تکتونیک مدرن
ارائه جدیدترین مطالب درباره زمین‌شناسی 
پی کو باکس فـام بـاکـس کویر باکس گوگل رنگ
نويسندگان
لینک دوستان
پیوندهای مفید


1 - گل‌فشان‌ (Mud Volcano)

گل فشان‌ها ازعوارض مهم مورفولوژیکی هستند که اغلب به شکل مخروطی از جنس گل رس بوده و از ارتفاع 2 متر تا حداکثر 500- 400 متر از اطراف خود و با قاعده‌ای به قطر20 متر تا حداکثر 3500 متر می باشد. احتمال دارد قسمت مرکزی آن از جنس ماسه و بخش خارجی آن از جنس گل باشد.



این گل فشان‌ها تپه‌ای و دایره‌ای شکل هستند که دارای یک دهانه اصلی و چند دهانه کوچکتر جانبی است، دهانه اصلی معمولاً در وسط گل فشان واقع شده و کاسه‌ای یا تیغه ای شکل است و دهانه‌های جانبی، ثابت و دائمی نیستند. گاهی گل فشان‌ها فاقد انفجار بوده و برخی دائمی نبوده و به صورت دوره‌ای و چشمه‌های نبض‌دار فعالیت دارند و از این حیث به آتش‌فشان‌ها شباهت داشته که به مراتب کوچک تر از آن‌ها هستند و خطر چندانی ندارند. گل فشان‌ها هم در خشکی‌ها و هم در اقیانوس‌ها دیده می شوند. این ساخت‌ها با ذخایر هیدروکربنی، مناطق تکتونیکی در حال فرورانش و نیز کمربندهای کوهزایی در ارتباط بوده در موارد خیلی نادر با آتشفشان‌ها مرتبط می شوند. خوشبختانه بیشتر گل فشان‌ها در کف دریاها وجود دارند و تاثیرات آن‌ها به مراتب کمتر است.

در فرهنگ بزرگ گیتاشناسی گل فشان به این صورت تعریف شده است: گل و آب گرمی که از دهانه آتشفشان به خارج پرتاب گشته و مخروط‌های موقتی کوچکی را پدید می آورد و گاهی اوقات گازهای طبیعی توأم با رسوبات نفتی نیز با مواد مزبور همراه هستند.

نه تنها در این فرهنگ جغرافیایی تشکیل و حضور گل فشان در ارتباط با فعالیت آتشفشان‌ها مطرح شده و تشکیل آن را بهآتشفشان‌ها نسبت داده شده است بلکه در فرهنگ‌های جغرافیایی دیگر نیز بر ارتباط گل فشان‌ها با پدیده آتشفشان‌ها اشاره شده و تشکیل گل فشان‌ها را مرتبط با فعالیت‌هایآتشفشانی می دانند .حفره ای مخروطی به شکل یک دهانه کوچک که از آن گل و گاز خارج می شود و در مناطق آتشفشانی بیشتر دیده می شود مثل زلاند نو و جزیره سیسیل در ایتالیا.گل فشان در بلوچستان جنوبی نیز دیده می شود. در مناطق غیر آتشفشانی نیز از این گل فشان‌ها اتفاق افتاده است.

 در فرهنگ دیگری آمده است: در اثر حرکت توده‌های مذاب از داخل زمین توده‌های گل نیز به خارج پرتاب می شود که همراه آن آب داغ نیز می باشد .به عبارت دیگر بیرون ریختن مواد مذاب درونی و گازهای طبیعی همراه با رسوبات گلی است که در نواحی نفت خیز به وفور دیده می شود و تپه‌های کوچک مخروطی شکل از این گل‌ها در باکوی آذربایجان دیده شده است.

فوارة گل فشان فواره آب، بخار و گل می‌باشد که به وسیله گازهای ولکانیک به سطح زمین رانده می‌شوند و در زمان انفجار گل فشان از دهانه جریانی از گل و گاز به بیرون پرتاب می‌شود. همین پدیده می تواند به وسیله گازهای نفتی در حال فرار صورت گیرد. گاهی نیز به توده‌های مخروطی گلی اطلاق شده است که بیرون زدگی آن‌ها حاصل آب گیری لایه‌های رسی باشد. گل فشان‌ها بی‌شباهت به گنبدهای نمکی نیستند وگاهی همراه آن‌ها دیده می‌شوند و شاید بتوان آن‌ها را گنبدهای رسی نامید. نحوه عملکرد بدین صورت است که لایه‌های رسی به وسیله آب و گاز شارژ شده و ایجاد یک تنشعمودی از پایین به بالا می‌کند. این تنش زمانی که بتواند به فشار لیتوساتیک غلبه کند در طبقات بالایی ایجاد کمانش، و اگر فشار زیاد باشد آن‌ها را بریده وگاهی با صدای انفجارگونه به سطح زمین می‌رسند و ایجاد مخروط گل فشان را می‌نمایند. معمولاً این پدیده بیشتر در مناطقی اتفاق می‌افتد که طبقات هنوز تحت تراکم قرار داشته و ردیف‌های ضخیم و ضعیف رسوبات تخریبی ترشیاری وجود دارد. در رسوبات توربیدایتی بهعلت ته نشست سریع مواد و خروج بعدی آب از لابه لای ذرات باعث تشکیل آتش فشان گلی در سطح رسوبات می شود. فوران گل در بعضی موارد بسیار آرام است ولی در پاره‌ای حالات، خروج مواد به صورت فوران شدید است و مقدار زیادی لجن به هوا پرتاب می‌شود. در حالی که لجن‌های خارج شده خیلی سیال باشند، مخروط تشکیل نمی‌شود و این مواد به سهولت پخش می‌شوند.

