DOI: https://doi.org/10.1007/s42990-024-00118-6
تاريخ النشر: 2024-04-10
المؤلف: Andrea Sembroni وآخرون
الموضوع الرئيسي: الدراسات الجيولوجية والجيوفيزيائية في جميع أنحاء العالم
نظرة عامة
حزام الطي والضغط في زاغروس (ZFTB)، الذي يمتد من شرق تركيا إلى منطقة ماكران، هو هيكل أوريغيني كبير تشكل نتيجة التقارب المستمر بين الصفائح العربية والأوراسية منذ فترة النيوجين. وقد أسفرت هذه النشاطات التكتونية عن تضاريس مميزة تتميز بهياكل طي متوازية تخلق أحواض داخلية معزولة. لقد أثر المشهد الناتج بشكل كبير على تطور شبكة الأنهار، التي تظهر نمطًا يشبه السقالة، مع وجود وديان رئيسية تقع في السنكلاين، وأحيانًا تقطع الأنهار عبر الأنتيكلين. يساهم المناخ الجاف إلى شبه الجاف في المنطقة في الطبيعة المؤقتة لمعظم الأنهار، التي تتغذى أساسًا من أحداث هطول الأمطار القصيرة، مما يؤدي إلى نقل الرواسب لمسافات قصيرة وتشكيل جماهير رملية واسعة.
على الرغم من كونه واحدًا من أكثر الأحزمة الجيولوجية دراسة على مستوى العالم، لا يزال التطور التكتوني لـ ZFTB غير مفهوم بشكل كافٍ. تشمل المجالات الرئيسية للنقاش بداية الاصطدام، والآليات الرئيسية للتشوه، وتطوير نظام الصرف، والعمليات وراء تشكيل الجماهير الرملية، والتفاعلات بين المشهد والتكتونيات والمناخ. تهدف هذه الورقة إلى تجميع المعرفة الحالية بشأن الديناميات الجيولوجية، والجيولوجيا، والطبقات، والتضاريس لحزام زاغروس، لتكون مصدرًا أساسيًا للبحوث المستقبلية التي تهدف إلى معالجة هذه الأسئلة غير المحلولة.
مقدمة
جبال زاغروس، حزام أوريغيني بارز يبلغ طوله حوالي 2000 كم، تشكلت نتيجة الاصطدام النيوجين بين الصفائح التكتونية العربية والأوراسية، بعد الغمر الشمالي لمحيط النيوتيثيس. يعود التاريخ الجيولوجي لهذه المنطقة إلى حوالي 600 مليون سنة، عندما كانت جزءًا من قوس ماجما قاري مرتبط بالكتلة الأرضية العظمى غوندوانا. شملت التطورات التكتونية اللاحقة أحداثًا مهمة مثل إغلاق ممر باليوتيثيس، وتشكيل محيط النيوتيثيس، ورفع القشرة المحيطية، والتي ساهمت مجتمعة في تطوير حزام الطي والضغط في زاغروس (ZFTB). يتميز هذا الحزام بهيكل معقد تأثر بالطبقات الميكانيكية، والعيوب الأساسية، والديابيريزم، مما يؤدي إلى تضاريس متنوعة ونظام صرف يشكل الشكل الساحلي على طول الخليج الفارسي.
على الرغم من الأبحاث الواسعة – أكثر من 500 دراسة منشورة – حول جوانب مختلفة من منطقة زاغروس، بما في ذلك التكتونيات، والطبقات، والزلازل، لا تزال العديد من الأسئلة بدون إجابة. تشمل الشكوك الرئيسية توقيت الاصطدام العربي-الأوراسي، والآليات الرئيسية للتشوه، والتفاعلات بين المشهد والتكتونيات والمناخ. تهدف هذه الورقة إلى تجميع النتائج الجيولوجية، والديناميكية الجيولوجية، والطبقية، والجيومورفولوجية الحالية لتعزيز الفهم حول تطور حزام زاغروس وتوفير أساس للبحوث المستقبلية التي تعالج هذه الفجوات. النشاط الزلزالي في المنطقة، الذي يتميز بآليات عيوب عكسية وتجمعات كبيرة حول العيوب الرئيسية وأقماع الملح، يبرز الحاجة إلى نهج شامل لدراسة أوريغين زاغروس.
نقاش
يوفر قسم النقاش في الورقة نظرة شاملة على الإعدادات الديناميكية الجيولوجية والتكتونية لحزام الطي والضغط في زاغروس (ZFTB)، مع تسليط الضوء على تطوره الجيولوجي المعقد بسبب الحركة الشمالية للصفائح العربية بالنسبة لإيران الوسطى. لقد أدى هذا التقارب إلى تراكم الرواسب من الصفيحة العربية على زاغروس، مع وجود أقدم الإضافات في الشمال الشرقي والأحدث في الجنوب الغربي. بينما يوجد توافق عام حول التطور الجيولوجي، لا يزال توقيت الاصطدام القاري الأولي محل نقاش، مع اقتراح دراسات مختلفة فترات زمنية تتراوح من العصر الطباشيري المتأخر إلى العصر الأوليغوسيني المتأخر. تشير الدراسات الحديثة حول المصدر إلى حد أدنى لعمر بداية الاصطدام خلال العصر الإيوسيني-الأوليغوسيني، بينما يقترح آخرون بدءًا مبكرًا.
يتميز ZFTB بمجالات تكتونية مميزة، بما في ذلك زاغروس العليا وحزام الطي البسيط (SFB)، كل منها يظهر أنماط هيكلية فريدة تأثرت بالميزات الجيولوجية الأساسية والتاريخ الرواسب. يتم تقسيم SFB بشكل أكبر إلى مناطق مثل لورستان، وإيذه، وفارس، كل منها تعكس درجات متفاوتة من الضغط والتعقيد الهيكلي. يؤكد النقاش على دور العيوب الأساسية وتأثير تكتونيات الملح في تشكيل آليات التشوه داخل هذه المجالات. بالإضافة إلى ذلك، تشير الورقة إلى أن منطقة فارس، على وجه الخصوص، هي منطقة مهمة لاستكشاف الغاز، حيث تحتوي على احتياطيات كبيرة من الهيدروكربونات. بشكل عام، يبرز القسم الطبيعة الديناميكية لمنطقة زاغروس، المميزة بالنشاط التكتوني المستمر وتفاعل العمليات الجيولوجية المختلفة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s42990-024-00118-6
Publication Date: 2024-04-10
Author(s): Andrea Sembroni et al.
Primary Topic: Geological and Geophysical Studies Worldwide
Overview
The Zagros Fold and Thrust Belt (ZFTB), extending from eastern Turkey to the Makran region, is a significant orogenic structure formed by the ongoing convergence of the Arabian and Eurasian plates since the Neogene period. This tectonic activity has resulted in a distinctive topography characterized by parallel folding structures that create isolated internal basins. The resultant landscape has significantly influenced the evolution of the river network, which exhibits a trellis pattern, with major valleys situated in synclines and rivers occasionally incising through anticlines. The region’s arid to semi-arid climate contributes to the ephemeral nature of most rivers, which are primarily fed by brief rainfall events, leading to short-distance sediment transport and the formation of extensive alluvial fans.
Despite being one of the most extensively studied geological belts globally, the ZFTB’s tectonic evolution remains inadequately understood. Key areas of debate include the onset of the collision, the primary mechanisms of deformation, the development of the drainage system, the processes behind alluvial fan formation, and the interactions among landscape, tectonics, and climate. This paper aims to synthesize current knowledge regarding the geodynamics, geology, stratigraphy, and topography of the Zagros belt, serving as a foundational resource for future research aimed at addressing these unresolved questions.
Introduction
The Zagros Mountains, a prominent orogenic belt approximately 2000 km long, have formed as a result of the Neogene collision between the Arabian and Eurasian tectonic plates, following the northward subduction of the Neotethys Ocean. The geological history of this region dates back around 600 million years, when it was part of a continental magmatic arc associated with the supercontinent Gondwana. The subsequent tectonic evolution involved significant events such as the closure of the Paleotethys seaway, the formation of the Neotethys Ocean, and the obduction of oceanic crust, which collectively contributed to the development of the Zagros Fold-and-Thrust Belt (ZFTB). This belt is characterized by a complex structure influenced by mechanical stratigraphy, basement faults, and diapirism, leading to a diverse topography and drainage system that shapes the coastal morphology along the Persian Gulf.
Despite extensive research—over 500 published studies—on various aspects of the Zagros region, including tectonics, stratigraphy, and seismicity, many questions remain unresolved. Key uncertainties include the timing of the Arabian-Eurasian collision, the primary mechanisms of deformation, and the interactions between landscape, tectonics, and climate. This paper aims to synthesize existing geological, geodynamical, stratigraphical, and geomorphological findings to enhance understanding of the Zagros Belt’s evolution and provide a foundation for future research that addresses these gaps. The seismic activity in the region, characterized by reverse fault mechanisms and significant clustering around major faults and salt domes, further underscores the need for a comprehensive approach to studying the Zagros orogen.
Discussion
The discussion section of the paper provides a comprehensive overview of the geodynamic and tectonic settings of the Zagros Fold and Thrust Belt (ZFTB), highlighting its complex geological evolution due to the northward motion of the Arabian plate relative to the Central Iran. This convergence has led to the accretion of sediments from the Arabian plate onto the Zagros, with the oldest additions found in the northeast and the youngest in the southwest. While there is a general consensus on the geological evolution, the timing of the initial continental collision remains debated, with various studies suggesting different periods ranging from the Late Cretaceous to the Late Oligocene. Recent provenance studies indicate a minimum age for the onset of collision during the Eocene-Oligocene, while others propose an earlier initiation.
The ZFTB is characterized by distinct tectonic domains, including the High Zagros and the Simply Folded Belt (SFB), each exhibiting unique structural styles influenced by underlying geological features and sedimentary histories. The SFB is further divided into regions such as Lorestan, Izeh, and Fars, each reflecting varying degrees of strain and structural complexity. The discussion emphasizes the role of basement faults and the influence of salt tectonics in shaping the deformation mechanisms within these domains. Additionally, the paper notes that the Fars region, in particular, is a significant area for gas exploration, containing substantial hydrocarbon reserves. Overall, the section underscores the dynamic nature of the Zagros region, marked by ongoing tectonic activity and the interplay of various geological processes.