تقديم به پدر و مادر عزيزم..،
که وجودشان برايم همه مهر بود و وجودم برايشان همه رنج و زحمت.. توانشان رفت تا به توانايي رسم ومويشان سپيد گشت تا رويم سپيد ماند..

سپاسگذاري :
اول سپاسم از خداي بزرگ است که هرآنچه که به ما ارزاني داشته است لطف بي پايان اوست. پس از سپاس فراوانم به درگاه پروردگار از استاد گرامي ام جناب آقاي دکتر خليل سرکاري نژاد تشکر مي کنم که به خاطر راهنمايي هاي ارزنده ايشان اين رساله به انجام رسيد. از جناب آقاي دکتر علي فقيه که سمت مشاور اينجانب را برعهده داشتند کمال تشکر وقدرداني را دارم. از آقاي دکتر رئيسي که زحمت داوري اين جلسه را برعهده دارند و از جناب آقاي دکتر اعتمادي نيز به عنوان نماينده تحصيلات تکميلي حاضر در اين جلسه که به اين جلسه رسميت بخشيدند تشکر ميکنم ، از تمامي دوستان وهمکلاسيهاي گرامي که در انجام اين رساله ياريم دادند نيز تشکر و قدرداني ميکنم و در آخر از مهمترين گنجينه هاي زندگيم، پدر و مادر عزيزم که تا به اين مرحله ياريم کردند وهمواره همراهم بودند نيز تشکر و قدرداني فراوان دارم.

به نام خدا

وزارت علوم تحقيقات و فناوري دانشگاه شيراز
دانشکده علوم پايه
بخش علوم زمين
عنوان پايان نامه : بررسي ساختاري و ريزساختاري گنبد نمکي جهاني واقع در منطقه فيروز آباد
به کوشش: فاطمه موحدي
پايان نامه
(ارائه شده به تحصيلات تکميلي به عنوان بخشي از فعاليت هاي تحصيلي لازم براي اخذ درجه کارشناسي ارشد)
در رشته :
زمين شناسي “گرايش تکتونيک”
از دانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران

چکيده:
زمين شناسي ساختاري شاخه اي از علوم زمين است که بيش از يک دهه است که به آن توجه خاصي مي شود. نمک سنگي است که ويژگي ها ورفتاري متفاوت نسبت به اکثر ديگر سنگها دارد. عموماً نمك نقشي واكنشي در ناحيه تحت نفوذ ميدان تنش تكتونيك ناحيه اي بازي مي كند. گنبد هاي نمکي مناطق دگرشکلي منحصر به فردي را براي بررسي هاي ساختاري و ريز ساختاري به نمايش ميگذارند. گنبد نمکي جهاني يکي از فعالترين گنبدهاي نمکي در زاگرس است که برروي گسل کره بس قرار دارد. اين گنبد نمکي جزء نمکشارها و گنبدهايي است که تحت تأثير فرآيند جريان يافتن کانالي (Channel flow) ايجاد شده و همزمان با کوهزايي و چين خوردگي ناحيه زاگرس ايجاد شده و طبقه بندي ميشود. اين گنبد در تاقديس خارتو ديده ميشود و در جهت عمود بر محور چين خوردگي شکل گرفته است و تحت تأثير سامانه هاي فشارشي ايجاد شده است. بررسي هاي ميداني و آزمايشگاهي بر روي اين گنبد و ترسيم نقشه هاي زمين شناسي و ساختاري نشان دهنده ي اين است که اکثر ساختارهاي مشاهده شده در منطقه جهتي موازي با امتداد کشيدگي کمربند کوه زايي زاگرس دارند. بررسي هاي جنبش شناختي و واکاوي عدد تاوايي جنبش شناختي نشان دهنده ي غالب بودن مولفه ي برش محض بوده (61 درصد) و جريان نمک تحت تأثير نيروي شناوري نمک قرار گرفته است. مکانيسم باز بلورش ديناميکي و انحلال فشارشي در اين گنبد سيماي بيروني را تحت تأثير قرار داده و برگوارگي هايي يافتني را در اين گنبد ايجاد کرده است که با بررسي هاي برگوارگي و به تبع آن خطوارگي ها در اين گنبد جهت جريان نمک و جهت کرنش و نوع آن در قسمت هاي مختلف اين منطقه مشخص شده و نشان از اين موضوع دارد که جريان نمک در اين گنبد بيشتر به سمت جنوب منطقه بوده و نوع کرنش در منطقه با توجه به خط سير برگوارگي ها در منطقه، ساختار بيضي شکلي داشته است و کرنش از نوع ناهم محور (Non coaxial) است. بررسي روش هاي فراي وRf /? در منطقه هم خواني و تطابق خوبي از خود نشان ميدهد و نشان از غالب بودن نيروي شناوري و افزايش استرين محدود در قسمت هاي بيروني گنبد نسبت به قسمت هاي مرکزي و دياپير گنبد است.

