دیاپیر

 

نیروهای اولیه برای جریان یافتن مجموعه‌های نمکی نیروی بارگذاری تفریقی است که بوسیله نیروی ثقلی یا گرادیان حرارتی و یا جابجایی اجباری یکی از مرزهای مجموعه نمکی نسبت به مرز دیگر آن تولید می‌شود. نیروی شناوری که سابقاً به عنوان نیروی اصلی رانش مجموعه‌های نمکی مطرح می‌شد، در بسیاری از مجموعه‌ها دارای درجه اهمیت ثانویه است.

در مقابل جریان سنگ‌های نمکی دو فاکتور مقاومت می‌کنند. مقاومت سنگ‌های پوشاننده مجموعه نمکی و مقاومت کشیدگی مجموعه نمکی در مرز مجموعه با سنگ‌های در بر گیرنده. مجموعه نمکی زمانی جریان می‌یابد که نیری رانش بر این نیرو‌های مقاومتی غلبه داشته باشد.

برای اینکه مجموعه نمکی بتواند در بین سنگ‌های پوشاننده خود جایگیری نماید سنگ‌های پوشاننده مجموعه نمکی باید حذف گرددند و یا اینکه جابجا شوند. جایگیری مجموعه نمکی ممکن است بوسیله کشش، فرسایش، یا بالاآمدگی سنگ‌های رویی و یا بوسیله راندگی سنگ‌های پوشاننده به همراه مجموعه نمکی صورت گیرد.

زمانی که نمک به سطح می‌رسد بوسیله دیاپیریسم منفعل به صعود خود ادامه می دهد و بصورت یک انباشته از رسوبات نمکی در اطراف دیاپیر رشد می‌کند. اگر سرعت صعود دیاپیر بالا باشد باعث گسترش سطحی رسوبات نمکی می‌شود که ورقه‌های نمکی نابرجا را بوجود می‌آورند.

به دلیل اینکه نمک از نظر رفتار مکانیکی ضعیف است تغییرشکل در آن بصورت ناحیه‌ای می‌باشد. در نواحی کششی، دیاپیرها در طول محورهای گرابن صعود می‌کنند و فضاهایی را پر می‌کنند که بوسیله نازک شد که پوسته و جدایش بلوک‌های گسلی ایجاد شده‌اند. نمک هم در نیروی رانش ثقلی و هم در نیروهای کششی سنگ‌های بیسمنت، به عنوان یک سطح جدایشی (detachment) عمل می‌کند. در نواحی فشاری، مجموعه نمکی اصولاً بصورت کوتاه شدگی جانبی شروع به صعود می‌کند و این صعود بوسیله خمش و شکسته شدن سنگ‌های پوشاننده مجموعه نمکی تسهیل می‌‌یابد. در این نواحی نیز در غیاب ساختارهای اولیه، مجموعه نمکی به عنوان سطح جدایشی عمل می‌کند. در نواحی فشاری ممکن است برخی از ورقه‌های نمکی بوسیله بلوک فرادیواره گسل‌های تراستی جایگیری نمایند.

از نظر جکسون و تالبوت (1986) ، ساختمانهای نمکی ممکن است به صورت تاقدیس نمکی، بالشهای نمکی، برجستگیهای تیغه مانند نمکی، استوکهای نمکی (Salt stocks) و غیره باشد. شکل گنبد نمکی متغیر است. دیواره بسیاری از گنبدهای نمکی دارای شیب زیاد در حدود 80 تا 90 درجه به طرف خارج است. گنبدهای نمکی متقارن ، کمیاب و اغلب گنبدها نامتقارن و شیب دیواره‌ها در جهت مختلف متفاوت است. مقطع بیشتر گنبدهای نمکی نزدیک به دایره و در بعضی از گنبدها بیضی شکل است. گسترش افقی گنبدها بسیار متغیر و اغلب چندین کیلومتر است (شکل 1).

شکل 1 . انواع اشکال ساختمانی نمک‌ها Jackson and Talbot (1991)

 

 

2 - دلایل مطالعه دیاپیر‌های نمکی

مهمترین دلیل مطالعه و شناسایی دیاپیرهای نمکی به علت وجود نفت همراه با آنها می‌باشد. زیرا بسیاری از ذخایر هیدروکربنی دنیا در حوضه‌های نمکی قرار دارد (مانند خلیج فارس، خلیج مکزیک، دریای شمال، Lower Congo Basin، Campos Basin،Pricaspian Basin). بعلاوه حضور نمک در یک حوضه، بطور کاملی بر تمام جنبه‌های یک سیستم هیدروکربنی تاثیر می‌گذارد. علاوه بر نقش نمک بر روی توزیع ذخایر هیدروکربنی، مجموعه‌های نمکی بوسیله جلوگیری از جریان یافتن مایعات و ایجاد تله‌هایی باعث تجمع ذخایر هیدروکربنی در مناطق خاصی می‌گردند. بنابراین اگر تکتونیک و مکانیک حرکت دیاپیر‌ها به خوبی شناخته نشود استخراج موثر نفت و گاز را با بحران مواجه می‌سازد.

