گزارش مقدماتی بررسی‌های زمین‌شناختی زمینلرزه در پهنه مهلرزه‌ای زمینلرزه ۱۷ آبان ۹۸ منطقه ترکمنچای با بزرگای۵.۹ در شمال باختری ایران

به گزارش روابط‌عمومی سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات‌معدنی کشور، گزارش مقدماتی بررسی­‌های زمین‌شناختی زمینلرزه در پهنه مهلرز­ه‌­ای زمینلرزه 17 آبان 1398 منطقه ترکمنچای با بزرگای 5.9 در شمال باختری ایران در  گروه لرزه‌­زمین‌­ساخت و زلزله‌­شناسی این سازمان و مدیریت زمین‌شناسی و اکتشافات‌معدنی شمال­‌باختر و به همت دکتر شهریار سلیمانی آزاد، سیروس اسماعیلی، عبدالحمید سرتیپی، طاهر خوش‌زارع، دکتر مهاسا روستا، حمیدرضا رجب­زاده، رضا علیخانزاده تهیه و منتشر شد.

در چکیده این گزارش می‌خوانیم: در پی رخداد زمینلرزه بامداد جمعه 17 آبان ماه1398 به بزرگای 5.9 در گستره شمال باختری شهرستان میانه (منطقه عمومی ترکمنچای)، خسارات و تلفات نسبتا گسترده‌ای در این منطقه رخ داد. بر پایه شواهد تاریخی، این گستره در 426 سال پیش نیز تجربه ­گر چنین زمینلرزه­ای بوده است (1593 AD, M=6, I0=VIII).

از این رو، تیم تخصصی سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات‌معدنی کشور (متولی بررسی گسل­‌های جنبا به‌­عنوان سرچشمه‌های زمینلرزه‌ای در ایران) با حضور سریع در منطقه زلزله‌زده به بررسی پهنه گسلی مسبب این رخداد  پرداخت. طی یک هفته بررسی­‌های دفتری و میدانی گسترده و با توجه به سازوکار کانونی، توزیع روستاهای به شدت آسیب دیده، تحلیل­‌های InSAR و اینترفرامتری رادار و نحوه آرایش و توزیع پسلرزه­‌های این زمینلرزه اثرگذار، عملکرد پهنه‌ای گسلی و چپگرد با راستای شمال شمال خاوری- جنوب و جنوب باختری و به طول حدود دست کم ده کیلومتر در ایجاد این زمینلرزه در منطقه‌ای میان روستای حلمسی(در جنوب) و اردها (در شمال) کوه بز قوش مقدمتا تعیین شد. در تعیین این موضوع افزون بر موارد یاد شده از بررسی توزیع ناپایداری‌های دینامیکی سطحی و دامنه‌ای متمرکز و برداشت‌های دورسنجی منطقه‌­ای (توسط تصاویر ماهواره­‌ای) و محلی (توسط فتوگرامتری‌و... با پهپاد در مناطق دشوارگذر) بهره جسته­‌ایم. عدم شکل‌گیری گسلش کامل و سطحی در طی رخداد این زمینلرزه و کاهش به نسبت ناگهانی آهنگ رخداد پسلرزه­‌ها از روز چهارم به بعد به‌­عنوان نکته‌­ای مهم «می‌­تواند» گویای رخداد ناقص این زمینلرزه متوسط بوده و از این رو و تا آرام شدن تدریجی پوسته زمین باید مورد توجه محققان، متولیان و مسئولان امداد و نجات در این منطقه قرار گیرد.

مقدمه و جایگاه زمین­‌ساختی منطقه:

در کمربند لرزه خیز آلپ-هیمالیا، گستره شمال باختری ایران در بخش میانی برخورد صفحه‌­های لیتوسفری عربی و اوراسیا قرار گرفته و دگرریختی آن به شکل کوتاه‌شدگی در راستای N-S و کشش در راستای E-W به همراه گسلش، زمینلرزه و پدیده آتشفشانی سنوزوئیک و کواترنری (همچون:Karakhanian et al., 2002) بروز می‌کند (همچون:Jackson and McKenzie., 1984). همگرایی بین صفحه عربی و اوراسیا با آهنگ mm yr-120-30 (همچون:Reilinger et al., 2006) از حدود Ma 12 (Dewey et al., 1986) یا Ma 16 (همچون:Allen et al., 2011) تاکنون، تقریبا ثابت بوده است (همچون:Avagyan et al., 2010). مطالعه داده­‌های ژئودتیک GPS (همچون: Vernant et al., 2004؛Reilinger et al., 2006) آهنگ لغزش کلی پهنه‌­های گسلی شمال­‌باختر ایران را حدود mm yr-1 8-6 تخمین می­‌زند که تجمع اصلی این حرکت بر روی گسل­ امتدادلغز راستگرد گسل شمال تبریز و گسل­‌های گیلاتو-سیه چشمه-خوی و چالدارن به سمت باختر و گسل‌های مورب لغز معکوس-راستگرد خاوری-باختری گستره کوه بزقوش به سمت خاور است (همچون: Solaymani Azad et al., 2009 and 2015; Djamour et al., 2011) که با زمینلرزه­‌های اثرگذار تاریخی و دستگاهی همراه بوده‌اند. اما در این میان گسل‌هایی همانند مراغه (Solaymani Azad et al.,2009 and 2019 و Taghipour  et al., 2018)، نهند (Solaymani Azad et al., 2009 و فریدی، ۱۳۸۵) و خوجا (فریدی، ۱۳۸۵)، گسل هرزندات و بیلوردی (فریدی، ۱۳۹۶) هم شناسایی شده‌اند که می­‌توانند نقش مهمی در جبران دگرریختی­‌های برشی در منطقه آذربایجان ایفا کنند ولی تاکنون نقش آنها در دگرریختی زمین‌ساختی و لرزه زمین‌ساختی منطقه کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از سویی، سری دیگری از گسل­‌های جنبای چپگرد با راستای NNE-SSW مانند گسل­ گرمه­‌چای یا شرق بزقوش (Solaymani Azad et al., 2009 و فریدی، ۹۶ و Faridi et al., 2017 و Solaymani et al., 2019)، گسل­­های پایان و بستان‌آباد (Faridi et al., 2017) متقاطع با این گسل­‌های راستگرد در این منطقه دیده می‌شوند که این دسته نیز عمدتا نسبت به سایر ساختارهای گسلی منطقه کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. راستای این پهنه­های گسلی NNE-SSW است.

زمینلرزه ۱۷ آبان ۱۳۹۸ شمال باختری میانه در منطقه عمومی ترکمنچای، با منطقه اثری که به صورت محدود هم در بخش شمالی و هم در جنوب بخش خاوری کوهستان بزقوش داشته است، احتمال ارتباط آن با ادامه خاوری گسل شمال تبریز را در هاله­‌ای از ابهام فرو برده است. در این گزارش پژوهشی مقدماتی، با توجه بررسی‌های دفتری (توسط تصاویر و تحلیل­‌های ماهواره‌­ای و اینترفرامتری رادار و...) و نیز بررسی­‌های میدانی متمرکز در پهنه مهلرزه‌ای، سبک گسلش و زمینلرزه متاثر از آن مطالعه و معرفی شده است. نتایج مقدماتی گویای آن است که این زمینلرزه الزاما ارتباط مستقیمی با پهنه گسلی شمال تبریز نداشته و یکی از گسل‌های NNE-SSW گستره خاوری بزقوش (همچون: گسل شالقون-یلیمسی) می­‌توانسته مسبب رخداد این زمینلرزه باشد.

شکل 1. گسل‌­­های جنبای شمال باختری ایران و مناطق پیرامون آن برگرفته از Solaymani Azad et al. (2019). بردارهای سرعت و زمینلرزه­­‌های دستگاهی (دایره­‌های زرد رنگ) به ترتیب از Reilinger et al. (2006) و کاتالوگ زمین­لرزه­‌ای USGS است. مستطیل خط چین، موقعیت گستره مورد بررسی را نشان می‌دهد.

نتایج پیمایش‌­های میدانی:

پیمایش­‌ها و بررسی­‌های میدانی انجام گرفته به منظور شناسایی گسل مسبب این زمینلرزه در گستره روستاهای بسیار آسیب‌دیده از این زمینلرزه مانند: روستاهای ورنکش، دستجرد، حلمسی، خلیفه‌­لی، چرن و بلوکان، افزون بر نزدیکی آنها به گسل مسبب بیانگر آن است که عمده ویرانی‌ها به سازه­‌های سنگی-گلی سنگین و قدیمی محدود شده است. بر پایه تحلیل‌های تداخل‌سنجی راداری (همچون:Roustaie, 2019; Vajedian, 2019; Valkaniotis, 2019;  Fathian Baneh, 2019 ) و با تکمیل آن توسط بررسی­‌های میدانی در گستره سه دره گسلیNNE-SSW   حلمسی، ورنکش و خلیفه‌­لو در پهنه مهلرزه‌­ای این زمینلرزه هیچ­گونه آثار گسلش سطحی مستقیم مشاهده نشد.

شکل 2. تحلیل­‌های تداخل‌سنجی راداری: مدیریت ژئومتیکس سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات‌معدنی کشور (2019)، والکانیوتیس (2019)، فتحیان (2019) و واجدیان  (2019) برای زمینلرزه 17 آبان ماه 1398 منطقه شمال­‌باختری میانه به بزرگای 5.9 و با ژرفای 10-17 کیلومتر. در بررسی این نقشه‌­ها، احتمال شکل­‌گیری گسلش سطحی به هنگام رخداد این زمینلرزه بسیار نامحتمل است. به پهنه محتمل جابجایی سطحی بسیار کم در راستای دره گسلی شمال حلمسی و با راستای NNE-SSW توجه کنید. در پژوهش حاضر و در تلاشی دشوار، دره گسلی یاد شده به همراه تمامی پهنه­‌های احتمالی برای شکل­‌گیری جابجایی‌­های گسلی سطحی-زمینلرزه­‌ای (مستقیم و غیرمستقیم) مورد پیمایش و بررسی قرار گرفت.

 در این گستره، برخی گسیختگی­‌های سطحی ثانویه مشاهده شده نیز در ارتباط با ناپایداری‌های سطحی و دامنه‌­ای متمرکز و دینامیکی حاصل از این زمینلرزه هستند. بیشترین شدت دگرریختی­‌های سطحی حاصل از این زمینلرزه در قالب stone jumping ها، سنگ­ریزش­‌ها، زمین­‌لغزش­‌های کوچک و متوسط دینامیکی و ترک­های ریز چند ده سانتی­متری رخنمون پیدا کرده­‌اند. با توجه به پیمایش­‌های صورت گرفته، بیشترین شدت این دگرریختی­‌ها در شمال روستای حلمسی و شمال روستای ورنکش در راستای N-S تا NNE-SSW مشاهده شده است (همخوان با تحلیل‌های InSAR و اینترفرامتری رادار و نیز صفحه گسلی چپگرد در فوکال مکانیسم) (شکل 3) که در این نوشتار کوتاه چند تصویر از این شواهد ارائه شده است (شکل 4). از این رو و نیز  بر پایه ویرانی سازه‌­های سنگی-گلی سنگین و قدیم و ترک‌خوردگی سازه­‌های بنایی و استقامت نسبی سازه­‌های مهندسی‌ساز بتنی و فولادی در این گستره، بیشینه شدت این رخداد لرزه‌­ای در پهنه مهلرزه‌ای در محدوده VII+ - VIII  (در مرکالی اصلاح شده) برآورد می‌‌شود.

یکی دیگر از شواهد دگرریختی شدید در این راستا یعنی در راستای شمال شمال خاوری دره گسلی حلمسی بلوکان، کدر شدن آب چشمه­‌ها در دره منتهی به روستای حلمسی است که در نوشتار حاضر تصویر یکی از چشمه‌­ها ارائه شده است (شکل 5).

شکل3. مدل ارتفاع رقومی بخش خاوری بزقوش. خط چین قرمز، موقعیت پهنه گسل مسبب احتمالی (گسل شالقون- یلیمسی) با راستای NNE-SSW را نشان می‌­دهد. این موضوع همخوان با نتایج پیمایش­‌ها و بررسی­‌های میدانی نشان می‌­دهد که بیشترین دگرریختی­‌های سطحی حاصل از رخداد این زمینلرزه در راستای خط‌چین­‌های سفید رنگ رخ داده است.

شکل 4. چند نمونه از جهش­‌های سنگی و سنگ‌ریزش‌­های دینامیکی رخ داده در شمال و شمال خاوری روستاهای حلمسی و ورنکش در راستای خط­­‌های سفید رنگ شکل پیشین

شکل 5. نمونه‌­ای از چشمه­‌های کدر شده در راستای خط چین سفید (در شکل 3)  در نزدیک روستای حلمسی ارائه شده است.

موقعیت بیشینه دگرریختی­‌های سطحی متاثر از این زمینلرزه و نیز موقعیت پهنه رخداد پسلرز‌ه‌ها (IRSC, 2019 ; IIEES, 2019)، همگی نشانگر روند دگرریختی زمینلرزه­ای NNE-SSW در عرض رشته کوه بزقوش در راستای دره گسلی حلمسی در شمال روستاهای حلمسی و دستجرد است (شکل 4). همچنین داده­‌های سازوکار کانونی این زمینلرزه (همچون: USGS, 2019) نشانگر دو راستای 311-303 و 217-212 است که راستای اخیر، با روند دگرریختی­‌های مشاهده شده هماهنگ است. از این رو، می­‌توان مسبب رخداد این زمینلرزه را گسل راستالغز چپگرد NNE-SSW در دره گسلی حلمسی در شمال روستای حلمسی برشمرد.  

دره گسلی حلمسی

پیش­تر، ساختار گسلی این دره در پژوهش‌های Solaymani Azad et al., 2015 و فریدی (1396) و Faridi et al., 2017 به نقشه کشیده شده است (شکل‌های 6 و 7)

شکل 6. نقشه گسل‌­های جنبا در گستره بزقوش بر پایه Solaymani Azad et al., 2015. در این نقشه به پهنه گسل‌های NNE-SSW در خاور رشته کوه بزقوش توجه شود.

بر پایه پژوهش فریدی و همکاران (2017)، این دره در راستای گسل شالقون-یلیمسی (حلمسی) در تداوم جنوبی گسل­‌های آغمیون و خاور سراب، در تقاطع عرضی آنها با دامنه شمالی رشته کوه بزقوش شکل گرفته و این کوهستان را در محل روستاهای شالقون و اردها تحت تأثیر گسلش چپگرد قرار داده است. در مجموع، دست­کم درازای این سامانه گسلی به km ۹۰~ می‌رسد. این گسل با هندسه و سازوکاری مشابه با گسل آغمیون و خاور سراب سبب جدایش عرضی چپگرد رشته بزقوش در محل پیشانی کوهستان به اندازه چند صد متر در راستای شمال­خاوری شده است (شکل 7). جدایش چپگرد در پیشانی­‌های این کوهستان در دامنه‌‌های شمالی و جنوبی رشته کوه بزقوش، بزرگی و اهمیت این جابجایی را به طور مشخصی نمایان می­‌سازد (شکل5). محل دره حلمسی پهنه مهمی است که به طور مشخص بخش خاوری و چرخیده رشته کوه بزقوش را از بخش باختری­‌تر آن جدا می‌­کند. در بستر این دره، یکی از صفحات مشخص این گسل را می‌توان در شمال روستای حلمسی مشاهده کرد (شکل8). در مجموع، عدم شکل‌گیری گسلش کامل و سطحی در طی رخداد این زمینلرزه و کاهش به نسبت ناگهانی آهنگ رخداد پسلرزه‌­ها از روز چهارم به بعد به­‌عنوان نکته­ای مهم «می‌‌تواند» گویای رخداد ناقص این زمینلرزه متوسط بوده و از این رو و تا آرام شدن تدریجی و برقراری تعادل در پوسته زمین امکان رخداد زمینلرزه­ای اثرگذار در این منطقه باید مورد توجه قرار گیرد.

شکل 7. تلفیق مدل ارتفاع رقومی و تصویر ماهواره‌­ای ETM از بخش خاوری رشته کوه بزقوش برگرفته از فریدی، ۱۳۹۶. موقعیت و بزرگای زمینلرزه­‌ها از مرکز لرزه نگاری کشوری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران. داده‌­های حل سازوکار کانونی از CMT و USGS. به راستای گسترش تقریبا شمال شمال­‌خاوری-جنوب جنوب­‌باختری توزیع پسلرزه­‌ها در باختر دره گسلی حلمسی و بر روی گستره فرادیواره توجه شود. در این شکل، دره گسلی NNE-SSW حلمسی در شمال روستاهای بلوکان و حلمسی در گذر زمان توسط پهنه گسلی شالقون-یلیمسی (حلمسی) باعث جابجایی چپگرد تجمعی چند صد متری در هر دو کناره­ جنوبی و شمالی رشته کوه بزقوش به صورت عرضی شده است. روند دره گسلی حلمسی با روند تخریب­‌ها و توزیع پسلرزه­‌های این زمینلرزه متوسط و کم ژرفا همخوانی مناسبی را نشان می‌­دهد.

شکل 8. نمایی روبه‌رو از گسلی با راستای NNE-SSW و با شیب زیاد  در ابتدای جنوبی دره حلمسی در کف دره در شمال روستاهای حلمسی و بلوکان

سپاسگزاری

از مدیریت ژئومتیکس و پایگاه داده­‌های علوم‌زمین سازمان زمین‌­شناسی  و اکتشافات‌معدنی کشور  و از سرکار خانم دکتر واجدیان و آقای مهندس فتحیان به سبب همکاری ارزنده و از آقای مشایخی (معاونت محترم فرمانداری میانه) به سبب کمک­‌های فراوان و راهنمای محلی آقای مصطفی عابدی نهایت سپاسگزاری را داریم.

منابع

فریدی، محمد، 1396، زمین‌ساخت پویا و توانمندی لرزه‌ای سرچشمه‌های لرزه‌زا در شمال باختری کشور (بررسی‌های ریخت زمین‌ساختی و دیرینه لرزه‌شناختی ) رساله دکتری. پژوهشکده علوم‌زمین

- Allen, M. B., Mark, D. F., Kheirkhah, M., Barfod, D., Emami, M. H., & Saville, C., 2011 - 40Ar/39Ar dating of Quaternary lavas in northwest Iran: constraints on the landscape evolution and incision rates of the Turkish-Iranian plateau. Geophysical Journal International, 185(3), 1175–1188. doi:10.1111/j.1365-246x.2011.05022.x.

Avagyan, A., Shahidi, A., Sosson, M., Sahakyan, L., Galoyan, G., Muller, C., ... & Asatryan, G. (2017). New data on the tectonic evolution of the Khoy region, NW Iran. Geological Society, London, Special Publications, 428(1), 99-116

Dewey, J.F., Hempton, M.R., Kidd, W.S.F., Saroglu, F., Sengo «r, A.M.C., 1986. Shortening of continental lithosphere: the neotectonics of Eastern Anatolia ^ a young collision zone. In: Coward, M.P., Riea, A.C. (Eds.),

Collision Tectonics. Geol. Soc. London Spec. Publ. 19, pp. 3-36.
Djamour, Y., Vernant, P., Nankali, H. R., & Tavakoli, F. (2011). NW Iran-eastern Turkey present-day kinematics:

results from the Iranian permanent GPS network. Earth and Planetary Science Letters, 307(1 -2), 27-34.

Faridi, M., Burg, J. P., Nazari, H., Talebian, M., & Ghorashi, M. (2017). Active faults pattern and interplay in the Azerbaijan region (NW Iran). Geotectonics, 51(4), 428-437.

Jackson, J., & McKenzie, D. (1984). Active tectonics of the Alpine—Himalayan Belt between western Turkey and Pakistan. Geophysical Journal International, 77(1), 185-264
Karakhanian, A., Djrbashian, R., Trifonov, V., Philip, H., Arakelian, S., & Avagian, A., 2002- Holocene-historical
volcanism and active faults as natural risk factors for Armenia and adjacent countries. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 113(1 -2), 319–344. doi:10.1016/s0377-0273(01)00264-5
Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev,

I., Stepanyan, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., ArRajehi, A., Paradissis, D., Al-Aydrus, A.,

Prilepin, M., Guseva, T., Evren, E., Dmitrotsa, A., Filikov, S. V., Gomez, F., Al-Ghazzi, R., and G. Karam (2006), GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions, J. Geophys. Res., 111, B05411, doi:10.1029/2005JB004051.
Solaymani-Azad, S. (2009). Seismic Hazard Assessment for Tehran, Tabriz and Zandjan Cities (NW Iran) Based on Morphotectonics and paleoseismology (Doctoral dissertation, Ph. D. Thesis, University of Montpellier2 (France),(in French)).

Solaymani Azad, S., Philip, H., Dominguez, S., Hessami, K., Shahpasandzadeh, M., Foroutan, M., Lamothe, M.

(2015). Paleoseismological and morphological evidence of slip rate variations along the North Tabriz fault (NW Iran). Tectonophysics, pp. 640-641, 20–38. doi:10.1016/j.tecto.2014.11.010.

Solaymani Azad, S., Nemati, M., Abbassi, M.R., Foroutan, M., ., Hessami, K., Dominguez, S., Bolourchi, M.J., Shahpasandzadeh, M., (2019). Active –couple indentation in geodynamics of NNW Iran; Evidence from synchronous left- and right-lateral co-linear seismogenic faults in westernAlborz and Iranian Azerbaijan omains. Tectonophysics, pp. 1-17, 54. doi:10.1016/j.tecto.2019.01.013.

Taghipour, K., Khatib, M. M., Heyhat, M., Shabanian, E., & Vaezihir, A. (2018). Evidence for distributed active strike-slip faulting in NW Iran: The Maragheh and Salmas fault zones. Tectonophysics, 742, 15-33.
Vajedian, S., & Motagh, M. (2019). Extracting sinkhole features from time-series of TerraSAR-X/TanDEM-X
data. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 150, 274-284
Vernant, P., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abbassi, M. R., Vigny, C., Masson, F., ... & Tavakoli, F. (2004)

Present-day crustal deformation and plate kinematics in the Middle East constrained by GPS measurements in Iran and northern Oman. Geophysical Journal International, 157(1), 381 -39