مقدمه :

زمين شناسي ساختاري شاخه اي از علوم زمين است که بيش از يک دهه است که به آن توجه خاصي مي شود. اين پيشرفت سريع به چند دليل به وجود آمده است : اول اينکه سنگ به طور طبيعي دچار تغيير شکل شده ودر سطح زمين به عنوان رخنمون ديده مي شود که شامل محدوده بسيار کوچکي خواهد بود که با سامانه هاي تغيير شکل کوهزايي در مقياس بزرگ در ارتباط است به همين دليل عاقلانه به نظر مي رسد که زمين شناسان علاقمند به زمين شناسي ساختاري در مقياس بزرگ پوسته زمين بايد ازساختارهاي کوچک مقياس شروع کنند. و اين محقق را قادر مي سازد که براي بررسي ساختارهاي بزرگ مقياس درک درستي داشته باشد. بنابراين ساختارهاي کوچک مقياس سر آغازي براي درک چگونگي ساختارهاي بزرگ مقياس زمين شناسي هستند. (Ramay and Huber, 1983)
نمک سنگي است که ويژگي ها ورفتاري متفاوت نسبت به اکثر ديگر سنگها دارد. حتي در جايي كه نمك لايه اي نازك باشد كنترل كننده ي سيماي ساختاري وافزايش وسعت ناحيه دگرشكل شده است، زيرا تمايل به فعال بودن مثل يك سطح جدايشي دارد. اين موضوع اشاره براين دارد که زماني که توالي هاي رسوبي محتواي سنگهاي دگرشکل شده اند، آنها با گسترش ويژگي هاشان ميتوانند منظره ي مجذوب کننده اي را پديد آورند. عموماً نمك نقشي واكنشي در ناحيه ي تحت نفوذ ميدان تنش تكتونيك ناحيه اي بازي ميكند. ساختارهاي وابسته به نمک براي زمين شناساني که درناحيه هاي کششي يا انقباضي کار مي کنند اهميت زيادي دارند زيرا ايالت هاي سنگ شناختي زيادي هستند که شامل لايه هاي نمکي اند بوسيله تکتونيک نمک دگرشکل شده اند. ( Fossen‚ 2010 )
لايه هاي نمك در توالي هاي رسوبي مي تواند شامل هاليت خالص باشد اما عموماٌ شامل مواد اظافي، انيدريت قابل توجه و‍‍ ژيپس و مواد رسي است که همراه نمک هستند. لايه هاي نمك از بخش هاي ريزي از ستون چينه شناسي در تعداد زيادي از حوضه هاي رسوبي از جمله حوضه هاي كراتوني، فروبومي، و حوضه هاي حاشيه هاي غير فعال و (foreland ) اند و نقش مهمي را در توالي هاي رسوبي و نمك گونه كه دگرشكل شده و رخنمون يافته اند بازي مي كند. پشته هاي نمکي، پيلوها، دياپيرها و حتي نمکسارهاي نمکي ساختارهاي خاصي اند که در محيط هاي زيادي حائز اهميت اند (Fossen‚ 2010 ).
اغلب سنگها تحت ت‍‍أثير نيروهاي جانبي بسيار قوي ولي بسيار تدريجي آن هم در طول زمان هاي زمين شناسي كه در اثرحركت صفحات زمين شكل مي گيرد و دچار خزش شده و رشته كوهها را ايجاد مي نمايد در حالي كه نمك تحت تأثير نيروهاي گرانشي دچار جريان مي گردد (قنبريان، 1386).
گنبدهاي نمکي يکي از اسرار آميزترين پديده هاي زمين شناسي ومورفولوژيکي در دنياي امروزي به شمار مي روند. حدود 200 گنبد نمکي در جنوب غرب رشته کوههاي زاگرس و خليج فارس وجود دارد که سنگ هاي آنها به نام سري هرمز يا سازند هرمز نامگذاري شده است. گنبدهاي نمکي مربوط به سازند هرمز چين هاي زاگرس را بدون داشتن جهت خاصي سوراخ نموده اند و خود را به سطح زمين رسانده اند. اين گنبدهاي نمکي با رسوبات دوران سوم کرتاسه و به طور محلي بارسوبات ژوراسيک برخورد دياپيري داشته اند بنابراين سن آنها ازژوراسيک قديمي تر است. به طور کلي سن اين تشکيلات را به پروتروزوييک واينفرا کامبرين نسبت مي دهند وآن را هم ارز تشکيلات سلطانيه در شمال ايران مي دانند.

بخش اول:
چيزي حدود 60 درصد منابع هيدروکربني جهان به تله هاي وابسته به ساختارهاي نمکي اختصاص دارد (Talbot, 1997). شکل (1-1) مثالي از محيط کافتي را نشان مي دهد، جايي که لايه نمک Zechstain پرمين با وسعت صدها کيلومتر توسعه پيدا کرده اند. اين مقطع به طور واضح نشان داده است شکل هاي نمک عمدتا درون مراکز دايره اي يا بيضوي نماي نقشه تغيير شکل داده است. نمک در اين مقطع تغييرشکل داده است (جريان پيداکرده است). ما واژه تکتونيک نمک را زماني به کار ميبريم که نمک در تغيير شکل با وسعتي که بطور مهم در نوع، هندسه، موقعيت و وسعت ساختارهاي دگرشکلي بوجود آمده درگير شده است.

شکل 1-1 : مقطع عرضي (خط لرزه اي تفسير شده)، ميان چندين ساختارنمکي جنوب درياي شمال. براساس کاري از Zanella و همکاران (2003) و اقتباس شده از (Fossen, 2010).

سنگ نمک يکي از کانه هاي استثنايي در کره زمين است زيرا در بسياري از فرآيندهاي حياتي و غيرحياتي نقش تعيين کننده اي را بازي مي کند. زمين شناسي مربوط به نمک و تأثير آن برشکل گيري کمربندهاي کوهزايي است که حاصل دگرريختي پوشش رسوبي پوسته زمين با، يا بدون درگير شدن بخش کريستالين آن ( که در قاعده پوشش رسوبي آن قرار دارد و به آن پي سنگ گفته مي شود) است و از موضوعات جديد در علم زمين شناسي محسوب مي شود. مهمترين تحولات از ديدگاه زمين شناسان درباره نقش نمک در دگرريختي پوسته زمين به اوايل دهه 1980 ميلادي بر مي گردد.
تاکنون بيش از 12 کمربند کوهزايي در جهان شناسايي شده که در آنها، نمک ولايه هاي نمکي در ميان و يا قاعده رسوبات در حال دگرريختي حضورداشته و درگير بوده است. اين درحالي است که کمربندهاي کوهزايي ديگري نيز وجود دارند که در آنها، لايه هاي نمک درگير نيستند و يا گسترش وضخامت چنداني ندارند. بررسي هاي زمين شناختي انجام شده روي کمربندهاي کوهزايي داراي لايه هاي نمکي و انواع بدون لايه هاي نمکي نشان داده است که آنها داراي خصوصيات کاملاٌ متمايزي هستند. اين تفاوت ها نه تنها از نظر زمين شناسي که به عنوان مخازن نفت وگاز تلقي مي شوند و در بررسي هاي مربوط به اکتشافات نفتي نقش مهمي دارند. ايران زمين، با توجه به داشتن کمربندهاي کوهزايي متعدد و نيز منابع هيدروکربني فراوان موجود درآنها، از اهميت فراواني در زمين شناسي ساختاري ونفت برخوردار است. از نظر زمين شناسي اين نکته اهميت دارد که بسياري از اين منابع هيدروکربني در ارتباط مستقيم و يا غيرمستقيم با لايه هاي نمکي درگير با دگرريختي پوسته زمين هستند. نقش نمک در دگرريختي و پوشش رسوبي پوسته که از آن تحت عنوان تکتونيک نمک ياد مي شود، در ايران از اهميت زيادي برخوردار است. در بسياري از موارد، پي جويي واکتشاف نفتي در کشور ونقش آن در اکتشافات نفتي درکشور، بدون آگاهي از تکتونيک نمک، کاري ناممکن و بسيار پرهزينه و احتمالاٌ ناموفق خواهد بود.
با وجود اهميت بالاي آگاهي از تکتونيک نمک ونقش آن در اکتشافات نفتي در کشورمان، متاسفانه زمين شناسان متخصص که با آخرين يافته هاي زمين شناسي وتکتونيک نمک آشنا باشند وجود ندارند ويا انگشت شمارند. براي آگاهي از نقش نمک در تحول کمربندهاي کوهزايي لازم است تا خصوصيات سنگ نمک ورفتار آن تحت شرايط فيزيکي وشيميايي دانسته شود. به اين منظور در آغاز بخش کوتاهي حاوي خصوصيات مکانيکي نمک ارائه شده است وسپس تاثير آن در دگرريختي پوشش رسوبي در شرايط کششي وفشارشي ارائه خواهد شد.

1-2) خصوصيات بنيادي نمک :
همانطور که اشاره شد، نمک چگالي کمتري در مقايسه با بسياري از سنگ دارد. از سوي ديگر، نمک در بسياري از موارد در قاعده مجموعه هاي رسوبي قرار دارد و به علت سبک بودن تمايل دارد به جاي آنکه زير رسوبات باشد، به خاطر ناپايداري ثقلي به هر نحو که شده خود را به بالاي رسوبات برساند تا سامانه از نظر فيزيکي به تعادل برسد. در حقيقت اين ناپايداري ناشي از واژگوني ثقلي در سيستم آب/ روغن ونيز رسوبات غير نمکي / نمک است. اين تمايل مکانيکي باعث مي شود تا با فراهم شدن ساير شرايط مورد نياز براي صعود، نمک به صورت يک فواره در ميان رديف سنگ هاي رسوبي که روي آن قرار دارند، به طرف بالا حرکت کند. اين صعود باعث تشکيل ساخت هاي متنوعي ميشود.

شکل1-2. دياگرام خصوصيات مکانيکي نمک وساير کاني ها. محور افقي نمايانگر مقاومت فشاري کاني ها (برحسب ميليون پاسکال) ومحور قائم ، سمت چپ، عمق دفن برحسب کيلومتر ودر سمت راست، حرارت (برحسب درجه سانتي گراد) را نشان ميدهد. در اين دياگرام، نمک از تمامي کانه ها مقاومت کمتري دارد ودر اعماق حدود 5 کيلومتري به سهولت جريان ميابد. (and Engelder, 1987 Davis)

1-3) نقش نمک در تکامل کمربندهاي کوهزايي:
نهشته هاي نمکي تنها به خاطر تشکيل ساخت هاي نمکي مورد توجه زمين شناسان نيستند. چرا که نمک به خاطر ويژگي هاي مکانيکي استثنايي که در مقايسه با ساير رسوبات دارد، مي تواند طي دگرريختي مجموعه هاي رسوبي در برگيرنده اش، چه در طي کشش، و چه در طي فشارش به گونه اي تعيين کننده روي سبک دگرريختي ( براي مثال تعداد گسل خوردگي ها يا گسترش وسرعت دگرريختي ) اثر بگذارد. مطالعات زمين شناسي و مدل سازي نشان ميدهد حضور و عدم حضور نمک در قاعده رسوبات هنگام دگرريختي به دو گونه متفاوت از سبک و شيوه دگرريختي در رسوبات منجر ميشود که تأثير آن در پستي وبلندي و مقطع عرضي منطقه دگرريخت شده، به خوبي منعکس ميگردد. به طور ساده، هنگامي که نمک در قاعده رسوبات قرار دارد، وجود فشار همه جانبه سنگهاي رويي وحرارت ناشي از گراديان زمين گرمايي باعث ميشود، باتوجه به خصوصيات مکانيکي استثنايي نمک، اين ماده کاملاٌ نرم شود و حالت خميري پيدا کند. در اين شرايط، نمک همانند لايه اي از روغن در ميان سطح تماس بين دو جامد صلب (رسوبات رويي وپي سنگ) عمل ميکند. يعني باعث مي شود، اصطکاک ميان آنها به حداقل ممکن برسد. به علاوه ميزان اصطکاک موجود در سطح تماس بين دو جامد (به عنوان مثال) توسط ضخامت لايه روغن و ترکيب آن (کيفيت ماده صيقل دهنده) کنترل ميشود. هرچه لايه نمک ضخيم تر ويا ناخالصي آن کمتر باشد اصطکاک بين طبقات رويي وزيرين نهشته نمکي کاهش بيشتري مييابد. بدين ترتيب، باتوجه به حضور وعدم حضور نمک در قاعده رسوبات، ميتوان دو نوع منطقه دگرريختي تعريف کرد :
” مناطق با اصطکاک قاعده اي ” و ” مناطق بدون اصطکاک قاعده اي “.
امروزه مناطق متعددي که تحت کشش و يا فشارش قرار دارند شناسايي شده اند که در قاعده رسوبات آنها نمک وجود دارد. مقايسه اين مناطق ( براي مثال تحت فشارش ) داراي قاعده بدون اصطکاک با نوع داراي قاعده اصطکاکي نشانگر آن است که انواع اخير داراي پهناي (در راستاي فشارش) کمتري هستند و ساخت هاي چين خورده داراي طول موج کوتاه ، ارتفاع زياد و محور چين ها بسيار طويل است و چين ها بصورت کاملاٌ فشرده در کنار يکديگر قرار گرفته اند. آزمايشات همانند سازي و مطالعات زمين شناسي نيز نشان ميدهد که در مناطق تحت کشش دگرريختي در پوشش رسوبي اصولاٌ توسط ميزان اصطکاک در قاعده آنها کنترل ميشوند. جايي که نمک زير رسوبات قرار دارد، دگرريختي در منطقه وسيع تري توزيع ميشود. ساخت هاي گنبد نمکي به خوبي رشد ميکنند و تعداد گسله ها کمتر و شيب و فواصل آنها بيشتر است ( Bahroudi et al., 2003 ). در ارتباط با اثر نمک در پيکر بندي و هندسه کمربندهاي کوهزايي احتمالاٌ زاگرس يکي از بهترين مثالهاي شناخته شده در دنياست. (Davis & Engelder, 1985, 1987; Talbot & Alavi, 1996; Koyi et al., 2000; Cotton & Koyi, 2001 ; Bahroudi & Koyi, 2003)
1-4) مختصري از زمين شناسي زاگرس
کمربند زاگرس به صورت رشته کوههايي با طول حدود 2000 کيلومتر با روند عمومي شمال غرب- جنوب شرق در ناحيه ي جنوب وغرب کشور به عنوان بخشي از کمربند بسيار بزرگ آلپ- هيماليا قرار دارد. اين کمربند در اثر برخورد صفحات تکتونيکي ايران مرکزي وعربستان طي دوران سنوزوييک تا عهد حاضر حاصل شده است. اين کمربند امروزه در حال کوتاه شده با نرخ 9-11 ميلي متر در سال است. پهناي اين کمربند 200-350 کيلومتر است وهرروز داراي فعاليت زمين لرزه اي است. پوشش رسوبي اين کمربند که روي يک پي سنگ قديمي ( شامل سنگ هاي دگرگوني و آذرين با سن پرکامبرين که قابل مقايسه با سپر پرکامبرين عربستان در مکه است نهشته شده، داراي ضخامت تقريبي 10-14 کيلومتر است. در مرز تماس بين پوشش رسوبي و پي سنگ زاگرس، يکي از ضخيم ترين نهشته هاي نمکي دنيا قرار دارد که آن را ” سري هرمز” مينامند (Bahroudi , 2003).
گسترش نمک هرمز در تمام زاگرس يکسان نيست و به نظر مي رسد که در مناطقي از کمربند چين خورده- رانده، ضخامت آن بسيار کم شده و يا اصولاٌ نهشته نشده است. محدوده ي گسترش نمک در زاگرس براساس وجود ساخت هاي نمکي (بيرون زده يا پنهان) آن مشخص ميشود. کمربند زاگرس براساس خصوصيات زمين شناسي و دگرريختي به مناطق متفاوتي تقسيم ميشود که مهمترين آنها از شرق به غرب در طول کمربند عبارتند از :
A) ناحيه لارستان که شامل گنبدهاي نمکي فراوان از سري هرمز مي شود. پهناي منطقه دگرريختي 350 کيلومتر است.
B) منطقه پلاتفرم فارس (Fars platform) که داراي هيچ گونه گنبد نمکي نيست. عقيده عمومي برآنست که در اين منطقه، ضخامت نمک هرمز يا خيلي کم است يا اصلاٌ وجود ندارد. بررسي هاي اخير نشان ميدهد که در اين ناحيه، پهناي منطقه دگرريختي در مقايسه با نواحي اطراف کاهش مييابد.
C) منطقه منگورک- کازرون داراي ساختارهاي متعددي است. اين بخش و منطقه لارستان در شمال پلاتفرم فارس بهم مي پيوندند. منطقه منگورک- کازرون در غرب خود به وسيله گسله معروف امتداد- لغز کازرون، از مناطق ايذه در شمال وفرو افتادگي دزفول در جنوب جدا ميشود.
D) منطقه ايذه ناحيه اي با دگرريختي بسيار شديد است و در آن ، ساخت هاي چين خورده بسياري وجود دارد که به صورت متراکم در کنار هم قرار گرفته اند. در اين ناحيه ساخت هاي نمکي هرمز نيز شناسايي شده اند.
E) به طرف جنوب، يعني فرو افتادگي دزفول (استان خوزستان) ديگر نه ساخت نمکي شناسايي شده و نه دگرريختي به شدتي است که در منطقه ايذه وجود دارد.
F) به طرف غرب منطقه ساختاري ديگري به نام لرستان وجود دارد که در آن، ساخت نمکي از هرمز شناسايي نشده وناحيه دگرشکلي در آن، در مقايسه با شرق پهن تر است. براي تشکيل چنين مناطقي، نظرات متفاوتي ارائه شده است که در آن ها، نقش نمک در اين ارتباط چندان مورد توجه قرار نگرفته است. (Bahroudi , 2003).
ارتباط گنبدهاي نمکي با کوهزايي :
دياپريسم در جنوب ايران در ارتباط با پديده هاي کوهزايي به سه دسته اصلي تقسيم مي شود :
A) دياپيرهايي که قبل از کوهزايي و کوتاه شدگي پوسته زمين به سطح رسيده اند. اين نوع گنبدها کوچک بوده وغالباٌ درجهاتي به موازات محور چينها کشيدگي حاصل کرده اند. گنبدهاي فوق غالباٌ در ناوديس ها ديده ميشوند.
B) گنبدهايي که همزمان با کوهزايي وچين خوردگي ناحيه ايجاد شده اند. اين گنبدها بيشتر در تاقديس ها ديده مي شوند و در جهت عمود برمحور چين خوردگي کشيدگي حاصل کرده اند.
C) دياپيرهاي بعد از کوهزايي که اين گنبدهاي نمکي داراي مقطع دايره اي و اغلب تاقديس ها را سوراخ کرده اند (Bahroudi , 2003) .

1-5) سازوکارتشکيل گنبدهاي نمکي :
در حوضه هاي نسبتاٌ کم عمقي که چرخه ي آب آنها محدود است وتبخير آب آن حوضه موجب تراکم نمک و اشباع آن و در نهايت رسوب آنها مي گردد، نمک ته نشين مي شود. چنين شرايطي که منجر به تشکيل رسوبات پهناور وگسترده ي نمک مي شود در اولين مرحله تشکيل حوضه هاي رسوبي بعد از کافتش يا ريفتينگ و تشکيل کافت وراه يافتن آب اقيانوس به آن و قبل از تبديل کافت به يک اقيانوس باز فراهم مي گردد. بنابراين نمک در قاعده ي يک مقطع از رسوبات دريايي قرار مي گيرد (Twiss and Moore, 1992).
درست همانند نمک هاي سري هرمز که در قاعده رسوبات چگالتر قرار گرفته است. با انباشته شدن رسوبات دريايي همراه با گسترش حوضه ي اقيانوسي بار زمين ايستايي بر روي نمک افزايش ميابد. رسوبات ابتدا وزن مخصوصي کمتر از نمک دارند، اما با گذشت زمان در اثر دياژنز و فشردگي، چگالتر از نمک ميشوند، اين در حالي است که نمک فشردگي ناپذير است و ساختارهاي بلوري آن در اثر فشار تغيير نميکند و در نتيجه نمک با وزن مخصوص حدودg/cm3 2.165 در زير سنگهاي ضخيم چگالتر قرار ميگيرد. البته ناخالصي هاي نمک مانند ژيپس و انيدريت داراي وزن مخصوص2.60 g/cm3 قرار گرفته اند و اين ترتيب قرارگيري ناپايدار است و نيروي وزن لايه اي فوقاني با توجه به ميانگين چگالي روباره ونمک باعث شناوري نمک شده و نمک به سمت بالا حرکت مي کند. و اين جريان نمک در همه جا يکسان نيست و بسته به عواملي همچون زمين ساخت يا تکتونيسم، ترکيب شيميايي نمک، ناخالصي ها، جنس لايه هاي فوقاني تغيير ميکند (Ala, 1974).

1-6) مشخصات نمک :
نمک ويژگيهاي رئولوژي وفيزيکي دارد که آن را از ديگر سنگها متمايز مي کند. لايه هاي نمکي در توالي هاي رسوبي مي تواند شامل هاليت خالص باشد، اما عموماٌ شامل مواد اظافي، انيدريت قابل توجه، ژيپس ومواد رسي باشد. هاليت خالص چگالي نسبتاٌ پاييني حدودآ g/cm3 2.16 دارد درحالي که چگالي نمک خالص اندکي بالاتر است. اين چگالي از اکثر سنگهاي کربناته کمتر است اما باز هم چگالتر ازرسوبات سنگ شده است. با مقايسه چگالي دياپريسم هاي نمک باتوجه به اختلاف فشار بين نمک و رسوبات متخلخل رانش ميابد. نمک بطور کاربردي هيچ تخلخلي حتي در عمق دفن کم ژرفا ندارد و تقريباٌ تراکم ناپذير است و بنابراين با افزايش عمق دفن چگالي آن افزايش نخواهد يافت. اين ويژگي نسبت به اکثر سنگهاي رسوبي در جايي که فشارش (انقباض) اهميت دارد بسيار متفاوت است. بنابراين چنانچه رسوبات به طور فيزيکي و شيميايي در طي دفن منقبض شود، چگالي با افزايش عمق دفن افزايش ميابد بنابراين يک وارونگي چگالي (لايه چگال زيرين با يک لايه کم چگال) از انقباض وفشارش حاصل از بار بالايي ناشي ميشود که چگالتر از نمک ميشود. در اين نقطه بطور جاذبه اي وضعيت ناپايداري برقرار مي شود که ميتواند باعث جريان نمک به سمت بيرون شود. اينکه در چه عمقي ميتوان وارونگي چگالي وشناوري نمک را انتظار داشت به منحني فشارش وابسته است که اين خود به مشخصات رسوب و سرعت دفن بستگي دارد (سرعت رسوبگذاري) (Fossen, 2010).
شارش شناختي نمک (Salt Rheology) :
نمک سنگي ضعيف با مقاومت بتن در سطح است و بسيار ضعيف تر از هر سنگ رسوبي ديگر است. چگالي نمک با عمق تغيير نميکند، نمک تقريباٌ تراکم ناپذير است بنابراين چنانچه ديگر رسوبات تحت فشارش چگالتر شوند ، يک وارونگي چگالي معمولاٌ در عمق 1-1.5 کيلومتري اتفاق مي افتد. بارگذاري نمک توسط رسوبات نهشته شده باعث ايجاد فشار سيال ميشود که سبب حرکت نمک به سمت مناطق فشار پايين ميشود. ساختارهاي نمکي شامل گنبد يا گلوله اي شکل ويژگيهايي به نام دياپيرها وب سياري از انواع ديگر ويژگي ها )ديوارها ، sheet ها / nappe ها وغيره( هستند. در مناطقي که نمک خارج شده است پس از آن حوضه هايي ايجاد ميشود که از رسوبات اظافي پر ميشود که به فروحوضه ها (Mini basins) معروف هستند. هنگامي که کف فروحوضهها (mini basins) درون بخش نمک فرو ميرود و بخشي از آن که در حال حرکت است متوقف ميشود به نام جوش نمک ) (Salt weld خوانده ميشود. که در شکل زير به صورت دو نقطه نشان داده شده است.

شکل1-3.

6-1-1) مکانيسم هاي دگرشکلي :
سه مکانيسم دگرشکلي، دگرشکلي نمک را کنترل مي کنند (Schelder et al., 2004) :
A) انتشار مرطوب (Diffusion wet) : انتشار مرطوب در جايي که کاني ها حل شده ودر طول مرزهاي دانه اي انتقال يافته باشند اتفاق مي افتد که يک غشاي نازک مايع معني مي دهد. چيرگي مکانيسم دگرشکلي را زماني که درصد کمي آب در نمک وجود داشته باشد شامل ميشود بنابراين در انتشار مرطوب، انتقال در طول مرزهاي دانه اي و ناحيه سطحي با کاهش اندازه دانه افزايش مييابد. انتشار مرطوب به طور کلي سريعتر و فرآيند مهمتري مهمتر در نمک خوب دانه بندي شده نسبت به نمک درشت دانه است. نرخ استرين پايين و استرس هاي تفاضلي به انتشار مرطوب کمک ميکنند. در نمک خشک که مايعي وجود ندارد انتقال مواد متفاوت است (Fossen, 2010).
B) خزش جابجا شدگي (Dislocation creep) : در نمک هاي خشک که داراي درصد کمي سيال هستند بيشتر ديده مي شود و مکانيسم اصلي دگرشکلي است مگر آنکه نمک بسادگي گسيخته باشد (نمک خشک در سطح يا نزديک سطح). هريک از اين دو مکانيسم دگرشکلي بسادگي در نمک فعال ميشوند و اين بخاطر مقاومت تسليم کم نمک و جريان يافتن آنست. فرآيند هاي مختلف، نرخ حرکت جابجاييها را متاثر مي کند و بنابراين سبب نرخ هاي مختلف دگرريختي در پاسخ به تنش هاي اعمال شده مشابه مي شوند که براي برخي از تفاوت هاي مشاهده شده در رئولوژي در نظر گرفته مي شود. هرچه تراکم جابجاييها بيشتر باشد، حرکت براي هر جابجايي مشکل تر ميشود و بنابراين تنش بيشتري براي مجبور کردن جابجاييها که بلغزند و براي ايجاد جابجاييهاي بيشتر مورد نياز است. اين فرآيند Work- hardening است (Fossen, 2010). در نمک دگرشکل شده سرد (cold) و داراي استرس بالا مکانيسم Cold- working اتفاق مي-افتد (Schelder et al., 2004 ). در دماهاي پايين و يا تنشهاي بالا، دگرريختي نوردپذير جامدات بلورين غالباٌ بوسيله لغزش جابجاييها در سرتاسر شبکه رخ مي دهد فرآيندي که Cold- working ناميده ميشود. مقاومت در برابر حرکت جابجاييها تا اندازه اي از خود شبکه ناشي مي شود (Fossen, 2010).

هريک از دو مکانيسم دگرشکلي به سادگي در نمک فعال ميشوند و اين به خاطر مقاومت تسليم کم نمک و جريان يافتن آنست.
C) بازبلورش ديناميکي (Dynamic recrystalization) : بازبلورش به طور کلي عبارتست از جانشيني چند ذره کوچکتر در يک ذره ديگر، يا به يک منطقه پلي کريستالين که در آنجا تعداد، شکل يا جهت يافتگي ذرات عوض شده باشد. بازبلورش با تغيير شکل همراه است و غالباٌ توسط ويژگي هاي استريني، دانه هاي طويل شده، ساختارهاي ريز دانه و مرزهاي دانه اي مضرس مشخص مي شود. در دماهاي پايين بازبلورش ديناميکي مهمتر از بازبلورش ايستائي است که گاهي اوقات به بازبلورش ديناميکي بازبلورش همزمان با تکتونيک هم ميگويند. معمولاٌ متمايز کردن بازبلورش ايستائي و ديناميکي از يکديگر ساده نيست بخصوص اگر اثرات بازبلورش ايستائي به واسطه تغيير شکل بعدي تغيير يابد يا بلوغ بافتي منجر به تغيير اثرات بازبلورش ديناميکي شود. در زير به توضيح دو مکانيسم در ارتباط با بازبلورش ميپردازيم :
a) بازبلورش چرخشي :Drury and Urai )1990( تشکيل مرز ذرات با زاويه بزرگ را نتيجه بازبلورش چرخشي ميدانند. بنابراين اين بازبلورش فقط در ارتباط با تشکيل و تحول موزاييک ريز دانه هاست و به همين علت جهت آنها با جهت اصلي دانه بزرگتر فرق مي کند و حتي نسبت به هم نيز چرخيده اند.
b) بازبلورش مهاجرتي : Drury and Urai )1990( اين بازبلورش را به صورت تغيير مکان مرز دانه تعريف مي کنند. اگر ريز دانه ها زياد باشند برخلاف ريز دانه هاي خيلي مشخص در بازبلورش چرخشي تفاوت جهت يافتگي در اين نوع بازبلورش ناچيز است. ويژگي ديگر اين نوع بازبلورش هم بعد بودن ذرات و زاويه دوسطحي 120 درجه است (Shelley, 1993).
1-6-2) دياپريسم نمک، هندسه وجريان نمک :
حجم هاي نمک داراي شکل هاي هندسي متفاوتي شناخته ميشوند، ازساختارهاي کشيده (باريک) که با عنوان تاقديس هاي نمکي (Salt anticline) شناخته ميشوند تا نمک هاي بالشي(Salt pillow) و ساختارهاي متمرکز مثل استوانه هاي(Salt stock) نمکي. اگر چه اکثر اين ساختمانها بطور بي قاعده اي به دياپيرها بر ميگردند اما نام هاي گوناگوني دارند.