زمین شناسان در مورد زایش یک گل فشان (لحظه تولد آن در اعماق زمین) چندان متفق‌القول نیستند. برخی آن را پیامد روندهای خاص زمین‌شناسی می‌دانند و عده‌ای آن را به عوامل دیگری نظیر وقوع زمین لزره و تغییرات فشار لایه‌های مرتبطمی‌دانند اما همگی آن‌ها در یک نکته اتفاق نظر دارند که عامل اصل بالا آورنده گل فشان به سطح زمین گازهای موجود در تله‌های نفتی اعماق زمین هستند و نیز این نکته که گل فشان‌ها در مناطق دارای رسوبات جوان (جوان درمقیاس زمین‌شناسی یعنی حدود20-10 میلیون سال) و در نقاط ضعیف "مثلاً امتداد گسل‌ها" به وجود آمده و به سطح زمین می‌رسند. گل فشان، مخروطی در سطوح زمین یا کف دریا ایجاد می‌کنند. گاهی می‌توان قطعات سنگی با قطر 1 تا 2 متر را در مواد پرتابی یافت. دودکش لوله باریک و یا نسبتاً‌ عریض گل فشان به سمت پایین شبیه قیف برگشته است که از حوضچه پایین (درون زمین) تغذیه می‌کند. حوضچه گل فشان دره‌ای حاوی گل فشان‌های متعدد می‌باشد. زمانی که سه بخش سازنده گل فشان آب، گاز و نفت شروع به تراکم نماید، به علت تحرک بیشتر گاز و آب خیلی سریع به هسته گسل هجوم می‌آورد. آب سنگ‌های هسته چین را نرم کرده و بر اثر نفوذ گاز آب به سمت بالا حرکت کرده و از قسمت بالایی ساختمان‌های دیاپیری بهصورت چشمه‌های گاز خارج می‌شود. اگر هم گاز زیاد باشد امکان خارج شدن، به بیرون نداشته و در هسته به مقادیر زیادی تراکم می‌یابد به همین علت فشار حاصل در هسته چین به مقدار خیلی زیاد بالا می‌رود. بر اثر انفجار گاز نیروی کششی حاصل می‌شود. فوران قوی باعث خروج مواد به سمت بیرون شده و قطعه سنگ‌های هسته و بخش‌های مجاور در اثر انفجار به بیرون می‌ریزد. در اغلب گل فشان‌ها انفجار با به وجود آمدن شعله گاز تا ارتفاع 300 متر و یا بیشتر همراه بوده و با زبانه‌های گل همراه هستند.

گازهای متصاعد در گل فشان‌ها اختلافی با ذخایر نفتی همراهشان نداشته و شامل متان CH4 (بین 85 تا 89 درصد)، دی اکسید کربن CO2(حداکثر تا 10 درصد) و CON2 می باشد. مایعاتهمراه گل بیشتر آب و گاه شامل مواد اسیدی، آب شور و یا سیالات هیدروکربنی است.

 

2 - منشا گل فشان‌ها

اما چه چیز یک گل فشان را به وجود می آورد؟ همان طور کهاشاره گردید، زمین شناسان در مورد ایجاد یک گل فشان نظرات مختلفی دارند. برخی آن را مربوط به روندهای خاص زمین شناسی دانسته و علت به وجود آمدن آن را عامل فرورانش وسایر فشارهای ناشی از حرکات تکتونیکی می دانند. عده ای دیگری نیز گل فشان‌ها را از پی آمدهای بعدی آتشفشان‌ها می دانند. برخی نیز آن را به عواملی مثل زمین لرزه و تغییرات فشار لایه‌ها نسبت می دهند، اما جالب این جاست که همگی در یک مورد هم عقیده هستند و آن این که عامل اصلی بالا آمدن گل فشان به سطح زمین گازهای موجود در تله‌های نفتی اعماق زمین هستند و گل فشان‌ها در مناطق دارای رسوبات جوان و درمناطق ضعیف مثل امتداد گسل‌ها به وجود آمده و به سطح زمین رسیده اند.

