اند. وزن مخصوص نمک از دیگر سنگهای رسوبی کمتر و خاصیت شکل پذیری (Plasticity) آن بیشتر است. چنانچه نمک در زیر طبقات ضخیم قرار گیرد، بعلت حرارت زمین گرمائی و فشار ناشی از وزن طبقات به حال نیمه سیال در می‌آید و چون وزن مخصوصش از سنگهای فوقانی کمتر است، به نقاط ضعف لایه‌های بالایی که معمولا قله تاقدیسها و یا سطوح گسلی است، نفوذ نموده و به طرف سطح زمین حرکت می‌کند. هنگامی که توده نمک به صورت ستون استوانه‌ای شکل درآمد، اختلاف فشار استاتیک در ستونی که استوانه نمک در آن قسمت قرار دارد و قسمتهای مجاور آن بیشتر شده و به حرکت توده نمک شتاب بیشتر می‌دهد. نفتگیرهای گنبد نمکی نسبت به سایر انواع نفتگیرهای ساختمانی وضع پیچیده تری داشته و بعلت مکانیسم تشکیل آن که شکافتن طبقات فوقانی را در پی دارد، با گسلهای متعدد همراه است.
● گنبدهای نمکی هرمز
گنبدهای نمکی هرمز در خلیج فارس جزایر کوچکی را تشکیل می‌دهد. نمکهای هرمز در جنوب ایران ، چین‌های دوران سوم کوههای زاگرس را بدون داشتن جهت خاصی سوراخ کرده است. بطوری که در تمام موارد و محلهای ممکن از قبیل قله ، پهلو ، محور تاقدیس و ناودیس و در روی گسلها دیده می‌شود. این گنبدهای نمکی با رسوبات دوران سوم ، کرتاسه و بطور محلی با ژوراسیک دارای سطح برخورد دیاپریک است. بنابراین بطور محقق سن آنها از ژوراسیک قدیمی تر است. بطور کلی فعلا سن این تشکیلات را به پروتروزوئیک یا اینفراکامبرین نسبت می‌دهند و آن را هم ارز جانبی تشکیلات دولومیتی سلطانیه در ایران شمالی می‌دانند. به نظر می‌رسد که حرکات کوهزایی آسینتیک حداقل در شمال کرمان موجب پیدایش حوضه و یا حوضه‌هایی جهت تشکیل رسوبات نمکی هرمز گردیده است.
گنبدهای نمکی هرمز در طی حرکات کوهزایی آلپ در طبقات فوقانی خود تزریق شده است. وجود گنبدهای نمکی نتیجه تزریق پلاستیکی سنگ نمک در سنگهای رسوبی اطراف است. نمک هسته گنبدهای نمکی از طبقات زیرین مشتق می‌شود. علت اساسی حرکت نمک و گنبدهای نمکی بطور دقیق معلوم نیست. عده‌ای از زمین ‌شناسان عقیده دارند که نیروهای تکتونیکی ، عامل اصلی حرکت گنبدهای نمکی است. چنانکه در رومانی ، فشارهای افقی عامل اصلی حرکت نمک و تشکیل گنبدهای نمکی است و طرز توسعه و وضع گنبدهای نمکی با محور چین خوردگیهای مهم ناحیه تطبیق می‌کند.
● پدیده‌های مؤید جریان و شکل پذیری نمک در گنبدهای نمکی
▪ حرکت نمک به صورت یخچال در اطراف گنبد.
▪ انحنا و گنبدی شکل شدن طبقات روی نمک در گنبدهایی که نمک آنها هنوز به سطح زمین نرسیده اند.
▪ وجود کلاهک (Cap rock) در روی گنبدهای نمکی.
● میادین مهم نفت و گاز در نفتگیرهای گنبدهای نمکی
▪ نفتگیرهای آمریکا.
▪ نفتگیرهای اروپا.
▪ گنبدهای نمکی ایران.
▪ حوضه رسوبی زاگرس (خلیج فارس)
▪ گنبدهای نمکی جنوب سمنان (کویر مرکزی)
●● انواع نفتگیرهای حاصل از گنبدهای نمکی
● نفتگیر کلاهک گنبد نمکی
در بالای ستون نمک ، کلاهک برشی از خرده سنگهای سختی که نمک از طبقات جدا نموده ، تشکیل می‌شود. این برش اگر در شرایط مناسب قرار گیرد می‌تواند محل تجمع نفت و گاز گردد. بدیهی است در این نوع نفتگیر گنبد نمکی هنوز در سطح زمین ظاهر نشده است.
● نفتگیرهای دامنه‌ای گنبد نمکی
گنبد نمکی از شروع حرکت ، طبقات فوقانی را خم نموده و سپس آنها را شکسته و شیبی در خلاف جهت حرکت ستون نمک به آنها می‌دهد. این لایه‌های شیب دار در فراشیب به ستون نمک که نفوذ ناپذیر است ختم می‌شوند. اگر این لایه‌ها دارای توالی مناسبی از سنگ مخزن و سنگ پوششی بوده و نفت نیز در منطقه تولید شده باشد، ممکن است کانسار نفت بطور قابل توجهی در دامنه گنبد نمکی تشکیل شود.
● نفتگیر فوق کلاهک (Super Car trap)
اگر گنبد نمکی به سطح زمین برسد ممکن است باعث انحنا طبقات فوقانی شده و نفتگیرهای تاقدیسی گنبدی شکلی را ایجاد نماید که می‌تواند در رده نفتگیرهای تاقدیسی هم قرار گیرد. میدان نفتی دمام در عربستان سعودی نمونه‌ای از این نوع نفتگیر است.
● نفتگیرهای چینه‌ای (Stratigraphy traps)
در سنگ مخزن مناسبی که حرکت هیدروکربنها در آن میسر است و بر روی آن سنگ پوشش قرار دارد، قطع نفوذپذیری در جهت فراشیب (Up dip) اثر وجود تاقدیس یا گسل را در تجمع نفت و گاز دارد. قطع نفوذ پذیری ممکن است سریع و یا تدریجی باشد و طبقه بطور جانبی و به آرامی تغییر رخساره داده ، مثلا از ماسه سنگ به ماسه سنگ رسی و نهایتا رس تبدیل گردد. در سنگهای آهکی نفوذ پذیر تغییر رخساره به آهک مارنی و نهایتا به مارن و شیل صورت می‌پذیرد. شیب دار بودن لایه نفوذ پذیر حتی به مقدار کم یک عامل لازم برای ایجاد نفتگیرهای چینه‌ای است. کشف نفتگیرهای چینه‌ای به مراتب دشوار تر از یافتن نفتگیرهای ساختمانی است. زیرا مطالعات چینه شناسی و رسوب شناسی دقیق و پیگیری را لازم دارد.
● نفتگیرهای ریفی
گرچه در بین ریفهای جدید ریفهای مرجانی عمومیت دارند ولی در دورانهای گذشته زمین شناسی جانداران مختلفی نظیر آلگهای آهکی ، بریوزوآ (Bryozoa) ، اسفنج (Sponges) نیز ریف ساز بوده‌اند. بدنه اصلی ریف پس از سنگ شدن نیز بسیار متخلخل و نفوذپذیر است. طرف رو به دریای ریف (Fore reef) و سمت رو به خشکی ریف (back reef) را واریزه‌های ریف (Reef talus) تشکیل می‌دهد که با شیب زیاد به بخش عمیق تر دریا سرازیر می‌شود

[Borna66]

تجمع هیدروکربن و تکتونیک صفحه‌ای
در سالهای اخیر محققین زمین شناسی موفق به اکتشاف بیشتری در زمینه تکتونیک صفحه‌ای شده‌اند نتیجه بوجود آمدن عده‌ای از منابع اقتصادی جهان را مربوط به این تحولات می‌دانند. از جمله عقیده دارند که در حواشی سازنده و مخرب تکتونیکی منابع عظیم هیدروکربوری در جهان تشکیل شده و پخش شده است.
● تکتونیک صفحه‌ای
طبق این نظریه قسمتهای بیرون و سخت کره زمین روی طبقات نرمتر از خودشان در حال حرکت بوده و این قسمتهای بیرونی پوسته زمین توده یکپارچه‌ای نبوده و از ۶ صفحه اصلی و چندین صفحه کوچک تشکیل شده است. حاشیه این صفحات را صفحات تکتونیکی می‌نامند و اگر در این حاشیه‌ها صفحات با یکدیگر تصادم کنند، در این صورت آنها را حاشیه‌های مخرب می‌نامند که اکثریت زمین لرزه‌ها و فرآیندهای فعال پوسته زمین در حواشی این صفحات بوجود می‌آید و اگر بر اثر خروج مواد مذاب درونی در این حاشیه‌ها پوسته جدیدی بوجود آید، در این صورت آنها را حاشیه‌های سازنده می‌نامند.
● حاشیه مخرب و تجمع مواد هیدروکروبوری
بطوری که ذکر شد در حاشیه مخرب دو صفحه تکتونیکی باهم تصادم می‌کنند و نیز امکان دارد یک صفحه به زیر صفحه دیگر فرورفته و توسط گوشته داغ هضم گردد، در مناطق فرورانش (Subduction) جاهایی که پوسته اقیانوسی به زیرپوسته قاره‌ای فرو رود، گودالهای عمیقی به نام گودالهای اقیانوسی بوجود می‌آید که به موازات این گودالها غالبا رشته‌ای از کوهها و جزایر آتشفشانی (جزایر کمانی) بوجود می‌آید.
در نتیجه این پدیده حوضه اقیانوسی در این نوع مناطق به حوضه‌های کوچکتری تقسیم شده ، از یک طرف به جزایر کمانی و از طرف دیگر به رشته کوههای ساحلی محدود می‌گردد. در نتیجه بوجود آمدن گودالها و جزایر کمانی در حاشیه چنین حوضه‌ها دریاهای محدودی ایجاد شده که تقریبا بسته هستند و در این دریاها ، رسوبات و باقیمانده مواد آلی حاصل از قاره و اقیانوس بخوبی جمع شده و در اثر کمبود اکسیژن و فعالیت باکتریهای بی‌هوازی شرایط اصلی برای تشکیل ساپروفیلها بوجود می‌آید و چون این نواحی در حاشیه صفحات تکتونیکی قرار دارند، بدین جهت پس از مدتی چین خوردگی حاصل کرده و مکانهای خوبی را جهت تجمعات هیدروکربوری بوجود می‌آورند.
● حاشیه سازنده و تجمع مواد هیدروکربوری
در حاشیه‌های سازنده نیز امکان بوجود آمدن کانسارهای هیدروکربوری وجود دارد. اگر امکان توسعه یافتن کف اقیانوس در زیر یک قاره وجود داشته باشد، باعث می‌شود که آن قاره به دو قسمت تقسیم شود و در نتیجه در محل شکاف پوسته جدیدی بوجود آید (آفریقای جنوبی و آمریکای جنوبی). در اثر فشارهای بیشتر و با گذشت زمان و در اثر فشارهای بیشتر دو قاره از همدیگر جداشده ، بطوری که بین آنها را آب گرفته و دریایی تشکیل می‌شود که این دریای بسته و کم عمق محل مناسبی برای رشد موجودات زنده می‌باشد.
همچنین اگر در این دریا آب به شدت تبخیر شود در نتیجه باعث بوجود آمدن لایه‌های نمک شده که این نمکها همراه دیگر رسوبات به کف دریای مزبور رسوب می‌کنند و در مراحل بعدی و در اثر فشارهای بیشتر فاصله بین دو قاره افزایش یافته و وسط آنها به یک اقیانوس بزرگ تیدیل می‌شود که در این اقیانوس رسوبات دریایی روی نمک و مواد آلی را تدریجا پوشانده و در نتیجه اعمال فیزیکی و شیمیایی آنها به هیدروکربور تبدیل می‌شوند.
● گنبدهای نمکی و ارتباط آنها با نفتگیرها
رسوبات نمکی بر اثر فشاهای وارده تغییر حجم داده و به شکل گنبدهای نمکی در آمده و به عنوان تله‌های نفتی عمل می‌کنند. در حاشیه شرقی اقیانوس اطلس چنین گنبدهای نمکی از ناحیه فلات قاره تا مناطق عمیق‌تر حتی تا عمق ۵۰۰۰ متر کشف شده‌اند و این نشان دهنده تشکیل رسوبات نمکی هنگام جدا شدن قاره‌ها در دریاهای کوچک است و اقیانوس اطلس نیز در اول دریای کوچک بوده و با پیدایش این گنبدهای نمکی در اقیانوس اطلس چنین تصور می‌کنند که در اعماق اقیانوسها نفتگیرهای با ارزشی کشف شود و در مورد دریاهای دیگر نیز از این تئوری پیروی می‌کنند.
● نحوه تشکیل دیاپیرها و نقش آنها در کانسارهای نفت ایران
در مورد نحوه تشکیل ذخایر نفتی ایران با در نظر گرفتن لایه‌ها و گنبدهای نمکی زیاد در مناطق نفت خیز جنوب ایران نیز می‌توان از تئوری تکتونیک صفحه‌ای پیروی کرد. بطوری که می‌دانیم در حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش دریاهای بسته‌ای ایران را می‌پوشاند (دوره کرتاسه و قبل از آن).
● پیدایش زاگرس و ارتباط آن با تله های نفتی
در زمان ترشیر صفحه عربستان (خلیج فارس و زاگرس هم جزو آن بوده) که در جنوب غربی این دریا قرار داشته تدریجا از قاره آفریقا جدا شده و به سمت شمال شرق حرکت می‌کند که در منطقه برخورد آن با قاره اروپا - آسیا (ایران مرکزی) زمین بالا آمده و دریای اولیه تدریجا خشک می‌شود و در نتیجه این تصادم و رفتن قاره عربستان به زیر ایران مرکزی باعث می‌شود که لایه‌های رسوبی دارای مواد آلی تشکیل شده در دریای کم عمق اولیه که روی هم انباشته شده است، چین خوردگی حاصل کرده و سلسله کوههای زاگرس را بر روی منطقه فرورانش بوجود آورد.
همچنین در اثر چین خوردگیهای بعدی ساختمانهای تاقدیسی که روی هم رفته در جهت شمال غرب و جنوب شرقی قرار دارند، در منطقه بوجود آمده اند که در مراحل بعدی به عنوان تله‌های نفتی با ارزش توانسته‌اند در جنوب ایران نفتها را در خود نگه دارند.

منبع: دانشنامه رشد

[Borna66]

زمین متغیر:

زمین یک کره متحرک است! اگر ما بتوانیم صد میلیون سال به عقب برگردیم، چهره زمین را با آنچه که امروز می­بینیم کاملا متفاوت خواهیم یافت. هیچ اثری از کوههای آلپ یا خلیج مکزیک نخواهد بود، در عوض قاره­هایی در ابعاد، اشکال و موقعیتهای متفاوتی خواهیم یافت. بر خلاف زمین در چند میلیارد سال گذشته هیچ تغیر اساسی در سطح کره ماه بوجود نیامده است (فقط چند گودال اضافه شده است).



تئوری صفحه زمینساخت[1]

در طول چند دهه اخر درباره کره متغیرمان مطالب بسیار زیادی آموخته­ایم. در این مدت تحولی عظیم در فهم ما از زمین بوجود آمده است. این تحول ابتدای قرن بیستم با ارائه پیشنهاد مربوط به جابجائی قاره­ای[2] - تئوری که بیان می­کند قاره­ها بر روی کره زمین حرکت می­کنند – آغاز گردید. این مطلب با فرض ثابت بودن قاره­ها و کف اقیانوسها که تا آن زمان مورد قبول بود در تضاد اساسی قرار داشت و به همین دلیل نیز 50 سال طول کشید تا داده کافی برای اثبات این نظریه جمع آوری شود.

بر اساس تئوری صفحه زمینساخت، پوسته خارجی صلب زمین (لیتوسفر) به تکه­های متعددی شکسته شده است که هرکدام از آنها صفحه[3] نام دارند که در حال حرکت بوده و بصورت بی­وقفه تغییر شکل و اندازه می­دهند. همانگونه که در شکل 1 و شکل 2 مشاهده می­شود، هفت صفحه اصلی در لیتوسفر شناخته شده است. این صفحات عبارتند از: آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، اقیانوسیه، آفریقا، اوروآسیا، استرالیا و قطب جنوب.

صفحات با ابعاد متوسط مانند کارائیب، نازکا، فیلیپین، عربی، کوکوس و صفحه اسکاتیا هستند و علاوه بر آنها صفحات متعددی با ابعاد کوچکتر شناخته شده است. توجه نمایید که یک صفحه بزرگ ممکن است شامل یک قاره کامل و سطح بزرگی از کف دریا باشد ( مانند صفحه آمریکای جنوبی). در حالی که هیچ صفحه­ای دقیقا بر اساس مرز یک قاره شناخته نشده است.

صفحات سنگ کره با سرعت بسیار پایین ولی بطور مداوم نسبت به هم درحال حرکت هستند که بطور متوسط 5 سانتیمتر در سال است. این حرکت به بدلیل توزیع نامساوی حرارت در داخل کره زمین است. مواد داغ که در عمق گوشته قرار دارند، به آرامی به سوی بالا حرکت می­کنند و به عنوان یکی از سیستمهای همرفت درونی سیاره عمل می­نمایند. همزمان، قطعت سردتر و چگالتر سنگ­کره در داخل گوشته فرو می­روند. درنهایت حرکت عظیم و کند صفحات سنگ کره منجر به ایجاد زمین لرزه­ها، آتشفشانها و تغییر شکل توده­های بزرگ سنگی به صورت کوه­ها می­گردد.

پدیده همرفت در داخل کره زمین همانند جریان همرفتی است که وقتی کتری پر از آب بر روی آتش قرار داده می­شود در آن اتفاق می­افتد. آب قسمت تحتانی آب قبل از قسمتهای دیگر گرم شده و در اثر انبساط چگالی آن کاهش می­یابد و این باعث جریان یافتن آب به سمت بالا شده و همزمان آب نسبتا سردتر از سطح آب به سمت کف کتری حرکت کرده و آب سرد و گرم جایگزین یکدیگر می­گردد.



شکل 1: صفحات اصلی سازنده سطح کره زمین

شکل 2: صفحات اصلی سازنده سطح کره زمین



مرز[4] صفحات:

صفحات تشکیل دهنده سنگ کره بصورت یک توده بهم چسبیده، نسبت به یکدیگر در حال حرکت هستند. با وجود اینکه قسمتهای داخلی صفحات ممکن است متحمل مقداری تغییر شکل گردند، ولی تمام اندرکنشهای اصلی بین صفحات جداگانه، در طول مرز بین آنها اتفاق می­افتد. در حقیقت تلاشهای اولیه برای مشخص کردن مرز بین صفحات بر اساس محل وقوع زمین لرزه­ها بود. صفحات در مرزها سه رفتار کلی نسبت به هم دارند:

1. مزرهای دورشونده[5]

جائی که صفحات در نتیجه بالا آمدن مواد از گوشته از هم دور می­شوند و بستر جدیدی در اقیانوسها ساخته می­شود. جداشدگی صفحات، غالبا در رشته­کوههای میان اقیانوسی رخ می­دهد. شکافهای ایجاد شده در اثر دور شدن صفحات، بلافاصله با سنگهای مذاب که از استنوسفر بالا می­آید، پرمی­شوند. این مواد گرم، به آرامی سرد شده و بستر جدید اقیانوسی را تشکیل می­دهند. این پدیده میلیونها سال بطور مداوم تکرار می­شود و بدین ترتیب هزاران کیلومتر مکعب بستر جدید ایجاد می­گردد.

