اطلاعات کامل در مورد گسل

(اطلاعات کامل در مورد گسل) [اطلاعات کامل در مورد گسل]

تعیین زاویه اصطکاک داخلی سنگها به اطلاعات جامع در مورد زلزله [آرشیو اطلاعات جامع در مورد زلزله GSIir – اطلاعات استانها – مقالات علمى تالارگفتمان پایگاه اینترنتی GSIir – اطلاعات و دانلود – مقالات علمى مقاله ایمنی در برابر زلزله زمین شناسی زون جوش خورده شرق ایران

(اطلاعات کامل در مورد گسل)

»اطلاعات کامل در مورد گسل…

به گسیختگی و یا شکست بخشی از پوسته زمین که به جابجایی چینه‌های آن می‌انجامد گُسَل یا گُسَله گفته می‌شود.
گسل‌های بزرگ در پوسته زمین نتیجه حرکت برشی زمین هستند و زمین‌لرزه‌ها نیز نتیجه نیروی رهاشده در حین لغزش سریع لبه‌های یک گسل به هم است. بزرگ‌ترین نمونه‌های گسل، مرزهای میان ورقه‌های زمین‌ساختی کره زمین است. از آنجا که یک گسل معمولاً از یک شیار مستقیم و مرتب تشکیل نشده و ناحیه‌ای از تغییر شکل‌های پیچیده زمین را در بر می‌گیرد معمولاً بجای گسل از «منطقه گسلی» صحبت می‌کنند.بزرگ‌ترین گسل ایران گسل زاگرس می‌باشد

طبقه‌بندی زایشی گسل‌ها
گسل معکوس (RERVERSE) :
گسلی است که در آن کمر بالا(فرادیواره) به طرف بالا حرکت کرده باشد. فرا دیواره به بلوکی ازگسل گفته می‌شود که در جهت شیب سطح بین دو بلوک قرار دارد گسل معکوس دارای شیب ۳۰ تا ۴۵ درجه می‌باشد
گسل معکوسی که شیب آن کمتر از ۳۰ درجه و بیشتر از ۱۰ درجه باشد را گسل راندگی(THRUST) گویندو اگر شیب گسل کمتر از ۱۰ درجه باشد آن را رورانده(OVER THRUST)مینامیم. توجه:گسل‌های رورانده‌ای که وسعت زیادی دارند را NAPPE (سفره)هم مینامند.
گسل امتدادلغز (Strike Slip Fault یا Transcurrent Fault).
در این گسلها جابجایی کلی (لغزش کلی) در راستای امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی بر لغزش شیبی برتری دارد. این نوع گسل دو حالت راست‌لغز(DEXTRAL) و چپ‌لغز(SINISTRAL) دارد. گسل نرمال(NORMAL): در این نوع از گسل فرا دیواره به سمت پایین حرکت می‌کند توجه:گسل‌های نرمال کم شیب را گاهی اوقات LAG هم مینامند
طبقه بندی براساس شیب سطح گسل
گسل‌های پرشیب (High angle faults)
گسل‌های کم شیب (Low angle faults)
    گسل‌های قائم (Vical faults)
طبقه‌بندی براساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی
گسل چینه‌ای (Bedding Fault) (طبقه‌ای)
گسل مطابق و نامطابق
طبقه‌بندی براساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف
گسل امتدادلغز (Strike Slip Fault)
گسل مورب‌لغز (Oblique Slip Fault)
گسل طولی (Longitudinal Fault)
گسل عرضی (Transvers Fault)
گسل شیب‌لغز (Dip Slip Fault)
گسل چرخشی (Pivotal Fault) یا محوری
طبقه‌بندی گسلها براساس طرح آنها
در این روش گسلها را بر مبنای وضعیت آنها نسبت به یکدیگر طبقه‌بندی می‌کنند. در این تقسیم‌بندی:
گسل‌های موازی (Parallel Fault)
گسل‌های محیطی (Peripheral Fault)
گسل‌های پَرمانند (Feather Fault)
گسل‌های پوششی (En Echelon Fault) (پله‌ای)
گسل‌های شعاعی (Radial Fault)
گسل چيست واقسام مختلف آنها چه شکلى دارند؟
گسل يک تکه شکستگى که بين دو تکه يا قسمتى ازسنگ قرار دارد.
گسلها توانايى حرکت بين قطعات را دارند. اين تحرک ممکن است بسيار سريع رخ دهد(زلزله)يا بسيار آرام رخ دهد(خزش قطعات) دامنه حرکت گسلها بصورت مرتب از چند ميليمتر تا هزاران کيلومتر است.
بيشتر گسلها در طول زمان زمين شناسى پى در پى در حال جابجائى و تغييرمکان هستند.گسل بصورت عمودى يا افقى ودر بعضى موارد بصورت زاويه اى ظاهر ميشود .
    اقسام گسل:
گسل نرمال:در اين نوع گسل قطعه بالاتر به سمت پائين فرو رفتگى و سر خوردگى دارد و در زمان پاسخگوئى و واکنش روى داده است.نمونه بارز اين گسل در غرب ايالت متحده وجود داردو رنج توسعه آن موازى با طول تيغه اقيانوسى است .
گسل تراستى: (فشارى) عکس گسل قبلى است يعنى تيغه يا لبه بالائى گسل به سمت بالا حرکت کرده است که نمونه بارز اين گسل در کشور ژاپن است.
گسلهاى استريک(چپ گرا-راست گرا)زمانيکه در يک گسل بلاکهاى آن يا قطعات جداشده آن به دو سمت متفاوت حرکت کنند (چپ يا راست) گسل سان آندرياس
نمونه بارزاين از يک گسل راست گرا ميباشد
آشنایی
گسل‌ها عبارت از شکستگی‌هایی هستند که در آنها ، سنگهای طرفین صفر شکستگی ، به موازات این صفحه لغزش پیدا می‌کنند و به کمک همین مشخصه ، می‌توان آنها را از درزه‌ها تشخیص داد. لغزش گسل‌ها در انواع مختلف متفاوت است. از چند میلیمتر تا چندین کیلومتر تغییر می‌کند.
در بعضی موارد ، یک گسله به صورت مجزا دیده می‌شود ولی در پاره‌ای حالات ، چندین گسله موازی و نزدیک به هم دیده می‌شوند که به نام منطقه گسله نامیده می‌شوند. گاهی نیز بدون این که یک شکستگی مشخص در سنگها دیده ‌شود، سنگها نسبت به هم تغییر مکان می‌یابند که منطقه بین آنها ، به نام منطقه برش موسوم است.

   مشخصه‌های گسله‌ها
مهمترین مشخصه‌های گسله‌ها به شرح زیر است:
امتداد گسل :
از آنجا که در بسیاری حالات ، صفحه گسل یک سطح مستوی و یا حداقل در منطقه مورد مطالعه ، به حالت مستوی است، لذا شیب و امتداد صفحه گسل را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می‌نمایند. در حالت کلی ، امتداد گسل ، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار آن نسبت به شمال بیان می‌شود.
شیب گسل :
زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می‌نامند. در این رابط متمم زاویه شیب به نام هید ( Hade از زاویه بین) تعریف می‌شود.
    زاویه ریک یا پیچ:
این زاویه عبارتست از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه آن نشان می‌دهد با خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.
        زاویه میل :
زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.
       کمر بالا و کمر پایین ( فرا دیواره و فرو دیواره ) :
قطعه روی سطح گسل را کمر بالا و قطعه زیر آن را کمر پایین می‌نامند. این اصطلاحات در مورد گسلهای قائم صادق نیست، چون در این حالت بالا و پایین سطح گسل مفهومی ندارد.
    تقسیم‌بندی گسلها
گسلها را بر اساس اصول مختلف طبقه‌بندی می‌کنند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
طبقه‌بندی بر اساس شیب صفحه گسل :
گسل پرشیب :
در این نوع گسل شیب صفحه گسل ، بین 30 تا 80 درجه می‌باشد.
گسل کم شیب :
در صورتیکه شیب صفحه گسل از 30 درجه کمتر باشد، گسل را کم شیب می‌نامند.
گسل عمودی :
اگر شیب صفحه گسل بیشتر از 80 درجه باشد، گسل را عمودی می‌نامند.
    طبقه‌بندی زایشی گسلها :
اساس این طبقه‌بندی ، نوع حرکت نسبی در امتداد گسلها است که خود ناشی از نحوه تشکیل و مکانیسم توسعه گسل است. بر همین اساس ، گسلهای زیر در این رده قرار می‌گیرند.
گسل‌ نرمال یا عادی :
به این نوع گسل ، گسل مستقیم یا وزنی نیز می‌گویند که در آن کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده است. این گسل‌ها بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
گسل مطابق :
در این حالت شیب سطح گسل در جهت شیب طبقات است.
گسل نامطابق :
در این حالت شیب سطح گسل در خلاف جهت شیب طبقات است.
گسل معکوس :
گسل معکوس ، گسلی است که در آن کمر بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد. در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است. گسل معکوس به دو حالت زیر دیده می‌شود:

راندگی ( سوارشدگی ) :
به گسل معکوسی که شیب آن کمتر از 45 درجه باشد، راندگی گویند. این گسل به نام گسل زیر رانده نیز معروف است.

رو راندگی :
گسل رو رانده ، گسل معکوسی است که زاویه شیب آن کمتر از 10 درجه و لغزش کلی آن زیاد باشد.

گسل امتداد لغز :
در این گسلها جابجایی کلی ( لغزش کلی ) به موازات امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی غالب بر لغزش شیبی است.
طبقه‌بندی بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی :
گسل چینه‌ای :
در این حالت سطح گسل موازی سطح چینه‌بندی است.
گسل مطابق و نامطابق :
بر حسب اینکه شیب گسلها در جهت یا خلاف جهت شیب طبقات باشد، گسل مطابق یا نا مطابق مطرح است.
طبقه‌بندی بر اساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف :
وضعیت گسل نسبت به طبقات مجاور اساس این طبقه‌بندی را تشکیل می‌دهد و در آن گسلها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
گسل امتدادی :
گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل مورب :
گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل طولی :
در گسل طولی امتداد گسل با امتداد لایه‌بندی هم جهت است.
گسل عرضی :
چنانچه امتداد گسل بر امتداد لایه بندی یا ساختهای زمین‌شناسی ناحیه عمود یا تقریبا عمود باشد، گسل را عرضی می‌نامند.
گسل شیبی :
در گسل شیبی ، امتداد گسل موازی یا تقریبا موازی جهت شیب لایه‌بندی و یا سیستوزیسته سنگهای اطراف است.
گسل چرخشی :
نوعی گسل است که در آن یک یا هر دو قطعه گسل حول یک محور که عمود بر سطح گسل است، دوران نموده است.
طبقه‌بندی گسلها بر اساس طرح آنها:
در این روش گسلها را بر مبنای وضعیت آنها نسبت به یکدیگر طبقه‌بندی می‌نمایند، این تقسیم‌بندی، شامل انواع زیر می‌شود:

گسلهای موازی :
این گسلها دارای شیب و امتداد یکسان یا تقریبا یکسان بوده و با یکدیگر موازیند.
گسلهای شعاعی:
این گسلها تقریبا همگی از یک نقطه منشعب می‌شوند. این گسلها معمولا بر روی گنبدها تشکیل می‌شوند.
گسل پر مانند :از به هم پیوستن گسلهای فرعی به اصلی، منظره پر یا شاخه مانند ایجاد می‌شود.
گسلهای محیطی :
طرح این گسلها به صورت دایره یا قوسی از دایره است.
گسلهای پوششی :
به گسلهایی اطلاق می‌شود که حالت پله‌ای دارند و یکدیگر را می‌پوشانند.
نشانه‌های شناسایی گسل‌ها
نشانه‌های شناساسی گسلها را می‌توان به دو گروه نشانه‌های خارجی و نشانه‌های داخلی تقسیم کرد:
نشانه‌های خارجی تشخیص گسل‌ها :
عملکرد گسلها بر روی زمین باعث جابجایی ، قطعه ، تکرار لایه‌ها و یا ساختهای دیگر زمین شناسی می‌شود، نشانه‌هایی که در این گروه جای می‌گیرند، شامل موارد زیر است:
خطواره‌ها ( انتظامهای خطی ):
وجود هر نوع شکل خطی طویل و غیر عادی در سطح زمین ، خطواره‌ها نشانه‌ای لازم ولی غیر کافی برای یک گسل‌اند، زیرا خطواره‌ها ممکن است به دلیل وجود درز، دایک، لایه‌بندی یا تورق نیز ایجاد شوند.
پرتگاه:
وجود پرتگاههای پر شیب و طویل با سطحی نسبتا صاف.
جابجایی :
جابجایی رشته ارتفاعات یا رودخانه‌ها یا دیگر اشکال ژئومورفولوژیکی.
قطع شدگی :
قطع و محو شدن ناگهانی ارتفاعات یا برجستگی‌ها.
رودهای جوان شده :
بر اثر کج شدن زمین ، جهت جریان در رودها و آبراهه‌ها معکوس شده است.
آبگیرهای فرونشینی :
امتداد طی دریاچه‌ها ، برکه‌ها ، چشمه‌ها و رطوبت زمین و تغییرات خطی در پوشش گیاهی.
تغییر ناگهانی رخساره‌های رسوبی :
در بعضی موارد ، قرار گرفتن غیر عادی لایه‌ها در کنار هم و یا وجود سنگهایی که از نظر رخساره رسوبی در شرایط یکسانی تشکیل نمی‌شوند، دلیلی بر عملکرد گسل است.
فرازمین و فروزمین :
وجد دره‌های ناشی از پایین افتادگی و برجستگی‌های ناشی از بالا زدگی سنگهای واقع در بین چند گسل.
کشیدگی طبقات :
به هنگام تشکیل گسل ، به علت اصطکاک سنگها ، طبقات طرفین سطح گسل در جهات مخالف هم کشیده می‌شوند. با استفاده از این کشیدگیها جهات حرکت طرفین گسل را نیز می‌توان تشخیص داد.
لرزه خیزی :
امتداد خطی زمین لرزه‌های تاریخی یا ثبت شده.
نشانه‌های داخلی تشخیص گسل‌ها :
نشانه‌هایی که مربوط به سطح گسل می‌باشد، در این گروه جای دارند و شامل موارد زیر است:
آیینه گسل:
سطوح صیقلی و دارای خش لغزش ( خطوط لغزشی ) که ناشی از عملکرد نیروهای برشی در سنگهای ضعیف‌ترند.
گوژ:
مواد پودر شده و عمدتا رسی در طول گسل که از ویژگیهای سنگهای مستحکمترند.
برشی شدن :وجود قطعات زاویه تا نیمه زاویه‌دار یک زمینه ریزتر در امتداد خط گسل برشها مشخصه سنگهای مستحکمترند.

هوازدگی و تجزیه :هوازدگی ، تجزیه ، سیمان شدگی و تغییر رنگ خطی سنگها.
سطح ایستابی :در مواردی ، گوژ رسی ، سدی نقوذناپذیر در جلو آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که باعث تفاوت سطح ایستابی در دو سوی گسل می‌شود.

میلونیت شیلی :رگه نازکی به ضخامت چند سانتی‌متر از گوژ در لایه‌ای نامقاوم مثل شیل یا رس گره در بین لایه‌های مستحکتری مثل ماسه سنگ و سنگ آهک قرار گرفته‌اند.
 سیلیسی شدن و تشکیل کانیها :در بعضی موارد ممکن است در طول شکافهای حاصل از گسل ، محلولهای حاوی کانی عبور و رسوب نمایند.

آغاز و انتشار گسل
هنگامی به یک سنگ شکننده فشار وارد می‌شود، پیش از شکسته شدن آثار معینی از استرین در آن پدیدار می‌شود. این آثار در پیش‌بینی استرین اهمیت دارد. استرین اولیه، الاستیک است اما هنگامی که تنش برشی به اندازه تقریبا نیمی از مقاومت برشی می‌رسد، سنگ مقداری استرین دائمی نشان می‌دهد که از باز شدن و انتشار ترک‌های ریز در ناحیه استرین بیشینه ناشی می‌شود که سرانجام در آن حرکت گسل رخ می‌دهد. شدت این شکستگی‌های ریز با نزدیک شدن به مقاومت برشی افزایش می‌یابد. باز شدگی ترکها موجب افزایش حجم و یا اتساع در سنگ می‌شود که با افزایش میزان، مایعات بر اثر مهاجرت آب زیرزمینی به دورن ترکها مرتبط است. صعود فشار آب منفذی تاثیر به سزایی در ضعیف شدن سنگ دارد. نرخ انتشار شکستگیهای ریز، عاملی بحرانی در تعیین زمان و رخداد شکستگی ( و زمین لزه حاصل ) است. اثر فشار آب منفذی به انجام تجربه‌ةایی در میدان نفتی رنجلی در کلرادو غربی منجر شده است، جایی که با پمپ کردن آب به درون یک زون گسلی، فعالیت زمین لرزه‌ای به طور مصنوعی افزایش داده شده پیشنهاد شده است که با تولید زمین لرزه‌هایی کوچک با این روش می‌توان از زمین‌ لرزه‌های بزرگ و مخرب جلوگیری کرده بنابراین رهایی تنش را به صورت امن‌تری فراهم کرد.
تشخیص زمین لرزه‌های قریب الوقوع
در ارتباط با تغییرات بالا چندین پدیده وجود دارد که می‌توان آنها را برای پیش‌بینی زمین لرزه‌ها به کار گرفت. اتساع سنگ با کاهش سرعت امواج p ـ لرزه‌ای و همچنین با بالا آمدگی زمین در پیرامون ناحیه گسل همراه است.تغییر دیگری که دیده شده افزایش مقدار گاز رادن ( یک گاز بی‌اثر ) در اتمسفر است که احتمالا به دلیل آزاد شدن آن در طول فرآیند تشکیل شکستگیهای ریز است. همه این تغییرات در هنگام دگردیسی سریع، معکوس بوده و به زمین لرزه می‌انجامد. سرانجام به نظر می‌رسد همه زمین لرزه‌های بزرگ به دنبال تکانهای کوچک روی می‌دهد که درست پیش از رخداد زمین لرزه‌ی اصلی تناوب آنها افزایش می‌یابد.
روش حرکت گسل