انواعنفتگیرهای حاصل از گنبدهای نمکی عبارتند از:

نفتگیر کلاهک گنبد نمکی: در بالایستون نمک ، کلاهک برشی از خرده سنگهای سختی که توسط نمک از طبقات جدا شده ، تشکیلمی‌شود. این برش اگر در شرایط مناسب قرار گیرد می‌تواند محل تجمع نفت و گاز گردد. بدیهی است در این نوع، نفتگیر گنبد نمکی هنوز در سطح زمین ظاهر نشده است (شکل 2).

نفتگیرهای دامنه‌ای گنبد نمکی: گنبد نمکی از شروع حرکت ،طبقات فوقانی را خم نموده و سپس آنها را شکسته و شیبی در خلاف جهت حرکت ستون نمک بهآنها می‌دهد. این لایه‌های شیب‌دار در فراشیب به ستون نمک که نفوذ ناپذیر است ختم می‌شوند. اگر این لایه‌ها دارای توالی مناسبی از سنگ مخزن و سنگ پوششی بوده و نفت نیز در منطقه تولید شده باشد، ممکن است نفت بطور قابل توجهی در دامنه گنبد نمکیتشکیل شود (شکل 2).

نفتگیر کلاهک گنبد: اگر گنبد نمکی به سطح زمین برسد ممکن است باعث انحنا طبقات فوقانی شده و نفتگیرهای تاقدیسی گنبدی‌ شکلی را ایجاد نماید که می‌تواند در رده نفتگیرهای تاقدیسی هم قرار گیرد. میداننفتی دمام در عربستان سعودی نمونه‌ای از این نوع نفتگیر است. در شکل های زیر چگونگیذخیره نفت و گاز در گنبد های نمکی به تصویر کشیده شده است (شکل 2).

 

شکل 2 . انواع نفتگیر‌های گنبد نمکی

 

مجموعه‌های نمکی در محیط‌های آب شور رسوب کرده‌اند. محیط‌های آب شور می‌توانند به خوبی فلزات را انتقال دهند بطوری که این محیط‌ها باعث تسریع در رسوبگذاری فلزات و تمرکز و تجمع آنها در مکان‌های معینی می‌گردند. بنابراین مطالعه دیاپیر‌های نمکی که در این محیط‌ها رسوب شده‌اند می‌توانند ما را به محل تجمع این فلزات رهنمون سازند.بهنگام رسوبگذاری، حوزه‌های تبخیری و آب شور می‌توانند در شرایط اکسیداسیون قاره‌ای مقادیری آهن را با خود حمل نمایند. آهن خارج شده در نتیجه تغییردر ساخت و بافت مینرالها و سنگهای قلیایی است. کانیهای قلیایی بهر کیفیت مقادیریآهن در اثر عدم تعادل شیمیکومینرالوژیکی وارد حوزه‌های تبخیری و آب شور می‌نمایند و آهن مذکور بصورت حجم‌های بزرگ و کوچک هماتیت و اولیژیست و غیره تحت تأثیر عواملاحیاء کننده مانندH2Sو آبهای سولفوره و غیره رسوب می‌نمایند که اغلب مشترکاً باژیپس و گچ دیده می‌شوند و محلولهای سوپرژن قطعاً به مرور می‌توانند بخش وسیعی از کانی‌سازی آهن را که نتیجه تجزیه کانیهای مافیک در ولکانیکهای قلیایی می‌باشد ذیل بعهده بگیرند (سایت سازمان زمین‌شناسی ایران).

