مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

مقدمه

البته با چنين بررسي هاي کوتاه و اجمالي نمي توان در مورد همه پديده ها و فعاليت هاي زمين به هدف اصلي که همانا پي بردن به تمام نکات ريز و درشت در مورد علت پديده ها و منشأ پديده هاي زمين مي باشد، رسيد ولي بررسي مختصر نيز مي تواند موجب آگاهي خوبي در مورد هدف فوق باشد.

به هر حال سعي شده در اين بررسي تقريباً از همه موارد شنيده شده در مورد پديده هاي زمين مطلبي داشته باشيم و مختصري در مورد تغييرات شکل پوسته زمين و ايجاد چين ها ، درزه ها، گسله ها و تغييراتي در مورد درياها و توضيحاتي در مورد ماگما و منشأ آن و نيز فعاليت هاي آتشفشاني توضيح داده شده است.

تغييرات شكل پوسته زمين

تعريف: رسوبات درياچه و درياها به صورت افقي يا تقريباً افقي ته نشست مي شوند و بعدها در اثر مراحل مختلف سنگ شدگي، فشرده و انبوه تر شده و در مرحلة آخر به سنگهاي رسوبي تبديل مي شوند.

مطالعه سنگهاي رسوبي نشان مي دهد كه اين سنگها از لايه هاي مختلف با تركيب متفاوت تشكيل شده اند كه اين پديده ناشي از تغيير شرايط رسوبگذاري است. به عبارت ديگر بايستي تصور كنيم كه وجود عواملي باعث شده كه در هر زمان، محيط رسوبگذاري و شرايط حمل و نقل فرق كند و بدين ترتيب در بعضي موارد، يك حوضة رسوبي وسيع از دريا جدا شود و به صورت يك كولاب درآيد كه در نتيجه آن، رسوبات تبخيري تشكيل شوند. در زمان ديگر، در همين منطقه، رسوبات دريايي و گاهي نيز رسوبات قاره اي را مشاهده مي كنيم كه تمام اين دلايل نشان دهنده اين است كه پوسته زمين در اثر عواملي حركت كرده و تغيير شكل داده است.

از طرف ديگر، امروزه در سلسله جبالها طبقات رسوبي را مي بينيم كه حاوي فسيلهاي مختلف اند و اين امر نمايشگر اين است كه اين طبقات زماني در ته اقيانوسها تشكيل شده و بعداً در اثر حركات پوسته، به صورت كوه در آمده اند.

از آنچه كه گفته شد ديده مي شود كه پوسته زمين اصولاً حركاتي دارد كه مي توان آن را به دو دسته اساسي زير تقسيم كرد:

حركات كوهزايي: اين حركات، كه طول مدت عمل آن در مقياس زمين شناسي كم است، باعث ايجاد شكستگي ها، چين خوردگي ها و كوهزايي مي شود.

حركات خشكي زايي: اين حركات در مدت نسبتاً طولاني اتفاق مي افتد و طي آن، پوسته زمين تدريجاً به سمت بالا يا پايين حركت مي كند. اين دسته حركات باعث پسروي و پيشروي هاي درياها مي شوند.

در مورد ماهيت اين دو دسته حركات نظريات متفاوتي وجود دارد. بر مبناي بعضي از آنها اين دو نوع حركت پوسته، به هم مرتبط اند و براساس نظريات ديگر، حركات ياد شده با يكديگر تفاوت اصولي دارند و مستقل از هم اند.

بايستي توجه داشت كه پديده هايي نظير تغيير شكل پوسته زمين، فعاليتهاي ماگمايي فعاليتهاي آتشفشاني، دگرگوني و زلزله با يكديگر مرتبط اند و تماماً از عوامل داخلي زمين سرچشمه مي گيرند. از آنجا كه بررسي علل تغيير شكل پوسته و ايجاد كوهها بدون اطلاع از ساير پديده هاي مربوط به عوامل داخلي زمين مقدور نيست لذا پس از شرح پديده هاي ناشي از تغيير شكل پوسته، طي فصول جداگانه اي فعاليتهاي ماگمايي، فعاليتهاي آتشفشاني، دگرگوني و زلزله را شرح مي دهيم و در فصل آخر اين بخش به شرح عوامل تكنونيكي و نظرياتي كه درباره منشأ اين عوامل وجود دارد مي پردازيم.

 

گسله ها

آشنايي: گسله ها را مي توان به صورت شكستگي هايي كه در آن، سنگهاي دو طرف سطح شكستگي نسبت به هم تغيير مكاني به موازات صفحه شكستگي دارند، تعريف كرد. مقدار اين تغيير مكان در گسله هاي مختلف از چند سانتيمتر تا چند صد كيلومتر تغيير مي كند.

از آنجا كه سطح گسله عموماً به شكل يك صفحه مستوي است لذا مي توان آن را با تعيين شيب و امتداد صفحه اش، مطابق آنچه كه در مورد لايه ها گفته شد، مشخص كرد. بايستي توجه داشت كه سطح گسله هميشه مستوي نيست و در بعضي موارد به شكل يك سطح منحني است.

مشخصات گسله: مهمترين مشخصات گسله ها عبارتند از:

الف) امتداد گسله: كه در حقيقت امتداد يك خط افقي واقع در صفحه گسله است.

ب) شيب گسله: زاويه خط بزرگترين شيب صفحه گسله با صفحه افقي به نام شيب گسله خوانده مي شود.

ج) كمر بالا: طبقاتي را كه در روي صفحه گسله قرار دارند، به نام كمر بالا مي خوانند.

د) كمر پايين: طبقات واقع در زير صفحه گسله به نام كمر پايين خوانده مي شود.

بديهي است واژه اي كمر پايين و كمر بالا فقط در مواردي اطلاق مي شود كه صفحه گسله مايل يا افقي باشد و در مورد صفحات قائم، چنين تعاريفي صادق نيست.

ه‍ ( زاويه ريك يا پيچ: عبارت از زاويه بين خطي كه اثر حركت گسله را در روي صفحه آن نشان مي دهد با خط افقي واقع در صفحه گسله است. مثلاً در شكل اگر BH يكي از خطوط صفحه گسله باشد زاويه R نمايشگر ريك آن است.

و) زاويه ميل: زاويه اي كه خط موجود در صفحه گسله با صفحه افقي تشكيل مي دهد به نام زاويه ميل آن خوانده مي شود.مثلاً در شكل زاويه P ميل خط BH است.

شكل. مشخصات گسله

انواع حركت طبقات در طرفين صفحه گسله: طبقات دو طرف صفحه گسله ممكن است حركت انتقالي، چرخشي و يا مخلوط اين دو داشته باشند.

شكل. زاويه ميل و ريك

معمولاً تعيين حركت مطلق در گسله ها مشكل است و اغلب بايستي لغزش دو طرف گسله را به طور نسبي مطالعه كرد. لغزش نسبي طرفين صفحه گسله را به انواع زير تقسيم مي كنند:

الف) لغزش كلي: فاصله دو نقطه در طرفين صفحه گسله مشروط به اينكه اين دو نقطه، قبل از تشكيل گسله برهم منطبق بوده باشند. (طول ab)

ب) لغزش عرضي يا شيبي: عبارت از مؤلفه لغزش كلي به موازات خط بزرگترين شيب گسله است. گاهي ممكن است لغزش كلي به موازات شيب صفحه گسله باشد كه در اين حالت اين مؤلفه و لغزش كلي مساوي است. (bc )

ج) لغزش طولي يا امتدادي: كه در حقيقت مؤلفه لغزش كلي به موازات امتداد صفحه گسله است. در اينجا نيز گاهي لغزش كلي منطبق بر اين مؤلفه است. (bc )

د) جدايش: فاصله بين دو قسمت جدا شده به وسيله گسله، در يك امتداد مشخص را جدايش مي گويند. مثلاً اگر لايه يا رگه اي به وسيله گسله قطع شود، فاصله بين دو قسمت اين لايه يا رگه جدايش نام دارد. جدايش نيز نظير لغزش، مؤلفه هاي افقي، قائم، شيبي و امتدادي دارد.

ه‍ ( افت قائم: عبارت از مؤلفه قائم جدايش شيبي است.

و) افت افقي: عبارت از مؤلفه افقي لغزش شيبي است.

شكل. مؤلفه هاي مختلف لغزش گسله

طبقه بندي گسله ها: گسله ها را بر مبناهاي مختلف طبقه بندي مي كنند كه اين مطلب موضوع كتابهاي زمين شناسي ساختماني است. مهمترين انواع گسله ها عبارتند از:

الف) گسله عادي: در اين گسله ها كمربالا نسبت به كمر پايين به طرف پايين حركت كرده است.

شيب اين گسله معمولاً بيش از 45 درجه است. لغزش اين گسله ها ممكن است از حدود ميليمتر تا چندين ده كيلومتر تغيير كند.

شكل. گسله عادي

ب) گسله هاي رانده يا معكوس: در اين گسله ها كمربالا نسبت به كمر پايين به سمت بالا حركت كرده است. معمولاً گسله هاي رانده در مجاورت چين خوردگي ها به وجود مي آيند ولي گاهي هم ممكن است ارتباطي با اين پديده ها نداشته باشند.

شكل. گسله رانده

ج) روراندگي: روراندگي ها گسله هاي رانده اي هستند كه شيب صفحه آنها از 10 درجه كمتر و لغزش كلي آنها از يك كيلومتر بيشتر است. معمولاً لغزش روراندگي ها چندين كيلومتر است و در نتيجه آنها طبقات قديمي تر روي طبقات جديدتر قرار مي گيرند.

شكل. روراندگي

د) بالاراندگي و پايين افتادگي: اگر ناحيه اي در اثر دو گسله عادي، كه لغزش آنها تقريباً مساوي هم است، از طبقات مجاور پايين تر افتاده باشد، شكل حاصله را پايين افتادگي (گرابن) گويند و در صورت عكس، يعني هنگامي كه ناحيه اي در اثر دو گسله عادي، بالاتر از طبقات مجاور قرار گيرد، يك بالاراندگي (هورست) به وجود مي آيد.

شكل. بالاراندگي و پايين افتادگي

ه‍ ( گسله هاي امتداد لغز: در اين گسله ها، لغزش كلي به موازات امتداد صفحه گسله است. اين گسله ها اكثراً قائم يا با شيب نسبتاً زياداند.

شكل. گسله امتداد لغز

طرز تشكيل گسله ها: معمولاً بعد از تشكيل گسله ها، در اثر فرسايش، طبقات طرفين گسله تغيير مي كند و شناسايي آنها مشكل مي شود. بدين ترتيب، هرچند در بعضي موارد استثنايي (مثل ترانشه هاي جاده ها و معادن روباز) مي توان صفحه گسله را به طور مستقيم مشاهده كرد ولي اكثراً بايستي از بعضي نشانه ها و مشاهدات غيرمستقيم به منظور شناسايي گسله ها استفاده كرد. اين نشانه ها به شرح زير است:

الف) انفصال در امتداد ساختمانهاي زمين شناسي: اگر طبقات يك منطقه به طور ناگهاني قطع و يا دفعتاً به طبقات ديگري تبديل شوند، ممكن است در امتداد اين قطع شدگي يا تغيير جنس سنگها، گسله اي موجود باشد. بايستي توجه داشت كه اين نشانه به تنهايي مؤيد وجود گسله نيست زيرا بعضي پديده هاي ديگر زمين شناسي (مثل ناپيوستگي ها) نيز ممكن است چنين حالتي را به وجود آورند.

ب) تكرار يا گم شدن طبقات: شكل زير نقشه زمين شناسي يك منطقه فرضي را نشان مي دهد. اگر فرض كنيم كه طبقات از a به طرف e جوانتر مي شوند، به آساني ديده مي شود كه در مركز نقشه يك ناوديس وجود دارد و چون در امتداد خط FF طبقات d و در FF طبقات a وجود ندارد، ممكن است اين دو خط، اثر دو گسله باشند. اين پديده ها نيز ممكن است در بعضي موارد به وسيله ناپيوستگي ها توليد شوند.

شكل. تشخيص گسله در نتيجه تكرار يا گم شدن طبقات

ج) مشخصات صفحه گسله: در صفحه گسله معمولاً بعضي نشانه هايي وجود دارد كه به تنهايي مؤيد وجود گسله است. اين نشانه ها عبارتند از:

1. آينه گسله: كه در حقيقت صفحه صاف و براقي است كه صافي آن نتيجه سايش طبقات ضمن حركت است و معمولاً مي توان خطوطي را، كه نماينده آخرين حركت گسله است در آن مشاهده كرد. گاهي نيز شيارهايي كه موازي آخرين حركت طبقات است، در اين صفحه به چشم مي خورد.

2. برش گسله: كه عبارت از قطعات گوشه دار يا نيم گرد با ابعاد مختلف است كه توسط سيماني به هم چسبيده اند. ضخامت اين برش ممكن است از چند سانتيمتر تا چندين متر تغيير كند. معمولاً در نتيجه حركت طبقات در طرفين صفحه گسله قطعاتي از آنها كنده مي شود و به صورت برش در مي آيد كه در بسياري حالات مؤيد وجود گسله است.

د) تغييرات ناگهاني در مشخصات رسوبات: معمولاً فصل مشترك رسوبات يك صفحه صاف نيست، بلكه انواع مختلف سنگها تدريجاً به هم تبديل مي شوند. بدين ترتيب، در مناطقي كه سنگهاي رسوبي ته نشست شده اند، بايد انتظار داشت كه چنين نظمي وجود داشته باشد و اگر در منطقه اي مثلاً آهك در مجاورت ماسه سنگ ديده شود، ممكن است در مرز‌آنها گسله وجود داشته باشد.

ه‍ ( پرتگاهها: در بعضي موارد گسله ها در سطح زمين وضعيت عارضه اي خاصي به وجود مي آورند كه تا حدي مي تواند مشخصه آنها باشد. از جمله اين مشخصه ها پرتگاههاي گسله اي است.

گسله ها معمولاً باعث مي شوند كه سنگهاي با مقاومت مختلف در كنار يكديگر قرار گيرند و در مرحله بعد، عوامل فرسايش باعث مي شود كه در كنار آنها اختلاف ارتفاع ناگهاني به وجود آيد كه آن را پرتگاه گسله اي مي گويند. بايستي توجه داشت كه پرتگاههاي گسله اي بسته به شكل و نحوه تشكيل، انواع مختلفي دارند كه از ذكر آنها صرفنظر مي شود.

ز) قطع ناگهاني عوارض زمين: گسله ها گاهي باعث ايجاد بريدگي ناگهاني در امتداد سلسله جبالها مي شوند كه اين مسئله نيز كمكي به شناسايي آنها است.

 

كوهها

آشنايي: كوهها نواحي اي از سطح زمين اند كه از زمين هاي مجاور خويش مرتفع تراند. كوهها برحسب ارتفاع، شيب دامنه ها و مشخصاتي نظير آن، به اسامي مختلفي ناميده مي شوند.

از نظر سن، بعضي از كوهها نظير آنهايي كه در سواحل درياها ديده مي شوند، خيلي جوانند. بعضي ها مثل كوههاي هيماليا سن متوسط دارند و بالاخره كوههايي مثل كوههاي آپالاش خيلي قديمي هستند. بعضي از كوهها، مثل مخروط آتشفشان كليمانجارو در افريقاي شرقي، حالت منفرد و جدا دارند در صورتي كه عده اي ديگر به صورت ممتد و طويل اند و به نام رشته كوه خوانده مي شوند. مجموعه چند رشته كوه را يك «سيستم كوه» و اجتماع چند سيستم كوه را سلسله جبال مي خوانند.

انواع كوه: هر چند طبقه بندي كوهها كار ساده اي نيست زيرا كوهها بسيار متنوع اند و از نظر جنس، ساختمان، سن و ساير مشخصات با يكديگر تفاوت دارند ولي از نظر نحوه تشكيل مي توان آنها را به سه دسته زير تقسيم كرد:

الف) كوههاي ناشي از چين خوردگي

ب) كوههاي ناشي از فعاليت هاي آتشفشاني

ج) كوههايي كه در اثر گسله ها به وجود آمده اند.

در زير اين سه دسته كوه را به اختصار بررسي مي كنيم:

الف) كوههاي ناشي از چين خوردگي: كوههاي ناشي از چين خوردگي ساختمان بسيار درهم و پيچيده اي دارند. شكل عمومي آنها به صورت قوسهاي طويل و به عرض چندين صد كيلومتر است. كلمه «چين» كه همراه نام آنها ذكر مي شود، به خوبي طبيعت اين كوهها را مي نماياند بدين معني كه سنگهاي موجود در آنها، تحت تأثير نيروهاي تكتونيكي، چين خوردگي پيدا كرده اند و غالباً اين چين خوردگي ها، حالت درهمي را دارست. هرچند در اين دسته كوهها، پديده اصلي، چين خوردگي است، ولي تأثير عوامل و پديده هاي ديگر، نظير فعاليت هاي آتشفشاني، دگرگوني و گسله ها را نيز در آنها مي توان مشاهده كرد. از جمله اين فرم كوهها مي توان كوههاي آپالاش، آلپ، اورال و هيماليا را نام برد.