هنگامی که یک صفحه گسل شکل می‌گیرد، آثار استرین بعدی بخشی به صورت حرکات بسیار سریع ( لغزش ) در طول صفحه گسل و بخشی به صورت حرکات کند، قابل قیاس با استرین‌های پیش از شکستگی است. حرکات اول لرزه‌ای بوده با نرخ جا به جایی نزدیک به یک متر در ثاینه، در حالی که حرکت بعدی غیر لرزه‌ای با سرعتی نزدیک به چند سانتی متر در سال است. همانند دیگر حرکتهای غیر لرزه‌ای پوسته، فقط بخش محدودی از یک گسل بزرگ در رویدادی ویژه از لغزش لرزه‌ای مشارکت داشته و جابجایی لغزش به تدریج در دو انتهای گسل محو و ناوبود می‌شود. بنابراین هر بخشی از صفحة گسل پریودهای کوتاهی از لغزش سریع لرزه‌ای را نشان می‌دهد که با پریودهای طولانی که شکستگی غیر فعال است جدا می‌شود. این فشار « لغزش گیرکرده » نامیده می‌شود و شاخص نواحی از عمق 4 تا 15 کیلومتر است که کانون زمین لرزه‌های تولید شده از گسلش در آن واقع می‌شود. بالای عمق 4 کیلومتر لغزش پایدار روی می‌دهد، زیرا تنش فشارشی روی سطح گسل اندک است. در زیر عمق 10 کیلومتر به دلیل افزایش در فشار همه جانبه انتقالی به دگردیسی شکل پذیرتر وجود دارد.
میدان ثانوی تنش‌ها
فرآیند گسلش با آزاد شدن موضعی تنش در زون استرین، یافته و حرکت عرضی بلوکهای سنگی در طول گسل موجب تعدیل میدان تنش‌ها می‌شود که حرکات بعید گسل را متاثر می‌کند. میدان فرعی تنش‌ها به ویژه در پیرامون یک خط لغزش فعال اهمیت دارد.
حل مکانیزم کانونی زمین لرزه
جهت‌گیری صفحة گسل‌ها و جهت جابجایی در طول آنها را ممکن است در شرایط مساعد، از یک روش لرزه شناسی به نام « مطالعه اولین حرکت » تعیین کرد. این روش در تعیین منشا زمین لرزه‌های مرتبط با گسلهای مدفون ( پنهان )، به ویژه در اقیانوسها مفید بوده و ثابت کرده است که با کمک تعیین حرکات نسبی صفحات سنگ کره‌ای در تدوین نظریه تکتونیک صفحه‌ای بسیار اهمیت دارد.
اگر زمین لرزه‌ای به وسیله جابجایی برش در طول بخشی از صفحه گسل منشا گیرد، صفحه عمود بر بردار جابجایی گسل و صفحة وسط بخش جابجا شده ( صفحه کمکی ) نواحی تحت فشار را از نواحی تحت کشش جدا خواهد کرد. از آنجا که حرکات در طرفین گسل در جهات مخالف هم است، این نواحی در ربع‌های متقابل خواهد بود. الگوی فشارش و اتساع در امواج لرزه‌ای که از منبع زمین لرزه به طور شعاعی منتشر می‌شود، حفظ می‌گردد و فاز امواج اولیه دریافت شده در ایستگاهها لرزه نگاری بازتاب منبع آن است. بنابراین اگر ایستگاههای لرزه نگاری به تعداد کافی در جهات گوناگون از زمین لرزه موجود باشد جهت‌گیری صفحات جدا کننده ربع‌های تحت فشار و تحت کشش قابل تعیین است. یکی از این صفحات صفحه گسل و دیگری صفحه کمکی است. از مطالعه اولین حرکت به تنهایی نمی‌توان تعیین کرد که کدام یک از این دو صفحه، گسل خواهد بود.