تحلیل هندسی تاقدیس زنگول در زاگرس چین خورده- رانده و برآورد بستگی قائم و افقی گروه دهرم آن
| دسته | تکتونیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۴ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
در این مقاله تحلیل هندسى تاقدیس زنگول که در شرق شهرستان کوهدشت، در ناحیه لرستان زاگرس چین خورده- رانده قرار دارد صورت گرفته تا براساس آن بستگى گروه دهرم آن برآورد گردد. از آنجا که داده‌هاى زیر‌سطحى بجهت تحلیل هندسه تاقدیس در افق دهرم آن در دسترس نمى‌باشد، هندسه تاقدیس در این افق بر اساس تحلیل هندسى افقهاى سطح آن و با استفاده از برداشتهاى صورت گرفته در سه پیمایش ساختاری عمود بر محور آن صورت گرفته است. تحلیل هندسى و جنبشى ریز‌چینهاى همراه تاقدیس نشان داد که هندسه این چینها در هسته جناغى و در بالاترین سطح چین باز مى‌باشد. چنین هندسه‌اى که شبیه هندسه چینهاى جدایشى است بوسیله آزمون هندسى و بر اساس میزان کوتاه‌شدگى تاقدیس زنگول نیز تحلیل گردیده است. بر همین مبنا سازند گرو بعنوان سطح جدایش عامل هندسه جدایشى چین در افق دهرم معرفى گردیده است. این افق همچنین بعنوان سطح جدایش میانی در منطقه لرستان که کنترل کننده سبک هندسه ساختارهای عمقی نفتی می باشد معرفى گردیده است. با توجه به مقدار بستگی برآورد شده تاقدیس زنگول بعنوان یک ساختار مناسب نفتی جهت پى‌جوئیهاى اکتشافى در افق دهرم آن برآورد مى‌گردد.
سمیه دریکوند، دانشجوی کارشناسی ارشد تکتونیک دانشگاه تبریز derikvand_sss@yahoo.com
علی یساقی، دانشیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس yassaghi@modares.ac.ir
مقدمه :
کمربند کوهزاد زاگرس به عنوان بزرگترین پهنه ساختاری ایران در اثر برخورد ورق عربی و فلات ایران در ترشیری پسین Stocklin, 1968)) به صورت رشته کوه بلندی به طول تقریبی ۱۸۰۰ کیلومتر و بر روی سکوی آرام قاره‌ای عربی تشکیل شده است Hessami et al., 2001)). کمربند زاگرس به دو بخش عمده زاگرس مرتفع، زاگرس چین خورده- رانده تقسیم می‌شود. زاگرس چین خورده- رانده به دلیل دارا بودن ذخایر هیدروکربوری در بسیاری از تاقدیس های آن، به عنوان یکی از غنی‌ترین نواحی هیدروکربوری به شمار می‌آید. از آنجا که تمامی مخازن هیدروکربوری شناخته شده در کمربند، در نفتگیرهای تاقدیسی متمرکز هستند لذا مطالعه هندسی و جنبشی تاقدیسها از بنیانی‌ترین موضوعات زمین شناسی نفت زاگرس محسوب می‌شود. این مقاله نمونه ای از چنین مطالعه ای بر تاقدیس زنگول در منطقه لرستان در زاگرس چین خورده- رانده می باشد و در آن سعی گردیده تا نتایج بدست آمده از تحلیل هندسی و جنبشی تاقدیس به صورت سه برش ساختاری تا عمقی که گروه دهرم به عنوان سنگ مخزن در نظر گرفته شده ترسیم و بر اساس این برشها هندسه تاقدیس در گروه دهرم شناسایی و بستگی افقی و قائم آن برآورد گردد.
بحث :
هندسه ساختاری تاقدیس زنگول
تاقدیس زنگول با طول 34 کیلومتر، دارای روند شمال غربی- جنوب شرقی بوده و در 23 کیلومتری شرق شهرستان کوهدشت واقع شده است. رخنمون‌های سنگی آن عمدتاً از واحدهای سنگی کرتاسه- ترشیری هستند و به ترتیب از قدیم به جدید شامل سازندهای ایلام (عمدتا در هسته تاقدیس)، گورپی، امیران، تله‌زنگ، کشکان و آسماری میباشد. قسمتهایی از این تاقدیس با رسوبات جوانتر سازند بختیاری و رسوبات آبرفتی جوان پوشیده شده است. به منظور مطالعه تاقدیس زنگول در سه مسیر پیمایش صحرایی صورت گرفته (شکل 1) و داده‌های برداشت شده در این پیمایش ها به صورت برشهای ساختاری در مقیاس 1:50000 تهیه گردیده است. برای ترسیم این برشهای عرضی بر تاقدیس زنگول از روش باسک که برای چینهای موازی دارای انحنای ملایم به کار می رود، استفاده شده است. به علت عدم وجود هر گونه اطلاعات زیر سطحی مناسب مانند اطلاعات ژئوفیزیکی و اطلاعات چاه در تاقدیس زنگول، این برشهای ساختاری با در نظر گرفتن مدل هندسی بدست آمده از تاقدیس در برداشت پیمایشهای ساختاری و تحلیل تأثیر افقهای جدایش میانی (در این منطقه سازندهای گرو، گورپی و امیران میباشند) ترسیم شدهاند( در اینجا فقط یکی از برشها یعنی برش ساختاری AA' در شکل (2) نشان داده شده است).
در مختصات”4/24 ’26 °33 و”4/33 ’56 °47 تاقدیسهای نامتقارنی در سازند گورپی شکل گرفته‌اند(شکل3). این تاقدیسها به صورت اثر کمانش بر روی افق پایینی سازند گورپی به عنوان سطح جدایش تحلیل گردیده اند. بخش خارجی این تاقدیسها به شکل مدور و بخش داخلی آنها به صورت جناغی دیده می‌شوند و هندسه‌ای شبیه چینهای موازی و هم مرکز مرتبط با سطوح جدایشی دارند (شکل3)، استریوگرام این تاقدیسها در شکل (4) ارائه گردیده است. هندسه جناغی و بسته‌تر بودن تاقدیسها در قسمتهای داخلی، نشانگر کم عمق بودن سطح جدایشی آنها است. از آنجا که آهک مقاوم ایلام در زیر سازند گورپی قرار گرفته است، موقعیت سطح جدایشی پایینی را می‌توان سطح پایینی سازند گورپی و سطح جدایش بالایی را می‌توان افق پایینی سازند پابده در نظر گرفت که در اثر فرسایش رخنمون ندارد(شکل 3).
از آنجا که چینهای فوق در پهلوی جنوبی تاقدیس زنگول تشکیل شده اند، لذا می توانند بیانگر توسعه هندسه ای مشابه در تاقدیس زنگول باشند.
تحلیل هندسی تاقدیس زنگول
سه مدل اصلی هندسی و جنبشی برای چینهای جدایشی ارائه گردیده است. بر اساس مدل اول که توسط (1988) Mitchell & Woodward ارائه شده چین جدایشی با افزایش طول پهلوها و ثابت ماندن شیب آنها شکل می‌گیرد. در مدل دوم که توسط (1956) De Sitter عنوان گردیده چین جدایشی با افزایش شیب پهلوها و ثابت ماندن طول آنها بوجود می‌آید. در مدل سوم که توسط (1990) Dahlestrom ارائه گردیده رشد چین جدایشی بر مبنای قانون ثابت بودن سطح لایه‌های ویسکوز و مقاوم و با افزایش تدریجی طول و شیب پهلوهای چین شکل می‌گیرد. (1996)Poblet & McClay معتقدند که تحول جنبشی چینهای جدایشی در غالب کمربندهای چین‌خورده- رانده عمدتاً منطبق بر مدل سوم میباشند. چرا که مدلهای اول و دوم به دلیل تغییر در مساحت منطقه شکل‌پذیر چین از نظرتحول جنبشی امکان‌پذیر نبوده و لذا قابل قبول نمی‌باشند. چرا که در فرایند تکامل چین جدایشی لایه شکل‌پذیر از پایین‌ترین بخش ناودیس به سمت بالاترین بخش تاقدیس مهاجرت می‌نماید تا چین متمرکز بوجود آید. بر مبنای مدل (1990) Dahlestrom با افزایش جابجایی گسل راندگی، کوتاه‌شدگی در لایه شکل‌پذیر رخ‌داده و موجب مهاجرت آن به بالاترین بخش تاقدیس در ناحیه لولایی آن می‌گردد. یک چنین مهاجرتی موجب برخاستگی ناحیه لولایی تاقدیس می‌شود. برخاستگی با میزان کوتاه‌شدگی رابطه مستقیمی دارد و در این صورت قانون ثابت بودن سطح رعایت می‌گردد. برای برقراری این قانون در خلال تکامل جنبشی چین می‌بایستی با افزایش طول پهلوها شیب آنها نیز افزایش یابد (یعنی مدل سوم، (1990) Dahlestrom). افزایش طول پهلوها با اضافه شدن لایه از بخش تغییر‌شکل نیافته به بخش تغییر‌شکل یافته در چین تأمین می‌گردد و افزایش شیب پهلوها نیز با چرخش پهلوها در خلال این فرایند صورت می‌گیرد. چنین چرخشی در پهلوها موجب توسعه یک‌سری از ساختارها در پهلوهای چین، چون زبانه‌های راندگی توسعه یافته در پهلوهای تاقدیس زنگول می‌گردد(شکل 1).
(1996) Poblet & McClay برای تحلیل هندسی چینهای جدایشی بوجود‌آمده بر اساس تکامل جنبشی مدل (1990) Dahlestrom نمودارهایی را معرفی نموده‌اند و معتقدند چنان چه میزان شیب پهلوهای چین و نسبت سینوس آنها اندازه‌گیری شود می‌تواند جهت محاسبه میزان کوتاه‌شدگی لایه مقاوم بالای لایه جدایشی شکل‌پذیر که چین در آن توسعه‌یافته است، استفاده گردد. چنانچه این میزان با مقادیر کوتاه‌شدگی بدست آمده از اندازه‌گیری برشی از تاقدیس زنگول مطابقت داشته باشد بیانگر آن است که هندسه و تحول جنبشی چین مورد نظر منطبق بر مدل میباشد. برای این منظور می‌بایستی برشی از چین عمود بر محور آن ترسیم و به جهت سهولت محاسبه، هندسه چین به صورت یکی از هندسه‌های جناغی، شکنجی و یا جعبه‌ای فرض شود و اندازه‌گیری زاویه بین پهلوها بدون در نظر گرفتن تمایل سطح جدایشی صورت گیرد. برای تعیین سازوکار جنبشی، نیاز به تحلیل هندسی چینهای جدایشی میباشد. برای تحلیل هندسی، نیاز به دانستن متغیرهایی چون: طول پهلوی پیشانی، طول پهلوی خلفی، شیب پهلوی پیشانی، شیب پهلوی خلفی، مقدار برخاستگی، زاویه بین پهلوها و شیب سطح محوری میباشد. این متغیرها را می‌توان از داده های صحرایی، برشهای لرزه‌ای عمقی یا رسم برش های عرضی برداشت نمود که در این مقاله به دلیل عدم وجود برشهای لرزه ای عمقی از داده های صحرایی و برشهای ترسیمی استفاده شده است.
جدول (1) خصوصیات هندسی تاقدیس زنگول
|
پارامترهای هندسی
|
U
|
S
|
Lb(m)
|
Lf(m)
|
Lt(m)
|
υb
|
υƒ
|
زاویه بین پهلویی
|
|
برش AA' تاقدیس زنگول
|
5550
|
5502.6
|
7300
|
6800
|
950
|
51
|
54
|
75
|
با کمک دو معادله اصلی (1) و (2) می توان مقدار برخاستگی (U) و مقدار کوتاه‌شدگی (S) یک لایه چین‌خورده را در بالای یک سطح جدایشی محاسبه نمود. در این روابط، Lƒ، Lb و Lt به ترتیب طول پهلوهای پیشانی، خلفی و لولائی و υƒ، υb و υt به ترتیب شیب پهلوهای پیشانی، خلفی و لولائی میباشد. همچنین نیمی از زاویه بین پهلویی (γ) و زاویه بین سطح محوری و افق جدایش (δ) از روابط (3) و (4) بدست می‌آید.
U = Lb Sin(υb) = Lƒ Sin(υƒ) (1)
S = Lb[1- Cos(υb)] + Lƒ[1- Cos(υƒ)] + Lt[1- Cos(υt)] (2)
γ = 90° - (υb/2) – (υƒ/2) (3)
δ = 180° - υƒ – γ (4)
برای این منظور، طبق روابط ارائه شده (1) و (2) مقدار برخاستگی و کوتاه‌شدگی در تاقدیس زنگول با استفاده از متغیرهای بدست آمده از برش عرضی ترسیمی AA' ، محاسبه گردیده‌اند. (جدول 1)
برای محاسبه کوتاه‌شدگی می‌توان از روش نمودار نیزاستفاده کرد. پارامترهای مورد نیاز جهت برآورد میزان کوتاه‌شدگی تاقدیس با استفاده از نمودارهای ارائه شده توسط (1996) Poblet & McClay که در شکل (5) ارائه گردیده‌است عبارتند از: طول و شیب پهلوهای پیشانی و خلفی و نسبت Rl (رابطه 5 ).
(5) Rl =
با توجه به این پارامترها موقعیت تاقدیس زنگول در نمودارهای شکل (5) نمایش داده شده تا میزان کوتاه‌شدگی تاقدیس برآورد گردد. این میزان کوتاه‌شدگی که تقریباً در هر دو نمودار (شکل 5) یکسان است، باید بر مبنای طول پهلوی پیشانی تاقدیس نرمالیزه گردد تا میزان کوتاه شدگی واقعی بدست‌آید. زوایای نشان داده شده بر روی این نمودارها به درجه واقعی، ولی مقادیر خطی بر مبنای10 = Lf نرمالیزه شدهاند.
مقدار کوتاه‌شدگی واقعی بر مبنای نمودار برای پهلوی خلفی و پیشانی، از معادله ساده (6) مشتق می‌شود:
S = (6)
با جایگزینی کوتاه شدگی‌های بدست آمده از نمودار شکل (a و b-5) به جای کوتاه‌شدگی در معادله بالا، مقدار کوتاه شدگی واقعی بدست می‌آید. یک معادله مشابه نیز می‌تواند برای محاسبه برخاستگی واقعی مشتق شود.
با توجه به مقدار Rl (رابطه 5)بدست آمده در تاقدیس زنگول نمودار (a-5) مقدار کوتاه‌شدگی را برای پهلوی خلفی برابر 4/7 نشان می‌دهد، در حالی که این مقدار برای پهلوی پیشانی بر روی نمودار (b-5) برابر 8/7 بدست آمده است. این اعداد نرمالیزه شده را در رابطه (6) قرار داده و مقدار کوتاه‌شدگی برای پهلوی خلفی 5402 و برای برای پهلوی پیشانی 5304 متر محاسبه شده اند.
با قراردادن مقدار کوتاه‌شدگی بدست آمده از نمودار شکل (a-5) در نمودارهای c, d, e به ترتیب مقدار برخاستگی، زاویه بین پهلوی و شیب سطح محوری چین بدست آمده است.
برای رسیدن به عدد واقعی برخاستگی، از رابطه (6( برای پهلوی پیشانی استفاده کرده و عدد نرمالیزه برخاستگی (نمودار شکل c-5)را به جای عدد کوتاه‌شدگی قرار می‌دهیم، که مقدار آن 5508 متر بدست می آید. مقادیر γ و δ نیز به ترتیب 39 و 88 درجه بدست می آیند.
مقایسه نتایج بدست آمده از مقادیر کوتاه شدگی بر برشی از تاقدیس (جدول 1) با مقادیر تحلیل شده با استفاده از نمودار شکل 5، بیانگر آن است که تاقدیس زنگول مشابه ریزچین های تشکیل شده در واحدهای سطحی آن ( شکل3) از نوع چین های جدایشی می باشد و لذا هندسه چین جدایشی و تکامل جنبشی تحلیل شده آن برای تاقدیش زنگول، بر مبنای مدل (1996) Poblet & McClay معتبر میباشد. گرچه وجود راندگی‌های کوچک با چینهای فرادیواره همراه نزدیک به هندسه چینهای انتشار گسلی، ممکن است دلالت بر هندسه مشابه در تاقدیس باشد، لیکن چنین راندگی‌های کوچک در پهلوها بر اساس مدل (Mitra, 2002) می‌تواند در پهلوی چینهای جدایشی نیز توسعه یابد.
برآورد میزان بستگی قائم و افقی گروه دهرم تاقدیس زنگول
نقشه هم تراز زیرزمینی (UGC Map) ساختارهای زیر سطحی را به نمایش می‌گذارد و ترازهایی را بر روی افقهای زمین شناسی زیر سطحی نسبت به سطح مبنای تعیین شده که معمولاً سطح تراز دریاست، نشان می‌دهد. افق انتخابی معمولاً قاعده پوش سنگ و یا بالای مخزن است که نشانگر محل تجمع هیدروکربور است. آخرین منحنی بسته، مقدار بستگی را نشان می‌دهد که به اندازه، ارتفاع، طرز قرارگیری و شکل تاقدیس بستگی دارد، همچنین فاصله قائم بین بالاترین نقطه ساختاری یا به عبارت دیگر کم عمقترین نقطه ساختاری تاقدیس با آخرین کنتور بسته آن، بستگی قائم تاقدیس میباشد. نقشه هم تراز زیرزمینی تاقدیس زنگول با استفاده از برشهای ساختاری بر روی سطح فوقانی گروه دهرم ترسیم شده و میزان بستگی قائم آن حدود 450 متر و میزان بستگی افقی آن حدود 1.369 کیلومتر مربع برآورد گردیده است(شکل6). در تاقدیس زنگول به نظر می رسد که بهترین موقعیت ساختاری جهت حفاری اکتشافی در مختصات تقریبی (214326.77E , 3716807.46N) باشد.
نتیجه گیری :
تاقدیس زنگول براساس تحلیل هندسی آن یک چین جدایشی میباشد. بر مبنای رسم برش عرضی، سازند گرو یکی از سطوح جدایش اساسی میانی در منطقه لرستان بوده که کنترل کننده سبک هندسه ساختارهای سطحی از ساختارهای عمقی نفتی می باشد. این مطالعه همچنین نشان داد که برشهای عرضی ساختاری که بر اساس تحلیل هندسی تاقدیس ها ترسیم می‌گردند می‌توانند ابزار مناسبی جهت تحلیل هندسه ساختارهای نفتی در عمق باشد، به ویژه در مناطقی که بررسی های لرزه نگاری بازتابی انجام نشده است.
منابع فارسی :