بررسی ساختارهای سیگموئیدال و ارتباط آنها با لایه‌های جدایشی از جمله گنبدهای نمکی مدفون قدیمی در ناحیه فارس از کمربند چین‌خورده زاگرس با استفاده از مدل‌سازی تجربی و اطلاعات لرزه‌نگاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه زمین‌شناسی تکتونیک، اداره زمین‌شناسی در مدیریت اکتشاف نفت تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: ناحیه‌ فارس در شرق کمربند زاگرس توسط رخنمون‌های پرکامبرین – کامبرین سری هرمز شناخته می‌شود. از ابتدای رسوبگذاری پالئوزوئیک طی فرآیند Halokinesis، نمک‌ هرمز در بعضی از نقاط شروع به بالا آمدن کرده و با ایجاد حوضه‌های کوچک (mini-basins) در اطراف خودش باعث ضخامت متغیر رسوبات پالئوزئیک شده است. در مراحل تکوین زاگرس، تاقدیس‌های با ابعاد و طول موج مختلف تشکیل می‌شوند که یکی از دلایل اصلی آن ناشی از غیر همسان بودن رسوبات در بخش‌های مختلف کمربند زاگرس است. وجود آنومالی‌هایی از گنبدهای نمکی مدفون نقش بسزایی در این ناهمسانی دارند و برای نمونه به تاقدیس‌هایی با شکل سیگموئیدال می‌توان اشاره کرد.
مواد و روش­ها: جهت نشان دادن تاثیرنمک هرمز مدفون قبلی بر شکل و طول موج ظاهری تاقدیس­های مرتبط با نمک از مدل­سازی توسط جعبه ماسه­ای استفاده کرده­ایم. در این آزمایشات از محلول غلیظ برای نقش نمک هرمز استفاده شده است. دستگاه جعبه ماسه، مکعبی با عرض 20 سانتی متر و طول 25 سانتی­متر است (شکل 9). در ابتدا دو ستون از محلول غلیظ نشاسته ذرت با قطر 3 سانتی­متر در میان ضخامت ماسه قرار داده شد تا نقش نمک هرمز مدفون شده قدیمی را در میان رسوبات بازی کند. جهت نشان دادن تاثیر فاصله قرارگیری آنومالی­ها از دیواره متحرک، سه آزمایش انجام گرفت. در نهایت جهت نشان دادن وضعیت تنش­های وارده در اثر کوتاه شدگی از دوایر استرین در سطح همتراز شده ماسه­ها استفاده گردید. مجموع ضخامت ماسه­ها 3 سانتی­متر می­باشد. در مرحله آخر با حرکت صفحه متحرک با سرعت 1 میلی­متر در دقیقه، عملیات کوتاه شدگی تا 16 درصد انجام گرفت که نماینده کوتاه­شدگی در کمربند زاگرس می­باشد.
نتایج و بحث: لایه­های سست عمیق و میانی نمک هرمز در توسعه تغییر شکل کمربند زاگرس نقش بسزایی داشته و به­طور گسترده­ای باعث تغییر طول موج چین­ها و ایجاد گسل­ها در زون فارس و هرمزگان شده­اند. به عنوان مثال همگرایی رفلکتورهای لرزه­ای (چینه رشدی) در ناودیس بین تاقدیس نورا و تاقدیس فیروز آباد نشان­دهنده فعالیت نمک هرمز طی فرآینده هالوکنیزز بوده است. نتایج آزمایشات جعبه ماسه تاثیر وجود ستون محلول غلیظ در میان ضخامت ماسه را نشان داد. چین خوردگی و تراست خوردگی باعث ایجاد ساختارهای سیگموئیدال گردید.
نتیجه ­گیری: تاقدیس‌های سیگموئیدال در ناحیه فارس از کمربند چین‌خورده زاگرس می‌توانند متاثر از حضور پیکره‌های نمک‌هرمز با ابعاد و ضخامت متفاوت به وجود بیایند. این پیکره‌ها قبل از مرحله دگرشکلی زاگرس بالا آمده بودند و در اثر عملکرد دگرشکلی زاگرس در جائی که ضخامت و ابعاد پیکره نمکی زیاد بود تاقدیس‌های عریضی شکل گرفته است و در مقابل، دماغه‌های دو طرف کم عرض و کشیده شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Sigmoidal structures and their relationship with detachment layers including pre-exist Hormuz salt in Fars and Hormuzgan Zones of the Zagros Fold and Thrust Belt: Insights from experimental modeling and seismic data

نویسندگان [English]

  • Reza Shams 1
  • Iraj Abdollahie 2
  • Soheila Bozari 1
  • Mohsen Purkermani 1
1 Department of Geology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Tectonic Geology, National Iranian Oil Company, Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction: The Fars and Hormuzgan Zones characterized by the outcrops and sub-crops of Precambrian-Cambrian Hormuz Salt. This suggests that part of halokinesis could have been localized along the Precambrian-Cambrian extensional faults. Differential loading is the most probable principal mechanism for initiating and driving halokinesis in the Hormuz Salt Basin in Early Paleozoic. Therefore, it is expected that dissimilar types of the earlier salt related structures have their own influences on the geometry of present-day structures. Therefore, objective of this study is understanding role of the Hormuz Salt as basal décollement on long term sedimentation and relatively short term shortening happened by the Zagros Orogeny. The presence of anomalies in buried salt domes plays an important role in this inequality, and for example, sigmoid-shaped anticlines can be mentioned.
