گسل چیست؟ — انواع و ویژگی ها — به زبان ساده

گسل، یکی از انواع شکستگی‌های پوسته زمین است که جابجایی سنگ‌ها را به همراه دارد. گسل‌ها، از مهم‌ترین ساختارهای زمین‌شناسی محسوب می‌شوند. در این مقاله، قصد داریم یاد بگیریم که گسل چیست و همچنین، گسیل از چه اجزایی تشکیل شده است. علاوه بر این، انواع گسل و نحوه به وجود آمدن گسل را نیز بررسی می‌کنیم. پس از بررسی این موضوعات، گسل‌های ایران و منابع یادگیری مباحث مرتبط با این ساختارهای مهم زمین‌شناسی را نیز معرفی می‌کنیم.

زمین شناسی ساختمانی چیست ؟

زمین‌شناسی ساختمانی یا «زمین‌شناسی ساختاری» (Structural Geology)، علمی است که به مطالعه تغییرشکل‌های سنگ‌کره یا «لیتوسفر» (Lithosphere) می‌پردازد. تنش‌های داخل زمین، باعث خمش، پیچش یا برش سنگ‌ها می‌شوند. به این ترتیب، ساختارهایی نظیر چین‌خوردگی، درزه، گسل و غیره به وجود می‌آیند. زمین‌شناسی ساختمانی، دلایل و مراحل تشکیل این تغییر شکل‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

گسل چیست ؟

«گسل» (Fault)، یکی از انواع شکستگی‌های پوسته زمین است که در آن، حداقل یکی از بلوک‌های دو طرف شکستگی نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند.

تصویر زیر، نمای جانبی یک گسل را نمایش می‌دهد. در این گسل، جابجایی بلوک‌ها، زیاد نیست و می‌توان امتداد لایه‌های دو طرف شکستگی را به خوبی مشاهده کرد.

به طور کلی، جابجایی بلوک‌های گسل نسبت به یکدیگر از چند سانتی‌متر تا چندصد کیلومتر تغییر می‌کند. بازه گسترش طولی (امتداد) گسل‌ها نیز بین چند میلی‌متر تا چند هزار کیلومتر است.

گسل چگونه به وجود می آید ؟

پوسته کره زمین، از چندین صفحه تکتونیکی تشکیل می‌شود. این صفحات، به طور مداوم بر روی گوشته زمین در حال حرکت هستند. تنش‌های ناشی از حرکت صفحات تکتونیکی و برخورد آن‌ها با یکدیگر، تغییر شکل و شکستی سنگ‌های پوسته را به همراه دارد. اگر بخش‌های مختلف این شکستگی‌ها نسبت به یکدیگر جابجا شوند، گسل به وجود می‌آید.

تفاوت درزه و گسل چیست ؟

شکستگی‌های پوسته زمین به دو دسته درزه و گسل تقسیم می‌شوند. «درزه» (Joint)، شکستگیِ بدون جابجایی است. به عبارت دقیق‌تر، اگر میزان جابجایی دو طرف یک شکستگی بر روی صفحه جدایش، بسیار کم و غیر قابل‌اندازه‌گیری باشد، به آن شکستگی، درزه می‌گویند.

گسل ها چه اهمیتی دارند ؟

گسل‌ها، یکی از مهم‌ترین ساختارهای زمین‌شناسی به شمار می‌روند. این ساختارها، در کنترل جریان آب‌های زیرزمینی، تشکیل برخی از کانی‌ها، تجمع هیدروکربن‌ها بر روی سطح و شکل‌گیری ناهمواری‌ها تاثیر مستقیم می‌گذارند. جابجایی گسل‌ها، یکی از دلایل اصلی رخ دادن زلزله، خردشدگی سنگ‌ها و تشکیل عوارض زمین است.

مطالعه بر روی گسل‌های منطقه و تعیین مکانیزم عملکرد آن‌ها، از فعالیت‌های ثابت در پروژه‌های عمرانی و معدنی محسوب می‌شود؛ چراکه بسیاری از ریزش‌ها در این پروژه‌ها، به دلیل وجود شکستگی‌هایی نظیر گسل رخ می‌دهد. تشخیص گسل‌ها و تعیین نوع آن‌ها، یکی از مهارت‌های اصلی زمین‌شناسان و از مهارت‌های بسیار مفید برای مهندسان مشغول در پروژه‌های ژئوتکنیکی است.

مشخصه های گسل چه هستند ؟

از مهم‌ترین مشخصه‌های گسل می‌توان به صفحه گسل، کمربالا، کمرپایین، شیب گسل، جابجایی قائم و جابجایی افقی آن اشاره کرد. تصویر زیر، هر یک از این مشخصه‌ها را نمایش می‌دهد.

صفحه گسل چیست ؟

«صفحه گسل» (Fault Plane)، سطحی است که شکستگی و جابجایی بر روی آن رخ می‌دهد. این صفحه، معمولا در راستای کمترین مقاومت زمین به وجود می‌آید.

کمربالای گسل چیست ؟

«کمربالا» (Hanging Wall)، بخشی از ناحیه گسل‌خورده است که بر روی صفحه شکستگی قرار می‌گیرد. سطح کمربالا می‌تواند پایین‌تر یا بالاتر از سطح کمرپایین باشد.

کمرپایین گسل چیست ؟

«کمرپایین» (Footwall)، بخشی از ناحیه گسل‌خورده است که  زیر صفحه شکستگی قرار می‌گیرد. سطح کمرپایین می‌تواند بالاتر یا پایین‌تر از سطح کمربالا باشد.

شیب گسل چیست ؟

«شیب» (Dip)، زاویه‌ای است که صفحه گسل با راستای افق می‌سازد.

زاویه میل گسل چیست ؟

زاویه میل یا «هِید» (Hade)، زاویه بین صفحه گسل و راستای قائم است. زاویه میل و شیب گسل، متمم یکدیگر هستند.

امتداد و خط گسل چیست ؟

«خط گسل» (Fault Line)، اثر صفحه گسل است که معمولا به صورت یک خط بلند بر روی سطح زمین دیده می‌شود. زلزله‌ها، معمولا بر روی امتداد این خط رخ می‌دهند. امتداد گسل، تصویر خط گسل بر روی یک صفحه افقی است.

افت گسل چیست ؟

«افت» (Throw)، جابجایی قائم کمربالا و کمرپایین نسبت به یکدیگر است.

راند گسل چیست ؟

«راند» (Heave)، جابجایی افقی کمربالا و کمرپایین نسبت به یکدیگر است.

انواع گسل چه هستند ؟

گسل‌ها معمولا بر اساس راستای لغزش تقسیم‌بندی می‌شوند.

با این وجود، معیارهای متعددی برای تقسیم‌بندی این ساختارهای زمین‌شناسی وجود دارد. برخی از این معیارها عبارت هستند از:

• انواع گسل بر اساس راستای لغزش
  • شیب لغز
    • نرمال یا عادی
    • معکوس
      • راندگی
      • روراندگی
    • قاشقی
  • امتداد لغز
    • راست گرد
    • چپ گرد
  • مورب لغز
• انواع گسل بر اساس شیب سطح شکستگی
  • پرشیب
  • کم شیب
  • قائم
• انواع گسل بر اساس وضعیت طبقات اطراف
  • امتدادی
  • شیبی
  • مورب
  • طولی
  • عرضی
• انواع گسل بر اساس الگو
  • موازی
  • محیطی
  • پَرمانند
  • پوششی
  • شعاعی
• انواع گسل بر اساس نسبت صفحه شکستگی به چینه‌بندی
  • چینه‌ای
  • مطابق
  • نامطابق
• انواع گسل بر اساس تنش اعمال شده
  • فشاری
  • کششی
  • برشی

گسل شیب لغزش چیست ؟

به هر گسلی که راستای حرکت آن با شیب صفحه شکستگی باشد، «گسل شیب لغز» (Dip-Slip Fault) می‌گویند. گسل‌های شیب لغز دارای انواع نرمال، معکوس و قاشقی هستند.

گسل نرمال چیست ؟

گسل عادی یا «گسل نرمال» (Normal Fault)، یکی از انواع گسل‌های شیب‌لغز است که در آن، سطح کمربالا، پایین‌تر از سطح کمرپایین قرار می‌گیرد. در این نوع گسل، کمرپایین، ثابت باقی می‌ماند اما کمربالا، به سمت پایین رانده می‌شود. میانگین زاویه شیب سطح صفحه گسل نرمال بین 45 تا 90 درجه است.

گسل جدا شونده

«گسل جدا شونده» (Detachment Fault)، نوعی گسل نرمال با شیب کم است. این نوع گسل، معمولا حین جابجایی‌های گسترده صفحات تکتونیکی به وجود می‌آید.

گسل قاشقی

«گسل قاشقی» (Listric Fault)، گسل نرمالی است که هرچه به اعماق آن نزدیک‌تر می‌شویم، شیب صفحه شکستگی کاهش می‌یابد. گسل‌های قاشقی، یک سطح منحنی‌شکل و مقعر را تشکیل می‌دهند.

گسل معکوس چیست ؟

«گسل معکوس» (Reverse Fault)، یکی دیگر از انواع گسل‌های شیب‌لغز است. این نوع گسل از نظر تعریف، در مقابل گسل نرمال قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر، در گسل معکوس، کمربالا ثابت باقی می‌ماند و کمرپایین به سمت بالا حرکت می‌کند. میانگین زاویه شیب این شکستگی، بین 45 تا 90 درجه است.

گسل راندگی

به گسل معکوسی که زاویه شیب صفحه جدایش آن کمتر از 45 درجه باشد، «گسل راندگی» (Thrust Fault) می‌گویند. گسل راندگی، از نوع شیب‌لغز هستند. با این وجود، این گسل‌ها می‌توانند از نوع گسل‌های قاشقی نیز باشند. گسل‌های راندگی، خود دارای یک نوع خاص به نام «گسل راندگی کور» (Blind Thrust Fault) هستند. این نوع گسل، در پایین سطح زمین به وجود می‌آید و شکستگی آن به سطح زمین نمی‌رسد. بنابراین، بدون گودبرداری یا استفاده از تجهیزات ژئوفیزیکی، امکان مشاهده یا تشخیص صفحه گسیختگی آن وجود ندارد.

گسل روراندگی

اگر زاویه شیب گسل معکوس، کمتر از 15 درجه باشد، به آن «گسل روراندگی» (Overthrust Fault) می‌گویند. در صورت اعمال تنش‌های فشاری بسیار شدید در یک منطقه، احتمال رخ دادن روراندگی‌های بزرگ افزایش می‌یابد.

گسل امتدادلغز

گسل ترادیس، گسل انتقالی، تبدیلی یا «گسل امتدادلغز» (Strike-Slip Fault)، گسلی است که دیواره‌های آن، موازی با امتداد صفحه شکستگی جابجا می‌شوند. تعریف گسل‌های امتدادلغز، در مقابل تعریف گسل‌های شیب‌لغز قرار می‌گیرد. این گسل‌ها، دارای دو نوع راست‌لغز و چپ‌لغز هستند. در تشخیص این گسل‌ها، یکی از دیواره‌ها (کمربالا یا کمرپایین) را به عنوان مبنا در نظر می‌گیرم. سپس، حرکت دیواره دیگر را نسبت به مبنای انتخابی می‌سنجیم.

گسل چپ لغز

خود را بر روی کمربالا یا کمرپایین یک گسل امتدادلغز در نظر بگیرید. اگر جهت حرکت دیواره مقابل، به سمت چپ باشد، این گسل، یک گسل چپ‌لغز یا «گسل امتدادلغز چپ‌گرد» (Left-Lateral Strike-Slip Fault) خواهد بود.

گسل راست لغز

فرض کنید بر روی کمربالا یا کمرپایین یک گسل امتدادلغز ایستاده‌اید. در صورتی که دیواره مقابل، به سمت راست حرکت کرده باشد، به آن گسل، گسل راست‌لغز یا «گسل امتدادلغز راست‌گرد» (Right-Lateral Strike-Slip Fault) می‌گویند.

در گسل چپ‌لغز یا راست‌لغز، تفاوتی ندارد که کدام دیواره را به عنوان مبنای تشخیص نوع گسل در نظر می‌گیرم. به هر حال، جهت حرکت دیواره مقابل در گسل چپ‌لغز، به سمت چپ و جهت حرکت دیواره مقابل در گسل راست‌لغز به سمت راست خواهد بود.

گسل مورب لغز

«گسل مورب‌لغز» (Oblique-Slip Fault)، ترکیبی از گسل‌های شیب‌لغز و امتدادلغز است. تقریبا تمام گسل‌ها، تا حدودی در راستای شیب و موازی با سطح شکستگی جابجا می‌شوند. بنابراین، برای اینکه یک گسل در دسته گسل‌های مورب قرار گیرد، باید به میزان قابل توجهی در این دو جهت حرکت کرده باشد.

توجه داشته باشید که در اغلب گسل‌های شیب‌لغز، امتدادلغز و مورب‌لغز، همواره یک جدایش افقی بین دو دیواره رخ می‌دهد. در موارد نادر، فاصله عرضی بین دو دیواره به اندازه‌ای کم است که می‌توان آن را به صورت یک خط در نظر گرفت.

انواع گسل بر اساس اندازه شیب

یکی دیگر از معیارهای تقسیم‌بندی گسل‌ها، شیب صفحه شکستگی آن‌ها است. گسل‌ها، به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

• «گسل پرشیب» (High Angle Fault)، گسلی است که صفحه شکستگی آن، زاویه‌ای بیشتر از 45 درجه دارد.
• «گسل کم‌شیب» (Low Angle Fault)، گسلی است که صفحه شکستگی آن، زاویه‌ای کمتر از 45 درجه دارد.
• «گسل عمودی» (Vertical Fault)، گسلی است که صفحه شکستگی آن، زاویه 90 درجه دارد.

انواع گسل بر اساس امتداد صفحه و لایه‌بندی

گسل‌ها بر اساس رابطه بین امتدادشان نسبت به امتداد لایه‌های اطراف به انواع امتدادی، شیبی، مورب، طولی و عرضی تقسیم می‌شوند. در ادامه به معرفی هر یک از این موارد می‌پردازیم.

گسل امتدادی چیست ؟

«گسل امتدادی» (Strike Fault)، گسلی است که در امتداد لایه‌های مجاور گسترش می‌یابد. به عبارت دیگر، امتداد این گسل با امتداد شیستوزیته ناحیه موازی است.

گسل شیبی چیست ؟

به گسلی که امتداد آن، موازی با شیب لایه‌های اطراف باشد، «گسل شیبی» (Dip Fault) می‌گویند.

گسل مورب چیست ؟

گسلی که امتدادش مورب با امتداد لایه‌های مجاورش باشد، با عنوان «گسل مورب» (Oblique fault) شناخته می‌شود.

گسل طولی چیست ؟

«گسل طولی» (Longitudinal Fault)، به گسلی می‌گویند که امتداد آن تقریبا موازی با امتداد عمومی ساختارهای زمین‌شناسی منطقه باشد.

گسل عرضی چیست ؟

«گسل عرضی» (Transverse Fault)، به گسلی می‌گویند که امتداد آن تقریبا عمود بر امتداد عمومی ساختارهای زمین‌شناسی منطقه باشد.

انواع گسل بر اساس الگو

گسل‌های یک ناحیه، معمولا بر اثر اعمال تنش‌های مشابه تشکیل می‌شوند. به همین دلیل، نوع اغلب آن‌ها با یکدیگر یکسان است. قرارگیری گسل‌های هم‌شکل در کنار یکدیگر، یک آرایش نسبتا منظم را به وجود می‌آورد. گسل‌ها، بر اساس این آرایش به انواع موازی، محیطی، پَرمانند، پوششی و شعاعی تقسیم می‌شوند. در ادامه به معرفی برخی از این موارد می‌‌پردازیم.

گسل های موازی

«گسل‌های موازی» (Parallel Faults)، به گسل‌هایی گفته می‌شود که سطح گسیختگی آن‌ها تقریبا با یکدیگر موازی است. این گسل‌ها، معمولا یک الگوی پله‌ای را تشکیل می‌‌دهند. گسل‌های موازی را می‌توان در نواحی مستعد رخ دادن گسل‌های شیب‌لغز مشاهده کرد.

گسل های محیطی

به گسل‌هایی که در اطراف محیط نواحی پَست یا مرتفع گسترش یافته‌اند، «گسل‌های محیطی» (Peripheral Fault) می‌گویند.

گسل های پوششی

گسل‌های نردبانی یا «گسل‌های پوششی» (En Echelon Faults)، گسل‌هایی هستند که به صورت موازی، نسبتا موازی، پوششی (دارای همپوشانی) یا نردبانی (پله‌ای شکل) در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. گسل‌های نردبانی نسبت روند ساختارهای عمومی ناحیه، دارای زاویه (مورب) هستند.

گسل های شعاعی

«گسل‌های شعاعی» (Radial Faults)، گسل‌هایی هستند که امتداد صفحات شکستگی آن‌ها از یک مرکز ثابت دور می‌شود. این نوع گسل‌ها معمولا در گنبدهای نمکی، دهانه‌های برخوردی (مانند برخورد شهاب‌سنگ به زمین) یا آتشفشان‌ها مشاهده می‌شوند.

انواع گسل بر اساس حالت صفحه شکستگی نسبت به چینه‌بندی

یکی دیگر از معیارهای تقسیم‌بندی انواع گسل، وضعیت قرارگیری صفحه شکستگی آن نسبت به چینه‌بندی ناحیه است. بر این اساس، گسل‌ها به انواع چینه‌ای، مطابق و نامطابق تشکیل می‌شوند. گسل‌های مطابق و نامطابق، در گروه گسل‌های ثانویه قرار می‌گیرند. این گسل‌ها، شکستگی‌های حاصل از جابجایی گسل‌های اصلی هستند.

گسل چینه ای چیست ؟

به گسلی که سطح آن با سطح لایه‌های مجاور موازی باشد، «گسل چینه ای» (Bedding Fault) می‌گویند.

گسل مطابق چیست ؟

«گسل مطابق» (Synthetic Fault)، به گسل ثانویه‌ای گفته می‌شود که مکانیزم جابجایی آن مشابه با زون گسل اصلی است.

گسل نامطابق چیست؟

«گسل نامطابق» (Antithetic Fault)، به گسل ثانویه‌ای می‌گویند که مکانیزم جابجایی آن در خلاف جهت زون گسل اصلی است.

انواع گسل بر اساس تنش اعمال شده

نوع تنش‌هایی که باعث ایجاد گسل می‌شوند با یکدیگر تفاوت دارد. به همین دلیل، گسل‌ها از این نظر در سه گروه زیر قرار می‌گیرند:

• گسل فشاری
  • صفحات تکتونیکی همگرا، با نزدیک شدن یکدیگر، باعث ایجاد تنش‌های فشاری و جمع‌شدگی سنگ‌کره می‌شوند. تنش‌های فشاری، عامل اصلی تشکیل گسل‌های معکوس هستند.
• گسل کششی
  • صفحات تکتونیکی واگرا، با دور شدن از یکدیگر، باعث ایجاد تنش‌های کششی در سنگ‌کره می‌شوند. تنش‌های کششی، عامل اصلی تشکیل گسل‌های نرمال هستند.
• گسل برشی
  • حرکت جانبی صفحات تکتونیکی و سایش آن‌ها در کنار یکدیگر، تنش‌های برشی را در سنگ‌کره به وجود می‌‌آورد. تنش‌های برشی، عامل اصلی تشکیل گسل‌های ترادیس (امتدادلغز) هستند.

گسل های ایران کدام هستند ؟

همان‌طور که در بخش‌های قبلی به آن پرداختیم، گسل‌ها از برخورد صفحات تکتونیکی به یکدیگر ایجاد می‌شوند. صفحه تکتونیکی ایران، ایران، افغانستان و بخش‌هایی از عراق و پاکستان را در برمی‌گیرد.

این صفحه، یکی از بخش‌های صفحه اصلی اوراسیا است که در مجاورت صفحه عربستان قرار دارد. حرکت صفحات عربستان و اوراسیا، باعث کوهزایی و گسل‌خوردگی‌های شدید در ناحیه زاگرس شده‌اند.

گسل زاگرس، به عنوان بزرگ‌ترین و اصلی‌ترین سامانه گسلی ایران شناخته می‌شود. گسترش این گسل به بیش از 1500 کیلومتر و پهنای آن به حدود 300 کیلومتر می‌رسد. این گسل، یک گسل امتدادلغز راست‌گرد در امتداد شمال غربی - جنوب شرقی است. از دیگر گسل‌های بزرگ ایران می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پیشانی کوهستان با گسترش بیش از 1350 کیلومتر
• البرز با گسترش بیش از 1200 کیلومتر
• مکران با گسترش بیش از 900 کیلومتر
• قطر-کازرون با گسترش تقریبی 450 کیلومتر
• آبیک - فیروزکوه با گسترش حدود 400 کیلومتر
• تبریز با گسترش بیش از 100 کیلومتر

به دلیل طول زیاد برخی از گسل‌های بالا، محدوده گسترش آن‌ها اغلب بین ایران و کشورهای دیگر مشترک است. ایران، یکی از لرزه‌خیزترین کشورهای دنیا است. وجود ناحیه‌های گسل‌خورده فراوان، احتمال رخ دادن زلزله در بسیاری از شهرها را افزایش می‌دهد.

ساختمان‌سازی در اغلب مناطق ایران باید با توجه به این نکته انجام گیرد؛ حتی اگر هیچ گسل شناخته‌شده‌ای در محدوده مورد نظر وجود نداشته باشد. بسیاری از گسل‌های ناشناخته می‌توانند باعث زلزله شوند. به عنوان مثال، زلزله شهر طبس در سال 1357، حاصل فعالیت یکی از همین گسل‌ها بود.

دیگر گسل‌های ایران

از شناخته‌شده‌ترین گسل‌های ایران در سامانه‌های مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• گسل‌های زاگرس
  • راندگی اصلی زاگرس، دورود، نهاوند، گارون، صحنه، مروارید، پیرانشهر، کازرون، دنا (دینار)، میناب، اردل، زردکوه، آغاجاری، مارون
• گسل‌های ایران مرکزی
  • دورونه (کویر بزرگ)، بینالود، میامی (شاهرود)، ترود و انجیلو، کلمرد، پشت‌بادام، قم-زفره، ایندس، دهشیر (نایین-بافت)، سروستان، شهداد، کوهبنان، جُرجافک، گلباف (گوک)، نایبند
• گسل‌های شرق و جنوب شرقی ایران
  • نهبندان، بشاگرد، هریرود
• گسل‌های البرز غربی و آذربایجان
  • ارومیه-زرینه‌رود، آستارا (تالش)، تبریز، سلطانیه
• گسل‌های البرز
  • البرز، سمنان، مشا-فشم، کندوان، شمال تهران، دامغان، عطاری

خطرناک‌ترین گسل‌های ایران کدامند ؟

از گسل‌های زیر با عنوان گسل‌های خطرناک ایران یاد می‌شود:

• تبریز
• سمنان
• آستارا
• ارومیه
• بزرگ کویر
• قم-زفره
• هیرود
• نهبندان
• نایبند
• کازرون
• تهران
• هیرمند
• بندرعباس
• بافران
• کوه خضر

آیا گسل‌های ایران فعال هستند؟

مطالعات بر روی کانون زمین‌لرزه‌های اخیر ایران نشان می‌دهند که این زمین‌لرزه‌‌ها اغلب بر روی امتداد گسل‌ها رخ داده‌اند. بنابراین، بسیاری از گسل‌های ایران، هم‌اکنون فعال هستند.

روند گسل‌های ایران به چه شکلی است؟

روند گسترش گسل‌های ایران معمولا با روندهای زمین‌ساختی مربوط به چین‌خوردگی‌های کوهزایی کاتانگایی (راستای شمالی - جنوبی و راستای شمال غربی - جنوب شرقی) مطابقت دارد. علاوه بر این روندها، برخی از گسل‌های ایران در راستای شمال شرقی - جنوب غربی امتداد یافته‌اند.

گسل‌های ایران از چه نوعی هستند؟

گسل‌های ایران معمولا از نوع امتدادلغز هستند. البته انواع گسل‌ها را می‌توان در زمین‌ساخت ایران مشاهده کرد. گسل‌های شمالی - جنوبی و شمال غربی - جنوب شرقی در ایران، بر اثر فرآیندهای کوهزایی به وجود آمده‌اند.

نمایش گسل در نقشه زمین شناسی چگونه است ؟

گسل‌ها، از جمله ساختارهایی هستند که در نقشه‌های زمین‌شناسی نمایش داده می‌شوند. در ادامه، علائم مورد استفاده برای نمایش گسل‌های اصلی را معرفی می‌کنیم.

نمایش گسل‌های نرمال در نقشه زمین شناسی

گسل‌های نرمال معمولا با یک خط بزرگ و یک خط کوچک عمود بر آن نشان داده می‌شوند. خط بزرگ، امتداد گسل بر روی سطح زمین را نمایش می‌دهد. خط کوچک نیز، بیانگر راستای شیب صفحه گسل است.

در برخی از موارد، گسل‌های نرمال با دو خط موازی نمایش داده می‌شوند. این دو خط، امتداد صفحات کمربالا و کمرپایین نشان می‌دهند که در حال دور شدن از یکدیگر هستند. بر اساس نوع خط مورد استفاده برای نمایش یک گسل، می‌توان اطلاعات بیشتری را در مورد آن گسل به دست آورد. به عنوان مثال، جدول زیر، علائم گسل نرمال در نقشه‌های استاندارد زمین‌شناسی آمریکا را نمایش می‌دهد.

نمایش گسل‌های معکوس در نقشه‌های زمین‌شناسی

نمایش گسل‌های معکوس در نقشه‌های زمین‌شناسی، معمولا با استفاده از خطوط دندانه‌دار انجام می‌گیرد. دندانه‌ها، در سمت دیواره بالایی کشیده می‌شوند.

در برخی از نقشه‌ها، گسل‌های معکوس را توسط یک خط و حرف انگلیسی R (ابتدای کلمه Reverse) نشان می‌دهند. حرف R، در سمت دیواره بالایی نوشته می‌شود.

نمایش گسل‌های امتدادلغز در نقشه‌های زمین‌شناسی

نمایش گسل‌های امتدادلغز در نقشه‌های زمین‌شناسی، با استفاده از یک خط انجام می‌گیرد. معمولا به منظور تعیین راست یا چپ‌گرد بودن گسل، از دو فلش معکوس در دو طرف خط استفاده می‌شود. به عنوان مثال، علامت زیر، نشان‌دهنده یک گسل امتدادلغز چپ‌گرد است.

حروف در نمایش گسل‌ها بر روی نقشه‌های زمین‌شناسی

برای فراهم کردن اطلاعات بیشتر راجع به گسل‌ها، از حروف مخصوص استفاده می‌شود. برخی از این حروف عبارت هستند از:

• U
  • این حرف، در سمت دیواره بالایی گسل‌ها نوشته می‌شود. U، ابتدای کلمه «Upthrown» است.
• D
  • این حرف، در سمت دیواره پایینی گسل‌ها نوشته می‌شود. D، ابتدای کلمه «Downthrown» است.
• A
  • این حرف، در سمت دیواره دورشونده از ناظر (در نمای جانبی گسل‌ها) را نمایش می‌دهد. A، ابتدای کلمه «Away» است.
• T
  • این حرف، در سمت دیواره نزدیک‌شونده به ناظر (در نمای جانبی گسل‌ها) را نمایش می‌دهد. T، ابتدای کلمه «Toward» است.
• G
  • این حرف، در ناحیه دره یا فرورفتگی زمین (گرابن) نوشته می‌شود. G، ابتدای کلمه «Graben» است.
• R
  • این حرف، در سمت دیواره بالایی گسل‌های معکوس نوشته می‌شود.

اعداد نیز در نمایش گسل‌ها بر روی نقشه‌های زمین‌شناسی کاربرد دارند. اعداد کنار علائم گسل، معمولا شیب و یا جهت شیب این ساختارهای زمین‌شناسی را نشان می‌دهند.

ارتباط زلزله با گسل چیست ؟

زلزله، پدیده‌ای است که بر اثر لغزش ناگهانی دیواره‌های گسل بر روی یکدیگر رخ می‌دهد. برای درک مکانیزم زلزله و ارتباط آن با حرکت گسل‌ها، فرآیند بشکن زدن را در نظر بگیرید.

هنگام بشکن زدن، انگشتان دست در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و در راستای موازی با سطح تماس‌شان، به هم نیرو وارد می‌کنند. در ابتدا، اصطکاک بین دو انگشت، مانع از حرکت آن‌ها می‌شود.

با گذشت زمان و فشار بیشتر، نیروی اعمال شده بر نیروی اصطکاک غلبه می‌کند و انرژی ذخیره شده بین انگشتان به صورت امواج صوتی آزاد می‌شود. این امواج، هوا را به لرزش در می‌آورند. به همین دلیل است که صدای بشکن به گوش شما می‌رسد.

فرآیند رخ دادن زلزله نیز به فرآیند بشکن زدن شباهت دارد. تنش‌های موجود در لایه بیرونی کره زمین، باعث لغزش دیواره‌های گسل بر روی یکدیگر می‌شوند. نیروی اصطکاک بین دیواره‌ها، از حرکت آن‌ها بر روی صفحه شکستگی جلوگیری می‌کند. با تجمع تنش و  رسیدن آن به یک میزان مشخص، دیواره‌های گسل به طور ناگهانی بر روی یکدیگر حرکت کرده و انرژی جمع شده را آزاد می‌کنند. این انرژی، به صورت موج درون زمین انتشار می‌یابد و باعث لرزش نواحی نزدیک به سطح می‌شود.

بشکن زدن، بر روی تمام سطح تماس دو انگشت رخ می‌دهد. زلزله نیز بر روی سطحی با عنوان سطح گسیختگی اتفاق می‌افتد. اگرچه برخلاف بشکن زدن، جابجایی دیواره‌ها بر روی سطح گسیختگی به صورت یکجا نیست. فرآیند گسیختگی در هنگام زلزله، از نقطه‌ای به نام «کانون زلزله» (Hypocenter) شروع می‌شود. این نقطه، معمولا در اعماق گسل قرار دارد. به نقطه‌ای از سطح زمین که دقیقا بر روی کانون زلزله قرار دارد، «رومرکز» (Epicenter) می‌گویند. در هنگام زلزله، جابجایی دیواره‌های گسل بر روی صفحه گسیختگی تا زمانی ادامه می‌یابد که یک عامل آن را متوقف کند. ماهیت این عامل هنوز برای محققان ناشناخته است.

منابع یادگیری در رابطه با گسل‌ها

آشنایی با مباحث مربوط به گسل‌ها و نحوه پیدایش آن‌ها، با مطالعه کتاب‌های حوزه زمین‌شناسی، حاصل می‌شود. زمین‌شناسی ساختمانی و زمین‌ریخت‌شناسی (ژئومورفولوژی)، از مهم‌ترین علومی هستند که گسل‌ها را مورد مطالعه قرار می‌دهند. از کتاب‌های مرتبط در این زمینه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• زمین‌شناسی ساختمانی
  • زمین‌شناسی ساختمانی و تکتونیک حسن مدنی
  • مبانی زمین‌شناسی ساختمانی محسن الیاسی
  • زمین‌شناسی ساختمانی محسن پورکرمانی
•  زمین ریخت‌شناسی
  •  زمین ریخت‌شناسی کاربردی ناصر حافظی مقدس
  •  زمین ریخت‌شناسی حسن داداشی‌آرانی
  • ژئومورفولوژی افشین شعبانی و عبدالحسین حاجی‌زاده
  • ژئومورفولوژی ایران جمشید جداری‌عیوضی
  • ژئومورفولوژی: ساختمان، فرایند و زمین ریخت‌ها ایرج جباری
  • ژئومورفولوژی ساختمانی فرج‌الله محمودی
• گسل‌شناسی
  • دانشنامه‌ی گسله‌های ایران
  • آشنایی با گسل‌های مهم و لرزه‌خیز ایران سیدمحمد اهل‌سادات
  • گسل‌ها و زلزله‌های خواف علی سلیمانی‌مزار
• زمین‌شناسی
  • زمین‌شناسی ایران سید علی آقانباتی
  • زمین‌شناسی ایران علی درویش‌زاده

مکانیزم ایجاد گسل های اصلی

در این بخش، مکانیزم ایجاد گسل‌های نرمال، معکوس و ترادیس را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

تصویر زیر، نمایش ساده‌ای از مقطع زمین است. این مقطع، از سه لایه شکننده تشکیل می‌شود. می‌خواهیم عکس‌العمل این لایه‌ها را در برابر تنش‌های کششی، فشاری و برشی ارزیابی کنیم.

مکانیزم تشکیل گسل نرمال

اگر لایه‌های زمین را تحت تاثیر تنش‌های کششی قرار دهیم، طول آن‌ها در محدوده اعمال کشش افزایش می‌یابد. جنس مواد تشکیل‌دهنده زمین، بر روی عکس‌العمل لایه‌ها در برابر اعمال تنش تاثیر می‌گذارد. اگر لایه‌ها نرم و شکل‌پذیر باشند، مواد آن‌ها کش می‌آیند و ضخامت‌شان کاهش می‌یابد. در صورت وجود لایه‌های ترد و شکننده، تنش کششی باعث ایجاد شکستگی می‌شود.

شکست زمین، معمولا تحت یک زاویه رخ می‌دهد. به این ترتیب، هر دو طرف شکستگی بر روی یکدیگر می‌لغزند. به دلیل ماهیت کششی تنش، در شکستگی بالا، کمربالا به سمت پایین و کمر پایین به سمت بالا حرکت می‌کند. در نتیجه، یک گسل نرمال تشکیل می‌شود.

گسل‌های نرمال، از متداول‌ترین انواع گسل‌ها هستند. دلیل نامگذاری آن‌ها نیز به همین موضوع بازمی‌گردد. معدنکاران آلمانی، با مشاهده گسل‌های منطقه‌ای مشاهده کردند که در اغلب آن‌ها، سطح کمربالا، پایین‌تر از سطح کمرپایین است. از این‌رو، این مکانیزم را گسل‌‌خوردگی نرمال یا عادی نامیدند.

مکانیزم تشکیل گسل معکوس

اگر لایه‌های زمین را تحت تنش‌های فشاری قرار دهیم، طول آن‌ها در محدوده اعمال فشار کاهش می‌یابد. در این شرایط، سنگ‌ها، به گونه‌ای می‌شکنند که شباهت بسیار زیادی به مکانیزم گسل نرمال دارد. البته به دلیل ماهیت فشاری تنش و زاویه‌دار بودن سطح شکستگی، کمربالای گسل، همواره به سمت بالای کمرپایین حرکت می‌کند.

حرکت کمربالا و کمرپایین در هنگام اعمال تنش فشاری، کاملا مخالف یا معکوس حرکت کمربالا و کمرپایین گسل نرمال است. به همین دلیل، به آن گسل معکوس می‌گویند. یکی دیگر از تفاوت‌های گسل‌های معکوس نسبت به گسل‌های نرمال این است که در آن‌ها، قسمتی از سنگ کمربالا بالاتر از سطح اولیه زمین قرار می‌گیرد. به این عارضه، «پرتگاه گسل» (Fault Scarp) می‌گویند.

مکانیزم تشکیل گسل ترادیس یا امتدادلغز

اگر لایه‌های زمین را تحت تنش‌های برشی قرار دهیم، طول آن‌ها تغییر قابل توجهی نمی‌کند. البته در این شرایط، شکستگی لایه‌ها و جابجایی دیواره‌های دو طرف شکستگی، در راستای موازی با اعمال تنش رخ می‌دهد. به این ترتیب، یک گسل امتدادلغز یا ترادیس به وجود می‌آید. اغلب گسل‌های امتدادلغز، عمود بر سنگ بستر هستند.

هنگام اعمال تنش‌های برشی، هیچ حرکتی در راستای قائم اتفاق نمی‌افتد. این ویژگی، گسل‌های امتدادلغز را به طور کامل از گسل‌های نرمال و معکوس متمایز کرده و تشخیص آن‌ها را دشوار می‌کند. شناسایی گسل‌های امتدادلغز، فقط در صورت جابجایی‌های جانبی زیاد و مشاهده تفاوت کامل نوع سنگ‌های یک ناحیه امکان‌پذیر است.

روش های تشخیص گسل

گسل‌ها، معمولا شکل عارضه‌های سطح زمین را تغییر می‌دهند. از این‌رو، وجود گسل‌ها معمولا بر اساس شواهد مختلف تشخیص داده می‌شود. برخی از اصلی‌ترین شواهد وجود گسل در یک منطق عبارت هستند از:

• شواهد سنگ‌شناسی
  • آیینه گسل
  • برش و گوژ گسل
  • جابجا شدگی
  • تکرار و حذف
  • حذف ناگهانی ساختارها
  • سیلیسی شدن
  • کانی‌زایی
• شواهد جغرافیای طبیعی
  • پرتگاه گسلی
  • پرتگاه خط گسل
  • جریان‌های گسل
• شواهد رخنمون
  • تاثیر گسل شیبی
  • تاثیر گسل امتدادی

خش لغز یا آیینه گسل

«آیینه گسل» (Fault Mirror) یا «خش لغز» (Slickenside)، سطح صاف و صیقلی روی صفحه شکستگی گسل است. نیروی اصطکاک ناشی از لغزش دیواره‌ها بر روی یکدیگر، باعث صاف شدن سطوح کمربالا و کمرپایین می‌شود. خط و خش‌های روی آیینه گسل، جهت حرکت دیواره‌ها را نمایش می‌دهد. خش لغز، یکی از نشانه‌های وجود گسل است.

برش و گوژ گسل

برخی از گسل‌ها، باعث ترک‌خوردگی یا حتی خردشدگی شدید سنگ‌ها می‌شوند. به این سنگ‌های خرد شده، «برش» (Breccia) می‌گویند. در شرایطی که جابجایی دیواره‌ها بسیار زیاد باشد (مانند مکانیزم راندگی)، ابعاد سنگ‌ها به اندازه رس ریز می‌رسد. این خرده‌سنگ‌های ریز با عنوان «گوژ» (Gouge) شناخته می‌شوند.

چین کشیدگی

چین کشیدگی یا «درگ» (Drag)، خمیدگی‌های کوچک در لایه‌های اطراف دیواره‌های گسل است. این خمیدگی‌ها بر اثر جابجایی گسل ایجاد می‌شوند.

جابجا شدگی

به تغییر مکان لایه‌ها، دایک‌ها، رگه‌ها و ساختارهای زمین‌شناسی در راستای گسل، «جابجا شدگی» (Dislocation) می‌گویند. این جابجایی‌ها معمولا از نمای بالا یا نمای جانبی قابل مشاهده هستند.

تکرار یا حذف لایه‌ها

«تکرار» (Repetition) و «حذف» (Omission)، از نشانه‌های وجود گسل در یک ناحیه هستند. مشاهده تکرار توالی لایه‌ها یا عدم مشاهده برخی از لایه‌های مورد انتظار، وجود گسل در محدوده مورد مطالعه را نشان می‌دهد.

دیگر شواهد سنگ‌شناسی وجود گسل

از بین رفتن ناگهانی ساختارهای زمین‌شناسی (مانند چین‌خوردگی، لایه‌بندی و دایک)، تجمع مواد معدنی و سیلیسی شدن سنگ‌ها نیز به عنوان نشانه‌های وجود گسل در نظر گرفته می‌شوند.

پرتگاه گسلی

در برخی از موارد، دیواره بالایی گسل، تحت تاثیر هوازدگی و فرسایش قرار نمی‌گیرد. به این ترتیب، ساختاری مشابه با یک پرتگاه در ناحیه گسل‌خورده به وجود می‌آید. به این ساختار، پرتگاه گسلی می‌گویند. پرتگاه گسلی با عنوان تنده گسلی نیز شناخته می‌شود.

پرتگاه خط گسل

جابجایی گسل‌ها، باعث سایش سنگ‌های مختلف به یکدیگر می‌شود. در این فرآیند، سنگ‌های مقاوم در برابر سایش، به سمت بالا حرکت می‌کنند و به شکل پرتگاه در می‌آیند. به این ساختارها، «پرتگاه خط گسل» (Fault Line Scarp) می‌گویند. پرتگاه گسلی، بر اثر حرکت گسل‌ها و پرتگاه خط گسل، بر اثر فرسایش ناشی از حرکت گسل‌ها به وجود می‌آید.

تاثیر گسل شیبی بر روی رخنمون

گسل‌های شیبی، باعث جابجایی جانبی رخنمون می‌شود. هر چه شیب لایه‌های زمین بیشتر باشد، میزان جابجایی آن‌ها در رخنمون کاهش می‌یابد.

تاثیر گسل امتدادی بر روی رخنمون

تاثیر گسل امتدادی بر روی رخنمون، به صورت تکرار یا حذف لایه‌ها ظاهر می‌شود. هنگام جابجایی گسل در خلاف جهت شیب لایه‌بندی، حذف لایه در رخنمون اتفاق می‌افتد.

سوالات متداول در رابطه با گسل و انواع آن

در این بخش، به برخی از سوالات پرتکرار در رابطه با گسل و انواع آن، به طور مختصر پاسخ می‌دهیم.

تعریف گسل چیست ؟

گسل، شکستگی همراه با جابجایی در سنگ‌کره زمین است.

علت ایجاد گسل چیست ؟

حرکت ورقه‌های سنگ‌کره و شکستن سنگ‌های پوسته زمین باعث ایجاد گسل می‌شود.

گسل چگونه ایجاد می شود ؟

گسل، بر اثر حرکت سنگ‌کره و برخورد صفحات تکتونیکی آن ایجاد می‌شود.

انواع اصلی گسل چه هستند؟

گسل‌های شیب‌لغز (نرمال و معکوس)، امتدادلغز و مورب‌لغز، سه نوع اصلی گسل هستند.

بزرگترین گسل ایران چیست ؟

گسل زاگرس، بزرگ‌ترین سامانه گسلی ایران است.