در اين كوهها غالباً طبقات رسوبي چين خورده فوق العاده ضخيمي را مي توان مشاهده كرد كه گاهي ضخامتشان به 15000 متر نيز مي رسد و طبعاً بايستي انتظار داشت كه رسوب چنين طبقات ضخيمي، بايستي در محيط هاي رسوبي ويژه اي انجام گرفته باشد. در زمينه منشأ حوضه هاي مربوط به اين رسوبات مطالعاتي توسط جيمزهال و دانا دانشمندان امريكايي انجام گرفته است. به نظر دانا براي تشكيل چنين رسوباتي لازم است كه همزمان با پر شدن و رسوبگذاري حوضه، كف آن نيز به طرف پايين نشست كند و براي چنين محيط هاي رسوبي وي كلمه ژئوسنكلينال را به كار برد. امروزه ژئوسنكليال ها به عنوان يكي از پديده هاي مهم زمين شناسي شناخته شده اند و مي توان آنها را به صورت حوضه هاي رسوبي اي كه ضخامت رسوباتشان زياد است و كف آنها حركت تدريجي به سمت پايين دارد تعريف كرد.

ب) كوههاي ناشي از فعاليتهاي آتشفشاني: در اكثر كوههاي ناشي از چين خوردگي نيز مي توان آثار فعاليتهاي آتشفشاني متعددي را مشاهده كرد. مثلاً در كوههاي آند، طبقات ضخيمي از سنگهاي آتشفشاني وجود دارد ولي مقصود از كوههاي ناشي از فعاليتهاي آتشفشاني، آنهايي است كه منحصراً توسط آتشفشانها به وجود آمده اند. قسمت اعظم اين نوع كوهها در زير درياها قرار دارند كه در بعضي از آنها (مثل كوههاي هاوايي) قله كوه از آب بيرون آمده است و عده اي ديگر، تماماً در زير آب واقع شده اند.

نوع ويژه اي از اين كوهها، به نام قوسهاي جزيره اي خوانده مي شود. تحت اين نام رشته كوههايي مركب از آندزيت و بازالت جاي مي گيرد كه طولشان گاهي به 2000 كيلومتر و بيشتر مي رسد و جزايري را تشكيل مي دهند. كوههاي آتشفشاني در خشكي ها معمولاً نادر است. مثلاً در ايالات متحده تنها كوههاي كاسكاد از اين نوع نوعند.

ج) كوههاي گسله اي: در بسياري از نقاط زمين كوههاي مجزايي، كه مرتفع تر از زمين هاي اطرافشان اند، ديده مي شود. مطالعه نشان داده است كه در چنين مواردي اين قسمتهاي مرتفع، به وسيله تعدادي گسله عادي- كه لغزش آنها زياد است- از نواحي مجاور بالاتر قرار گرفته اند و چنين كوههايي به نام كوههاي گسله اي خوانده مي شود. در اين كوهها غالباً مي توان آثار چين خوردگي هايي را كه قبل از تشكيل گسله وجود داشته است، مشاهده كرد.

فازها و مراحل كوه زايي: همانطوري كه گفتيم، حركات كوه زايي در طول تاريخ زمين شناسي، طي زمانهاي محدود و مشخصي انجام گرفته است. مراحل اصلي كوه زايي به ترتيب قدمت عبارتند از:

الف) مرحلة كوه زايي هورونين: كه در اواخر پركامبرين به وقوع پيوسته و از كانادا تا انگلستان ادامه داشته است.

ب) مرحلة كوه زايي كالدونين: كه طي دوره سيلورين به وقوع پيوسته و در اثر آن كوههايي در انگلستان و شبه جزيره اسكانديناوي به وجود آمده است.

ج) مرحله كوه زايي هرسي نين: كه طي دوره هاي كربونيفر تا پرمين به وقوع پيوسته و اثرات آن در امريكا، انگلستان، فرانسه و شمال افريقا باقي است و از جمله آنها مي توان كوههاي آپالاش و اورال را نام برد.

ه‍( مرحله كوه زايي آلپي: فاز اول اين كوه زايي در دوره كرتاسه اتفاق افتاده و طي آن كوههاي سيبري، چين و مالايا به وجود آمده است.

در فاز دوم كوه زايي آلپي، كه در اليگوسن اتفاق افتاده، كوههاي رشوز و آند در امريكا، پيرنه، آلپ، كارپات و ارتفاعات يونان در اروپا و كوههاي قفقاز، البرز، زاگرس، هندوكش، هيماليا، بيرماني و هندوچين در آسيا به وجود آمده است.

فاز سوم اين كوه زايي از پليوسن شروع شده و تا اوايل دوره كواترنر ادامه داشته است.

منابع

1. مطالعه آتشفشانها؛ دانشگاه تهران 1347

3. سايت اينترنتي www.daneshnameh.roshd.ir