Materials and methods: We arranged a sand box model to review structural evolution of the study area. In this experiment, we tried to simulate behavior of a viscous layer representing the Hormuz Salt at different stages.  This modeling was done with the objective of revealing role of the pre-exist Hormuz Salt bodies in geometry of the study area structures. The apparatus for this experiment is consists of four plates at four side of the sand box with the size of 20 × 25 cm. At the first stage of experiment we attempted to construct two column of Corn starch cream whit 3 cm diameter in sand layer to simulate expected pre- exist Hormuz salt. Three experiments were performed to indicate the effect of anomalies from the moving wall. Finally pattern of circles overlaid on the flat surface of the last dry sand layer. Total thickness of dry sand layers is 3 cm. In the last stage, shortening applied by the moving wall with a rate of 1 mm/min. This stage simulates superimposition of the Zagros Orogeny on the paleo-structures which were formed earlier than onset of the Zagros movements.
Results and discussion: Role of the basal and intermediate detachments of the Zagros Belt in deformation development in form of folds and thrusts have widely been discussed and the Hormuz Salt efficiently controlled fold wavelength in the Fars and Hormuzgan area. For instance, divergence reflectors (growth strata) beneath the syncline between Naura & Firouzabad anticlines denote early Hormuz Salt movement due to halokinesis. Results of the sandbox experiment confirm this matter as deformation in corn starch cream column and sand. Folding and thrusting happened at both sides of this column zone. In contrast, sigmoidal shape happened.
Conclusion: When the Zagros Orogeny shortened the belt, the localized Hormuz Salt bodies mainly affected geometry of the shallow structures. Therefore, structural evolution of the study area is simply summarized in two pre-Zagros halokinesis and the Zagros shortening stages. In fact, the Zagros compressional forces facilitated salt movement in form of salt diapirs as seen in the experiment. The results of this study also emphasis on importance of pre-exist salt body to unconventional shape folding whit one or both narrow and linear plunges.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sigmoidal structure
  • Zagros Belt
  • Sand box modeling
  • Hormuz salt

مراجع

-Abdollahie Fard, I., Sepehr, M. and Sherkati, S., 2011. Neogene salt in SW Iran and its interaction with Zagros folding, Geol. Mag., v. 148(5-6), p. 854-867. Cambridge University Press, doi:10.1017/S0016756811000343.
-Abdollahie Fard, I., Sherkati, S., McClay, K. and Haq, B.U., 2019. Tectono-Sedimentary Evolution of the IranianZagros in a Global Context and Its Impact onPetroleum Habitats, in Farzipour Saein A. (ed.), Tectonic and Structural Framework of the Zagros Fold-Thrust Belt, Developments in Structural Geology and Tectonics 3, 17-28, doi.org/10.1016/B978-0- 12-815048-1.00002-0.
-Ahmadzadeh-Heravi, M., 1990. New concepts of Hormoz formation stratigraphy and problem of salt diapirism in soth Iran. In, Proceeding of symposium on Diapirim with special refrence to Iran, v. 1.
-Al-Husseini, M.I., 2000. Origin of the Arabian plate structures; Amar collision and Nadj rift. Geo Arabia, v. 5, p. 527-542.
-Bahroudi, A. and Koyi, H.A., 2003. Effect of spatial distribution of Hormuz salt on deformation style in the Zagros fold and thrust belt: an analogue modelling approach. J. Geol. Soc. London, v. 160(5), p. 719-733. http://dx.doi.org/10.1144/0016-764902-135.
-Berberian, M. and King, G.C.P., 1981. Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Can. J. Earth Sci., v. 18(2), p. 210-265.
 http://dx.doi.org/10.1139/e81-019.
-Callot, J.P., Jahani, S. and Letouzey, J., 2007. The role of pre-existing diapirs in fold and thrust belt development. In: Lacombe, O., Lavè, J., Roure, F., Vergès, J. (Eds.), Thrust Belts and Foreland Basins. Springer, Berlin, v.12, p. 309-325.
-Colman-Sadd, S.P., 1978. Fold development in Zagros simply folded belt, Southwest Iran. AAPG Bullet, v. 62(2), p. 984-1003.
-Davoudzadeh, M., 1990. Some dynamic aspects of the salt diapirism in the Southern Iran. In: Symposium on diapirism, p. 97-109.
-Edgell, H.S., 1996. Salt tectonism in the Persian Gulf basin. In: Alsop, G.L., Blundell, D.L., Davison, I. (Eds.), Salt tectonics. Geological Society, London, Special Publications, p. 129-151. 10.1144/GSL.SP.1996.100.01.10.
