نوع مقاله : مروری
نویسندگان
1 استاد گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه تبریز
2 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی دانشگاه تبریز
چکیده
رودخانهها نسبت به حرکات تکتونیکی حساس هستند و رابطه نزدیکی بین لندفرمهای رودخانهای و حرکات تکتونیکی وجود دارد. شاخصهای ژئومورفیک بهعنوان ابزاری برای مشخص کردن ساختارهای جدید و فعال این حرکات به کار میروند. بهعلت وجود شواهد تکتونیکی فعال در منطقه اسکوچای، مانند دگرشیبیها، وجود گسل، تراسهای رودخانهای و غیره به محاسبه شاخصهای مربوط به اندازهگیری میزان تکتونیک فعال منطقه پرداخته شده است. در این پژوهش شاخصهای زیر برای حوضه اسکوچای مورد استفاده قرار گرفتهاند. شاخص شیب طولی رودخانه (SL)، شاخص عدم تقارن آبراهه (AF)، شاخص نسبت عرض کف بستر دره به ارتفاع آن (VF)، شاخص شکل حوضه) S(B و شاخصهای AF (وسعت مخروط افکنه) و SF مخروط افکنه که رابطه بین وسعت مخروط و وسعت حوضه و شیب مخروط و شیب حوضه را بیان کرده و تأثیر تکتونیک در شکلگیری مخروطها (شیب و وسعت آنها)را بیان میکند، بر روی حوضه محاسبه شد. تمامی این شاخصها از نقشههای زمینشناسی و توپوگرافی منطقه استخراج و سپس وارد GIS شد و سپس محاسبات مربوط به آنها انجام شد و در طبقاتی با فعالیت تکتونیکی خیلی زیاد، زیاد، متوسط و کم، قرار گرفت. نتایج دادههای حاصل از تحلیلهای توپوگرافی، شواهد زمینریختشناسی حاصل از مشاهدات میدانی و مقادیر بهدست آمده از شاخصهای ژئومورفیک و بررسی شواهد حاکی از فعال بودن نئوتکتونیک در حوضه است و حوضه براساس طبقهبندی LAT در کلاس دو قرار میگیرد که نشاندهنده فعالیتهای نئوتکتونیکی بالا در حوضه است و مخروطافکنه حوضه در محیط فعال تکتونیکی تشکیل شده است. مقادیر کمی بهدست آمده از شاخصهای ژئومورفیک را شواهد ژئومورفولوژیکی منطقه تأیید میکند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Determining Factors in the Evolution of Geomorphology Fan and the Basin of Usko Chay
چکیده [English]
The rivers are sensitive to tectonic movements and there is a close relationship between the river landforms and such movements. Geomorphic indexes are used as tools to specify the new constructions and active workings of such movements. Due to active tectonic movements in Usku Chay’s basin which are visible in the river traces, unconformity fault, and etc. indexes coherent to measurement of active tectonic have been calculated. In this study the indicators such as (SL), index asymmetry (AF), index canal width indicator of the valley floor to its height (VF), the index ratio of width of river floor to altitude (BS) and indicators of the extent of the fan (AF) and SF Fan that shows the relationship between the extent of the fan and a basin were used and the influence in the formation of tectonic fans, (the slope and spread) was calculated. All these indexes were extracted from geology and topography maps and were then entered to GIS to calculate the indicators and were categorized as high, medium and low tectonic activities. The results obtained from the analysis of topographic data, geomorphological evidence from field observations, and the values obtained from the geomorphic indicators, and survey evidence suggests that are neo tectonic activity in the basin and the area classified in Class LAT depicts a high activity, and coins are formed in the active tectonic basin. Quantitative values obtained from geomorphic indicators are confirmed by regional geomorphic signifiers.
کلیدواژه‌ها [English]
- Neo tectonic
- geomorphic indicators
- Fan
- Usko Chay
مقدمه
اصطلاح مورفوتکتونیکی بیانکننده ارتباط بین ژئومورفولوژی و تکتونیکی است و در بسیاری از موارد مورفوتکتونیک، برابر تکتونیکی ژئومورفولوژی در نظر گرفته میشود. شاخصهای ژئومورفیک از ابزارهای مهم برای ارزیابی درجه فعالیت تکتونیکی ناحیهای خاص هستند که با تحلیل آنها میتوان در مورد وقوع تغییرات مذکور اظهار نظر کرد. رودخانهها از مهمترین اشکالی هستند که نسبت به فعالیتهای تکتونیکی واکنش نشان میدهند. گسلها و فعالیتهای تکتونیکی میتوانند آثاری چون، انفصال در مسیر رود، تغییر الگو، تشکیل رودهای متروک و تغییر و تحول اشکال ژئومورفیک درون و حاشیه رودخانه ایجاد کنند (اسماعیلی و همکاران، 1391: 102).
