دانشگاه شهید بهشتی پژوهشهای دانش زمین 2008-8299 17 1 2026 03 21 Morphometric analysis of alluvial fans around anticlines in the Fars Zagros (Case study: the Chah-Nahr, Dasht-Kenar, and Sherkat Anticlines) تحلیل مورفومتری مخروط‌افکنه‌های اطراف تاقدیس‌ها در زاگرس فارس (مطالعه موردی: تاقدیس‌های چاه‌نهر، دشت‌کِنار و شرکت) 169 198 107115 10.48308/esrj.2026.243825.1320 FA فریبا کرمی گروه ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0002-0021-5680 داود مختاری گروه ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران شهرام بهرامی گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران حمیدرضا فاطمی گروه ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0009-0002-9891-0776 Journal Article 2026 04 03 Introduction Alluvial fans represent prominent depositional landforms that have developed across extensive areas of Iran, particularly in arid and semi-arid regions. These geomorphological features form at the transition zone where fluvial streams descend from steep mountainous terrains to low-gradient plains, leading to a rapid decrease in sediment transport capacity and initiating deposition. The widespread development of alluvial fans dates back to the Quaternary period, and these structures have often served as suitable substrates for human activities and settlement expansion. From a process-based perspective, alluvial fans are primarily categorized into two main types: those formed by debris flows and those resulting from alluvial processes or sheet floods. The piedmont alluvial fans in arid and semi-arid regions are direct reflections of the complex interplay between tectonic, erosional, climatic, and sedimentary processes. Within the Zagros Folded Belt, and specifically in the Fars Zagros, the evolution of anticlines within the framework of active Alpine-Himalayan tectonics has created conditions for the activity of marginal alluvial fans, which act as sensitive geomorphic indicators of tectonic movements. The primary objective of this research is to conduct a comparative assessment of the morphometric indices of alluvial fans marginal to three active anticlines in the northeastern part of Lar (Chah- Nahr, Dasht-Kenar, and Sherkat anticlines) and to analyze the controlling role of tectonics in their geometry, dimensions, and evolution. To achieve this, by simultaneously examining the morphometric characteristics of the alluvial fans and their upstream drainage basins, an attempt has been made to elucidate the relationship between quantitative indices and the relative intensity of tectonic activity. Iran, as part of the Alpine-Himalayan orogenic belt, is situated within one of the most tectonically active regions globally. Among these, the Zagros Mountains hold a unique position due to their prominent uplift, shortening, and extensive seismicity, making them a focal point for tectonic studies. The anticlines of the Fars Zagros, owing to their persistent tectonic activity, provide an ideal setting for studying the evolution of marginal alluvial fans. The process of anticline growth and uplift can directly influence the morphometry, morphology, and evolutionary trajectory of these alluvial fans. Numerous national and international studies have indicated that alluvial fans are among the most sensitive geomorphic features to tectonic activity, and changes in their morphology and morphometry are a direct manifestation of active tectonic movements. Research conducted on the Zagros have revelaed that tectonic activities have effectively controlled the morphometry of alluvial fans. For example, Bahrami (2013) evaluated the effects of active tectonics on the morphometry of alluvial fans aroud Danehkhoshk anticline in the Folded Zagros. In this study, the geometric and morphometric properties of alluvial fans including area, topographic slope, width to length ratio, sweep angle as well as dip of anticline layers were calculated. Results showed that parameters such as sweep angle of alluvial fans has a positive relationship with dip anticline layers, and alluvial fans with higher values of sweep angle and width to length ratio reveals the tectonically more active segments of Danekhoshk anticline. Also, the weak relationship between the morphometric parameters of drainage basin (area and topographic slope) and parameters of alluvial fans is likely due to the complex karstic features of the drainage basins that make a complicated hydrologic system. The mentioned study has confirmed that, although climate can also affects aggradation of alluvial fans, tectonic activities effectively control the morphometric properties of alluvial fans. In the comparative analysis among alluvial fans of the three studied anticlines, the ANOVA test results showed that the mean fan area and topographic slope differed significantly between the anticlines, while the differences in sweep angle, width-to-length ratio, and FCIR between anticlines were not statistically significant. On average, the alluvial fans surrounding the Sherkat anticline exhibited larger areas and higher FCIR values, which indicate a more prominent role of tectonic activities or specific structural conditions of this anticline in creating greater fan irregularity. Comparing the alluvial fans in the central and plunge zones revealed that in the central anticlinal regions, the average area, width-to-length ratio, topographic slope, and FCIR were higher, whereas the sweep angle was greater in the plunge areas. This pattern might suggest that in the central regions, due to greater uplift and steeper slopes, the system's energy increased, and leading to steeper and more geometrically irregular alluvial fans. Conversely, in the plunge zones, with a relative decrease in topographic slope, the alluvial fans experienced more lateral expansion, resulting in an increased sweep angle. The examination of coalesced and un-coalesced alluvial fans also showed that coalesced fans, on average, had larger areas, steeper slopes, and higher FCIR values compared to un-coalesced fans. This could be attributed to spatial constraints along the anticline margins, high rates of sediment deposition, and the simultaneous lateral progradation of alluvial fans in response to tectonic uplift. Results of drainage basin parameters indicated that higher values of the Basin Shape Index (Bs) and Hypsometric Integral (Hi) were predominantly observed in the basins of the Dasht-Kenar anticline, suggesting a relatively younger topography and a greater influence of recent tectonic activities. In contrast, higher Circularity Ratio values in some basins of the Chah-Nahr anticline indicate more erosion and a tendency towards more rounded shapes. Statistical correlations demonstrated a significant positive relationship between basin area and fan area, as well as between basin topographic slope and fan topographic slope, indicating a direct dependency of alluvial fan characteristics on the morphometric conditions of the upstream basin. Numerous studies (Alavi, 1994; Heydari, 2007; Alipoor et al., 2011, Jafari et al., 2023; Delchiaro et al., 2023) have shown that the Zagros belt is one of the most tectonically active fold belts in the world, and the lateral and vertical movements of folds in this region play a significant role in the evolution and morphometry of their landforms. A quantitative analysis of 125 alluvial fans around the Chah-Naاr, Dasht-Kenar, and Sherkat anticlines indicates that the tectonic activities of the anticlines, including their vertical and lateral growth and flank slopes, have a decisive role in the morphometry of the alluvial fans and their upstream drainage basins Conclusion Overall, the findings of this research indicate that the morphometric indices of alluvial fans, particularly the modified fan conformity index (FCIR), topographic slope, and area, are effective tools for assessing the relative degree of tectonic activities in active fold zones. The observed differences among the anticlines, as well as among different structural positions, demonstrate that the lateral growth and heterogeneous uplift of anticlines play a decisive role in controlling the geometry and evolution of marginal alluvial fans. Therefore, quantitative analysis of alluvial fans can be employed as a complementary approach in neotectonic studies and the assessment of the geodynamic evolution of arid and semi-arid regions. چکیده گسترده مقدمه مخروط‌افکنه‌ها از مهم‌ترین لندفرم‌های تراکمی هستند که در مناطق مختلف ایران بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک گسترش دارند. این اشکال ژئومورفولوژیکی زمانی شکل می‌گیرند که جریان‌های آبی از نواحی پرشیب کوهستانی وارد دشت‌های کم‌شیب شده و به ‌دنبال کاهش توان حمل رسوب، فرایند رسوب‌گذاری آغاز می‌شود. مخروط‌افکنه‌ها عمدتاً در دوره کواترنری توسعه یافته و به ‌عنوان بستر مناسب برای فعالیت‌های انسانی و گسترش سکونتگاه‌ها شناخته می‌شوند. از نظر فرایندی، این اشکال به دو دسته اصلی مخروط‌های ناشی از جریان‌های واریزه‌ای و مخروط‌های ناشی از فرایندهای آبرفتی یا جریان‌های صفحه‌ای تقسیم می‌شوند. مخروط‌افکنه‌ها از مهم‌ترین لندفرم‌های تراکمی پایکوهی در مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌ شمار می‌روند که ویژگی‌های مورفولوژیکی و مورفومتری آن‌ها بازتابی مستقیم از برهم‌کنش فرآیندهای تکتونیکی، فرسایشی، اقلیمی و رسوبی است. در کمربند چین‌خورده زاگرس، بخصوص در زاگرس فارس، رشد و تکامل تاقدیس‌ها در چارچوب تکتونیک فعال آلپ - هیمالیا، شرایطی فراهم کرده است که مخروط‌افکنه‌های پیرامونی به‌عنوان شاخص‌های حساس ژئومورفیک نسبت به حرکات تکتونیکی عمل کنند. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی مقایسه‌ای شاخص‌های مورفومتری مخروط‌افکنه‌های اطراف سه تاقدیس فعال در شمال‌شرق لار (تاقدیس‌های چاه‌نهر، دشت‌کنار و شرکت) و تحلیل نقش تکتونیک در کنترل هندسه، ابعاد و تکامل آن‌هاست. در این راستا، تلاش شده است با تحلیل همزمان ویژگی‌های مخروط‌افکنه‌ها و حوضه‌های آبریز بالادست آن‌ها، ارتباط میان شاخص‌های کمّی و شدت نسبی فعالیت‌های تکتونیکی تبیین شود. ایران به‌عنوان بخشی از کمربند کوهزایی آلپ - همالیا، یکی از فعال‌ترین مناطق تکتونیکی جهان است. در این میان، رشته‌کوه زاگرس جایگاهی ویژه دارد؛ چراکه به‌عنوان یکی از فعال‌ترین مناطق چین‌خورده - رانده در کشور، با فرآیندهای بالاآمدگی، کوتاه‌شدگی و لرزه‌خیزی گسترده شناخته می‌شود. تاقدیس‌های زاگرس فارس به دلیل فعالیت‌های تکتونیکی مداوم، شرایط مناسبی برای مطالعه تکامل مخروط‌افکنه‌های حاشیه‌ای فراهم می‌آورند. رشد و بالاآمدگی تاقدیس‌ها می‌تواند به‌طور مستقیم بر مورفومتری، مورفولوژی و تکامل مخروط‌افکنه‌ها تأثیرگذار باشد. مخروط‌افکنه‌ها از حساس‌ترین عوارض ژئومورفیک نسبت به فعالیت‌های تکتونیکی به ‌شمار می‌آیند و تغییرات مورفولوژی و مورفومتری آن‌ها بازتابی مستقیم از حرکات زمین‌ساختی فعال است. پژوهش‌های انجام‌شده در زاگرس بیانگر این است که فعالیت‌های تکتونیکی به طور موثری مورفومتری مخروط افکنه ها را تحت تاثیر قرار دادهاند. بهرامی (۲۰۱۳)، تاثیر تکتونیک فعال بر مورفومتری مخروط‌افکنه‌ها پیرامون تاقدیس دنه‌خشک در زاگرس چین خورده را