شکل 1-4. انواع مختلف ساختمانهاي نمک، نام وهندسه آنها. بلوغ ساختارها از قسمت مرکزي به سمت چپ وراست افزايش ميابد

1-6-3) ساختارهاي نمکي:
تاقديس نمکي (Salt Anticline) : ساختار زنگي شکل فشارشي که داراي هسته ي از نمک است که به وسيله يک رژيم تکتونيکي فشاري ايجاد شده و مترادف تاقگون هاي نمک که توسط رژيم تکتونيکي کششي ايجاد مي شوند نيستند.

شکل 1-5. مقايسه تاقديس و تاقگون نمکي. اقتباس از ساختارهاي نمکي (Cramez, 2006).

Salt Evacuation :
جريان و برون راني نمک از لايه نمکي در شرايطي که رژيم تکتونيکي کششي قابل توجهي در منطقه حاکم است، باعث تخليه بار نمکي و طويل شدن روباره ميشود. بنابراين تخليه نمک از يک غلتک باعث طويل شده رسوبات فروديواره و ايجاد يک گسل ظاهراٌ معکوس ( گسل نرمال با هندسه معکوس) ميشود.
حوضه هاي نمکي (Jackson and Talbot, 1991) :
نقشه زير توزيع ساختارهاي نمکي را نشان مي دهد و فقط آن قسمت از حوضه هاي نمکي که تغيير شکل به اندازه اي بزرگ است که پروفايل لرزه اي آن را به صورت برجسته نشان ميدهد به تصوير کشيده شده است و مناطق نمک دگرشکل نشده نشان داده نشده است.

Picture 1-6. Salt provinces are categorized by amount of petroleum production according to AAPG’s classification of sedimentary provinces of the world (St. John and others, 1984). (i) Giant: (2) Sverdrup, (4) Jeand’Arc, (5) Grand Banks, (10) Paradox, (11) East Texas, (12) North Louisiana, (14) Gulf Coast, (18) Salinas, (22) Zipaquira, (31) Cabinda, (32) Gabon, (47)
Aquitaine, (55) Southern North Sea, (56) Northwest German, (57) Northern North Sea, (58) Tromso, (61) Dnepr-Donetz, (62) North Caspian, (64) Tadjik, (68) Zagros, (70) Suez, (71) Arabian, (72) Red Sea East, (74) Oman. (ii) Subgiant: (6) Scotian, (13) Mississippi, (16) Sabinas, (19) Petenchiapas, (23) Takutu, (25) Oriente-Ucayali, (26) Espirito Sant, (27) Campos, (30) Kwanza, (39) Essaoira, (40) Atlas, (41) Pelagian, (46) Cantabrian, (49) Ioninan, (50) South Adriatic, (51) Carpathian, (52) Transylvanian, (63) Great Kavir), (77) Bohai Bay, (79) Bonaparte, (80) Canning, (81) Amadeus. (iii) Nonproductive: (1) Chukchi, (3) Moncton, (7) Georges Bank, (8) Baltimore Canyon, (9) Carolina, (15) South Texas, (17) Sigsbee, (20) Cuban, (21) Haitian, (24) Barreirinhas, (28) Atacama, (29) Neuquen, (33) Liberia, (34) Senegal, (35) Comores, (36) West Somali, (37) Danakil, (38) Red Sea West, (42) Algerian-Alboran, (43) Balearic, (44) Ebro, (45) Jaca, (48) Levantine, (53) Ligurian, (54) Rhodanian, (59) Nordkapp, (60) Yenisey-Khatanga, (65) Tabriz, (66) Yazd-Kalut, (67) North Kerman, (69) Dead Sea, (73) Hadhramaut, (75) Salt range, (76) Qaidam, (78) Jianghan, (82) Woolnough, (83) Officer, (84) Flinders.

Salt Canopy : ساختار دياپيري ترکيبي که توسط ادغام جزئي يا کامل لامپ هاي دياپيري و يا ورقه نمکي تشکيل ميشود. اين اجسام بهم آميخته ممکن است به لايه منبع خود متصل باشند (يا نباشند).

شکل1- 7. salt canopy و اتصال اين ساختارها به لايه منشأ. Rayleigh-Taylor instabilityاين تفسير را رد ميکند. در دراز مدت، براي توصيف اين ساختار، ساختارهاي دياپيري بزرگ (بيشتر از 30 کيلومتر) گسترده اي مطرح شد. با اکتشاف چنين ساختارهايي، به دليل عدم وجود تله قابل توجهي حتي در ساختارهايي که 3 يا 4 برابر خود حوضه بودند با تفسير ساختار تاج پوششي نمک ، پارامتر به تله پتانسيل نفت تغيير داده شد.

نمک جدايشي (Salt Décollement) = Salt Disharmony : ناهماهنگي تکتونيکي و يا سطح جدايشي همراه با يک لايه نمک برجا يا نابرجا. پيوستگي نمک اوليه تشخيص داده شده در قسمت مرکزي، تأکيدي بر عدم هماهنگي تکتونيکي مرتبط با لايه پاييني نمک است. غلتک نمکي روي کف ساختارهاي پيش شناوه (Pre-raft) تشخيص داده ميشوند.
Salt Flowage : جريان نمک جابجايي افقي يا عمودي يک لايه نمکي است که مي تواند تحت تأثير بارگذاري تفاضلي و وارونگي چگالي يا گرانشي اتفاق بيفتد ( Cramez, 2006). بطور کلي زماني جريان در نمک اتفاق مي افتد که متوسط چگالي لايه نمکي از متوسط چگالي روباره کمتر باشد (Fossen, 2010).

شکل 1- 8. Salt Décollement

گنبد نمکي (Salt dome) : اصطلاح دقيقي براي گنبد بالا آمده که شامل يک هسته نمکي مي باشد که ممکن است دياپيري (يعني ناسازگار) باشد يا نباشد وپوششي از يک روباره تغييرشکل يافته دارد ومترادف دياپير ودياپير نمکي است.
شکل 1- 9. در اين خط لرزه نگاري، روباره کاملا تغيير شکل يافته، در حالي که لايه هاي زير نمک به طور عمده تغيير شکل نيافته است. نوسان لايه هاي زيرين نمک ديده مي شود که بوسيله تغييرات جانبي در سرعت لرزه اي روباره نشان داده مي شود. اگثر گنبدهاي نمکي از لايه منشأ جدا شده اند ودرواقع از پيوستگي نمک اوليه جدا شده اند.

Halokines :
واژه اي است درباره حرکات زير سطحي نمک ودگرشکلي دياپيرهاي نمک. دياپير نمک حجمي ازنمک است که بطور شکل پذيري به طرف بالا جريان يافته و بطور ناسازگاري روباره را ميشکافد. جريان نمک وشناوري آن زماني که نمک در عمقي دفن شده باشد که متوسط چگالي روباره اي از چگالي نمک بيشتر باشد اتفاق مي افتد. بطور رئولوژي نمک بطور پلاستيکي در طي بارگذاري حتي در شرايط سطحي تغيير شکل مييابد و صرفاٌ اگر نرخ استرين خيلي افزايش يابد که اين البته به معدن کاري وزلزله ها وابسته است (يا حتي با يک ضربه پتک) نمک گسيخته خواهد شد. در شرايط زمين شناسي نمک به عنوان يک گرانروي کشسان (Visco-elastic) جريان مييابد، مولفه کشسان دگرشکي نمک براي اکثر فرضيه ها ناديده در نظر گرفته ميشود زيرا نرخ تخفيفي کمي را در برمي گيرد و جريان را با مولفه گرانروي نمک در نظر ميگيرند. از ويژگي هاي نمک تحت شرايط زمين شناسي تراکم ناپذيري آنست و اين به اين معناست که ميتواند به عنوان يک سيال در مدلهاي زمين شناسي رفتار کند. نمک داراي مقاومت تسليم خيلي پاييني است و بنابراين به سادگي جريان مييابد (Fossen, 2010).

شکل 1- 10. Halokinesis در نمک. اقتباس ازساختارهاي نمکي (Cramez, 2006).

نمک مسطح (Salt flat) :
قطعاتي که بطور ملايم و يا با شيب تندي خم شده اند که به ترتيب از يک تماس بنيادي پلکاني از يک زبانه نمکي گفته ميشوند که مي تواند مترادفي براي رمپ باشد. مسطح نمک مي تواند مقاطع چينه شناسي را هنگام جايگيري در مسيرش قطع کند. شيب آنها در مسيري برخلاف مسير گسترش يک زبانه توسط چينه هاي بريده شده در مجاورت بريدگي پايه رمپ نمک است. رمپ ها جايي که نرخ افزايش گسترش نمک بالا باشد شکل مي گيرند. و متعاقباٌ فلت ها زماني که اين نرخ پايين باشد فرم ميگيرند.
شکل 1-11. در مقياس افقي کشيده شده، فلت هاي نمک، ورقه نمک نابرجا، کاملاٌ روي اين خط قابل تشخيص هستند.

diapir Salt:
واژه دياپير از يک واژه يوناني به نام Diaperan گرفته شده است که Dia به معناي “از ميان” وperan به معني “شکافتن” است و در زمين شناسي براي توصيف يک جسم که معمولاٌ ميتواند نمک، ماگما، گل يا ماسه اشباع از آب باشد استفاده شود، که بطور گرانشي به طرف بالا حرکت کرده و روباره را ميشکافد. بنابراين برخي ساختمانها مثل پيلوهاي نمکي، آنتي کلاين هاي نمکي لايههاي بالايي خود را بالا مي برند و يا مي شکافند.
يک ساختار نمکي زماني يک دياپير ميشود که روباره را ظاهراٌ بشکافد. اين نفوذ تماس هايي را توليد ميکند که در مقياس بزرگ ناسازگارند. اگر چه زون برشي در امتداد چينه هاي مجاور ميچرخد در قسمت هاي هم شيب کوچک مقياس، دياپير ها ميتوانند روباره ي شکننده خود را در سه روش فعال، منفعل و واکنشي سوراخ کنند.
دياپيرهاي فعال : شکل گنبدي دارند و تامين نمک بر آهنگ فرسايش فزوني دارد. اين نفوذ يک نفوذ قوي است.
دياپيرهاي غيرفعال : گنبدهايي که در آنها نمکي که در گذشته به سطح آمده فرسايش يافته و در حال حاضر فقط لايه هاي شيب



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید