مبانی زمین شناسی ساختمانی

مبانی زمین شناسی ساختمانی

فصل اول – ساختمان های گنبدی

بطور کلی، ساخت های گنبدی را می توان بعنوان ساختهایی تعریف کرد که در نتیجه نیرو های قائمی – که از پائین به بالا اثر می کنند – تشکیل می شوند. بدیهی است که در اینجا، مقصود آن دسته از ساختمان های گنبدی شکلی است که تشکیل آنها، غیر از عوامل تکتونیکی بوده است و از جمله مهم ترین آنها، می توان گنبد های نمکی را نام برد.
مقطع این ساختمانها دایره ای است و در مواردی که محیط اطراف آنها متجانس نباشد، میدان تنش حاصله نیز متجانس نبوده و ممکن است مقاطع آنها غیر دایره ای باشد . در مجموع می توان گفت که این ساختمانها زمانی تشکیل می شوند که در زیر طبقات ناحیه ای، لایه ای که خاصیت تغییر شکل پلاستیک عالی دارد که (مثل نمک، گچ و بعضی انواع رس ها) موجود است. هرگاه این طبقه پلاستیک، به علتی تحت فشار واقع شود، به علت وضعیت خمیری، این فشار را به حالت هیدرواستاتیک به تمام نقاط منتقل می کند و در حالتی که در قسمتی از لایه ها نقطه موجود باشد. به سمت بالا حرکت کرده و ساخت گنبدی را بوجود می آورد. عامل تنش متفاوت است و در مورد نمک ، اختلاف وزن مخصوص قابل توجه بین نمک و سنگهای اطراف سبب حرکت نمک به سمت بالا می شود.

ساختمان گنبد های تبخیری ( گنبد های نمکی)
گنبد های تبخیری عموما از جنی نمک است و ندرتا ممکن است از ژیپس یا انیدریت تشکیل شوند . این ساختمان ها به شکل گبند های مجزا و یا به صورت هسته تاقدیس ها دیده می شوند . این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند زیرا این ساخت ها عموما نفت گیر ها را بوجود می اورند و از سوی دیگر منابع گوگرد و نمک نیز قابل توجه است .

شکل گنبد های نمکی
هسته گنبد های نمکی از نمک تشکیل و تزریق ان به زیر سنگهای اطراف سبب تغییر شکل انها می شود. هسته گنبد ، کم و بیش دایره ای و در بعضی موارد بیضوی طویل است. بعضی از گنبد های نمکی در سطح زمین بیرون زدگی دارند و گنبد های انها مشخص است بطوری که ارتفاع انها نسبت به زمین های اطراف به 13 متر و در مواردی نادر به 25 متر می رسد.

عمق گنبد های نمکی هم متفاوت است. بر اساس اطلاعات حاصله از تحقیقات ژئوفیزیکی و گمانه های اکتشافی دربسیاری حالات ، عمق انها بر چند کیلومتر می رسد. شکل خارجی توده نمک، همواره مخروطی و گنبدی نیست و در بعضیموارد شکل توده های دیواره مانند است. گاهی نیز به شکل توده های استوانه ای است.

ترکیب گنبد ها
معمولا قسمت اصلی گنبد های تبخیری را نمک تشکیل می دهد و چند در صدی نیز ممکن است از انیدریت باشد.

ساختمان داخلی گنبد ها
ساختمان داخلی دارای شکل های متفاوتی است و به صورت لایه لایه تا توده های نامنظم دیده می شود . عموما چین خوردگی در همی دارد . در قسمت هایی که لایه ها مشخص اند ، شیب زیادی دارند و در پاره ای حالات نیز قائم است .

پوشش رسی
بعضی از گنبد های مکی توسط پوششی از شیل و یا سایر سنگهای رسی احاطه شده است . در بعضی موارد قشر های کنگلومرا نیز ممکن است دیده شود .

ساختمان سنگهای رسوبی اطراف گنبد های نمکی
این سنگها به شکل گنبد یا تاقدیس در مایند . در بعضی موارد ، لایه بندی سنگها رسوبی رونی توده نمک ، به موازات فصل مشترک نمک و سنگهای درونگیر است که این قبیل گنبد های سوراخ نکننده معروف است . علت ایجاد وضعیت بدین خاطر است که گنبد های نمکی ، قبل از رسوب سنگهای رویی بوجود امده و در معرض فرسایش قرار گرفته است و بدین ترتیب این گنبد ها نیر در اعماق لایه های اطراف خود متقاطع اند .

تکامل ساختمان گنبد ها
در بعضی موارد با بررسی وضعیت طبقات درونگیر گنبد ها زمان تشکیل انها را مشخص کرد .

ناودیس حاشیه ای گنبد های نمک
یکی از پدیده هایی که معمولا همراه با گنبد های نمکی دیده می شود ، ناودیس حاشیه ای انهاست . بطوری که ذکر شد مکی که گنبد های نمکی را بوجود می اورد ، از نزدیکترین قسمت های لایه اصلی نمک به گنبد تامین می شود . این امر سبب نازک شدن لایه نمک در اطراف توده و در مرحله بعد باعث فرونشینی طبقات رویی و در این قسمت و ایجاد ناودیس حاشیه ای می شود .

اهمیت اقتصادی گنبد های نمک
این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند .و در بسیاری موارد ، ساختمان تاقدیس سنگهای روی گنبد های نمکی ، نفتگیر های اقتصادی را تشکیل مدهد و گاهی نیز این امر در پوشش سنگ گنبد ها به چشم می خورد بعلاوه در بسیاری حالات ، کانسار های ارزشمند گوگرد در داخل پوشش سنگها دیده شده است .

فصل دوم – مشخصات تکتونیکی زمین

پوسته زمین همواره تحت تاثیر عوامل تکتونیکی است .

حرکات کوهزایی و خشکی زایی
حرکات پوسته زمین را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :

-حرکات کوهزایی و خشکی زایی-حرکات کوهزایی به ان دسته از حرکات پوسته اطلاق می شود که سبب تغییر شکل سریع توده های عظیم سنگها می شود و مدت زمان تاثیر ان در مقیاس زمین شناسی ، کوچک و شدت ان زیاد است ، این گونه حرکات یبب گسل ها ، چین ها و کوها می شود .

حرکات خشکی زایی حرکاتی از پوسته زمین را شامل می شود که مدت تاثیر شان زیاد و شدت انها کم است از جمله این حرکات می توان پائین رفتن پوسته و تشکیل حوضه ها و نیز بالا امدن قسمت هایی را نام برد . حرکات خشکی زایی سبب پیشروی و پسروی دریا ها می شود .

در مورد حرکات کوهزایی اصطلاحات زیر وجود دارد :

الف ) فاز کوهزایی : تغییر شکل هایی که طی فاصله زمانی محدود و معینی انجام می گیرد بدین نام خوانده می شود .
ب ) پریود کوهزایی : چند فاز کوهزایی متوالی ، بنام پریود کوهزایی نامیده می شود .
ج ) کوهزایی با سلسله جبالی : این نام به منطقه نسبتا باریکی که تغییر شکل پیدا کرده اطلاق می شود .
د ) کمربند کوهزایی : به مجموعه چند سلسه جبال که از نظر تکتونیکی به هم وابسته و طی یک کوهزایی چین خوردگی پیدا کرده اند ، کمر بند کوهزایی گفته می شود .
بطور کلی تغییر شکل پوسته زمین را می توان در نتیجه تجمع تنش دانست که به مرور در سنگ ذخیره می شود و هنگامی که میزان تنش از حد الاستیک سنگ تجاوز کند ، تغییر شکل دایمی ان را سبب می شود . بدین ترتیب لحظه شروع تغییر شکل سنگها به نحوه اعمال نیروها و نیز به مشخصات مکانیکی انها بستگی دارد .

حرکات خشکی زاییبه حرکات ارام پوسته که در طول مدت زمان طولانی تاثیر می کند، اطلاق می شود . بطور کلی این حرکات به پائین رفتن تدریجی کف حوضه ها و یا بالا امدگی ارام قسمت هایی از پوسته گفته می شود .

بنا به عقیده بعضی از دانشمندان این دو دسته حرکات یاد شده را نبایستی از یکدیگر جدا کرد بلکه حرکات خشکی زایی نیز دسته دیگری از حرکات کوه زایی ، منتها با شدت کم است .

ایزوستازی
اجزای مختلف پوسته زمین مثل کوهها ، دشت ها و دریا ها ، به صورت فرو رفتگی های نامنظمی که در قسمت بالایی پوسته قرار گرفته ، نیستند بلکه تمام این اجزا به حالت تعادل نسبی قرار دارند که این امر به کاهش یا افزایش وزن مخصوص و نیز تغییر ضخامت انها حاصل می شود . مطابق نظریه ایزوستازی در زیر سطح زمین ، سطحی به موازات زمین سطح زمین وجود دارد که فشار وارده از کوهها ، دشتها و دریا ها در ان سطح مساوی است . این سطح بنام سطح تعادل یا سطح ایزوستازی نامیده می شود .

توزیع قاره ها و اقیانوس ها در زمین
بیش از 70% سطح زمین بوسیله اقیانوس ها پوشیده شده و هر یک از سه اقیانوس عمده (کبیر ،اطلس ، هند ) به تنهایی از وسعت قاره اوراسیا بزرگتر است .
توزیع قاره ها در سطح زمین یکنواخت نیست و قسمت اعظم انها در قسمت خاصی از ان متمرکز شده است بطوری که اگر قطری از زمین را که اسپانیا و نیوزلند را بهم وصل می کند در نظر بگیریم بیش از 81% تمام خشکی های زمین و نیمکره ای قطب ان اسپانیا است قرار می کند . 47% نیمکره یاد شده را خشکی و 53 % ان را دریا تشکیل می دهند . در صورتی که نیمکره مقابل ان حاوی 11% خشکی و 89% اب است .

ساختمان سطح زمین
یکی دیگر از مسایل مهم تکتونیکی زمین ، وضعیت پستی و بلندی های سطح زمین و نحوه توزیع انها ست . از نقطه نظر تکتوکنیکی ، سطح زمین را می توان به واحد های مختلفی تقسیم کرد که این واحد را در فصل بعدی بررسی خواهیم کرد .
سطح زمین را می توان به سه قسمت کلی قاره ها ، حوضه اقیانوس ها و حاشیه قاره ها تقسیم کرد .
هر چند در وحله اول به نظر می رسد که سواحل دریا ها را بایستی فصل مشترک حوضه اقیانوس ها و قاره ها در نظر گرفت ، اما این فصل مشترک ، مرز واقعی دریا هاو قاره ها نیست . در حقیقت قسمت قابل توجهی از قاره ها در ناحیه فلات قاره ای و شیب قاره ای – که وسعت انها بالغ بر 10.9% درصد کل سطح زمین و 25% سطح قاره هاست – در زیر اب قرار دارد . بدین ترتیب ، مرز واقعی قاره ها و حوضه اقیانوسها را بایستی در محل شیب قاره ای در نظر گرفت .

فصل سوم – واحد های مهم تکتونیکی زمین

در سطح زمین واحد های تکتونیکی مهمی وجود دارد که می توان انها را به سه دسته زیر تقسیم کرد:
الف ) واحد های مربوط به قاره ها مثل کراتن ها، پلاتفرم ها و کمربند های چین خورده.
ب ) ژئوسینکلین ها.
ج ) ویژگی های تکتونیکی اقیانوس ها مثل سلسه جبال های کف اقیانوس و تراشه های آن.
در این فصل این قسمتها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

واحد های تکتونیکی قاره ها
از نظر تکتونیکی، قاره ها را می توان به دو قسمت عمده بنام های مناطق آرام و پیدار و مناطق فعال تقسیم کرد.
منطق ارام عبارتند از قدیمی ترین و پایدارترین قسمت قاره ها هستند که تقریبا در تمام قاره ه وجود دارند و پس از پر کامبرین به جز فرسایش، تغییرات عمده دیگری را متحمل نشده اند .قسمت پیدار قاره ه تحت عناوین مختلفی نامگذاری شده است. بعضی ها این قسمت ها را بنام کراتن می خوانند.

عده ای دیگر، این مناطق را بنام پهنه های قدیمی نامگذاری کرده اند. قسمت مرکزی نواحی پایدار سپر نام دارد. سنگهای این قسمت از قاره ها، مرکب از شیست و سنگهای دگرگونی پر کامبرین است. که بوسیله گرانیت و سنگهای اذرین پوسته زمین در نظر گرفت که بوسیله لایه نازکی از سنگهای رسوبی اتشفشانی، پوشیده شده است.
زمان تشکیل پی سنگهای نواحی ارام زمین (3.8 تا 3.5 میلیارد سال قبل) و سنگهای جوانتری که مربوط به 2تا1.8 میلیارد سال هم باشد نیز وجود دارد .

براساس مطالعات انجام شده ، پی سنگهای نواحی پایدار را می توان مرکب از دو قسمت مجزا در نظر گرفت. قسمت اول، توده های عظیم سنگهای اذرین ، دگرگونی و رسوبی متعلق به ارکئن است و قسمت دوم، توده های چین خورده جوانتر متعلق به الگونکین را شامل می شود که در لابه لای قسمت اول به صورت نوارهایی به چشم می خورد.

نواحی فعال قاره ها

برای بررسی نواحی فعال قاره ها نحوه توزیع اتشفشان ها ، زلزله ها ، کمربند های چین خورده و سلسله جبال ها را مورد بررسی قرار می دهیم.

الف) توزیع اتشفشان ها – تاکنون در حدود 800 اتشفشان ، که در گذشته و حال فعال بوده یا هستند، شناخته شده است. بیش از 75% این اتشفشان ها در منطقه اطراف اقیانوس کبیر، که بنام کمربند اتش معروف است، متمرکز شده اند. این منطقه بر سلسله جبال های جوان غرب امریکا و قوسهای جزیره ای اتشفشانی موجود در غرب اقیانوس کبیر، منطبق است.
ب) توزیع زلزله ها – بطوری که می دانیم ، زلزله ها را از نقطه نظر کانون به دسته کم عمق، متوسط و عمیق که عمق انها به ترتیب کمتر از 70 کیلومتر، بین 70 تا 300 کیلومتر و بین 300 تا 700 کیلومتر، تقسیم می کنند .
بطوری که دیده می شود ، نواحی زلزله خیز، منطبق بر مناطقی است که در انجا فعالیت اتشفشانی انجام می شود . بیش از 80% زلزله های کم عمق در اقیانوس کبیر اتفاق می افتد . همین منطقه بیش از 90% زلزله های متوسط و تقریبا تمام زلزله های عمیق را در بر می گیرد. از جمله منطق دیگر زلزله خیز ، می توان کمربند سلسه جبال های مدیترانه اسیا را نام برد.
ج) کوه ها – نواحی از سطح زمین که از مناطق اطراف خود مرتفع تر هستند . کوه ها بر اساس شیب ، ارتفاع و مشخصات نظیر اینها به اسامی مختلفس تقسیم می شوند.

انواع کوهها:
1. کوهای ناشی از چین خوردگی.
2. کوهای ناشی از فعالیت اتشفشانی.
3. کوه های گسلی

ژئوسنکلین ها
میزان نشیت کف حوضه 12 متر به ازای هر میلیون سال است.

ساختمان ژئو سنکلین ها
قسمت های اصلی ژئو سنکلین ها نواحی گود ان است که معمولا در همه جا به شکل گودی طویل می باشد . در یک ناحیه ژئو سنکلین ممکن است که چندین گودی وجود داشته باشد که معمولا تمام انها در جهت طویل اند و به وسیله گسله هایی محدود شده اند . کف قسمت اصلی ژئو سنکلین ممکن است از جنس اقیانوسی و لایه ها ی بازالت که بوسیله سنگهای رسوبی پوشیده شده ، و یا از جنس پوسته قاره های باشد که در این حالت قسمت اصلی ان از سنگهای ضخیم ، اذرین و دگرگونی چین خورده تشکیل شده و در زیر ان قشر بازالتی قرار دارد.

در حاشیه ژئو سنکلین ها ، ممکن است قطعات به سمت بالا حرکت کنند و ژئو انتی سنکلین را بوجود اورد . در چنن مواردی ، مواد رسوبی و اتشفشانی که در گود های رسوب کرده اند . چین خوردگی پیدا می کنند وبدین ترتیب گودی ژئوسنکلین به شکل ناودیس شکنجی ، در می آید . از جمله دیگر قسمت های مهم ژئو سنکلین ها، حوضه های کوهزایی آنهاست .

انواع ژئو سنکلین ها:
الف) میوژئوسنکلین – این نام به آن دسته از ژئو سنکلین ها اطلاق می شود که تقریبا تمام نهشته های آن را سنگ های رسوبی تشکیل می دهند . از جمله سنگهایی که در این دسته ژئو سنکلین ها دیده می شود می توان از آهک ، شیل ، ماسه سنگ کوارتزی و کنگلومرا نام برد . وجود بعضی از مشخصات از جمله ترک های گلی ، اوولیتها ، آثار آلگ ها و مشخصات مشابه ان ، موید این مطلب است که رسوبگذاری در ابهای کم عمق انجام گرفته است . ندرتا ممکن است سنگ های اذرین نفوذی یا آتشفشانی نیز در داخل رسوبات این دسته مشاهده می شود.
ب) ایوژئوسنکلین – ایوژئوسنکلین، به نوعی ژئوسنکلین اطلاق می شود که در آن، بطور متناوب سنگهای رسوبی و آتشفشانی قرار گرفته اند . ضخامت این رسوبات به مراتب بیشتر از رسوبات میوژئوسنکلین است. سنگهای رسوبی این دسته، عموما آواری و شامل شیل، گریواک و کنگلومراست. سنگهای آتشفشانی آن نیز معمولا جریان های گدازه، توف، سیل و دایک های کم عمقی است که جنس انها غالبا آندزیت و ندرتا بازالت یا ریولیت است.
ج) پارالیاژئوسنکلین – این نام به ان دسته از ژئو سنکلین ها گفته می شود که در حاشیه ارام قاره ها قرار دارند. رسوبات این حوضه ها ، گسترش وسیعی دارند و سرعت رسوبگذاری در انها به 34 متر در سال می رسد. و معمولا در بین رسوبات ان مواد اتشفشانی وجود ندارد.

مراحل مختلف ژئوسنکلین
الف ) مرحله اصلی – فاز اولیه از مرحله اصلی ژئو سنکلین معمولا توام با تشکیل بعضی گسل های است که کف ان را قطع می کند . بعضی از قطعات کف ژئو سنکلین، از اطراف به توسط گسلها محدود شده و فرونشینی انها سبب ایجاد گودی ژئو سنکلین می شود . مطالعه رابطه بین گسل ها و قطعات موجود نشان دهنده این است که عامل اصل بوجود اورنده انها، حرکات افقی یا قائمی است که در فواصل متفاوتی ادامه داشته است.
از جمله ویژگی های مهم گودی سنکلین ها، سیستم گسل های عمیق و نیز نواحی ای است که فاقد پوسته قاره ای اند. که بعد ها در طی توسعه ژئو سنکلین ها حقیقی ، سنگهای گسل های عمیق مربوط به قشر های بازالتی و یا حتی قسمت های بالای گوشته، ممکن است و در امتداد گسله ها به سطح زمین رانده شده و در انجا نمایان شود. در فاز نهایی مرحله اصلی، تقریبا تمام گودی ژئو سنکلین از رسوبات متناوب رس و ماسه سنگ موسوم به فلیش پر می شود . در داخل این رسوبات، لایه های مارلو و کربن های مختلف نیز مشاهده می گردد.

ب ) مرحله کوهزایی پس از خاتمه چین خوردگی در مرحله اصلی در اثر فرونشینی ، گودیهای دیگری موسوم به گودیهای کوهزایی بوجود می اید و در همین زمان، بالا امدگی کوهزایی نیز تشکیل می شود . گر چه در بعضی موارد ، این گودیها عمیق ترین قسمت ژئو سنکلین ها را تشکیل می دهد ولی این امر در تمام موارد صادق نیست، گودیهای موجود در حواشی کراتن ها از جمله معروفترین گودیهای کوهزایی به شماره می ایند . این گودیها معمولا با رسوبات ضخیمی از مواد رسوبی و اتشفشانی پر می شود.

منبع : http://www.omraneno.blogfa.com

www.smsm.ir

مبانی زمین شناسی ساختمانی

کلمات کلیدی : مبانی,زمین,شناسی,ساختمانی,مبانی زمین شناسی ساختمانی , مقالات مهندسي , مهندسی معدن , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی مبانی+زمین+شناسی+ساختمانی+

تاریخ: دوشنبه 2012/06/25
برترین مطالب امروز
مطالب مرتبط
ترفند
اس ام اس

ابر برچسبها