علاوه بر دلایل ذکر شده، رسوبات تبخیری باعث تجمع منابع اقتصادی از نمک‌ها پتاس، نمکی‌های سدیم، ژیپس، سولفور، بورات، نیترات و زئولیت‌ها می‌گردند. از جملهتمرکز و کانی سازیمیتوان از رگه‌های باریم، استرانسیوم، سدیم،پتاسیم نام برد و بالاخره اورانیوم که بعنوان یک عنصر پرتوزاء بصورت اکسیدهای مختلفپشبلند و اورانینیت آواری در کربناتها و ریولیتهای جوانتر (کوارتز با خاصیت موجیشدید) که بصورت پشبلند برشی شده و محموله ژیپکریتهای حاوی توف ریولیتی و کریستال ویتریک توف مشهده شده است، این بخش از کانی سازی اورانیوم بخصوص در گنبد نمکی گچین و پوهال محدود بوده و متعلق به عوامل سوپرژن در حوزه‌های کوچک پلایایی بعد از نفوذ نمک می‌باشد.

کوه‌های نمکی که عمدتاً از ترکیبات تبخیری هالیت (نمک طعام و نمک صنعتی)، اندریت و ژیپس (گچ) هستند علاوه بررسوبات تبخیری دارای عناصر فلزی از جمله گوگرد و باریت نیز می باشند . اما آنچه کهمهم است وجود درصد ذخایر نفت و گاز فراوان همراه با گنبدهای نمکی است. «ته نشینشدن رسوبات تبخیری در ادوار گذشته، لایه های ضعیفی از نمک را به وجود آورده است کههم اکنون در اعماق زمین قرار دارد. از آنجا که چگالی نمک کم است و نسبت به عمق ثابتمی‌ماند در کنار فشارهای زمین بتدریج به سطح زمین صعود می کند.صعود نمک منجر بهایجاد یک برآمدگی در سطح زمین شده ونهایتاً زمین را می شکافد وکوههایی از نمک بهصورت گنبد نمکی بر روی زمین ظاهر می شود. ایران از نظر رسوبات تبخیری بسیار غنی استو بهترین نمونه های گنبدهای نمکی شناخته شده در دنیا مربوط به جنوب ایران وخلیجفارس است که بالغ بر ده‌ها گنبد است. تعدادی گنبد نیز در جنوب سمنان و کرمان وجود دارد که از دریاهای عظیم ولی کم عمق بیش از چندین میلیون سال پیش تشکیل شده اند و اکنون در چندین کیلومتری عمق زمین مدفون هستند. به دلیل توجه پژوهشگران، معدنکاران به گنبدهای نمکی جنوب ایران دانشگاه شیراز با همکاری سازمان صنایع و معادن فارس فعالیتگسترده ای را جهت شناسایی هر چه بیشتر پتانسیل های معدنی گنبدهای نمکی استان فارسکرده اند.نتایجی که تاکنون از این مطالعات به دست آمده بروجود و احتمال اقتصادیبودن بعضی از موادمعدنی علاوه بر نمک اشاره دارد. حتی در صورت نبودن موادمعدنی بجز هالیت (نمک طعام و صنعتی) در گنبدهای نمکی می توان با برنامه ریزی صحیح و با توجهبه صنایع وابسته به ثروتی سرشار دست یافت. نقش نمک طعام به عنوان ماده غذایی و مادهاولیه صنایع شیمیایی می توان گفت بجز مصرف روزانه هزاران گرم در روز، نمک طعام به شکلهای مختلف در فرآورده‌های غذایی دریایی و مناطق سردسیر به عنوان یخ زدایی جاده ها مصرف می شود. این در حالی است که کاربرد اصلی نمک طعام به عنوان ماده اولیه صنایعشیمیایی است که چندین نوع کاربری دارد. تولید کودهای شیمیایی، گچ، صنعت سیمان، نمکهایمنیزیم دار، موادشیمیایی کشاورزی و صنعتی، شوینده‌ها، خمیر کاغذ از جمله کاربردهالیت (نمک طعام و صنعتی) در صنایع است.

در نهایت، نمک به دلیل داشتن رفتار مکانیکی ضعیف، می‌تواند به عنوان یک استرین سنج مورد استفاده قرار گیرد و تاریخچه رشد دیاپیرها و سایر ساختارهای نمکی می‌تواند برای ایجاد مدل‌های دقیقی برای تکامل حاشیه‌های غیر فعال و حتی کوهزایی‌ها، مورد استفاده قرار گیرند.

 

3 – فرآیند دیاپیریسم

3 – 1 . مکانیک و نیروهای رانش برای جریان مجموعه‌های نمکی

بیش از 70 سال پیش نظر غالب برای تکتونیک نمک‌ها این بود که مکانیک آنها بوسیله نیروی شناوری نمک کنترل می‌شود بطوری که نمک به علت دانسیته پایین‌تر خود نسبت به سنگ‌های رویی، باعث ایجاد نیروی شناوری شده و به سمت بالا حرکت می‌کند و باعث ایجاد دیاپیرها و سایر اشکال نمکی می‌گردد.

در اواخر 1980 این موضوع بصورتی اهمیت یافت که مقاومت سنگ‌های سقف مجموعه نمکی در کنترل نمک‌های زیر خود در طی ده‌ها تا صدها میلیون سال مورد توجه قرار گرفت. البته نیروی شناوری در برخی از مجموعه‌ها هنوز مهم می‌باشند اما نه بصورت یک فاکتور مهم، که باعث آغاز دیاپیریسم گردد.

برای ایجاد دیاپیریسم چند نیرو مکانیسم مورد توجه قرار گرفته است که عبارتند از :

1 – نیروی رانش بارگذاری ثقلی تفریقی: این نیروها بر اثر اختلاف نیروی ثقل بر روی نمک‌ها حاصل می‌شوند. در این مکانیسم جاییکه کنیروی ثقل بر روی نمک بیشتر است باعث جریان نمک به سمتی می شود که نیروی ثقل بر روی نمک در آنجا کمتر است. به شکل‌ 3 توجه نمایید در a و b، که نیروی ثقل بر روی نمک در نقطه 1 بیش از نقطه 2 می‌باشد باعث جریان نمک از نقطه 1 به سمت نقطه 2 می‌گردد. اما در c، با وجود اختلاف ضخامت نمک، نیروی ثقلی بر روی نقطه 1 و نقطه 2 مساوی است بنابراین هیچ جریانی در نمک حاصل نشده است.

 

شکل 3 . بار گذاری ثقلی تفریقی و ایجاد جریان در نمک.

 

2 – نیروی رانش تکتونیکی یا جابجایی جانبی: در این مکانیسم نیروی رانش، نیروهای جانبی می‌باشند که بوسیله نیروهای تکتونیکی به مجموعه نمکی وارد می‌شوند و باعث جریان نمک می‌شوند. در شکل 4، نیروهای جانبی کششی (a) و فشارشی (b) که بر یک مجموعه نمکی وارد شده است نشان داده شده است.

 

شکل 4 . نیروی رانش جانبی و جریان یافتن نمک.

 

3 – 2 . فاکتورهای مقاومت کننده در برابر جریان مجموعه‌های نمکی

تعداد زیادی فاکتور در طبیعت وجود دارند که باعث جریان یافتن مجموعه نمکی می‌گیردند، اما با این حال بسیاری از آنها قادر به جریان یافتن نیستند. این موضوع به نیروه‌های مقاومتی بستگی دارد که در برابر جراین مجمعه نمکی مقاومت می‌کنند. در برابر جریان یافتن مجموعه‌های نمک دو فاکتور مقاومتی وجود دارد (شکل 5) که عبارتند از :

1 – مقاومت سنگ‌های پوشاننده روی مجموعه نمکی: همانطور که قبلاً اشاره شده نقش سنگ‌های پوشاننده روی مجموعه‌های نمکی به عنوان مهمترین عامل کنترل جریان مجموعه نمکی می‌باشند. اگر ضخامت سنگ‌ها سقف دیاپیر نمکی نازک باشد جریان دیاپیر نمکی به آسانی صورت می‌گیرد زیرا به آسانی سنگ‌های روی خود را خمیده ساخته و یا حتی آنها را شکسته و به سمت بالا صعود می‌نماید. اما اگر ضخامت سنگ‌های سقف دیاپیر افزایش یابد بطور فزاینده‌ای جریان دیاپیر نمکی کاهش می‌یابد.

2 – برش خوردگی مجموعه نمکی در مرز‌های مجموعه با سنگ‌های در بر گیرنده: نمک برای صعود باید در مرز خود با سنگ‌های در برگیرنده، تغییرشکل داده و جریان یابد. به علت اصطکاک بین مجموعه نمکی با سنگ‌های در بر گیرنده این جریان آسان نخواهد بود و برش خوردگی ایجاد شده در این مرزها در برابر جریان نمک مقاومت می‌کند.

 

شکل 5 . نیروهای مقاومت کننده در برابر جریان دیاپیر نمکی .