در هر حال گل فشان‌ها بیشتر به خاطر فشار گازهای هیدروکربنی و یا احتمالا بخار آبی که از اعماق زمین به سطح صعود می کند، تشکیل می شوند. گازهایی مثل متان ضمن صعود و عبور از لایه‌های سست سنگی و اشباع آب، آن‌ها را یه صورت گل درآورده، با خود به سطح زمین حمل می کنند. گل فشان‌ها را بر اساس دمایشان به دو گروه گل فشان سرد و گل فشان گرم تقسیم می کنند.

به نظر می رسد که منشا تشکیل گل فشان‌ها در سواحل شمالی دریای عمان، حرکت صفحه اقیانوسی دریای عمان به زیر صفحه قاره ای ایران باشد.

درباره منشا گل فشان‌های ایران نیز نظریات مختلف و متعدد بیان شده است .آن چه مسلم است تشکیل کلیه گل فشان‌های موجود در مناطق مختلف کشور و به خصوص استان سیستان و بلوچستان را نمی توان بر اساس یک نظریه واحد توضیح داد و بیان نمود.

همان طور که در بالا اشاره شد، منشا تکتونیکی، عوارض بعدی آتشفشان‌ها و فشار گازهای هیدرو کربن و یا احتمالا بخار آبی که از اعماق زمین به طرف سطح صعود می کنند همه از عوامل تشکیل گل فشان‌ها دانسته شده اند. یعنی گازهای مذبور در ضمن صعود و عبور از لایه‌های سست سنگی و اشباع از آب آن‌ها را به صورت گل درآورده و با خود به سطح زمین منتقل مینماید. به هر حال گل فشان‌ها عارضه‌های طبیعی و مخروطی شکلی هستند از جنس گل که همراه با خروج گازهایی از درون زمین در سطح زمین تشکیل می شوند.

این مواد گل (رس) در طی فرایندهای رسوب گذاری در فعالیت‌های گذشته حوضه رسوبی در لابه لای لایه‌های غیر قابل نفوذ در عمق کم گذاشته شده اند.

لایه بالایی و لایه زیرین رس اگر غیر قابل نفوذ باشد، آب (چه آب زیر زمینی در حال صعود به بالا و چه آب فرو رو باران‌ها یا آب‌های جاری سطحی که به اعماق فرو می روند) نتوانسته به لایه رس محصور شده برسد. حال بر اثر حوادث مختلف مثلا تکان‌ها وفعالیت‌های تکتونیکی اگر لایه‌های نفوذ ناپذیر بالا و زیر بشکنند و یا بر اثر فعالیت‌های هوازدگی و تخریب و حمل و نقل بخش‌هایی از لایه نفوذ ناپذیر بالا تخریب شود در این صورت از این طرق آب‌های سطحی یا آب‌های در حال صعود زیرزمینی به لایه رس می رسد .رس این خاصیت را دارد که آب گیری نماید.

رس‌ها بر اثر آب گیری افز ایش حجم می یابند در نتیجه اگر در لابلای لایه‌هایی غیر قابل نفوذ محصور شده باشند باید راهی برای خروج از لایه‌ها تحت فشار ناشی از افزایش حجم یافته تا با خارج شدن از لایه‌های محصور کننده و ریختن در سطح زمین حجم مقدار ماده رس آبگیری نموده دفن شده کاهش یافته در نتیجه فشار حاصل از افزایش حجم کاهش یافته و پایداری نسبی ایجاد گردد .البته این عمل با ادامه تدریجی آب گیری و افزایش حجم و در نتیجه افزایش فشار به صورت مداوم ادامه می یابد و گل حاصل از افزایش حجم به طور دائم به بالا می آید و در سطح زمین جاری و گل فشان را به وجود می آورد.

با این همه نمی توان منشا و تشکیل کلیه گل فشان‌ها را یکسان توضیح داد و هر منطقه گل فشانی ساختار و شرایط خاص خود را دارد.

برخی نیز معتقدند که گل فشان‌ها، منشا تکتونیکی دارند و عمل فرورانش و فشارهای ناشی از حرکات تکتونیکی دلیل پیدایش آن‌ها است و برخی نیز معتقدند که گل فشان‌ها درمناطق آتشفشانی ایجاد می شوند.

 

3 - اهمیت و کاربرد گل فشان‌ها:

1 - وجود این پدیده مورفولوژیکی در هر منطقه نشانه فعالیت تکتونیکی آن منطقه بوده است. بنابراین احتمال زلزله خفیف و گسل خوردگی وجود داشته که این امر باید در احداث سازه‌های ثابت و سکونت گاه‌های استانی لحاظ شود.

2 - ترکیبات بعضی گل فشان‌ها تا حدی مشخص کننده وضعیت درونی زمین از لحاظ وجود منابع آب و نفت و سایر مشتقات هیدروکربوری می باشد.

گل فشان‌های ایران اکثراً در جلگه ساحلی دریای عمان در جنوب استان سیستان و بلوچستان و هرمزگان واقع شده اند. تعدادی از آن‌ها فعال بوده و فعالیت آن‌ها در فصول مختلف سال با تغییراتی همراه است، به طوری که گاهی یک گل فشان فعال غیرفعال می شود و بالعکس.

 

وجود گل فشان‌ها موار د استفاده متعدد و گوناگون دارد:

1 - ازدیدگاه مطالعات زمین شناسی: وجود گل فشان‌ها در خشکی نشانه یک زون ضعیف یا زون گسله می باشد. وجود گل فشان‌ها در هر منطقه نشانه بارزی از فعالیت‌های تکتونیکی جوان در منطقه می باشد. یعنی منطقه از نظر تکتونیک و نئوتکتونیک فعال بوده و احتمال زلزله نسبتا خفیف؛ گسل خوردگی و ... زیاد بوده و در هنگام ساخت و ساز سازه‌های ثابت و بزرگ و ماندگار و لرزان همچون نیروگاه‌های تولید برق و یا کارخانه‌های پتروشیمی و ... باید به این مسئله توجه نمود.

تشکیل گل فشان‌ها در ارتباط با آتشفشان‌ها و نواحی فرورانش بوده پس و جود گل فشان در یک منطقه و فعالیت آن در طول زمان می تواند نشانه سابداکشن (فرورانش) در منطقه بوده و ثانیا وجود گل فشان‌ها در یک منطقه نشان می دهد که در آن منطقه فعالیت‌های آتشفشانی (فعال، نیمه فعال، غیر فعال) وجود داشته و باید منتظر گسترش این گونه فعالیت‌ها در منطقه بود.

2 - ازدیدگاه اقتصادی:  گل فشان‌ها می توانند تا حدی معرف وضعیت درونی زمین در منطقه مورد فعالیت داشته و نشان دهنده وجود منابع آب‌های زیر زمینی،گازهای هیدروکربن و نفت باشد.

در برخی از گل فشان‌ها قطرات نفت که سبک تر از آب هستند بر روی سطح آب و گل جوش آن از دهانه گل فشان خارج می شوند این مورد در گل فشان سنرمبرسوبان گزارش شده است. این گل اگر با دست لمس شود بر خلاف گل لمس شده درسایر گل فشان‌ها که چسبنده و لغزنده است در این گل فشان به دلیل نفت لمس چرب را به خوبی از خود نشان می دهد و بوی نفت از گل به مشام می رسد.

برخی از گل فشان‌ها بوی لجن و گوگرد از آن‌ها متصاعد شده که بوی لجن مربوط به فعالیت‌های حیاتی و تجزیه مواد آلی موجود در لابلای لایه‌های رس و یا سایر لایه‌های موجود در منطقه بوده و بوی گوگرد نیز مربوط به مواد گوگردی موجود در آب منطقه است. چنان چه در گل فشان‌های اطراف پزم بوی ماندگی و لجن همراه با گازهای هیدروکربن (متان) به راحتی به مشام رسیده و حتی در برخی از ایام این گازها با کبریت مشتعل می گردند.

در گل فشان پیر گل وجود ترکیبات زرد گوگردی باعث شده است که رنگ گل خشک شده و گل فشان زرد و نارنجی شده که حکایت از وجود گوگرد فراوان در منطقه داشته و این هم راستا با وجود فعالیت‌های گوگردی در اطراف تفتان است.

پف کردگی زمین‌های پایین دست گل فشان‌ها ارتباط گل فشان‌ها با آب‌های شور می باشد که پس از تبخیر و خشک شدن آب گل‌های خارج شده از گل فشان، گل خشک شده به صورت پف کرده و نمک زارهای کویری دیده می شود. نمونه ای از این پدیده در گل فشان عین (10 کیلومتری جاده کهیر- زرآباد) دیده می شود.

3 - ازنظر بهداشتی: گل موجود در گل فشان‌ها از نظر بهداشتیاستفاده‌های دارویی متعدد داشته و در درمان بیماری‌های مختلف همچون دردهای رماتیسمی، کوفتگی و خستگی عضلانی بسیار موثر است.

ضمنا گل فشان‌ها در درمان بیماری‌های پوستی و قارچی انسان و حیوان موثر بوده و حتی برخی از اهالی اطراف گلفشان پیرگل معتقدند که استراحت چند دقیقه ای در گل گل فشان در رشد موهای سر و پرپشتی موی سر نیز موثر است .گل فشان باعث خنکی بدن و از بین بردن گرمی شده و باعثشادابی و نشاط استفاده کنندگان از گل در گل فشان‌ها می گردد.

 

4 - علل پیدایش گل فشان‌های ایران

اهالی محل در مورد این پدیده چندین باور را مطرح می کنند و بر اساس اعتقادات خود نام‌هایی را نیز برای گل فشان به کار می برند. به نظر آن‌ها گل فشان پدیده ای طبیعی است که با دریا در ارتباط بوده و به هنگام بالا آمدن آب دریا (مد) به ویژه در فصل تابستان، فعالیت آن به حداکثر می رسد، از این رو به آن ناف زمین یا ناف دریا نیز می گویند. عده ای بر این باورند که فعالیتاین پدیده به کشش و جاذبه اجرام سماوی به خصوص ماه وابسته است. بر این اساس معتقدند که فعالیت آن در ابتدای ماه و نیمه ماه قمری (ماه نو، بدر) بیشتر می شود. هر چند این نظریه کمتر به حقیقت نزدیک است اما به طور کل هم قابل رد نیست. گروهی نیز بر این عقیده اند که فعالیت این پدیده پس از بارندگی‌ها ی شدید زیادی مِی شود، لذا ممکن است از آب ناشی از سیلاب‌ها، فعال شود. اما باید گفت که از نظر علمی، وجود گل فشان‌ها در هر منطقه اول نشانه بارزی از فعالیت‌های تکتونیکی بوده و ثانیا اغلب به لایه‌های سنگی دارای ذخایر نفت و یا دیگر انواع هیدروکربور بستگی دارد. فشار گازهای حاصل از این لایه و ذخایر آن‌ها موجب می شود که سنگ‌های رسی و مارنی کف و تحتانی، که توسط آب‌های زیر زمینی اشباع و نرم شده و یا به صورت گل در آمده اند به خارج پرتاب شوند و از این طریق دهانه‌هایی گاهاً بسیار بزرگ شبیه به دهانه‌های آتشفشان (شبه کراتر یا کراترگون) به وجود می آیند.

 

5 - مناطق گل فشانی ایران

درحال حاضر برخی از گل فشان‌های ایران خاموش و یا غیرفعال هستند و برخی دیگر فعال بوده و دارای فعالیت متناوبی هستند. در فصول بارندگی، فعالیت آن‌ها بیشتر می شود، اما گل آن‌ها رقیق تر و سیال تر بوده و به صورت سر ریز جاری می شود. در فصول خشک تر فعالیت آن‌ها کمتر است و در عوض گل غلیظ تر و به حالت انفجاری تر بیرون می ریزد.

در قله این مخروط‌ها و داخل کراتر آن‌ها، دهانه‌های متعددی با قطر چند سانتی متر وجود دارد که به طور متناوب ازآن‌ها گل خاکستری یا کمی متمایل به سبز خارج شده و به سوی دامنه‌ها سرازیر می گردد. تناوب بیرون ریزی و فوران گل‌ها در طی زمان، یک ساختمان چند لایه ای را در مخروط‌ها وزمین‌های مجاور پدیده آورده است. این لایه‌ها دارای ساختمان فلسی یا پولکی هستند و با یکدیگر همپوشانی دارند. به گونه ای که جدید ترین لایه در رو و در راس مخروط قرار گرفته و قدیمی ترین لایه نیز به رنگ روشن است. همچنین گاهی جریان گل غلیظ در دامنه مخروط نقوش مینیاتوری همانند گچ بری‌های قرنیز شکل را پدید می آورد. با گذشت زمان و فرا رسیدن مرحله پیری گل فشان، فاصله و تناوب فعالیت‌های آن کمتر می شود و غلظت گل آن افزایش می یابد. در نتیجه گسترش افقی مخروط کاهش یافته و به ارتفاع آن افزوده میشود.

از آن پس زمان خاموشی و مرگ گل فشان فرا می رسد و فرسایش بر آن غالب می گردد. عمل فرسایش در برخی موارد منجر به محو کامل گل فشان می گردد و اثری از آن بر جای نمی گذارد. اهالی محل در مورد این پدیده چندین باور را مطرح می کنند و بر اساس اعتقادات خود نام‌هایی را نیز برای گل فشان به کار می برند.

بخش اعظمی از گل فشان‌های ایران در منطقه ای واقع در کرانه ی دریای عمان در استان سیستان و بلوچستان قرار گرفته است. بسیاری از چشمه‌های این منطقه حاوی گاز محتوی هیدروکربن‌های سبک مثل متان، اتان و پروپان است که با مقدار کمی گاز H2S همراه می باشد.

مناطق عمده گسترش گل فشان‌های ایران، منحصر به سواحل پست شمالی و جنوبی کشور بوده و به طور کلی در دو ناحیه زیر مشهود اند:

- گل فشان‌های واقع در استپ‌های ترکمن صحرا، درشرق دریای مازندران

- گل فشان‌های سواحل دریای عمان درحد فاصل میناب تا بندر گواتر

 

6 - ویژگی گل فشان‌ها

این پدیده‌ها به صورت تپه‌های مخروطی قرینه وگاه بی قرینههستند که حداکثر ارتفاع آن‌ها به 30 تا50 متر می رسد. مخروط‌های مذکور گاه به صورت انفرادی و در برخی مناطق با یک یا چند مخروط کوچک تر و فرعی همراه هستند. مورفولوژیاین مخروط‌ها در درجه اول به غلظت و یا سیالیت گل‌های خارج شده، که خود تابع شرایط فصلی و مرحله سنی مخروط است، بستگی دارد و در درجه دوم متاثر از فرسایش آب‌های جاریاست. به این معنی که گل فشان‌های مورد اشاره احتمالا با بیرون ریزی گل‌های سیال تر فعالیت خود را آغاز نموده و در نتیجه روانه‌های گل را به نقاط دورتر (چند صد متری دهانه) گسترش می دهند، و لیکن با گذشت زمان و یا در فصول خشک تر، گل‌ها غلیظ تر شده، شکل تقریبا خمیری به خود می گیرند و به بیرون می ریزند. در چنین شرایطی است که گل‌ها قادر نیستند خود را به نقاط دورتر برسانند و در محل دهانه، مخروطی را شکل می دهند که شیب دامنه آن‌ها تقریبا تند بوده و به 45 درجه و بیشتر می رسد. اما چون مواد متشکله سست و دارای نفوذ پذیری کم می باشد، دیری نمی پاید که آب‌های جاری آن‌ها را می فرسایند و با ایجاد فرکندها و آبکند‌ها به تقطیع دامنه‌های مخروطی می پردازند. این مخروط‌ها، همانند مخروط‌های آتشفشا نی دارای دهانه ای به شکل کراترهستند که قطر آن‌ها از چندین سانتی متر تا چندین ده متر متغیر است. عمق این دهانه‌ها چندان زیاد نبوده و جداره داخلی دهانه شیبی تند و در حدود 85 تا 90 درجه دارد. بخشی از دیواره پیرامونی دهانه، باز بوده و معبری برای خروج گل سر ریز، می باشد. این وضعیت عاملی برای بی قرینه شدن مخروط به شمار می آید.

در برخی موارد، مانند گل فشان سند، چون ارتفاع مخروط بسیار کم است و در دهانه نیز گل نسبتا رقیقی حضور دارد و دهانه آن به شکل یک مخروط کوچک خود نمایی می کند. در حل حاضر بعضی گل فشان‌ها خاموش و یا غیر فعال هستند و برخی دیگر فعال بوده ودارای فعالیت متناوبی هستند. در فصول بارندگی، فعالیت آن‌ها بیشتر می شود، اما گل آن‌ها رقیق تر و سیال تر بوده و به صورت سرریز جاری می شود. در فصول خشک تر فعالیت آن‌ها کمتر است و در عوض گل غلیظ تر و به حالت انفجاری تر بیرون می ریزد. در قله این مخروط‌ها و داخل کراتر آن‌ها، دهانه‌های متعددی با قطر چند سانتی متر وجود دارد که به طور متناوب از آن‌ها گل خاکستری یا کمی متمایل به سبز خارج شده و به سوی دامنه‌ها سرازیر می گردد.

دوره تناوب این پدیده 10 تا 15دقیقه است که معمولا با لرزش خاک همراه می باشد. دبی گل خارج شده در هر بار3 تا 5 لیتر است. دهانه ی داخل کراتر یا واقع در سطح دامنه مخروط غالباً تغییر مکان می دهند. گل خارج شده سرد و فاقد بخار آب می باشد. گاهی صداهایی مانند شلیک گلوله تفنگ نیز شنیده می شود. گل خروجی بسیار چسبناک بوده و بوی گاز متان و گوگرد از آن استشمام می شود و دمای آن برابر با دمای محیط می باشد و خاصیت پاک کنندگی دارد، زیرا به هنگام شستشوی کمی کف می کند. این گل‌ها خواص درمانی داشته و برای بیماری‌های پوستی مفید است. به گفته اهالی منطقه، گل فشان‌هایی در این ناحیه وجود دارد که نفت خام از آن‌ها نشت می کند و بوی آن به خوبی استشمام می شود. تناوب بیرون ریزی و فوران گل‌ها در طی زمان، یک ساختمان چند لایه ای را در مخروط‌ها و زمین‌های مجاور پدیده آورده است. این لایه‌ها دارای ساختمان فلسی یا پولکی هستند و با یکدیگر همپوشی دارند. به گونه ای که جدید ترین لایه در رو، و در راس مخروط قرار گرفته و قدیمی ترین لایه نیز به رنگ روشن است. همچنین گاهی جریان گل غلیظ در دامنه مخروط، نقوش مینیاتوری همانند گچ بری‌های قرنیز شکل را پدید می آورد. با گذشتزمان و فرا رسیدن مرحله پیری گل فشان، فاصله و تناوب فعالیت‌های آن کمتر می شود و غلظت گل آن افزایش می یابد. در نتیجه گسترش افقی مخروط کاهش یافته و به ارتفاع آنافزوده می شود. از آن پس زمان خاموشی و مرگ گل فشان فرا می رسد و فرسایش بدلندی برآن غالب می گردد. عمل فرسایش در برخی موارد منجر به محو کامل گل فشان می گردد و اثری از آن بر جای نمی گذارد.

گفتنی است، گل فشان از جمله پدیده‌های جالب توجه در منطقه ساحلی خزر و دریای عمان هستند. هر چند در نقاط دیگر دنیا نیز وجود دارد اما همبستگی این عارضه زمین شناسی با منابع نفت و گاز آن را به پدیده‌ای جذاب در این دو حوضه تبدیل کرده است. در کل تعداد گل فشآن‌های زمین بیش از 800 عدد نیست که بیش از نیمی از آن‌ها در اطراف این دو دریا قرار گرفته، به ویژه تعدادی از آن در حوضه خزر در منطقه جمهوری آذربایجان واقع شده است.

 

7 - روابط ریاضیاتی برای فوارن گل‌فشان

برای محاسبات فرمولی گل‌فشان، ابتدا فرض می‌کنیم گل‌فشان همانند شکل 1، دارای دو بخش است:

1 – مخزن گل‌فشان: که دارای حجم V است و در عمق معینی از سطح زمین قرار دارد؛

2 – مجرای سیلندری: که گل از آن خارج می‌شود و دارای سطح مقطع A و ارتفاع h است.

 

شکل 1 . شکل در نظر گرفته شده مخزن و مجرای یک گل‌فشان برای انجام محاسبات ریاضی فوران.

 

در گل‌فشان، مواد با نرخ I وارد مخزن می‌شوند و در مخزن تجمع می‌یابند. تجمع مواد ورودی به مخزن در درون مخزن باعث ایجاد فشار در درون مخزن می‌گردد. فشار درون مخزن باعث متورم شدن مخزن شده و در نهایت باعث خروج گل از درون مخزن می‌گردد. خروج گل از مخزن با نرخ برابر با Q صورت می‌گیرد. این مواد پس از خروج از مخزن، به مجرای گل‌فشان وارد شده و از سطح مقطع A عبور می‌کنند. در اینجا مجرای در نظر گرفته شده برای فوران گل فشان بصورت سیلندری شکل است. مجرای سیلندری شکل، یک مجرای ایده‌آل برای فوران است و سایر اشکال مجرا نیز می‌توانند در نظر گرفته شوند. اما در اینجا برای اثبات روابط ریاضی فوران، مجرای سیلندری شکل استفاده می‌کنیم.

برای مخزن نیز از مدل‌های موجود برای اتاق ماگمایی استفاده می‌کنیم. برای مثال فشار داخل مخزن بوسیله تغییرات دانسیته تعدیل می‌شود. هندسه مخزن را بصورت کروی در نظر می‌گیریم و فرض می‌کنیم که نرخ ورود مواد به مخزن ثابت و تغییرات حجم مخزن صفر یا منفی است.

برای انجام محاسبات ریاضی مدل در نظر گرفته شده ابتدا تعدادی فرض مطرح می‌کنیم که عبارتند از :

1 - سرعت دینامیکی فوران () ثابت است؛

2 - دانسیته گل () موجود در مخزن را ثابت در نظر می‌گیریم؛

3 - سرعت خروج گل (u) به علت فشار درون مخزن می‌باشد و در اثر وزن گل و نیروی کشیده شدن بر روی سطح مجرای خروجی، کاهش می‌یابد.

برای اثبات رابطه فوران گل‌فشان، رابطه موجود برای conservation of mass در یک بعد و رابطه موجود برای conservation of momentum در یک بعد و رابطه Navier – stoke برای conservation of momentumدر یک بعد، مورد نیاز می‌باشد. بنابراین ابتدا رابطه موجود برای conservation of mass در یک بعد را اثبات می‌کنیم که بر اساس تصویر رسم شده برای conservation of mass در یک بعد (شکل 2)، بصورت زیر است

 

شکل 2 . conservation of mass در یک بعد را نشان می‌دهد.

 

 

از آنجایی که در رابطه نهایی دوبخش اول مشتق مادی بر حسب دانسیته می‌باشند و دانسیته هیچ موقه از بین نمی‌رود باید گفت  برابر با صفر است لذا راطه ما بصورت زیر در می‌آید

رابطه (1) 

به دلیل اینکه خروج گل از گل‌فشان در یک بعد (قائم) صورت می‌گیرد رابطه conservation of mass در یک بعد را برای بعد قائم بدست آورده‌ایم.

رابطه conservation of momentum در یک بعد (قائم)

براساس شکل (3) بصورت زیر اثبات می‌شود



 

 


 

شکل (3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رابطه (2) 

 

رابطه (2) را می‌توان بصورت زیر نوشت

رابطه (3) 

با ادغام روابطه (1) و (3) رابطه زیر را بدست می‌آوریم

رابطه (4) 

رابطه Navier – stoke برای conservation of momentum در یک بعد بصورت زیر می‌باشد.

