Investigating Neotectonics of the Karvansara Fault Zone based on Morphotectonical and Fractal Patterns of the North Nobaran, Northwestern Iran

Document Type : Research Article

Authors

• AmirHossein Sadr ¹
• Reza Alipoor ¹
• Maryam Mahmoudi ²
• Zahra Rasouli Anbar ²

¹ Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran

² MSc in Tectonics, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran

10.22067/geoeh.2021.69902.1044

Abstract

The Karvansara fault zone is located in north of the Nobaran and in the geological and structural zone of Central Iran. This zone is located at the south of the Caspian Sea within the Alpine-Himalayan belt. The aim of this study was to investigate the morphological evidences and evaluate the relative tectonic activities along Karvansara fault zone. For this purpose, five morphometric indices including drainage basin asymmetry factor (Af), transverse topographic symmetry factor (T), stream length–gradient index (SL), ratio of valley floor width to valley height (Vf) and hypsometric integral index (Hi) as well as fractal dimensions of faults and drainage network were calculated. The evaluation of these indexes and the overlap of their results and the evaluation of the index of relative tectonic activity (IAT) show that most of the study area indicate very active to active classes of the relative tectonic activity. Also, the calculation of fractal dimension in eleven boxes in the study area for the faults and drainage network by square method, drawing of the log-log diagrams and the use of relevant fractal analysis show the tectonic activity of the region. The neotectonic study of the Karvansara fault zone and the location of the basins with moderate to high tectonic activity, along the major active fault zones, especially in areas where fracture density is higher than other regions and fractal dimensions calculated for the fault zone and drainage network indicate that the activity of the fault system is on the southern part of the study area.

Graphical Abstract

Keywords

• Neotectonic
• Morphometry Index
• Karvansara Fault
• Nobaran

20.1001.1.23221682.1400.10.4.5.6

---

References

اورنگ، کیوان؛ محجل، محمد؛ تاج‌بخش، غلامرضا؛ 1393. شواهد وارونگی بردار لغزش در گسل کوشک‌نصرت، شمال ساوه، فصلنامه علمی - پژوهشی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی کشور. شماره 94، 328-315.

بهرامی، شهرام؛ معتمدی‌‌راد، محمد؛ اکبری، الهه؛ 1392. بررسی تأثیر تکتونیک در ویژگی‌های کمی شبکه زهکشی (مطالعه موردی: چهار حوضه زهکشی در شمال‌شرق کشور). مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال سوم، شماره 12، 102-85.

پورکرمانی، محسن؛ معتمدی، حسین؛ 1381. روش‌های زمین‌شناسی ساختمانی. انتشارات دانشگاه شهید بهشتی تهران.

سلیمانی، شهریار؛ 1378. رهنمودهایی در شناسایی حرکات تکتونیکی فعال و جوان با نگرشی بر مقدمات دیرینه‌لرزه‌شناسی، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندس زلزله.

سیف، عبدالله؛ خسروی، قاسم؛ 1389. بررسی تکتونیک فعال در قلمرو تراست زاگرس منطقه فارسان، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی (پژوهش‌های جغرافیایی سابق). شماره 74، 125-146.

علایی مهابادی، سلیمان؛ خلعتبری جعفری، مرتضی؛ 1383. نقشه زمین‌شناسی 1:100000 نوبران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

علایی مهابادی، سلیمان؛ فودازی، محمد؛ 1386. نقشه زمین‌شناسی 1:100000 رزن، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

قنواتی، عزت‌الله؛ صفاکیش، فریده؛ مقصودی، یاسر؛ 1396. ارزیابی تکتونیک فعال در زیر حوضه‌های جراحی - زهره بر پایه تحلیل مورفوتکتونیکی و اثرهای آن بر میدان‌های نفتی حوضه موردمطالعه، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. دوره 49، شماره 2، 240 -221.

گورابی، ابوالقاسم؛ 1395. تکتونیک فعال، زمین‌لرزه‌ها، بالاآمدگی و چشم‌انداز. انتشارات دانشگاه تهران.

گورابی، ابوالقاسم؛ نوحه‌گر، احمد؛ 1386. شواهد ژئومورفولوژیکی تکتونیک فعال حوضه آبخیز درکه، پژوهش‌های جغرافیایی. شماره 60، 196-177.

محمودی، مریم؛ 1397. تحلیل ساختاری و نوزمین‌ساخت پهنه گسلی خلخاب، شمال باختر ایران. پایان­نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: دکتر امیرحسین صدر، دانشگاه بوعلی سینا همدان، دانشکده علوم پایه.

مقصودی، مهران؛ عمالدین، سمیه؛ 1383. ارزیابی ویژگی‌های لندفرم‌های نواحی بیابانی با تأکید بر دشت لوت. مطالعات جهانگردی دانشگاه علامه طباطبایی. شماره 6، 95-109.

 

Alipoor, R, Poorkermani, M, Zare, M, El Hamdouni, R., 2011. Active tectonic assessment around Rudbar Lorestan dam site, High Zagros Belt (SW of Iran). Geomorphology, 128: 1–14.

Alizadeh, A, Lopez Martınez, M, Sarkarinejad, Kh., 2010. Petrology, geochemistry 40Ar-39Ar Geochronology in a gneiss dome within the Zagros Orogenic Belt Geochronologie 40Ar-39Ar dans un dome gneissique de la ceinture orogenique du Zagros. C. R. Geoscience, 342: 837–846.

Bolourchi, MH., 1978. Geological Quadrangle Map of Avaj, Scale 1:100,000, Sheet D 5861. Geological Survey of Iran.

Bull, WB, McFadden, LD., 1977. Tectonic geomorphology north and south of the Garlock fault, California, In: Doehring, D.O. (Ed.), Geomorphology in Arid Regions, Proceedings of the Eighth Annual Geomorphology Symposium, State University of New York, and Binghamton, 115-138.

Bull, WB., 2007. Tectonic geomorphology of mountains: a new approach to paleoseismology, Blackwell Publishing, Malden, MA. 316.

Burbank, D, Anderson, R., 2001. Tectonic Geomorphology. Blackwell science. 274p.

Ciccacci, S, Fredi, P, Lupia Palmieri, E, Pugliese, F., 1986. Indirect evaluation of erosion entity in drainage basins through geomorphic, climatic and hydrological parameters. International Geomorphology, 2: 33–48.

El Hamdouni, R, Irigaray, C, Fernandez, T, Chacan, J, Keller, EA., 2008. Assessment of relative active tectonics, southwest border of Sierra Nevada (southern Spain). Geomorphology, 96, pp.150-173.

Guarnieri, P, Pirrotta, C., 2008. The Response of Drainage Basins to the Late Quaternary Tectonics in the Sicilian Side of the Messina Strait (NE Sicily). Geomorphology, 95: 260-273.

Hack, JT., 1973. Stream-profile analysis and stream-gradient index, U.S. Geological Survey Journal of Research, 1: 421 - 429.

Hare, PW. Gardner, TW., 1985. Geomorphic indicators of vertical neotectonism along converging plate margins, Nicoya Peninsula, Costa Rica. In: Morisawa, M., Hack, J.T. (Eds.), Tectonic Geomorphology. Proceedings of the 15th Annual Binghamton Geomorphology Symposium. Allen and Unwin, Boston, MA, 123–134.

Keller, EA, Bonkowski, MS, Korsch, RJ. Shlemon, RJ., 1982. Tectonic geomorphology of the San Andreas Fault zone in the southern Indio Hills, Coachella Valley, California. Geological Society of America Bulletin 93: 46–56.

Keller, EA, Pinter, N., 1996. Active tectonics: earthquakes, uplift, and landscape.by Prentice-Hall, Inc.Simon and Schuster/A Viacom Company Upper Saddle River, New Jersey, 7458: 121 - 145.

Keller, EA, Pinter, N., 2002a. Active Tectonics: Earthquakes, Uplift and Landscape, second ed. Prentice Hall, NJ. 362.

Li, Y, Yang, J, Tan, L, Duan, F., 1999. Impact of tectonics on alluvial landforms in Hexi corridor, Northwest China. Geomorphology, 28: 299-308.

Molin, P, Pazzaglia, FJ, Dramis, F., 2004. Geomorphic expression of active tectonics in a rapidly-deforming forearc, sila massif, Calabria, southern Italy. American Journal of Science. 304: 559–589.

Obruchev, VA., 1948. Osnovnyje certy Kinetiki i plastiki neotectoniki, Izv. Akad. Nauk SSSR Ser. Geol. 5 (First introduced the term neotectonics into the geological literature).

Ramirez, M. Herrera, MT., 1998. Geomorphic assessment of active tectonics in the Acambay Graben, Mexican volcanic belt. Earth Surface Processes and Landforms, 23: 317-332.

Turcotte, DL., 1997. Fractals and Chaos in Geology and Geophysics", Cambridge Univ. Press.