 

3 – 3 . مکانیسم‌های تشکیل دیاپیرهای نمکی

همانطور که اشاره شد دو نیروی مقاومت کننده در برابر تشکیل دیاپیرهای نمکی وجود دارد. برای تشکیل دیاپیرها، این نیروهای مقاومتی علی الخصوص نیروی سنگ‌های پوشاننده دیاپیرها، باید حذف گردند. حذف نیروهای مقاومت کننده می تواند بوسیله تعدادی مکانیسم زمین‌شناسی صورت گیرد که عبارتند از:

فعالیت گسل‌های نرمال: در این مکانیسم، فعالیت دوباره و مداوم گسل‌های نرمال بوسیله کشیده شدن پوسته زمین، با عث شکسته شدن سنگ‌های پوشاننده مجموعه نمکی شده، و جریان یافتن مجموعه‌های نمکی بصورت دیاپیری در طول فضای بین بلوک‌های شکسته، را امکانپذیر می‌سازند (شکل a6).

گسل‌های تراستی: وقتی در یک منطقه که در زیر لایه‌های آن نمک وجود دارد روراندگی رخ می‌دهد بخشی از نمک می‌تواند همراه با فرادیواره گسل تراستی رانده شده و جریان یابد. قابل ذکر است که در این فرآیند، لایه نمکی، به عنوان سطح جدایشی گسل تراستی (detachment) عمل می‌کند (شکل d6).

نفوذی فعال: در طول این شکستگی‌ها نمک علاوه بر صعود بخشی از لایه‌ها را خمیده ساخته و باعث ایجاد چین در آنها می‌گردد (شکل b6).

نفوذی شکل‌پذیر: در این مکانیسم جریان نمک همراه با تغییرشکل شکل‌پذیر سنگ‌های پوشاننده مجموعه نمکی می باشد. در این مورد سنگ‌های پوشاننده بصورت شکل پذیر نازک می‌گردند مانند دیاپیر‌های نمکی کویر بزرگ ایران. این مکانیسم در طبیعت کمتر دیده می‌شود (شکل e6).

فرسایش: فرسایش در مناطقی که دارای لایه‌های نمکی در اعماق می‌باشند باعث حذف وزن مواد پوشاننده از روی مجموعه نمکی شده و نیروی مقاومتی ناشی از سنگ‌های پوشاننده در برابر جریان نمک را به شدت می‌کاهد. با کاهش نیروی مقاومتی مجموعه نمکی با سهولت بیشتر می‌تواند جریان یابد و به سطح برسد (شکل c6).

نفوذی منفعل: در این مکانیسم در اثر جریان نمک هیچ گونه تغییرشکل در سنگ‌های در بر گیرنده ایجاد نمی‌شود و توده نمکی بدون ایجاد تغییرشکل به طرف سطح زمین صعود می‌نماید. این نوع دیاپیریسم به عنوان دیاپیریسم غیرفعال شناخته می‌شود (شکل f6). در مکانیسم دیاپیریسم غیرفعال اگر دیاپیریسم به سطح صعود نماید و همزمان با آن تجمع رسوبات نیز صورت گیرد، در این صورت سه حالت برای شکل دیاپیر بوجود خواهد آمد:

  • اگر سرعت صعود دیاپیر بیشتر از سرعت تجمع رسوبات باشد شکل دیاپیر بصورت شکل a7 خواهد بود و دیاپیر در سطح بصورت گسترده‌تر خواهد بود.
  • اگر سرعت صعود دیاپیر و سرعت تجمع رسوبات برابر باشد شکل دیاپیر تغییری نکرده و بصورت شکل b7 خواهد بود.
  • اگر سرعت صعود دیاپیر کمتر از سرعت تجمع رسوبات باشد در شکل دیاپیر در بالا بصورت شکل c7 بوده و کوچکتر ‌می‌شود و در نهایت مدفون می‌گردد.

 

شکل 6 . مکانیسم‌های مختلف جایگیری دیاپیر‌های نمکی.

 

شکل 7 . شکل‌های مختلف دیاپیریسم غیر فعال با توجه به سرعت صعود دیاپیر و سرعت تجمع رسوبات.

در نواحی کششی پوسته، تشکیل دیاپیرها دارای مراحلی مختلفی است (شکل 8). در طی این مراحل ابتدا کشیدگی پوسته باعث نازک شدن سنگ‌های پوشاننده لایه‌های نمکی شده و در آنها شکستگی‌‌هایی را بوجود می‌آورد که بصورت گسل‌های عادی عمل می‌کنند. لایه نمکی در طول محور‌های گرابنی شروع به صعود نموده و فضاهای ناشی از نازک‌شدگی و جدایش بلوک‌های گسلی را پر می‌نماید. الگوهای گسلی و لرزه‌ای نشان می‌دهند که در این مرحله دیاپیر بصورت متقارن است (شکلb8). در این مرحله صعود دیاپیری بوسیله فعالیت کششی ناحیه کنترل می‌شود و با توقف کشش ناحیه، صعود دیاپیر نیز متوقف می‌گردد. با نازک شدن سنگ‌های پوشاننده، توده نمکی به آنها فشار آورده و بصورت اجباری در بین آنها نفوذ می‌کند (مکانیسم نفوذی فعال، شکل c8). این نفوذ اجباری بوسیله نیروی شناوری نمک حاصل می‌شود. در این مرحله به دلیل اینکه صعود دیاپیری بوسیله ثقل کنترل می‌شود حتی با توقف کشش منطقه، صعود دیاپیری ادامه می‌یابد. در مرحله بعد، دیاپیر بصورت نفوذی غیر فعال بطور کامل به سنگ‌های پوشاننده باقیمانده نفوذ می‌کند و به سطح رسوبات می‌رسد (مکانیزم نفوذی غیر فعال، شکل d8). در نهایت دیاپیر به سطح رسوبات رسیده و بر روی آن ورقه‌های نمکی نابرجا را تشکیل می‌دهند.

بسیاری از دیاپیرها در طی فازهای کششی آغاز شده‌اند و نشان دهنده کشش ناحیه‌ای به عنوان عامل اولیه شروع دیاپیریسم می‌باشند. این موضوع نشان دهنده تاریخچه کششی منطقه در زمان آغاز تشکیل دیاپیرها را نمایان می‌سازد.

شکل 8 . مراحل مختلف تشکیل دیاپیر در مناطق کششی.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در نواحی فشارشی پوسته، سنگ‌های پوشاننده لایه‌های نمکی خم می‌شوند و بصورت تاقدیس در می‌آیند. با خم شدن سنگ‌های پوشاننده، نمک به سمت هست تاقدیس صعود می‌کند و تاقدیس‌هایی با هسته نمکی‌را بوجود می‌آورد. به علت ضعیف بودن نمک، در نواحی فشارشی، قسمت‌هایی که بر روی نمک قرار دارند خیلی بیشتر از سایر نواحی خمیده می‌شوند و ادامه کوتاه شدگی پوسته این خمیدگی را تشدید می‌کند.

در طی تشدید خمش، ممکن است سنگ‌های پوشاننده لایه‌های نمکی بوسیله گسل‌های عادی، فرسایش و دیاپیریسم فعال سوراخ گردد و نمک به داخل آن نفوذ نماید (شکل 9) . در این فرآیند ممکن است نیروی شناوری نیز دخالت داشته باشد، اما بیشترین نیروی رانش توده نمکی، در اثر فشارش ناحیه‌ای می‌باشد. بنابراین دیاپیر به سطح می‌رسد و بوسیله دیاپیریسم غیر فعال ادامه می‌یابد. لذا در مناطق فشاری بدون نیاز به نیروی شناوری، دیاپیریسم می‌تواند صورت می‌پذیرد.

 

شکل 9 . مراحل مختلف تشکیل دیاپیر در مناطق فشاری.

 

در مناطق فشاری که فشارش همچنان ادامه می‌یابد بخش بالایی دیاپیر از لایه‌های نمکی منشاء خود جدا می‌شوند و دیاپیر‌های قطره اشکی (teardrop) را بوجود می‌آورند (شکل 10). این دیاپیر جدا شده تا حد ممکن به صعود خود ادامه می‌دهد و توده نمکی با قیمانده در محل منشاء یک سکوی نمکی برجا (اتوکتون) را تشکیل می‌دهد.

شکل 10 . تشکیل دیاپیر نمکی قطره اشکی.

ادامه کوتاه شدگی پوسته ممکن است باعث تشکیل یک گسل تراستی و بهم پیوستن دیاپیر قطره اشکی با منشاء خود گردد (شکل 11). تراستی شدن دیاپیر قطره اشکی باعث ادامه صعود آن به همراه بلوک فرا دیواره گسل تراستی می‌گردد. این نوع صعود در صورتی که شیب خط پیوستگی دیاپیر به منشاء ملایم باشد موثر می‌باشد اما اگر قائم باشد امکانپذیر نخواهد بود.

 

شکل 11 . صعود دیاپیری به همراه بلوک فرادیواره گسل تراستی.

 

مکانیسم نیروی شناوری که سابقاً آن را به عنوان اصلی‌ترین عامل تشکیل دیاپیر‌ها در نظر می‌گرفتند به این صورت می‌باشد در اثر اختلاف چگالی بین نمک با سنگ‌های پوشاننده نمک باعث ایجاد نیروی شناوری می‌گردد که تمایل دارد توده نمکی را به سمت بالا حر کت دهد. در نتیجه در اثر نیروی شناوری نمک شروع به صعود کرده و لایه های بالای خود را ابتدا خم کرده و در نهایت به داخل آنها نفوذ می‌نماید (شکل 12).

شکل 12 . تشکیل گنبد نمکی به دلیل اختلاف چگالی و نیروی شناوری ناشی از آن.

3 – 4 . مدل‌های ارائه شده برای دیاپیریسم نمک

برای نحوه شروع حرکت، صعود و رسیدن به سطح دیاپیر‌ها مدل‌هایی ارائه شده است که ظاهراً مشابه به هم می‌باشند اما در واقع باهم تفاوت‌های اساسسی دارند. این مدل‌ها شامل مدل Trusheim و مدل Podladcikov et al، می‌باشد.

1 - مدل Trusheim : Tresheim (1960) برای تشکیل دیاپیرها سه مرحله توصیف نموده است که بصورت زیر می‌باشند:

  • مرحله بالشتی (pillow stage): در این مرحله رسوبات نمکی که بوسیله رسوبات ضخیمی پوشیده شده‌اند بر اثر وزن رسوبات پوشاننده و ایجاد نیروی شناوری شروع به جریان یافتن می‌کنند.Trusheim فرض کرده است که لایه‌های پوشاننده توده نمکی بصورت ویسکوز عمل می‌کنند. در اثر حرکت نمک لایه‌های پوشاننده نازکتر شده و شیب ملایمی را پیدا می‌کنند (شکل C13 ). در این مرحله لایه‌های I لایه‌هایی می‌باشند که قبل از حرکت دیاپیر رسوب کرده‌اند و رسوبات پوشاننده لایه نمکی می‌باشند.
  • مرحله دیاپیری (diaper stage): این مرحله با ادامه صعود دیاپیر و نفوذ آن به داخل لایه‌های پوشاننده همراه می‌باشد (شکل B13). لایه های II در این مرحله یعنی مرحلی میانی حرکت دیاپیر رسوب کرده‌اند. این لایه‌ها بر روی دیاپیر نازک لایه بوده و به سمت دامنه دیاپیر ضخیم‌تر می‌شوند.
  • مرحله بعد از دیاپیر (postdiapir stage): در این مرحله دیاپیر به بالا صعود کرده و حرکات جانبی آن باعث گسترش جانبی دیاپیر می‌شود (شکل A13). لایه‌های III در این مرحله رسوب کرده اند. این لایه‌ها در بالای دیاپیر خیلی نازک می‌باشند و حتی اگر سرعت صعود دیاپیر بیش از سرعت رسوبگذاری باشد، در بالای دیاپیر دیده نمی‌شوند.

Trusheim علت ایجاد دیاپیر را نیروی شناوری در نظر می‌گیرد.

2 - مدل Podladchikov et al: این مدل بر اساس مدل Trusheim بوده و برای حالتی در نظر گرفته شده است که سنگ‌های پوشاننده لایه نمکی دارای رفتار شکننده بوده و نیروهای تکتونیکی در تشکیل دیاپیر دخالت دارند. این مدل دارای سه مرحله برای تشکیل دیاپیر است که عبارتند از:

  • مرحله بالشتی (pillow stage): این مرحله با ایجاد کشش در ناحیه شروع می‌شود و کشش باعث نازک شدن و ایجاد شکستگی و گسل‌های عادی می‌شود و نمک به فضاهای ایجاد شده نفوذ می‌نماید (شکل 14).
  • مرحله دیاپیری (diaper stage): در مرحله دیاپیری، دیاپیر به داخل سنگ‌های پوشاننده نفوذ کرده و لایه های در بر گیرنده دیاپیر به سمت پایین سابسیدنس می‌کنند (شکل 15).

 

  • مرحله بعد از دیاپیری (postdiapir stage): در طی این مرحله راس دیاپیر به بالای سطح منطقه صعود می‌کند و نیروی تکتونیکی صعود دیاپیر را انجام می‌دهد (شکل 16).

 

شکل 13 . مدل trusheim برای تشکیل دیاپیر

شکل 14 . مرحله بالشتی، صعود دیاپیر در مدل Podladchikov.

شکل 15. مرحله دیاپیری، صعود دیاپیر در مدل Podladchikov.

 

شکل 16 . مرحله بعد از دیاپیری، صعود دیاپیر در مدل Podladchikov (A و B).

3 – 5 . شرایط فیزیکی و ترمودینامیکی در تشکیل دیاپیرهای نمکی

عواملی که در انعقاد هسته دیاپیریسم دخالت دارند، متعددند و اصولاً شرایط فیزیکی و ترمودینامیکی حاکم بر حوزه‌های نمکی شامل نقطه ذوب، انجماد، چگالی، تغییرات فشار، حرارت در شکل گیری و حرکت دیاپیریسم موثر هستند.

چگالی نمک: تغییرات چگالی از یک نمک به نمک دیگر مثلاً از قطب کلروره بطرف قطب سولفاته و یا کربناته و غیره کاملاً در پدیده‌ها لوکنیزه موثر می‌باشند.

حرارت در اثر فرونشستن و انباشتگی (Loading) رسوبات رویی در عمق افزایش یافته و نمک بعلت بالا بودن ظرفیت حرارتی ویژه و ضریب انتقال حرارتی پایین میتواند در کنسرو کردن حرارت نقش بسزایی داشته باشد بنحوی که مواد چسبنده رسی بصورتقطعات پخته آجر مانند دیواره‌های حفاظتی برای گنبدهای نمکی خواهند بود. حرارت بطور کلی در جریان فرآیند دیاپیریسم در استوک‌های نمکی متمرکز میگردد.

اعمال درجه حرارت بر حوزه‌های تبخیری بر دو گونه است یکی حرارت حاصل از انباشتگی رسوب، دیگری حرارت حاصل از عمل نیروهای فشاری ـ مماسی که در هسته مرکزی دیاپیر نمکی حفظ می‌شود و چرخشی شبیه جریانهای جابجایی را بوجود می‌آورد و برخلاف تصور اساساً نمک در جهت خلاف نیروی ثقل حرکت نمی‌کند ولی در شرایط مایع (Liquid state) میتواند با استفاده از کاپیلاریته رسها در جهت خلاف نیروی ثقل بطرف بالا صعود نماید.

خاصیت روانگری (Viscosity) در اکثریت قریب باتفاق گنبدهای نمکی انواع رسها و مواد آرژیلی در ساختار گنبد دخالت دارند که باعث بالا رفتن میزان چسبندگی تا میزان 35 الی 42 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بوده و از طرفی مواد کربناته و نمکها فاقد روانگری هستند و بوسیله سیمانی از مواد رسی محصور میگردند.

فشار و حرارت، در اثر افزایش وزن رسوبات فوقانی گاهی به ضخامت بیش از 10 هزار متر و فشردگی آنها باعث تغییرات درجه حرارت و در نتیجه اعمال نیروهای زمین ساختی و تنش‌های فشاری مماسی و تغییرات حرارتی می شود که موجب ذوبمجدد و تبلور دوباره و3 تغییر آرایش کانیهای سنگ و دگرگونی رسوبات قدیمی و جوانمیگردد .

ایجاد حرارت و تمرکز آن در هسته مرکزی دیاپیر باعث تغییر فازهای سه‌گانه در عبور جسم از حالت جامد به حالت مایع و بخار می گردد . با تغییرات دیفرانسیلی فشار نیز بعلت خمیری بودن مواد همراه نمک در اثر اعمال فشارهای نامتعادل رسوبات رویی، تغییرشکل‌های گوناگون بوجود می‌آید.

 

 

 

4 . دیاپیریسم در ایران

در ایران 3 منطقه جنوب و جنوب غربی ایران در کمربندهای چین خورده زاگرس، ایران مرکزی در ناحیه قم و سمنان، ناحیه مکران و جنوب شرق ایران و در شرق کرمان این گنبدها مشاهده شده است. سن نمک‌های این گنبدها اینفراکامبرین و الیگومیوسن است که در دوره‌های تریاس و ترشیری صعود کرده‌اند.

 

4 – 1 . پراکندگی گنبد های نمکی ازنظر استانی

از جمله استان‌هایی که گنبد های نمکی فراوان در آن یافت می گردد استان فارس است . از نظر تعداد گنبد نمکی استان فارس در میان استان های کشور مقام اول را داراست و بیشترین گنبدهای نمکی استان فارس در منطقه لارستان وجود دارد، بطوریکه بین 265 یا 300 گنبدهای موجود منطقه فارس ، بوشهر ، خوزستان و … قریب به 220 گنبد نمکی در لارستان بوده که عمدتاً باعث شور شدن دشتهای مذکور شده است.

/ 0 نظر / 110 بازدید