كاربرد آناليز فركتال سطحي (SFA) در تحليل ناهنجاري هاي سطحي و رابطه آن با تغييرات زونهاي مورفوتكتونيك در حاشيه كمربند زاگرس مرتفع (HZB)

Applying Surface Fractal Analysis (SFA) in analysis of surface anomalies and its relation with changes in morphotectonic zones in the margin of the High Zagros Belt (HZB)

هندسه فركتال روشي براي توصيف كمي ويژگي خود متشابهي يا خود الحاقي در زمين ­ريخت­ هاي پيچيده و توضيح پيچيدگي‌ها و ناهمواري‌هاي سطحي است. در اين مطالعه از روش تحليل فركتال سطحي در غالب يك مدل سلولي به روش تقسيم‌بندي پوششي استفاده شد. نتايج نشان داد فرايندهاي زمين‌شناسي و زمين ريخت شناسي باعث تغيير ويژگي بعد فركتال زمين ريخت ­ها مي‌شوند. تغيير مرزهاي سنگ شناسي و گسل‌ها بر تغييرات بعد فركتال اثر مي‌گذارند و نحوه تأثيرگذاري آن‌ها با توجه به شرايط ناهمواري مثل بسامد، دامنه و جنس سازندها متفاوت است. در واحدهاي ليتولوژيك با سازندهاي سخت آهكي، بعد فركتال پايين است و در سازندهاي سست آبرفتي بعد فركتال افزايش پيدا مي‌كند. فراواني آبراهه‌ها و حاشيه آن‌ها نيز بر بعد فركتال تأثير مي‌گذارد، همچنين همگني واحدهاي سنگ‌شناسي باعث كاهش بعد فركتال مي‌شود. در اين مطالعه نيز كمترين بعد فركتال مربوط به واحدهاي يكپارچه آهك اوربيتولين دار مزوزوئيك در مرز بين دو زون ساختاري سنندج سيرجان و زاگرس مرتفع است. ولي سازندهاي نا مقاوم و حساس به فرسايش كواترنري باعث افزايش بعد فركتال مي‌شوند. تناوب لايه‌هاي سخت و سست نيز در مقياس محلي بر بعد فركتال مؤثر است همچنين ارتفاعات نسبت به زمين‌هاي پست بعد فركتال پايين‌تري دارند. بين بعد فركتال و ارتفاع به شكل كلي رابطه معكوس ديده مي‌شود و اين رابطه در مورد شاخص زبري ناهمواري نيز در اين حوضه وجود دارد. نتايج اين تحقيق نشان داد، تغييرات بعد فركتال سطح به مجموعه‌اي از عوامل سنگ شناسي، تكتونيكي و ژئومورفولوژيكي وابسته است، همچنين در مناطق پيچيده توپوگرافي، بررسي تغييرات بعد فركتال ميتواند در آشكار سازي و بررسي ناهنجاري هاي سطحي زمين، ابزار مفيد و موثري باشد.

Fractal geometry is a method for describing a self-similar or a self-affine property in complex landforms and explanation of surface complexities and roughness. In the present study, the surface fractal dimensions (SFDs) were investigated by a cellular model by covering the divider method. Results indicated that geological and geomorphological processes change the character of the fractal dimension of the landforms. Changes in lithologic boundaries and faults influence changes in the fractal dimension and their mode of influence vary according to the topographic characters such as frequency, amplitude, and types of formations. In lithologic units with hard limestone formations, the fractal dimension is low, while in alluvial formations, the fractal dimension increases. The drainage network density and tributaries margins affect the fractal dimension. Moreover, homogeneity of the lithologic units decreases the fractal dimension. In this study, the lowest fractal dimension is associated with the integrated units of Mesozoic orbitolina limestones on the border of the two structural zones of Sanandaj-Sirjan and High Zagros belt. However, friable and sensitive to erosion formations of the quaternary increase the fractal dimension. The succession of the hard and friable layers is effective on the local scale on the fractal dimension. Furthermore, mountains have lower fractal dimensions than lowlands. Generally, there is an inverse relationship between the fractal dimension and elevation and this relationship there is about the roughness index in the basin. The results illustrated that changes in the surface fractal dimension were dependent on a set of lithologic, tectonic, and geomorphologic factors. Also in complex topographic zones investigation of changes in the fractal dimension can be a useful and effective instrument for detecting and surveying of the surface anomalies.