تعیین فعالیت تکتونیکی پهنۀ گسلی قمشلو با استفاده از اندیس‌های مورفومتری و ارزیابی بُعد فرکتالی شکستگی‌ها و آبراهه‌ها (شمال باختر ایران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد تکتونیک، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

2 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

چکیده

گسترۀ مورد مطالعه در این پژوهش در شمال‌باختر ایران و در پهنۀ ایران مرکزی (کمربند ولکانیکی ارومیه- دختر) واقع شده است. دراین پژوهش هدف تعیین میزان فعالیت زمین‌ساختی پهنۀ گسل قمشلو است. به‌منظور تحلیل ریخت‌زمین‌ساخت منطقۀ مورد مطالعه، از مطالعات صحرایی، ارزیابی ابعاد فرکتالی و شاخص‌های مورفومتری استفاده شده است. بدین‌منظور، ابتدا محدودۀ مورد مطالعه به 18 حوضه تقسیم شد. سپس 5 شاخص کمّی مورفومتری شاخص عدم‌تقارن حوضۀ زهکشی (Af)، شاخص تقارن توپوگرافی عرضی (T)، شاخص گرادیان - طول رودخانه (SL)، شاخص نسبت پهنای کف دره به ارتفاع دره (Vf) و منحنی انتگرال ارتفاع سنجی (Hi) محاسبه شده است. به‌منظور تعیین میزان فعالیت زمین‌ساختی نسبی، شاخص زمین‌ساخت فعال نسبی (Iat) نیز محاسبه شده است. این شاخص در منطقۀ مورد مطالعه به ردۀ 1 (فعالیت زمین‌ساختی بالا) ردۀ 2 (فعالیت زمین‌ساختی متوسط) و ردۀ 3 (فعالیت زمین‌ساختی کم)، تقسیم شده است. همچنین از روش مربع‌شمار برای اندازه‌گیری بُعد فرکتالی گسل‌های فعال و آبراهه‌ها استفاده شده است. بدین‌منظور کل منطقه به شش شبکه تقسیم‌ شده و با استفاده از نمودار لگاریتم- لگاریتم میزان بُعد فرکتال در هر شبکه محاسبه شده است. نتایج تحلیل فرکتالی گسل‌ها نشان می‌دهد که بخش f پویاترین بخش منطقۀ مورد مطالعه است. درحالی‌که نتایج تحلیل فرکتالی آبراهه‌ها فعالیت زمین‌ساختی بیشتری را در بخش b بیشتر نشان می‌دهد. نتایج به‌دست‌آمده از بررسی شاخص‌های مورفومتری، تحلیل‌های فرکتالی و شواهد صحرایی نشان‌دهندۀ فعالیت بیشتر بخش مرکزی (در میانۀ گسل قمشلو) و در بخش‌های شمالی و جنوبی به‌دلیل تراکم گسلی است.‌

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Fractal Dimension of Fractures and Drainages in Determining the Tectonic Activity of Qameshlu Fault Zone (Northwestern Iran)

نویسندگان [English]

  • Zahra Rasoulianbar 1
  • Reza Alipour 2
  • Amirhosein Sadr 2
1
2
چکیده [English]

The study area is located in the northwest of Iran and in the Central Iranian zone (Urmia-Dokhtar volcanic belt). The aim of this study is deretmination of the tectonic activity of the Qameshlu fault. Field studies, evaluation of fractal dimensions and morphometric indices have been used in order to analyze the morphotectonic evidences of the study area. Firstly, the study area was first divided into 18 basins. Then five quantitative morphometric indices including asymmetry factor index (Af), transverse topographic symmetry index (T), stream length-gradient index (SL), Valley Floor Width to Height Ratio (Vf) and Hypsometric integral index (HI) have been calculated. The relative active tectoic index (Iat) is also calculated, in order to determination of amount of relative tectonic activity. This index is divided into three classes, class 1 (high tectonic activity), class 2 (medium tectonic activity), class 3 (low tectonic activity). The quadratic method has also been used to measure the fractal dimension of active faults and streams. For this purpose, the whole region is divided into six boxes and the amount of fractal dimension in each network is calculated using logarithm-logarithm diagram. The results of fractal analysis of faults indicate that section f is the most active part of the study area, while the results of fractal analysis of streams show more tectonic activity in part b. The results obtained from the study of morphometric indices, fractal analyzes and field evidences show more activity in the central part (in the middle of Qomshloo fault) and in the northern and southern parts due to fault density.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fractal Analysis
  • Tectonic activity
  • Active faults
  • fractal
  • drainages
اعلایی‌مهابادی، سلیمان؛ مرتضی خلعتبری (1383). نقشۀ زمین‌شناسی 1:100000 نوبران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. https://gsi.ir/fa/map/141/-%D9%86%D9%88%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D9%86
اعلایی‌مهابادی، سلیمان؛ محمد فوزادی (1386). نقشۀ زمین‌شناسی 1:100000 رزن، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. https://gsi.ir/fa/map/126/-%D8%B1%D8%B2%D9%86
اورنگ، کیوان؛ محمد محجل؛ غلامرضا تاجبخش (1393). شواهد وارونگی بردار لغزش در گسل کوشک‌نصرت، شمال ساوه، فصلنامۀ علمی- پژوهشی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور، شمارۀ 94، صفحات 328-315.
 https://www.magiran.com/paper/1393409
شهریاری، سهراب؛ محمدمهدی خطیب( 1376). تحلیل فرکتالی سیستم گسلی نهبندان، فصلنامۀ علوم زمین، سال ششم، شمارۀ 23-24 (بهار و تابستان 1376). صفحات 39-32.  https://www.sid.ir/paper/433996/fa
 
References
Azor, A., Keller, E.A., & Yeats, R.S. (2002). Geomorphic indicators of active fold growth: South Mountain–Oak Ridge Ventura basin, southern California. Geological Societyof America Bulletin, 114, 745-753.
https://doi.org/10.1130/0016-7606 (2002)114<0745:GIOAFG>2.0.CO;2
Bolourchi, M.H. (1979). Explanatory Text of the Kabudar Ahang Quadrangle Map, Iran, Scale 1:250,000. Geological Survey of Iran, 107. https://lib.ui.ac.ir/inventory/2/24126.htm
Bull, W. B., & McFadden, L.D. (1977). Tectonic geomorphology north and south of the Garlock fault, California, In: Doehring, D.O. (Ed.), Geomorphology in Arid Regions, Proceedings of the Eighth Annual Geomorphology Symposium, State University of New York, Binghamton. 115-138.
 https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.4324/9780429299230-5/tectonic-geomorphology-north-southgarlock-fault-california-william-bull-leslie-mcfadden
Burbank, D. W., & Anderson, R. S. (2001). Tectonic geomorphology. Blackwell Science, 274.
https://scirp.org/reference/referencespapers.aspx?referenceid=2109864
Burbank, D., & Anderson, R. (2011). Tectonic Geomorphology.Edit2. Blackwell Publishing.
https://www.wiley.com/en-us/Tectonic+Geomorphology,+2nd+Edition-p-9781444338874
Cox, Rt. (1994). Analysis of drainage basin symmetry as a rapid technique to identify areas of possible quaternary tilt –block tectonics: an example from the mississipi embayment. Bulltin of geological society of America, 106, 571-581.
https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1998181
El Hamdouni, R., Irigaray, C., Fernandez, T., Chacan, J., & Keller, EA. (2008). Assessment of relative active tectonics, southwest border of Sierra Nevada (southern Spain). Geomorphology, 96, pp.150-173.Font, M., Amorese, D. and Lagarde, J.L., 2010, Dem and GIS Analysis of the Stream Gradient Index to Evaluate Effects of Tectonics: the Normandy Intraplate Area (NW France), Geomorphology, 119, 172-180. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2007.08.004
Hare, P.W., & Gardner, T.W. (1985). Geomorphic indicators of vertical neotectonism along converging plate margins, Nicoya Peninsula, Costa Rica. In: Morisawa, M., Hack, J.T. (Eds.), Tectonic Geomorphology. Proceedings of the 15th Annual Binghamton Geomorphology Symposium. Allen &Unwin,Boston,MA,123-134.
https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1998176
Hirata, T. (1989). Fractal Dimension of Fault Systems in Japan: Fractal Structure in Rock Fracture Geometry at Various Scales, Pure appl. Geophys, 131, 157-170.
https://link.springer.com/article/10.1007/BF00877480
Keller, E. A., & Pinter, N. (1996). Active tectonics: earthquakes, uplift, and landscape.by Prentice-Hall, Inc.Simon and Schuster/A Viacom Company Upper Saddle River, New Jersey. 7458, 121-145.
https://www.scirp.org/(S(vtj3fa45qm1ean45vvffcz55))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1960389
Keller, E.A., Gurrola, L., & Tierney, T.E. (1999). Geomorphic criteria to determine direction of lateral propagation of reverse faulting and folding, Geology. 27, 515-518.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1999Geo....27..515K/abstract
Mandelbrot, B. (1967). How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-similarity and Fractional Dimension, Science, 156, 636- 638.https://www.science.org/doi/10.1126/science.156.3775.636
Mandelbrot, B. (1982). The Fractal Geometry of Nature. Freeman, New York 460 pp. Mandelbrot, B. B., 1983- The Fractal Geometry of Nature (Updated and Augmented Edition, Freeman, New York 495 pp. Mandelbrot, B.B., (1983). The Fractal Geometry of Nature (Updated and Augmented Edition), Freeman, New York.495.
https://scirp.org/reference/referencespapers.aspx?referenceid=1221294
Mandelbrot, B. (1985). Self-affine fractals and fractal dimension. Physical Script, 32, 257-260.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/32/4/001
Molin, P., Pazzaglia, F.J., & Dramis, F. (2004). Geomorphic expression of active tectonics in a rapidly-deforming forearc, sila massif, Calabria, southern Italy. American Journal of Science. 304, 559-589.
https://www.ajsonline.org/content/304/7/559
Sengör, A.M.C. (1990). A new model for the late Palaeozoic-Mesozoic tectonic evolution of Iran and implications for Oman. Geological Society, 49, 797-831.
https://www.lyellcollection.org/doi/abs/10.1144/gsl.sp.1992.049.01.49
Sengör, A.M.C(1979).Mid-Mesozoic closure of Permo-Triassic Tethys and its implications. Nature, 279, 590-593.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1979Natur.279..590S/abstract
Silva, P.G., Goy, J.L., Zazo, C., & Bardajm, T. (2003). Fault generated mountain fronts inSoutheast Spain: geomorphologic assessment of tectonic and earthquake activity. Geomorphology, 250, 203-226.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169555X02002155
Strahler, A. N. (1952). Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topography, Geological Society of America Bulletin, 63, 1117-1142.https://doi.org/10.1130/0016-7606(1952)63[1117:HAAOET]2.0.CO;2
Turcotte, D. L. (1997). Fractal and Chaos in Geology and Geophysics. Cambridge university press. Cambridge.
http://dx.doi.org/10.1017/CBO9781139174695
Vicsek, T. (1992). Fractal Growth Phenomena. 2nd ed., World Scientific, Singapore 488.
https://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/1407
Yazdi, M., Taheri, M., Navi, P., & Sadati, N. (2013). Landsat ETM+ imaging for mineral potential mapping: application to Avaj area, Qazvin, Iran.International Journal of Remote Sensing.34,5578-5795.