این مکانیزم کف اقیانوس آتلانتیک را در 160 میلیون سال گذشته پدید آورده است که به این پدیده "گسترش بستر دریا" اطلاق می­شود. سرعت بستر سازی در قسمتهای مختلف متفاوت است. این سرعت از 5/2 سانتیمتر در سال در آتلانتیک شمالی تا 20 سانتیمتر در سال در قسمت شرقی اقیانوس آرام متغیر است. با اینکه بیشترین نرخ بستر سازی در مقیاس تاریخ بشر بسیار کند است، ولی کمترین نرخ تولید سنگ­کره به اندازه کافی سریع است که در طول 200 میلیون سال گذشته بستر تمام اقیانوسهای زمین را ایجاد کرده باشد. در حقیقت بستر تمام اقیانوسها که تعیین عمر شده­اند از 180 میلیون سال تجاوز نمی­کند.

شکل 3: مرزهای واگرا در محل رشته­کوههای اقیانوسی

شکل 4: تولید بستر اقیانوسی در مرزهای واگرا


شکل 5: نحوه بالا آمدن سنگهای مذاب در مرزهای واگرا و تشکیل بستر جدید



2. مرزهای همگرا[6]

در این نواحی، صفحات به سوی هم حرکت می­کنند و در نتیجه پدیده فرونشست پوسته اقیانوسی در گوشته اتفاق می­افتد. همگرائی ممکن است در مرز تصادم دو پوسته قاره­ای نیز اتفاق بیفتد و باعث ایجاد سامانه­های کوهستانی گردد.

درحالی که پوسته جدید در رشته­کوههای اقیانوسی اضافه می­شوند، سیاره زمین بزرگتر نمی­شود و مساحت سطحی آن همواره مقدار ثابتی باقی می­ماند. برای جادادن به پوسته تازه ایجاد شده، پوسته قدیمی اقیانوسی در طول مرزهای همگرا دوباره به گوشته بازمی­گردد. وقتی دو صفحه به هم می­رسند، یکی از صفحات به زیر صفحه دیگر خم شده و به زیر آن می­لغزد.

حاشیه­هایی از صفحات که پوسته اقیانوسی در حال اضمهلال است به نام "مناطق فرورانش" شناخته می­شوند. در این مناطق صفحه فرورفته درحال حرکت به سمت پایین، وارد محیط با دما و فشار بالا می­شود. مقداری از مواد فرو رفته و نیز مقدار بیشتری از استنوسفر که در بالای صفحه فرورفته قرار می­گیرد، ذوب شده و به سوی بالا حرکت می­کند. بندرت این سنگ مذاب ممکن است که به سطح زمین برسد و انفجارات آتشفشانی را ایجاد نماید. بهرحال بیشتر این مواد مذاب به سطح زمین نمی­رسد و در همان عمق جامد شده و به ضخیمتر شدن پوسته می­انجامند (شکل 6).

شکل 6: مرزهای همگرا و ناحیه فرورانش

3. مرزهای گسل امتداد­لغز[7]

مرزهایی که در آنها صفحات بصورت سایشی از کنار هم عبور می­کنند و هیچگونه اضمهلالی در مرزها ایجاد نشده و پوسته جدیدی تولید و پوسته قدیمی نابود نمی­شود. این گسلها در جهت حرکت صفحات ایجاد شده برای اولین بار در امتداد رشته­کوههای اقیانوسی یافت شند. باوجود اینکه بیشتر گسلهای امتداد­لغز در طول رشته کوههای اقیانوسی قرار گرفته است، تعدادی نیز در داخل قاره­ها وجود دارند. دو مثال از این گسلها، گسل سن­آندریاس در کالیفرنیا و گسل آلپین در زلاندنو می­باشد. در طول گسل سن آندریاس، صفحه "آرام" درحال حرکت به سمت شمال غربی نسبت به صفحه مجاور (صفحه آمریکای شمالی) است. حرکت درطول این مرز ناشناخته نمانده است، چرا که این حرکت باعث ایجاد کرنش در سنگهای دو سمت گسل می­گردد و گاها سنگها انرژی ذخیره شده را بصورت زلزله­های بزرگی رها می­کنند، مانند زلزله سال 1906 که سان فرانسیسکو را ویران کرد.

شکل 7: مرزهای امتداد لغز و امتداد گسل ایجاد شده



[1] Plate Tectonics

[2] Continental drift

[3] Plate

[4] Boundaries

[5] Divergent

[6] Convergent

[7] Transform Fault