شاخصهای ژئومورفیکی در ارزیابی فعالیتهای تکتونیکی ابزاری مفید و قابل اطمینان هستند زیرا از روی آنها میتوان نواحیای را که در گذشته فعالیتهای سریع و یا حتی کند تکتونیکی را پشت سر گذاشتهاند، به راحتی شناسایی نمود (رامیز- هررا[1]، 1998: 317). مخروطافکنه از جمله این اشکال ژئومورفولوژیکی است که فعالیتهای تکتونیکی در کنار تغییرات آب و هوایی مهمترین عامل کنترلکننده آن است (لی و همکاران 1999: 299). حرکات تکتونیکی، سطح اساس فرسایشی را تغییر داده، فرآیندهای فعال در سطح مخروطافکنهها و تکامل آنها را تحت تأثیر قرار میدهند. بر این اساس میتوان سطوح مخروطافکنهای را به عنوان خطوط همزمان برای بررسی تاریخ و حرکات گسلها و وقوع زلزلهها بهکار گرفت (یانگ[2]، 1985: 10). بهطور کلی میتوان گفت که نیروهای زمینساختی نقش اصلی و اولیه را در تشکیل مخروطافکنهها دارند و در سیر تحول و تکامل آنها نیز سهم بهسزایی بر عهده دارند. مخروط افکنهها اشکال تراکمی مربوط به دوره کواترنر و عهد حاضر هستند لذا بررسی آنها میتواند اطلاعات بسیار مفیدی از فعالیتهای نئوتکتونیکی منطقهای را که در آن شکل گرفتهاند، در اختیار محققان قرار دهد (مقصودی و همکاران، 1391: 88). در شماری از مقالههای داخلی و خارجی شاخصهای ژئومورفیک، مانند نسبت پهنای دره به ارتفاع آن، شاخص تقارن حوضه، شاخص شکل حوضه و غیره مورد استفاده قرار گرفته و فعالیتهای تکتونیکی مناطق تفسیر شدهاند و به نتایج مورد انتظار دست یافتهاند. خیام و مختاری کشکی (1382) عملکرد فعالیتهای تکتونیکی براساس مورفولوژی مخروطافکنهها را در تودهی کوهستانی میشوداغ در شمالغربی ایران بررسی کردهاند. براساس این پژوهش، گسل شمال میشو و شاخههای فرعی آن مهمترین نقش را در مورفولوژی دامنه شمالی میشوداغ و جبهه کوهستانی مشرف به دشت مرند ایفا کردهاند. رضایی مقدم و احمدی (١٣٨٥) زیرحوضه سریاس استان کرمانشاه را با روشهای ژئومورفولوژی کمّی الگوی شبکه آبراههای به کمک زاویه برخورد آنها تحلیل کردند. مورفومتری شبکه آبراههای و ارتباط کمّی این عوارض خطی با لیتولوژی و ساختمان زمینشناسی از جمله گسلها از تحلیلهایی است که در این تحقیق انجام شده است. روستایی و همکاران (١٣٨٦) نقش فعالیتهای تکتونیکی در شکلگیری و گسترش مخروطافکنههای جنوبی آلاداغ را مورد بررسی قرار دادند. در کل تأثیر فعالیتهای تکتونیک در شـکلگیری و گسترش مـخروط افـکنههای دامنههای جـنوبی آلاداغ از جهات شکلگیری، جایگزینی، شکل، وسعت، گسترش، ضخامت رسوبها و تکهتکه شدن مخروط افکنه را بررسی کردهاند. محققان داخلی بسیاری از جمله مختاری (١٣٨٥)، رجبی و همکاران (1385)، کرمی(١٣٨٨) و مقصودی و همکاران (1391) یمانی و همکاران (1391) در زمینه تکتونیک کارهای ارزشمندی انجام دادهاند.
بیتی[3] (1961) در مطالعهای که در دره مرگ آمریکا انجام داد، به این نتیجه رسید که پادگانههای رودخانهای و نیمرخ طولی رودخانهها تحت تأثیر حرکات تکتونیکی متحول شدهاند و تغییر در نیمرخ طولی رودخانه، مخروطافکنه پایین دست رودخانه را نیز متحول ساخته است. در مطالعهای هم که هاروی[4] در سال (2002) انجام داد، به بررسی نقش تغییرات سطح اساس بر روی مخروطافکنهها پرداخت و تغییرات سطح اساس را نسبت به تغییرات اقلیمی و تغییرات تکتونیکی، مورد بررسی قرار داد. در سال (2003)، در مطالعهای که ویسرس[5] و همکارانش در منطقه بتیک کوردیلرای اسپانیا انجام دادند، به بررسی اشکال افترایی مخروطافکنههایی که توسط تکتونیک یا ائوستازی کنترل میشوند پرداختند. روبستلی و همکارانش[6] در سال 2005 م. طی پژوهشی به مطالعه کنترلهای ائوستاتیکی و تکتونیکی بر روی مخروطافکنههای کواترنری اخیر در امتداد ساحل دریای تیرنه در جنوب ایتالیا پرداختند. حوضهآبریز اسکوچای در دامنه شمال شرق توده آتشفشانی سهند واقع شده است. مکانی است که فرصت مطالعهای سیستماتیک را در مورد پیدایش و تحول کواترنری اشکال بهوسیله فرآیندهای تکتونیکی فراهم میسازد. در این زمینه قدم نخست، میتواند تحلیل شبکههای زهکشی و جبهههای کوهستانی با استفاده از شاخصهای ژئومورفیک باشد. هدف این پژوهش تعیین کمی شاخصهای ژئومورفیک برای ارزیابی نسبی زمینساخت فعال و توسعه توپوگرافی در گستره مورد بررسی است. به این منظور از دادههایSGI[7] مشاهدات صحرایی (ساختاری و ژئومورفولوژی) و... استفاده خواهیم کرد. آگاهی از شرایط نئوتکتونیکی منطقه میتواند تا حدود زیادی از خسارتهای جانی و مالی زمینلرزهها بکاهد و در کاهش خسارات ناشی از بلایای طبیعی دیگر نظیر حرکات دامنهای موثر واقع شود. مطالعه و شناسایی فعالیتهای نئوتکتونیکی در رودخانه اسکوچای برای مقابله با تأثیرات احتمالی این حرکات مفید است. با توجه به مطالب بالا این مطالعه سعی دارد تا با استفاده از چند شاخص ژئومورفولوژی میزان فعّال بودن، نیروهای درونی را در حوضه اسکوچای مورد مطالعه و ارزیابی قرار دهد.
مشخصات منطقه مورد مطالعه
حوضه آبخیز اسکو چای با مساحت 45571 کیلومتر مربع در جنوب شهر تبریز، در طول جغرافیایی¢42˚45 تا ¢12˚ 46 شرقی و عرض جغرافیایی ¢35˚37 تا ¢55 ˚37 شمالی قرار دارد. اسکوچای از جبهه شمالى سلطان داغى، که از رشته کوه‌هاى غربى سهند است، سرچشمه مى‌‌گیرد. رودخانه کندوان هم که از ارتفاعات سهند غربى (ارشد داغی) جارى است، به این رودخانه مى‌پیوندد. دره اسکو یا چایپاره بهعلت جریان رودخانه اسکو داراى باغ‌هاى حاصلخیز میوه و مزارع و کشتزارهاى پربرکت است و از مراکز عمده کشاورزى و باغ‌دارى حومه تبریز محسوب مى‌شود. عمده سنگهای تشکیلدهنده این حوضه عبارتند از: آندزیت، خاکستر آتشفشانی، کنگلومرا که متعلق به دوران پلیوکواترنری هستند. آندزیت و داستیک آندزیت هم عمده سنگ تشکیلدهـنده قلل مرتفع است که متعلق به دوران ترشیایی (نئوژن) است (نقشه زمینشناسی اسکو 1:100000).
شکل(1) نقشه موقعیت جغرافیایی حوضه اسکوچای
شکل (2) (الف) نقشه هیدرولوژی، (ب) نقشه زیرحوضههای حوضهی اسکوچای
زمینشناسی و تکتونیک محدوده اسکوچای: اسکوچای از کوه سلطان داغی در شمال غرب رشته کوه سهند سرچشمه میگیرد. این رود از سازند Nga (آندزیت و داستیک آندزیت) شروع شده از روی سازندهای PLQ lp (لاهار پامیسی) و PLQc (گنگلومرا همراه با لایههایی از لاهار، توف، پامیس، خاکسترهای آتشفشانی همراه با آهک آب شیرین) میگذرد و نهشتههای Qm (نهشتههای بلوک ولکانیکی) را بهجا گذاشته است. این رود در مسیر خود از روستاهای آمقان، اسکندان، اسفنجان، فسقندیس و شهر اسکو و روستای کلجاه و در نهایت از خسروشهر عبور کرده و به تلخهرود میریزد. (نقشه زمینشناسی اسکو 1:100000). در منطقه مورد مطالعه با بررسی نقشه زمینشناسی اسکو حدود 8 گسل بزرگ و کوچک شناسایی شد که البته در اطراف حوضه مورد مطالعه تعداد گسلها بسیار بیشتر از این تعداد است. گسلهای محدوده مورد مطالعه سازندهای آندزیت، پیروکسین آندزیت، داسیت و کنگلومرا را که متعلق به پلیوکواترنر و ترشیاری هستند، قطع میکنند و نقش و تأثیر این گسل بر روی آبراههها با استفاده از شاخصهایی در این پژوهش بررسی خواهد شد (نقشه زمینشناسی اسکو 1:100000).
نقش تکتونیک جدید در مورفولوژی حوضه اسکوچای: نقش تکتونیک در شکل گیری و تغییر شکل مورفولوژی منطقه مورد مطالعه را میتوان حداقل در دو مقوله متذکر شد:
تنشهای داخلی: بعد از خروج مواد گدازهای ولکانیکی و انفجار آنها در سطح زمین در مرحله انجماد بنا به عللی از قـبیل تغییرات شیمیایی گدازهها و عکسالعمل متفاوت کانیهای متشکله در مقابل پدیدههای انجماد و مهمتر از هـمه بر اثر تنشهای داخلی، شکافها و درزهای اولیه سـنگهای داسیتی و آندزیتی بهوجود آمدهاند. وجود این شکافها و درزهای بزرگ و حتی میکروسکوپی اولیه برای نفوذ آب و بر نتیجه تخریب مکانیکی و متلاشی کردن سنگهای ولکانیکی مقاوم (داسیت و آندزیت) بهترین شرایط را فراهم آوردهاند. بهعنوان مثال داسیتهای موجود سلطان داغی حالتی متورق و فلسی را دارند که ناشی از نحوه بهجاگذاری این سنگها در زمانهای متفاوت و نیز عملکرد تنشهای داخلی در مرحله انجماد است (رسولی، 1367: 110).
تکتونیک شکننده: بعد از آخرین مرحله آتشفشانی و انجماد مواد گدازهای بر اثر عملکرد نیروهای داخلی تشکیلات مذکور در جهات مختلف و مقیاسهای متفاوت تکتونیزه شدهاند. آثار ژئومورفولوژی تکتونیکی در سنگهای مختلف یکسان نیست. بهعنوان مثال در مجاورت چوبان درهسی کوه سلطانداغی بر اثر عملکرد نیروهای تکتونیکی گسلی با جهتگیری جنوبغربی شمالغربی بهبوجود آمده است. در اثر این گسل دیوارهای عمود با ارتفاع بیشتر از 40 متر را ایجاد کرده است، روی این دیواره آینه گسل قابل تشخیص است (رسولی، 1367:110).
شکل(3) نقشه زمینشناسی و گسلهای حوضه اسکوچای (مأخذ: نقشه زمینشناسی 1:100000 اسکو)
مواد و روشها
در این پژوهش برای بررسی نوزمین ساخت در تغییرات بستر و مخروطافکنه حوضهی اسکوچای از روشهای کتابخانهای،تاریخی، شاخصهای ژئومورفیک، شواهد ژئومورفولوژیکی، بازدیدهای میدانی و... استفاده شده است. دادههای مورد نیاز برای بررسی فعالیتهای زمینساختی منطقه از نقشههای توپوگرافی 1:50000 و نقشههای زمینشناسی 1:100000 بهدست آمدهاند. نقشهها با استفاده از نرمافزار Arc GIS ترسیم شدند. برای تحلیل و ارزیابی حرکات زمینساختی در حوضه مورد مطالعه با توجه به اعتبار شاخصهای ژئومورفیک در مطالعات، برای ارزیابی فعالیتهای کواترنری حوضه اسکوچای از شاخصهای ژئومورفیک مربوط به جبهه کوهستان، مانند شاخصهای تحلیل شبکههای زهکشی از قبیل گرادیان طولی رودخانه (SL)[8]، عامل عدم تقارن حوضه(AF)[9]، نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن(VF)[10]، نسبت شکل حوضه (BS)[11]، مساحت مخروط افکنه Af[12]، شکل مخروطافکنه و شیب مخروط افکنه استفاده شد و پس از محاسبه شاخصهای مورد نظر، با استفاده از شاخص LAT [13] فعالیت نسبی تکتونیک در حوضه اسکوچای ارزیابی شد.
جدول (1) نحوه محاسبه شاخصهای ژئومورفیک (سلیمانی 1377)
|
رابطه (1) |
||
|
رابطه (2) |
||
|
رابطه (3) |
||
|
رابطه (4) |
Bs= Bi /Bw |
|
|
رابطه (5) |
Af= 3/34 . (Ad) 0.55 |
|
|
رابطه (6) |
Af= 0/59 . (Ad) 0.8 |
|
|
رابطه (7) |
شاخص شیب طولی رودخانه(SL): شاخصSL به تغییرات شیب طولی رودخانه و شیب آبراهه حساس است و هرگونه بینظمیای را که بر اثر فعالیتهای تکتونیکی یا مقاومت سنگ در شیب طولی آبراهه ایجاد شده است، نشان میدهد (کرمی، 1388: 70). شاخص مذکور بهقدرت رودخانه بستگی دارد و در سنگهای دارای مقاومت کم و یا در سنگهای یکسان از لحاظ مقاومت میتواند بیانگر حرکات تکتونیکی فعال و جوان باشد (کلر و پینتر[14] 1996: 130). در این شاخصSL شیب طولی رودخانه (متر)، اختلاف ارتفاع بین دو نقطه اندازهگیری (متر)، طول مسیر اندازهگیری شده بین دو نقطه (متر) و L طول رودخانه از وسط منطقهی اندازهگیری شده تا مرتفعترین نقطه آبراهه در بالادست (متر) (گارسیا و تورتوسا[15]، 2008: 380) این شاخص به وسیله رابطه (1) در جدول (1) بیان میشود.
شاخص عدم تقارن حوضه زهکشی AF: شاخص عدم تقارن روشی برای تشخیص کجشدگی ناشی از فعالیتهای تکتونیکی در حوضههای زهکشی است (همدونی و همکاران[16]، 2008: 156). این شاخص امکان میدهد که کجشدگی جانبی یک حوضه نسبت به مسیر اصلی رودخانه اثبات شود (گارنیری و پیروتا[17]، 2008: 265). این شاخص با رابطه (2) در جدول (1) تعریف میشود. AF= شاخص عدم تقارن حوضه =Ar مساحت حوضه (کیلومترمربع) در سمت راست آبراهه اصلی، tA= مساحت کل حوضه (کیلومتر مربع).
شاخص نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن VF:شاخص نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن، درههای v شکلی را که در پاسخ به بالاآمدگی، پایین دست خود را حفر میکنند، از درههای U شکلی که در اثر ثبات سطح اساس و آرامش تکتونیکی، فرسایش کناری در آنها برتری دارد، متمایز میسازد (گارسیا-تورتوسا، 2008: 378). این شاخص بهصورت رابطه (3) در جدول (1) بیان میشود.VF= شاخص نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن =VFW, پهنای کف دره (متر), Eld و Erd= ارتفاع متوسط خط تقسیم آب در سمت چپ و راست دره (متر) =Esc, ارتفاع متوسط کف دره از سطح آبهای آزاد (متر).
نسبت شکل حوضه BS:حوضههای فعال تکتونیکی شکل کشیدهای دارند. شکل حوضه در طول زمان با توقف میزان بالاآمدگی، بهتدریج دایرهای میشود (بوربک و اندرسون[18] 2001: 203). حوضههایی که با مقادیر زیاد Bs یعنی بیشتر از 4 مشخص میشوند، از نظر تکتونیکی فعال هستند. زمانی که Bs بین 3 تا4 باشد از نظر فعالیت زمینساختی در کلاس 2 قرار دارند و مـقادیر کمتر از 3، حوضـههای دایرهای شـکل را نشان میدهند که از نظر فعالیت غیرفعالاند (همدونی و همکاران، 2008: 169). این شاخص با رابطه (4) در جدول (1) بهدست میآید.
BS= شاخص شکل حوضه Bi= طول حوضه، فاصله پایین ترین ارتفاع حوضه تا دورترین نقطه از آن Bw= عرض حوضه، در عریضترین بخش آن.
شاخص مساحت مخروط افکنه(FA)
در شکلگیری و گسترش مخروط افکنهها عوامل متعددی دخالت دارند که تکتونیک یکی از مهمترین این عوامل است. این موارد توسط محققانی چون هاروی[19] (1999)، بول[20] (1977) و لچه[21] (1990) مورد مطالعه قرار گرفته است. از اینرو می توان با بررسی آنها بهوجود حرکات تکتونیکی نیز پی برد (تقیان،1388: 78). برای بررسی ارتباط بین وسعت مخروطافکنه با فعالیتهای تکتونیکی، شاخـصهایی وجود دارد. از جمله این شاخصها میتوان به شاخص Af اشاره نمود. این شاخص، رابطه بین وسعت مخروط افکنه و حوضه زهکشی آن را، با فعالیتهای تکتونیکی بیان میکند و از روابط (5) و (6) (جدول 1) بهدست میآید: Af: مساحت مخروط افکنه Ad: مساحت حوضه زهکشی(ادوارد و کلر[22] 1986). رابطه (5) مشخصکننده مخروطافکنههایی است که در جـبهههای کوهستانی فـعال و دارای بالاآمدگی تـشکیل یافته هستند اما رابطه (6) نشانگر مخروطافکنههایی است که در مناطق نسبتاً آرام تکتونیکی شکل گرفتهاند.
شکل مخروطافکنه
در زمانی که منطقه از نظر تکتونیکی آرام باشد، مخروطافکنه بهصورت متقارن گسترش مییابد و عدم تقارن آنها در صورت مساعد بودن شرایط دیگر، میتواند به دلیل فعالیتهای تکتونیکی باشد. در مخروطافکنههایی که منحنیهای میزان آنها، بخشی از دایره را تشکیل دهد و مرکز دایره منطبق با جبهه کوهستانی باشد، بیانگر تاثیر کمتر تکتونیک هستند و در حالت عکس، در مخروطافکنههای غیرساده که تحت تأثیر فعالیتهای تکتونیکی بودهاند، مـنحنیهای میزان سطح مخروطافکنه بهجای دایره، بخشی از یک بیضی را تشکیل میدهند و در فاصلهای دور از کوهستان شکل میگیرند (کلر و پینتر، 1996: 130).
شاخص شیب مخروطافکنه (SF)
بسیاری از عواملی که شیب رودخانه را تحت تاثیر قرار میدهند، شیب مخروطافکنهها را نیز متأثر میسازند (تقیان، 1388: 78). بدین سبب تغییر شیب رودخانه بر نواحی کوهستانی در اثر حوادث و حرکات تکتونیکی در شیب مخروطافکنهها مؤثر است. عامل تکتونیک از طریق تأثیرگذاری در محل استقرار مخروطافکنهها، تأثیر در شیب حوضه آبریز، انحراف و افزایش رسوبدهی رودخانه نقش خود را در شکلگیری و گسترش مخروطها ایفا میکنند (رضایی مقدم و همکاران، 1385). بر اساس فرمولها روی شیب مخروط از رابطه (7) از جدول (1) بهدست میآید (هاروی، 2002: 127). G= شیب مخروط، A= مساحت حوضه، 092/0 و 23/0- ضرایب ثابت هستند.
طبقهبندی شاخصها بر اساس شاخص LAT: در طبقهبندی ارائه شده برای شاخصهای Sl، Vf، BS، Af توسط همدونی و همکاران (2008: 171)، این شاخصها بر اساس مقدار کمی بهدست آمده در سه کلاس 3،2،1 طبقهبندی شدهاند. در این طبقهبندی کلاس 1 بالاترین فعالیت و کلاس 3 کمترین فعالیت نئوتکتونیکی را دارد (جدول شماره 2).
جدول (2) طبقهبندی ارائه شده توسط همدونی و همکاران (2008)
|
کلاس 3 |
کلاس2 |
کلاس 1 |
شاخصها |
|
بدون تغییرات |
میزان تغییرات کم |
میزان تغییرات زیاد |
SL |
|
1< Vf |
1-0.5: Vf |
5/0> Vf |
VF |
|
3< Bs |
3-4: Bs |
4< Bs |
BS |
|
7>50- Af |
15-7: 50- Af |
15 <50- Af |
AF |
شاخصlat بهوسیله میانگین کلاسهای مختلف شاخصهای ژئومورفیک (S/n) بهدست میآید و براساس مقدار بهدست آمده از (S/n) به چهار کلاس تقسیم میشود (جدول3) که در این تقسیمبندی کلاس 1 با فعالیت بسیار بالای نئوتکتونیکی، کلاس 2 با فعالیت نئوتکتونیکی بالا، کلاس 3 با فعالیت نئوتکتونیکی متوسط و کلاس 4 با فعالیت نئوتکتونیکی کمی فعال مشخص میشوند.
جدو ل(3) طبقهبندی شاخص lat
|
رده |
فعالیت زمین ساختی |
s/n |
|
1 |
خیلی بالا |
1.5- 1 |
|
2 |
بالا |
2- 1.5 |
|
3 |
متوسط |
2.5- 2 |
|
4 |
پایین |
2.5< |
یافتههای تحقیق
شاخص شیب طولی رودخانه SL: در این پژوهش شاخص SL برای رودخانه حوضه اسکوچای محاسبه شد. در این محاسبه ابتدا نیمرخ طولی رودخانه ترسیم شد (شکل4) و در فواصل معین 200 متری میزان این شاخص برای تمام مسیر آبراهههای اصلی در محدوده دره اندازهگیری شده و از تمام SL های بهدست آمده میانگین گرفته شد (جدول 3).
جدول (4) محاسبه شاخص SL برای آبراهه اصلی حوضه اسکوچای
|
Sl |
L(m) |
ارتفاع(m) |
||
|
148.89 |
1246.77 |
1674.66 |
200 |
2600-2800 |
|
297.66 |
3603.70 |
2421.35 |
200 |
2400-2600 |
|
398.93 |
6317.10 |
3167.00 |
200 |
2200-2400 |
|
527.38 |
9287.63 |
3522.14 |
200 |
2000-2200 |
|
546.34 |
14090.71 |
5158.15 |
200 |
1800-2000 |
|
648.83 |
19845.48 |
6117.28 |
200 |
1600-1800 |
|
681.03 |
26149.51 |
7679.39 |
200 |
1400-1600 |
|
m 464.15 |
|
|
|
|
بر اساس تقسیمبندی همدونی (2008) برای شاخص SL، با مقدار نتیجه حاصله این منطقه در کلاس 2 قرار میگیرد و منطقه با ناهنجاری کم شناخته میشود. شاخص شیب رودخانه از پارامترهای ژئومتریک مهم برای بیان تفاوتهای نسبی بالاآمدگی در مناطق مختلف است ولی صرفاً بیانگر فعالیت تکتونیکی نیست بلکه نقش عوامل دیگر مثل لیتولوژی را نیز بیان میکند. در حالت کلی این شاخص برای نشان دادن تغییرات شیب بستر رودخانهها بهکار میرود. در رودخانه اسکوچای یکی از دلایل بالا بودن مقدار شاخص را میتوان تأثیرات لیتولوژی منطقه در نظر گرفت زیرا آبراهه در روی بستری قرار دارد که تغییرات لیتولوژیکی در آن زیاد است. بنابراین علاوه بر عامل تکتونیک، تفاوت لیتولوژیکی هم در مقدار این شاخص تأثیر دارد.
شکل (4) نیمرخهای طولی رودخانه اسکوچای
شاخص عدم تقارن حوضه زهکشی AF:اگر حوضهای تحت شرایط ثابت، بدون کجشدگی و یا انحراف اندک تحول یابد، مقدار AF مساوی یا نزدیک 50 است و مقادیر بیشتر یا کمتر از 50 کجشدگی یا انحراف را مشخص میسازد. از نظر فعالیتهای تکتونیکی، AF-50>15 کلاس یک و فعال را نشان میدهد. در حالی که 7<AF-50<15 باشد، کلاس دو و فعالیت متوسط آن حوضه را بیان میکند. توقف فعالیت و آرامش تکتونیکی، زمانی مشخص میشود که AF-50<7 است (همدونی و همکاران، 2008: 169). مقادیر محاسبه شده این شاخص برای آبراهه اصلی حوضه اسکوچای در جدول 5 آمده است و همچنین شکل 5 نیز نمایش گرافیکی از وضعیت این شاخص را نشان میدهد. همانطور که در شکل دیده میشود، میزان عدم تقارن در همه بخشهای یک حوضه معین یکسان نیست. با توجه به مقادیر بهدست آمده برای آبراهه و با استفاده از طبقهبندی همدونی (2008) رودخانه اسکوچای در کلاس 1 و فعال قرار میگیرند.
جدول (5) ،مقادیر محاسبه شده شاخصAF برای سه آبراهه اصلی حوضه اسکوچای
|
وضعیت تکتونیکی |
Af % |
Ar |
At |
نام منطقه |
|
فعال |
31.79 |
82.98 |
455.71 |
رودخانه اسکوچای |
شکل (5) نقشه شاخص عدم تقارن حوضه برای سه رود اصلی حوضه اسکوچای
شاخص نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن VF: نیمرخ عرضی درهها با استفاده از نسبت کف به ارتفاع (VF) تعریف میشود. این نسبت شاخصی را فراهم میکند که حفر پایین دست رودخانه بر اثر پایین افتادن سطح اساس و فرسایش کناری دامنههای مجاور رودخانه را نشان میدهد. این شاخص درهها را براساس نسبت پهنای بستر به ارتفاع آن بهصورت درههای U شکل با کف نسبتاً پهن و درههای V شکل از همدیگر متمایز میسازند. چون بالاآمدگی با حفر بستر آبراههها ارتباط دارد، کم بودن مقدار شاخص VF نشاندهنده مقادیر زیاد بالاآمدگی، حفر دره و وجود فعالیت تکتونیکی است. جدول 6 مقادیر محاسبه شده این شاخص برای رودخانه اسکوچای را نشان میدهد. شکل 6 نیمرخهای عرضی درههایی را که محل انجام محاسبات بودند، نشان میدهند.
جدول (6) مقادیر شاخص Vf رودخانه حوضه اسکوچای
|
VF |
Vfw(m) |
Esc(m) |
Erd(m) |
Eld(m) |
|
50/0 |
35/84 |
22/2777 |
62/2941 |
10/2949 |
|
31/0 |
06/39 |
69/2496 |
22/2677 |
39/2564 |
|
69/0 |
06/51 |
29/2153 |
19/2225 |
04/2229 |
|
12/1 |
06/32 |
89/1765 |
45/1780 |
32/1808 |
|
97/6 |
55/30 |
93/1384 |
1388 |
62/1390 |
برای محاسبه این شاخص ابتدا برای اولین آبراهه اصلی با توجه به منحنیمیزانها در فواصل 400 متری در ارتفاعات 1400،1800،2200،2600،3000 متر، نیمرخهای عرضی ترسیم شد و سپس محاسبات روی آنها صورت گرفت که در زیر نیمرخها آورده شده است. با توجه به میانگین بهدست آمده از مقادیر محاسبه شده، شاخص VF برای رودخانه اسکوچای مقدار 1.91 بهدست آمد که در طبقهبندی همدونی (2008) در کلاس 3 و بدون تغییرات قرار میگیرد.
شکل (7) نیمرخهای عرضی محل محاسبه شاخص Vf اسکوچای
شکل (8) مقاطع شاخص VF رودخانه اسکوچای
نسبت شکل حوضه (BS)
با توجه به محاسبات انجام شده (جدول7) بر روی حوضه مورد مطالعه و مقادیر بهدست آمده از اندازهگیریها (جدول6) و با توجه به تقسیمبندی همدونی منطقه مورد مطالعه در کلاس2 و با تغییرات کم طبقهبندی میشود.
جدول (7) مقادیر شاخص BS در حوضه مورد مطالعه
|
طبقهبندی |
Bs |
Bw |
Bi |
نام حوضه |
|
کلاس 2 |
02/3 |
616/14774 m |
956/44674 m |
اسکوچای |
شکل (9) نقشه شاخص BS اسکوچای
مساحت مخروط افکنه(AF) حوضه اسکوچای
در منطقه مورد مطالعه یک مخروطافکنه شناسایی شد که مساحت آن، هم با استفاده از رابطهای که توسط ادوارد و کلر (1986) بیان شده است بهدست آمد و هم با استفاده از نرمافزار GIS مساحت مخروطافکنه برای تطابق با رابطهها استخراج شد.
جدول (8) مساحت واقعی مخروطافکنه و مساحتهای بهدست آمده از طریق رابطه (5) و (6)
|
روابط |
Af بهدست آمده از طریق رابطه |
Af بهدست آمده از طریق نرمافزار |
Ad (مساحت حوضه) |
|
Af=3/34(Ad)0.55 |
Km277/96 |
Km237/84 |
Km217 /455 |
|
Af=0/5 . (Ad)0.8 |
Km291/66 |
Km237/84 |
Km217/455 |
با توجه به جدول8 میکنیم که مساحت مخروطافکنه با رابطه اول بیشتر مطابقت دارد، زیرا اختلاف مساحت واقعی مخروطافکنه و مساحت به دست آمده از طریق روابط مذکور، در رابطه اول Km24/12و در رابطه دوم ، Km246/17 است. لذا میتوان اساس را بر رابطه اول قرار داد و نتیجه گرفت که مخروطافکنه حوضهی اسکوچای در یک محیط فعال تکتونیکی شکل گرفته است.
شکل مخروطافکنه
بهطور کلی از روی شکل مخروطافکنه میتوان بهمیزان تغییراتی که در فعالیتهای تکتونیکی از قبیل ایجاد گسل، بالا آمدگی، خمیدگی و چین خوردگی در امتداد جبهه کوهستانی اتفاق میافتد پی برد. در مخروطافکنههایی که منحنیهای میزان آن، بخشی از دایره را تشکیل دهد و مرکز دایره منطبق با جبهه کوهستانی باشد، بیانگر تأثیر کمتر تکتونیک است و در حالت عکس، در مخروطافکنههای غیرساده که تحت تاثیر فعالیتهای تکتونیکی بودهاند، منحنیهای میزان سطح مخروطافکنه بهجای دایره، بخشی از یک بیضی را تشکیل میدهند و در فاصلهای دور از کوهستان شکل میگیرند (کلر و پینتر، 1996: 300). با این توضیحات و با بررسی شکل مخروط افکنه حوضهی اسکوچای و منحنیهای میزان تشکیل دهنده آن، میتوان چنین برداشت نمود که:
ـ مخروط افکنه اسکوچای بهصورت متقارن گسترش نیافته و منحنیمیزانهای آن از حالت دایرهای خارج و حالت بیضوی پیدا کرده است. همانگونه که در شکل (10) مشاهده میشود، این کشیدگی به سمت شمال متمایل گشته است.
ـ در ارتباط با شکل مخروط افکنه اسکوچای، علاوه برعامل تکتونیکی، رودخانه کندوجانچای از چپ حوضه موجب گسترش مخروطافکنه به سمت شمال شده است. بهطور کلی وجود گسل و وجود دو رود اصلی در چپ حوضه موجب خمیدگی مخروط به سمت شمال شده است.
ـ خمیدگی و تغییر جهت رسوبگذاری در قسمت بالادست مخروط افکنه.
شکل (10) موقعیت مخروطافکنه حوضه اسکوچای
شاخص شیب مخروط افکنه(SF)
نمودار نمایی مربوط به رابطه شیب مخروطافکنه[23] و شیب حوضه (شکل 11) و جدول مربوط به مقادیر شاخص شیب مخروط و شیب حوضه (جدول10) در ادامه آمده است.
جدول (9) مقادیر شاخص شیب مخروطافکنه
|
نقاط |
شیب مخروطافکنه% |
شیب حوضه% |
|
1 |
32/3 |
88/72 |
|
2 |
08/4 |
72/62 |
|
3 |
49/3 |
08/34 |
|
4 |
75/2 |
66/37 |
|
5 |
4 |
80/14 |
|
6 |
89/1 |
26/26 |
|
7 |
50/1 |
27/8 |
|
8 |
35/1 |
95/21 |
|
9 |
65/2 |
62/0 |
|
10 |
47/0 |
85/13 |
شکل (11) رابطه شیب مخروطافکنه به شیب حوضه
طبق محاسبات صورت گرفته میزان همبستگی بین شیب مخروطافکنه و شیب حوضه برابر 55/0 است که این امر از همبستگی بالایی میان این دو متغیر حکایت میکند که بهنوعی نمایانگر اثر فعالیتهای تکتونیکی در منطقه است.
شکل (12) نقشه شیب حوضه اسکوچای
طبقهبندی شاخصها بر اساس شاخص LAT: بر اساس شاخص lat فعالیتهای نئوتکتونیکی منطقه مورد مطالعه را ارزیابی کردیم و که نتایج آن در جدول شماره10 آمده است.
جدول (10) طبقهبندی شاخصهای ژئومورفیک منطقه مورد مطالعه بر اساس شاخص lat
|
Iat |
S/n |
کلاس شاخصها |
نام حوضه |
|||
|
Bs |
Vf |
Af |
Sl |
|
||
|
2 |
2 |
کلاس2 |
کلاس3 |
کلاس1 |
کلاس2 |
اسکوچای |
بر اساس محاسبات صورت گرفته و ارزیابی مقادیر بهدست آمده از شاخصهای محاسبه شده بر روی اسکوچای و با ارزیابی مقادیر بهدست آمده با جدول 2 و 3 حوضه مورد مطالعه فعالیت تکتونیکی بالایی دارد و در رده 2 قرار میگیرد (جدول10).
نتیجهگیری
تحقیق حاضر نشان میدهد که عوامل بسیار زیادی در تحول ژئومورفولوژی بستر رودخانه و مخروطافکنه به ویژه در حوضه اسکوچای نقش دارند. بررسـیهای میدانی و اسـتفاده از نقشههای توپوگرافی و زمینشـناسی و همچنین منابع کتابخانهای و بهرهگیری از شاخصهای تعیین فعالیت تکتونیکی اطلاعات ارزشمندی را فراهم مینمایند در اینجا محاسبات صورت گرفته و مقادیر بهدست آمده از شاخصهای ژئومورفیک و طبقهبندی میزان آنها، نشاندهنده فعال بودن نئوتکتونیک در حوضه بهصورت بالاآمدگی و فعالیت گسلها هستند و حوضه اسکوچای دارای فعالیت بالای نئوتکتونیکی است و براساس طبقهبندی LAT در کلاس 2 قرار میگیرد. براین اساس، شواهد ژئومورفولوژیکی حاصل از فعالیت گسل و سطوح آبرفتی شکل گرفته و تحول یافته توسط حرکات نئوتکتونیکی نشاندهنده وجود و ادامه حرکات نئوتکتونیکی فعال در دوران کواترنر و عصر حاضر در حوضه مورد مطالعه است. در میان شاخصهای اندازهگیری شده شاخص SL در مقایسه با دیگر شاخصها نتیجه خوبی نداشت و این امر معلول عواملی است از قبیل واقع شدن رودخانه در دره و کم بودن شیب رودخانه و همینطور شیب توپوگرافی منطقه و وجود رودخانه در بستری از رسوبات دوران کواترنری. این عوامل همگی در میزان شاخص SL تأثیرگذار هستند. با بررسی نیمرخ طولی رودخانه و مقادیر محاسبه شده شاخص SL، تغییر میکند و توزیع آن در همه بخشهای منطقه یکسان نیست که این امر حاکی از تنوع شرایط تکتونیکی و لیتولوژیکی منطقه است. بهطور کلی با ارزیابی شاخص SL با استفاده از شاخص lAT، منطقه در کلاس2 و با تغییرات کم طبقهبندی شد. شاخصVF محاسبه شده در نقاط مختلف منطقه تفاوت زیادی باهم دارند که نشاندهنده این است که میزان فعالیت تکتونیکی و فرسایشی در همه بخشهای یک حوضه باهم برابر نیستند. بخشهای شمالی حوضه دارای مقادیر VF کوچکتری هستند که نشاندهنده فعالیت تکتونیکی بیشتر در بخشهای شمالی منطقه مورد مطالعه هستند. در طبقهبندی حوضه با استفاده از شاخص lAT، منطقه در کلاس 3، یعنی بدون تغییرات ارزیابی شد که البته بهمقدار بهدست آمده، تأثیر فرسایش را هم نباید نادیده گرفت. شاخص شکل حوضه BS در منطقه مورد مطالعه با استفاده از شاخص lAT در کلاس 2 یعنی با میزان تغییرات کم، ارزیابی میشود و شکل حوضه تقریباً کشیده است. شاخص AF محاسبه شده برای منطقه نشاندهنده عدم تقارن منطقه مورد مطالعه است. با ارزیابی مقادیر بهدست آمده توسط شاخص LAT منطقه از نظر تکتونیکی فعال است. اما میزان فعالیتهای تکتونیکی در سمت راست حوضه بیشتر از سمت چپ حوضه ارزیابی میشود. مـقدار شاخص AF مخروطافکنه با میزان متوسطی که بـهدست آمده است؛ نشانگر کجشدگی تکتونیکی حوضه است. با بررسی ارتباط بین وسعت مخروط افکنه با فعالیتهای تکتونیکی، مشخص شد که مخروطافکنه منطقه مورد مطالعه در یک محدوده فعال تکتونیکی تشکیل شده است. در منطقه مورد مطالعه با توجه به شکل منحنی میزانها و تمایل مخروط افکنه به سمت شمال میتوان گفت که منطقه تحت تأثیر فعالیتهای تکتونیکی است. بسیاری از عواملی که شیب رودخانه را تحت تأثیر قرار میدهند، شیب مخروط افکنهها را نیز متأثر میسازند. با توجه به محاسبات انجام شده و نمودار نمایی مربوط به آن، میتوان گفت شیب حوضه و شیب مخروط رابطه مستقیم با یکدیگر دارند بهطوری که مقدار همبستگی بین این دو متغیر 55/0 درصد است که این میزان همبستگی بالایی است و بهنوعی نشاندهنده تأثیر حرکات تکتونیکی در منطقه است. تغییرات در نیمرخ طولی رودخانه، عدم تقارن رودخانه اصلی، عدم تقارن شبکه زهکشی، طول بیشتر رودخانهها در سمت چپ رودخانه اصلی، تغییرات میزان عمق و پهنای بستر رودخانه، شکل و شیب مخروطافکنه، همگی حاکی از ادامه فعالیتهای نئوتکتونیکی در منطقه مورد مطالعه هستند.
1- Ramizz & Hrra, 1998
2- Yang, 1985
1- Bitty, 1961
2- Harrvey, 2002
3- Visseres & et al, 2003
4- Robestly & et al, 2005
5- Geografic information system
1- Stream length- gradient Index.
2- Drainage Basin Asymmetry ( Asymmetric Factor)
3- Index of Drainage Basin Shape
[10]- Index of Drainage Basin Shape
5- Area of fan index
[13]- Index of Relative Active Tectonic
1- Keller & Pinter 1996
2- Garsia & Tortosa 2008
3- Hamdooni & et all 2008
4- Garnieri & Pirotta 2008
[18]- Burbank and Anderson, 2003
5- Edvard & Keller 1986
1- G= 0.092*455.710.85=16.73
)