رابطه (5) 

به دلیل اینکه بعدی که فوران در آن رخ می‌دهد، بعد قائم است، بنابراین قدرت جاذبه زمین بر روی شتاب به سمت بالا اثر منفی دارد، لذا باید تصحیح مربوط به اثر قدرت جاذبه زمین که برابر با  است، به آن اضافه گردد. بعلاوه همانطور که قبلاً نیز اشاره شده نیروی کشیدگی بر روی سطح مجرا نیز بر روی حرکت گل در درون مجرا به سمت بالا اثر منفی دارد. بنابراین اثر مربوط به آن نیز باید به رابطه ما اضافه گردد که برابر با  است. در نتیجه رابطه رابطه Navier – stoke برای conservation of momentum در یک بعد بصورت زیر در می‌آید

رابطه (6) 

با جایگذاری رابطه (4) در رابطه (6) رابطه زیر حاصل می‌شود

رابطه (7)

حال با استفاده از روابطی که بدست آورده‌ایم می‌خواهیم نرخ خروج مواد از مجرای گل‌فشان را بدست آوریم. نرخ خروج مواد از یک سطح بوسیله رابطه زیر بیان می‌شود

رابطه (8) 

 زاویه بین جهت حرکت مواد و خط عمود بر صفحه، u سرعت خروج مواد و A مساحت سطح است. به دلیل اینکه خروج مواد از مجرای گل‌فشان بصورت عمود بر سطح مجرا می‌باشد لذا رابطه قبلی بصورت زیر در می‌آید

رابطه (9) 

نرخ خروج مواد را می‌توان تغییرات سرعت (u) بر حسب زمان نوشت که رابطه آن بصورت زیر خواهد شد

رابطه (10) 

حال با استفاده از روابط (7) و (10) می‌توانیم خروج مواد گل‌فشان را بصورت نرخ خروج مواد (Q) بنویسیم. رابطه حاصل بصورت زیر خواهد بود

رابطه (11) 

گرادیان فشاری را می‌توان بصورت افزایش خطی فشار همراه با افزایش عمق نوشت یعنی ، m یک عدد ثابت است یعنی اینکه اگر گرادیان فشاری، بصورت خطی باشد، یک عدد ثابت است. بنابراین اگر در رابطه (11) گرادیان فشاری را بوسیله افزایش خطی فشار همراه با عمق ()، جایگذاری نماییم رابطه (11) بصورت زیر خواهد شد

رابطه (12) 

در طی فوارن گل‌فشان، فشار درون مخزن گل فشان تغییر می‌کند که این تغییر به عواملی همچون حجم مخزن، تغییرات حجم مخزن، نرخ ورود گل به مخزن، نرخ خروج گل از مخزن و قابلیت تراکم‌پذیری گل بستگی دارد.

برای بدست آوردن تغییرات فشار بر حسب زمان در درون مخزن، زمانی که حجم مخزن ثابت است، از رابطه conservation of fluid mass در مخزن، استفاده می نماییم که بصورت زیر است

رابطه (13) 

 

میزان تراکم پذیری گل نیز بر روی تغییرات فشار درون مخزن تاثیر دارد. لذا اگر رابطه (13) را با قابلیت تراکم‌پذیری () گل ادغام کنیم رابطه (13) به این صورت خواهد شد که

رابطه (14) 

زمانی که حجم مخزن ثابت است و تغییری در حجم رخ نمی‌دهد؛ بنابراین  برابر با صفر می‌گردد و رابطه بصورت زیر در می‌آید

رابطه (15) 

 میزان تراکم‌پذیری گل را نشان می‌دهد. هر چقدر که گل تراکم پذیرتر باشد اثر زیادی بر روی تغییر فشار درون مخزن دارد.

اما برای حالتی که حجم مخزن متغیر باشد تغییرات فشار درون مخزن با استفاده از رابطه (10) بیان می‌شود. تغییرات حجم مخزن تابعی از تغییرات شعاع مخزن می‌باشد یعنی

رابطه (16) 

دراین رابطه S مساحت سطح مخزن کروی شکل، r شعاع کره وV حجم مخزن کروی شکل است. بنابراین زمانی که حجم مخزن متغیر است می‌توان با استفاده از روابطه (14) و (16) تغییرات فشار مخزن را بصورت رابطه (17) نوشت

رابطه (17) 

بنابراین برای تعیین نرخ خروج گل برای حالتی که فشار متغیر است رابطه (17) را بجای مقدار فشار ثابت در رابطه (11) می‌گذاریم؛ لذا نرخ خروج بصورت زیر در می‌آید

رابطه (18) 

با دیفرانسیل گیری از رابطه (18) بر مبنای زمان حجم مواد خارج شده از گل‌فشان را می‌توان بدست آورد که بصورت رابطه (19) می‌باشد

رابطه (19) 


موضوعات مرتبط: ()

برچسب‌ها: گل فشان , mud volcano , نحوه ایجاد گل فشان , گلفشان های ایران
[ ۱۳٩۱/۱۱/٥ ] [ ۸:٤۸ ‎ب.ظ ] [ اسماعیل صدری ]
درباره وبلاگ

امیدوارم محتوای سایت مورد استفاده دوستان قرار گیرد.
آرشيو مطالب
لینک‌های ویژه
امکانات وبلاگ


فال حافظ

كد ماوس

پی کو باکس