ارزیابی کرده است. در این مطالعه، ویژگی‌های هندسی و مورفومتریک مخروط‌افکنه‌ها شامل مساحت، شیب توپوگرافی، نسبت عرض به طول، زاویه جاروب و شیب لایه‌های تاقدیس اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که پارامترهایی مانند زاویه جاروب مخروط افکنهها رابطه مستقیم با شیب لایه‌های تاقدیس دارند، و مخروط‌افکنه‌های با زاویه‌ جاروب و نسبت عرض به طول بالا نمایانگر بخش‌های فعال‌تر تکتونیکی تاقدیس هستند. همچنین مشاهده شد که ارتباط ضعیف بین ویژگی‌های حوزه آبریز (شیب و مساحت) و پارامترهای مخروط‌ها احتمالاً به‌دلیل وجود اشکال کارستی پیچیده در حوضه‌های آبریز است که سیستم‌های هیدرولوژیک پیچیده‌‌ای ایجاد می‌کند. این مطالعه تأکید کرده است که فعالیت تکتونیکی نقش برجسته‌ای در توسعه مورفومتریک مخروط‌افکنه‌ها دارد، هرچند اقلیم نیز ممکن است بر رسوب‌گذاری مخروطافکنه تأثیر بگذارد. مواد و روشها منطقه مورد مطالعه در استان فارس و در محدوده شهرستان لارستان واقع شده و از نظر ساختاری در زون زاگرس چین‌خورده قرار می‌گیرد. این محدوده بین عرض‌های جغرافیایی 28 درجه و 00 دقیقه تا 28 درجه و 13 دقیقه شمالی و طول‌های جغرافیایی 54 درجه و 29 دقیقه تا 55 درجه و 39 دقیقه شرقی قرار دارد. اقلیم منطقه گرم و خشک بوده و میانگین بارش سالانه در ایستگاه‌های پیرامونی زرین‌دشت و لار حدود 200 میلی‌متر و میانگین دمای سالانه حدود 24 تا 25 درجه سلسیوس است. از نظر زمین‌شناسی، تاقدیس‌های مورد مطالعه از سازندهای آسماری - جهرم، آغاجاری، بختیاری، تاربور، رازک، گچساران و میشان تشکیل شده‌اند و حضور چین‌خوردگی‌های فعال و برخی گنبدهای نمکی، بیانگر پویایی بالای تکتونیکی منطقه است. در حاشیه این سه تاقدیس، در مجموع 125 مخروط‌افکنه به‌همراه حوضه‌های آبریز مرتبط با آن‌ها شناسایی و مورد تحلیل قرار گرفت. تاقدیس چاه‌نهر با 74 مخروط‌افکنه، بیشترین تعداد مخروط افکنه ها را به خود اختصاص داده و تاقدیس‌های دشت‌کنار و شرکت به ‌ترتیب دارای 25 و 26 مخروط‌افکنه هستند. پژوهش حاضر با رویکردی توصیفی - تحلیلی و با بهره‌گیری از روش‌های سنجش ‌از دور، سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تحلیل‌های آماری انجام شد. در مرحله نخست، نقشه‌های زمین‌شناسی با مقیاس‌های 1:100000 و 1:250000 گردآوری و رقومی‌سازی گردید. سپس به‌ منظور استخراج پارامترهای توپوگرافی، از مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 5/12 متر (داده‌های ALOS PALSAR) استفاده شد. پس از انجام تصحیحات هندسی و موزاییک‌سازی، لایه‌های شیب، ارتفاع و شبکه زهکشی استخراج گردید. مرز مخروط‌افکنه‌ها و حوضه‌های آبریز آن‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و نرم‌افزار Google Earth Pro به‌صورت دستی ترسیم و سپس در محیط ArcGIS Pro 5.3.4 به پلیگون تبدیل شد. داده‌های استخراج‌شده برای محاسبات عددی و سازمان‌دهی در نرم‌افزار Excel پردازش و در نهایت تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزارSPSS انجام گرفت. شاخص‌های مورفومتری مخروط‌افکنه‌ها شامل مساحت (Fa)، زاویه جاروب (Sa)، نسبت عرض به طول (W/L)، شیب مخروط‌افکنه (Sf) و ضریب مخروط‌گرایی اصلاح‌شده (FCIR) بود. شاخص FCIR به‌عنوان معیاری برای سنجش میزان انحراف شکل واقعی مخروط از حالت ایده‌آل هندسی و در نتیجه ارزیابی تأثیر تکتونیک مورد استفاده قرار گرفت؛ به‌طوری ‌که مقادیر بالاتر از صفر در این شاخص بیانگر تأثیر بیشتر فرآیندهای زمین‌ساختی بر هندسه مخروط‌افکنه است. همچنین برای تحلیل وضعیت تکاملی حوضه‌های آبریز، شاخص‌های مساحت حوضه (Ba)، شاخص شکل حوضه (Bs)، ضریب گردواری (Cr)، انتگرال هیپسومتری (Hi) و شیب متوسط حوضه (S) محاسبه شد. به ‌منظور بررسی تفاوت‌های معنادار میان گروه‌ها، از آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و آزمون تعقیبی Tukey و برای بررسی روابط همبستگی میان پارامترها از ضریب همبستگی پیرسون استفاده گردید. علاوه بر این، مخروط‌افکنه‌ها بر اساس موقعیت ساختاری به دو گروه منطقه مرکزی تاقدیس و فرود محوری و نیز بر اساس وضعیت فضایی به دو گروه بهم‌پیوسته (دارای همپوشانی) و ناپیوسته طبقه‌بندی شدند تا نقش موقعیت ساختاری و تعاملات رسوبی در تغییرات مورفومتری تحلیل شود. نتایج و بحث نتایج نشان داد که مساحت مخروط‌افکنه‌ها بین 006/0 تا 5/12 کیلومتر مربع متغیر است. زاویه جاروب بین 38 تا 240 درجه و نسبت عرض به طول بین 074/0 تا 245/2 تغییر می‌کند که بیانگر تنوع قابل توجه در هندسه مخروط‌افکنه‌هاست. شیب توپوگرافی مخروط‌افکنه‌ها بین حدود 9/0 تا 17 درصد متغیر بوده و مقادیر بالاتر عمدتاً در مخروط‌افکنه‌های حاشیه تاقدیس چاه‌نهر مشاهده شد. بیشترین مقدار FCIR (حدود 33/3) در یکی از مخروط‌افکنه‌های حاشیه تاقدیس دشت‌کنار ثبت گردید که نشان‌دهنده انحراف شدید از حالت مخروطی ایده‌آل و تأثیر قابل توجه تکتونیک است. در تحلیل مقایسه‌ای مخروطافکنه های سه تاقدیس مورد مطالعه، نتایج آزمون ANOVA نشان داد که میانگین مساحت و شیب مخروط‌افکنه‌ها بین تاقدیس‌ها تفاوت معنادار دارد، در حالی که تفاوت زاویه جاروب، نسبت عرض به طول و FCIR از نظر آماری معنادار نبود. به‌طور میانگین، مخروط‌افکنه‌های پیرامون تاقدیس شرکت دارای مساحت و FCIR بالاتری هستند که می‌تواند نشان‌دهنده نقش پررنگ‌تر فعالیت‌های تکتونیکی و یا شرایط ساختاری خاص این تاقدیس در ایجاد بی‌قوارگی بیشتر مخروط‌ها باشد. مقایسه مخروط‌افکنه‌های مناطق مرکزی و فرود محوری نشان داد که در مناطق مرکزی تاقدیس‌ها، میانگین مساحت، نسبت عرض به طول، شیب و FCIR بیشتر است، در حالی که زاویه جاروب در مناطق فرود محوری مقادیر بالاتری دارد. این الگو می‌تواند بیانگر آن باشد که در مناطق مرکزی، به دلیل بالاآمدگی بیشتر و شیب‌های تندتر، انرژی سیستم افزایش یافته و مخروط‌افکنه‌ها شیب‌دارتر و از نظر هندسی نامنظم‌تر شده‌اند. در مقابل، در فرودهای محوری با کاهش نسبی شیب تاقدیس، مخروط‌افکنه‌ها گسترش جانبی بیشتری یافته‌اند که به افزایش زاویه جاروب منجر شده است. بررسی مخروط‌افکنه‌های بهم‌پیوسته و ناپیوسته نیز نشان داد که مخروط‌افکنه‌های دارای همپوشانی، به‌طور میانگین دارای مساحت، شیب و FCIR بیشتری نسبت به مخروط‌افکنه‌های ناپیوسته هستند. این امر می‌تواند ناشی از محدودیت فضایی در حاشیه تاقدیس‌ها، نرخ بالای رسوب‌گذاری و پیشروی جانبی همزمان چند مخروط در پاسخ به بالاآمدگی‌های تکتونیکی باشد. در بخش حوضه‌های آبریز، نتایج بیانگر آن است که مقادیر بالاتر شاخص شکل حوضه (Bs) و انتگرال هیپسومتری (Hi) عمدتاً در حوضه‌های پیرامون تاقدیس دشت‌کنار مشاهده می‌شود که نشان‌دهنده جوان‌تر بودن نسبی توپوگرافی و تأثیر بیشتر فعالیت‌های اخیر تکتونیکی است. در مقابل، مقادیر بالاتر ضریب گردواری در برخی حوضه‌های تاقدیس چاه‌نهر بیانگر توسعه بیشتر فرسایش و گرایش به شکل‌های گردتر است. همبستگی‌های آماری نشان داد که بین مساحت حوضه و مساحت مخروط‌افکنه، و نیز بین شیب حوضه و شیب مخروط‌افکنه، رابطه مثبت و معناداری وجود دارد که بیانگر وابستگی مستقیم ویژگی‌های مخروط‌افکنه به شرایط مورفومتری حوضه بالادست است. زاگرس یکی از فعال‌ترین کمربندهای چین‌خورده از نظر فعالیت‌های تکتونیکی در جهان است و حرکات جانبی و عمودی چین‌ها در این منطقه نقش مهمی در تکامل و مورفومتری لندفرم‌های آن‌ها دارد. تحلیل کمّی ۱۲۵ مخروط‌افکنه پیرامون تاقدیس‌های چاه‌نهر، دشت‌کنار و شرکت نشان می‌دهد که فعالیت‌های تکتونیکی تاقدیسها شامل رشد عمودی و جانبی تاقدیسها و همچنین شیب پهلوها، نقش تعیین‌کننده‌ای در مورفومتری مخروط‌افکنه‌ها و حوضههای بالادست آنها داشته است. نتیجهگیری در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شاخص‌های مورفومتری مخروط‌افکنه‌ها، به‌ویژه ضریب مخروط‌گرایی اصلاح‌شده (FCIR)، شیب و مساحت، ابزارهایی کارآمد برای ارزیابی نسبی شدت فعالیت‌های تکتونیکی در زون‌های چین‌خورده فعال هستند. تفاوت‌های مشاهده ‌شده میان تاقدیس‌ها و نیز میان موقعیت‌های ساختاری مختلف، بیانگر آن است که رشد جانبی و بالاآمدگی ناهمگن تاقدیس‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در کنترل هندسه و تکامل مخروط‌افکنه‌های حاشیه‌ای دارد. بنابراین، تحلیل کمّی مخروط‌افکنه‌ها می‌تواند به‌عنوان رویکردی مکمل در مطالعات نئوتکتونیک و ارزیابی پویایی زمین‌ساختی مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌کار گرفته شود.

https://esrj.sbu.ac.ir/article_107115_3ef24021874883bda65a00ee5cba6cad.pdf