-Falcon, N.L., 1969. Problems of the relationship between surface structure and deep displacements illustrated by the Zagros Range. In: Kent, P.E., Satterhwaite, G.E., Spencer, A.M. (Eds.), Time and Place in Orogeny. Geological Society, London, Special Publications 3, p. 9-21.
 10.1144/GSL.SP.1969.003.01.02.
-Farmani, F., Asiliyan, H. and Barat pur, F., 2001. Geology of Marz Ant., Geol. Rep. 1956, Exploration Directorate of National Iranian Oil Company (in Persian).
-Harrison, J.V., 1931. Salt domes in persia. J. Inst. Pet. Tech., v. 17(91), p. 300-320.
-Jackson, M.P.A. and Hudec, M.R., 2017. Structure and evolution of Upheaval Dome: Pinched-off salt diapir or meteoritic impact structure?: Austin, TX, The University of Texas at Austin, Bureau of Economic Geology, Report of Investigations, v. 262, p. 93-117.
-Jackson, M.P.A. and Talbot, C.J., 1994. Advances in salt tectonics. In: Hancock, P.L. (Ed.), Continental deformation. Pergamon Press, p. 159-179.
-Jahani, S., Callot, J.P., Frizon de Lamotte, D., Letouzey, J. and Leturmy, P., 2007. The salt diapirs of the eastern Fars province (Zagros, Iran): A brief outline of their past and present. In: Lacombe, O., Lavè, J., Roure, F., Vergès, J. (Eds.), Thrust Belts and Foreland Basins. Springer, Berlin, p. 289-308.
-Jahani, S., Callot, J.P., Letouzey, J. and Frizon de Lamotte, D., 2009. The eastern termination of the Zagros Fold-and-Thrust Belt, Iran: Structures, evolution, and relationships between salt plugs, folding, and faulting. TC6004. Tectonics, v. 28(6).
http://dx.doi.org/10.1029/2008TC002418.
-Jahani, S., Hassanpour, J., Mohammadi-Firouz, S., Letouzey, J., Frizon de Lamotte, D., Alavi, S.A. and Soleimany, B., 2017. Salt tectonics and tear faulting in the central part of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Mar. Petrol. Geol., v. 86, p. 426-446. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2017.06.003.
-Lacombe, O. and Bellahsen, N., 2016. Thick-skinned tectonics and basement-involved fold–thrust belts: insights from selected Cenozoic orogens, Geol. Mag., p. 1-48, Cambridge University Press, doi:10.1017/S0016756816000078
-Letouzey, J. and Sherkati, S., 2004. Salt movement, tectonic events, and structural style in the central Zagros fold and thrust belt (Iran). In: Paper presented at 24th Annual GCSSEPM Foundation Bob F. Perkins Research Conference: Salt-Sediment Interactions and Hydrocarbon Prospectivity: Concepts, Applications, and Case Studies for the 21st Century, Gulf Coast Section. Houston, Texas, SEPM.
-Moeini M., Tavakoli S. & Mohamadi P., 2008, Geology of Nura Ant., Geol. Rep. 2180, Exploration Directorate of National Iranian Oil Company (in Persian).
-Motamedi, H. and Gharabeigli, G.R., 2018. Structural Style in the Fars Geological Province: Interaction of Diapirism and Multidetachment Folding in: Tectonic and structural framework of the Zagros fold thrust belt, p. 145-158.
-Motiei, H., 1995. Petroleum geology of Zagros. Geological Survey of Iran Publication 1e2 (In Farsi), 589 p.
-Nissen, E., Tatar, M., Jackson, J.A. and Allen, M.B., 2011. New views on earthquake faulting in the Zagros fold-and-thrust belt of Iran. Geophysical Journal International, v. 186, p. 928-944.
-Perotti, C.R., Carruba, S., Rinaldi, M., Bertozzi, G., Feltre, L. and Rahimi, M., 2011. The Qatar-South Fars arch development (Arabian Platform, Persian Gulf): insights from seismic interpretation and analogue modelling. New Frontiers in Tectonic Research-At the Midst of Plate Convergence, p. 325-352.
-Player, R.A., 1969. Salt diapirs study. National Iranian Oil Company, Exploration Division, Tehran, Report No. 1146, unpublished.
-Rowan, M.G., 2014. Passive-margin salt basins: hyperextension, evaporite deposition, and salt tectonics. Bas. Res., v. 26(1), p. 154-182.
 http://dx.doi.org/10.1111/bre.12043.
-Shams, R., Abdollahie Fard, I., Bouzari, S. and Pourkermani, M., 2020. Investigating Role of the Hormuz Salt Bodies in Initiation and Evolution of the Strike Slip Faults in the Fars Zone of the Zagros Fold and Thrust Belt: Insights from Seismic Data and Sandbox Modeling. Pure Appl. Geophys, v. 177, p. 4623-4642. Springer Nature Switzerland AG https://doi.org/10.1007/s00024-020-02521-0.
-Talbot, C.J. and Alavi, M., 1996. The past of a future syntaxis across the Zagros. In: Alsop, G. L., Blundell, D.L., Davison, I. (Eds.), Salt tectonics. Geological Society, London, Special Publications, v. 100, p. 89-109.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار