بررسی ساختار مورفولوژیکی - زمین‌ساختی ارتفاعات سیاه‌کوه در ناحیه دامغان با استفاده از پارامترهای تندی و فرورفتگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه زمین‌شناسی، پژوهشکده علوم ‏زمین، سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: شناسایی زمین ساخت فعال در یک ناحیه و تأثیراتی که بر تحول لندفرم­ها می­گذارد؛ یکی از اهدافی است که محققان علم ژئومورفولوژی همواره در پی آن بوده­اند. در این میان شبکه­های آبراهه­ای جزء عوارضی هستند که بر سطح وسیعی از لندفرم­ها جریان دارند. این عوارض نسبت به تغییرات سنگ­شناسی و یا زمین­ساختی حساس هستند و به سرعت نسبت به این تغییرات واکنش نشان می­دهند. 
مواد و روش­ها: منطقه مورد مطالعه در جنوب ارتفاعات البرز شرقی قرار گرفته و با نام ارتفاعات سیاه­کوه شناخته می­شود. هدف اصلی در این پژوهش بررسی ساختار مورفولوژیک و زمین­ساختی ارتفاعات سیاه­کوه با استفاده از پارامترهای تندی و فرورفتگی بر مبنای ناهنجاری نیمرخ­های طولی رودخانه­های ناحیه بر مبنای محورهای برجستگی و فرونشینی است. به منظور محاسبه نرخ پارامتر تندی و فرورفتگی نیمرخ طولی یک رودخانه از فرمول توان رود بر مبنای دو پارامتر اصلی مساحت زهکشی A و شیب رود S استفاده می­شود. این فرمول برمبنای نمودار لگاریتمی شیب و مساحت زهکشی است که خط رگرسیون مناسب برای آن تعیین می­گردد. در این رابطه رگرسیونی، شیب خط پارامتر فرورفتگی و عرض از مبداء همان پارامتر تندی است.
بحث و نتایج: گستردگی ارتفاعات سیاه­کوه در میان مجموعه­ای از رسوبات جوان کواترنری با فاصله 4 کیلومتری از جبهه کوهستان اصلی، ساختار سیاهکوه را مشابه اشکال  فوربرگی نمایان ساخته است.  به نظر می­رسد بخش شرقی فوربرگ سیاه­کوه توسط رسوبات نئوژن و کواترنری پوشیده شده باشد. بقایای آن به شکل آبکندهایی عمیق در سطح ظاهر شده است. به منظور بررسی وضعیت زمین ساختی سطح سیاه­کوه به بررسی پارامتر تندی و فرورفتگی دو رود جاری بر سطح این  فوربرگ پرداخته شد؛ یکی از رودها برسطح اصلی  فوربرگ جریان دارد و رود دیگر در بخش آبکندی یا مدفون شده  فوربرگ جریان یافته است. هر دو رود در مسیر جریان خود دارای نقاط عطف متعددی هستند که برگرفته شده از محل گسل خوردگی­ها و اختلافات سنگ­شناسی بستر رودها است. مقادیر پارامتر تندی برای رود اصلی و آبکندی برای رود اصلی 4/121 و برای رود آبکندی 96/119 می­باشد. در مقابل نرخ پارامتر فرورفتگی در هر دو رود مقادیر بسیار کم و حتی منفی را نشان می­دهد. از آنجا که پارامتر تندی رابطه مستقیمی با فرایش­های زمین­ساختی دارد؛ می­توان گفت مقادیر این پارامتر در هر دو رود نشان-دهنده تأثیر زمین­ساخت فعال در سطح  فوربرگ است.
نتیجه­گیری: بررسی­های انجام شده بر روی منطقه مورد مطالعه نشان می­دهد که 2 عامل زمین ساخت فعال و سنگ­شناسی بر روی ساختار مورفولوژیک فوربرگ سیاه­کوه تأثیر بسیار زیادی دارند. همچنین عوامل مرتبط با جریان­های رسوبی نشأت گرفته از ارتفاعات بالادست ناحیه در تغییر و تحول این لندفرم­ها در قالب مدفون شدگی مؤثر بوده­اند. همچنین نتایج پژوهش نشان داد استفاده از روش مبتنی بر ناهنجاری­های نیمرخ طولی رودخانه در قالب پارامترهای تندی و فرورفتگی نقش مؤثری در شناسایی لندفرم­ها و محورهای فرایشی و فرونشستی مرتبط با ویژگی­های زمین­ساختی عوارض در رابطه با تغییرات توپوگرافی­شان دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of morphological-tectonic structure of Siah-kuh heights in Damghan area using steepness and concavity parameters

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Kiaroostami 1
  • Mojtaba Yamani 1
  • Abolghasem Gorabi 1
  • Seyed Mohammad Zamanzadeh 1
  • MohammadReza Ghassemi 2
1 Department of Physical Geography, Faculty of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Department of Geology, Research Institute of Earth Sciences, geological survey and mineral exploration of iranTehran, Iran
چکیده [English]

Introduction: Identification of active tectonics in an area and its effects on the morphology of landforms is one of the topics that has always been of interest to geomorphologists. Waterways are among the features that flow a wide range of landforms. These features are sensitive to lithological or tectonic changes and react quickly to these changes.
Materials and methods: The study area is located in the south of the Eastern Alborz Mountains and is known as the Siah-Kuh Heights. The main purpose of this study is to investigate the morphological and tectonic structure of Siah-Kuh using steepness and concavity parameters based on the anomalies of longitudinal profiles of the rivers based on the uplift and subsidence axes. In order to calculate the rate of steepness and concavity of longitudinal profiles, the stream power low formula is used based on the two main parameters of drainage area and slope of river. This formula is based on a logarithmic plot of the slope and drainage area for which the appropriate regression line is determined. In this regression relation, the slope of the line is the concavity parameter and the intercept is steepness parameters.
Results and discussion: The extent of the Siah-Kuh heights among a series of young Quaternary sediments at a distance of 4 km from the main mountain front, the structure of the Siah-Kuh is similar to Foreberg forms. The eastern part of the Siah-Kuh Foreberg appears to have been covered by Neogene and Quaternary sediments. Its remnants have appeared in the form of deep gorges on the surface. One of the rivers flows on the main surface of Foreberg and the other flows in the drained or buried part of Foreberg. Both rivers have several knick points in their flow path, which are taken from the location of faults and lithological differences of the riverbed. The values of the steepness parameter for the main river and the gully is 121.4 for the main river and 119.96 for the gorges. In contrast, the depression parameter rate in both rivers shows very low and even negative values. Since the sharpness parameter is directly related to the tectonic processes; It can be said that the values of this parameter in both rivers indicate the effect of active tectonics at the level of Foreberg.
Conclusion: The studies performed on the study area show that the two factors of active tectonics and lithology have a great impact on the morphological structure of Siah-Kuh Foreberg. Also, factors related to sedimentary flows originating from the uplands of the area have been effective in changing these landforms in the form of burial. Also, the results showed that the use of the method based on longitudinal profile anomalies of the river in the form of steepness and concavity parameters has an effective role in identifying erosion and subsidence axes related to tectonic situation of features in relation to their topographic changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Siah-Kuh
  • Quaternary
  • Damghan Fault
  • Morphotectonic
  • Longitudinal profile of river

مراجع

منابع (References)
 
-Ambili, A., Sushma, P., Nathani, B., Achim, B., Shahzad, F. and Deenadayalan, K., 2012. Tectonic versus Climate Influence on Landscape Evolution: A Case Study from the Upper Spiti Valley, NW Himalaya, Geomorphology, v. 145-146, p. 32-44.
-Bayasgalan, A., Jackson, J., Ritz, J.F. and Carretier, S., 1999. `Forebergs’, Flower Structures, and the Development of Large Intra-Continental Strike-Slip Faults: The Gurvan Bogd Fault System in Mongolia, Journal of Structural Geology, v. 21(10), p. 1285-1302.
-Berberian, M., Ghoreshi, M., Talebian, M. and ShojaTaheri, J., 1996. Research and investigation of neotectonic and earthquake risk and faulting in Semnan area, Report NO: 63, Procedure 266, Geology organization of Iran (in Persian).
-Clark, M.K. and Royden, L.H., 2000. Topographic Ooze: Building the eastern margin of Tibet by lower crustal flow, v. 28, p. 703-706.
-Coren, L., Fox, M. and Willett, S.D., 2014. Tectonic from fluvial topography using formal linear inversion: Theory and applications to the Inyo Mountains, California, J. Geophys, Res-Earth, v. 119, p. 1651-1681.
-Fox, M., Goren, L., May, D.A. and Willet, S.D., 2014. Inversion of fluvial channels for paleorock uplift rates in Taiwan, J. Geophys, Res-Earth, v. 119, p. 1853-1875.
-Gregory, K.M. and Chase, C.G., 1994. Tectonic and Climate significance of late Eocene low-relief, high level geomorphic surface, Colorado, J. Geophys. Re. Solid Earth, v. (99), p. 20141-20160.
-Goorabi, A. and Kiaroostami, F., 2015. Tectonic evaluation of watersheds using geomorphological characteristics in the form of TecDEM model (case study: Rodak watershed in north-east of Tehran), Phys Geog Res, v. 47(3), p. 465-479 (in Persian).
-Hack, J.T., 1960. Interpretation of Erosional Topography in Humid Temperate Regions. Bobbs-Merrill.
-Holbrook, J.M., 1996. Structural noise in seemingly unreformed interaplate regions: implications from welts raised in shattered Albian, US, western interior, Theophrastus contrib, v. (1), p. 87-94.
-Hollingsworth, J., Nazari, H., Ritz, J., Salamati, R., Talebian, M., Bahroudi, A., Walker, R., Rizza, M. and Jackson, J., 2010. Active Tectonics of the East Alborz Mountains, NE Iran: Rupture of the Left-Lateral Astaneh Fault System during the Great 856 A.D. Qumis Earthquake, Journal of Geophysical Research, v. 115, p. 1-19.
-Howard, A., 1994. A Detachment-Limited Model of Drainage-Basin Evolution, Water Resources Research, v. 30(7), p. 2261-2285.
-Khademi, M., 1997. Investigation and structural analysis of Damghan and Attari faults in Damghan area. Master's thesis, Faculty of Sciences of Tarbiat Modarres University (in Persian).
-Lague, D., Davy, P. and Crave, A., 2000. Estimating Uplift Rate and Erodibility from the Area-Slope Relationship: Examples from Brittany (France) and Numerical Modelling, Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy, v. 25(6), p. 48-543.
-Leeder, M.R. and Jackson J.A., 1993. The interaction between normal faulting and drainage in active extensional basins, with examples from the western United States and central Greece, Basin Research, v. 5, p. 79-102.
-Keller, E. and Pinter, N., 1996. Active Tectonics: Earthquakes, Uplift, and Landscape, Prentus Hall, Newjersy.
-Mohammad Nejad Arogh, V., 2011. Comparative analysis of alluvial fan evolution in the southern hillside of Eastern Alborz (Damghan to Garmsar), PhD Thesis, University of Tehran (in Persian).
-Montgomery, D.R., Abbe, T.B., Buffington, J.M., Peterson, N.P., Schmidt, K.M. and Stock, J.D., 1996. Distribution of bedrock and alluvial channels in forested mountain drainage basins, Nature, v. 381(6583), p. 587-589.
-Miliaresis, G., 2001. Extraction of Bajadas from Digital Elevation Models and Satellite Imagery, Computers and Geosciences, v. 27, p. 1157-1167.
-Mudd, S., Clubb, F., Gailleton, B. and Hurst, M., 2018. How Concave Are River Channels Earth Surface Dynamics Discussions, v. 6, p. 1-34.
-Nicholson, U., VanLaningham, S. and Macdonald, D., 2013. Quaternary Landscape Evolution over a Strike-Slip Plate Boundary: Drainage Network Response to Incipient Orogenesis in Sakhalin, Russian Far East, Geosphere, v. 9, p. 588-601.
-Owen, L., Cunningham, D., Richards, B., Rhodes, E., Windley, B., Dorjnamjaa, D. and Badamgarav, J., 1999. Timing of Formation of Forebergs in the Northeastern Gobi Altai, Mongolia: Implications for Estimating Mountain Uplift Rates and Earthquake Recurrence Intervals, Journal of the Geological Society, v. 156, p. 64-457.
-Rahimi, B., 2006. Structural studies of the Alborz mountain range in the north of Damghan. PhD Thesis, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University (in Persian).
-Royden, L. and Perron, J.T., 2013. Solution of the stream power equation and application to the evolution of river longitudinal profiles, J. Geophys. Res- Earth, v. 118, p. 497-518.
-Russ, O., 1976. Syntectonic unconformities of Alto cardener Spanish Pyrenees: a genetic interpretation sediment, Geology, v. 15, p. 213-233. 
-Schoenbohm, L., Whipple, K., Burchfield, B. and Chen, L., 2004. Geomorphic Constraints on surface uplift exhumation and plateau growth in the Red river region, Yunnan Province, China, Geol. Soc. Am. Bull, v. 116, p. 895-909.
-Seidl, M. and Dietrich, W., 1993. The Problem of Channel Erosion into Bedrock, Catena Suppl, v. 23, p. 101-24.
-Shahzad, F., Mahmood, S.A. and Gloaguen, R., 2009. Drainage Network and Lineament Analysis: An Approach for Potwar Plateau (Northern Pakistan), Journal of Mountain Science, v. 6, p. 14-24. Doi: 10.1007/s11629-009-0206-4.
-Shahzad, F. and Gloaguen, R., 2011. TecDEM: A MATLAB Based Toolbox for Tectonic Geomorphology, Part 1: Drainage Network Preprocessing and Stream Profile Analysis, Computers and Geosciences, v. 37(2), p. 250-260.
-VanLaningham, S., Meigs, A. and Gold finger, C., 2006. The effect of rock uplift and rock resistance on river morphology in Subduction zone forearc, Oregon, USA. Earth Surface Processes Landform, v. 31, p. 1257-1279.
-Vassilakis, E., Skourtsos, E. and Kranis, H., 2007. Estimation of Tectonic Uplift Rate Using Quantified Morphometric Indices. 8TH Pan-Hellenic Geographical Conference, p. 17-26.
-Vita-Finzi, C., 2018. River history and Tectonics, Philosophical Transactions of the Royal society, v. 370, p. 2173-2193.
-Wang, Y., Zhang, H., Zheng, D., Yu, J., Pang, J.Z. and Ma, Y., 2017. Coupling slope–area analysis, integral approach and statistic tests to steady-state bedrock river profile analysis, Earth Surface Dynamics, v. 5, p. 145-160.
-Whipple, K. and Tucker, G., 2002. Implication of sediment-flux-dependent river incision models for landscape evolution, 107 p.
-Whipple, K., Wobus, C., Crosby, B., Kirby, E. and Sheehan, D., 2007. New Tools for Quantitative Geomorphology: Extraction and Interpretation of Stream Profiles from Digital Topographic Data. Geol. Soc. Am. Annu. Meet. Course Notes, 1.
-Whipple, K., Wobus, C., Crosby, B., Kirby, E. and Sheehan, D., 2007. New Tools for Quantitative Geomorphology: Extraction and Interpretation of Stream Profiles from Digital Topographic Data. Geol. Soc. Am. Annu. Meet. Course Notes, 1.
-Welcker, Ch., Buffington, J. and Mckean, J., 2011. Everything you wanted to know about slope – area analysis, Idaho Power.
-Wobus, C., Whipple, K.X., Kirby, E., Snyder, N., Johnson, J., Spyropolou, K., Crosby, B. and Sheehan, D., 2006. Tectonic from topography: procedure, promise, and pitfalls. Geol.Soc.Am.Spec.Papers, v. 398, p. 55-74.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار