برنامه این هفته گروه غارزکریا

غار زکریا  در داخل یکی از دره های عرضی یال شمالی تاقدیس تودج در 5 کیلومتری جنوب غربی شهرستان استهبان (شمال شرق شیراز) واقع شده است.

طول غار 160 متر و اختلاف ارتفاع بین ابتدا و انتهای آن 29 متر می باشد. این غار از نوع آناستوموز تک گذرگاهی است که در داخل آهکهای سازند جهرم تشکیل شده است. در زمان تشکیل غار، محل تماس سازند رازک با جهرم در ارتفاع بالاتری قرارداشته وکف دره که در جهت شیب لایه تشکیل شده در ارتفاع پایین تر از این محل تماس قرار داشته است. بنابراین آب در برخورد به این مرز تماس در امتداد یک درزه اصلی تغییر مسیر داده، موازی محور تاقدیس حرکت کرده و وارد دره مذکور شده است که در این مسیر شیب هیدرولیکی بیشتر بوده است. بنابراین توسعه غار تابع عوامل تکتونیکی، چینه شناسی و سطح اساس فرسایش بوده است.

 مقدمه :

 عوامل مختلفی در تشکیل و توسعه غارها موثرند که از آن جمله می توان به بارش، دما، میزان دی اکسید کربن، سطح اساس فرسایش، تکتونیک، ضخامت سازند کارستی و خصوصیات چینه شناسی و سنگ شناسی اشاره کرد(White, 1988). طبقه بندی های مختلفی برای غارها ارائه شده است که هر کدام از آنها بر اساس یکی از خصوصیات مانند شکل، منشاء و اندازه غار می باشد. Palmer (1991) بر اساس منشا و نحوه تشکیل، غارها را به دو دسته شاخه ای (Branch work) و مارپیچ (Maze) تقسیم کرد که غارهای مارپیچ خود به چهار دسته غارهای شبکه ای (Network) غارهای آناستومات (Anastomot) غارهای اسفنجی (Spongwork) و غارهای منشعب (Ramiform) تقسیم می شوند.

 غارهای شبکه ای  در امتداد شکستگیهای متقاطع با رشد همزمان همه درزه ها تشکیل می شوند. غارهای آناستومات دارای گذرگاههای منحنی هستند که بصورت نواری به هم متصل شده اند این غارها مقطع دایره ای یا بیضوی دارند. غارهای اسفنجی شامل حفرات انحلالی بهم پیوسته هستند که با اندازه های مختلف در یک فضای سه بعدی قرار گرفته اند. غارهای منشعب دارای تالار های نامنظم با گالریهایی هستند که از محل اصلی تشکیل به سمت طرفین توسعه پیدا کرده اند ( همانند پخش شدن جوهر روی صفحه کاغذ). غارهایی که یک گذرگاه منفرد دارند شکل اولیه و ناقص یکی از انواع توسعه یافته فوق هستند.

غارهای آناستومات تنها زمانی می توانند تشکیل شوند که تغییرات بده زیاد باشد ولی غارهای شبکه ای و اسفنجی توسط جریانهای سیلابی، تغذیه افشان و یا آبهای هیپوژن تشکیل شوند. منشا غارهای منشعب جریانهای هیپوژن عمقی است.

سنگهای کربناته کارستی در حدود 23 درصد مساحت منطقه جنوب غرب و مرکز ایران را تشکیل می دهد. مطالعه غار شاپور کازرون توسط رئیسی و کوثر (1372) اولین مطالعه سیستماتیک غار در ایران بوده است. غار زکریا در 5 کیلومتری غرب شهرستان استهبان ( شمال شرق شیراز) و جنوب دریاچه بختگان در یال شمالی تاقدیس تودج قرار گرفته است( شکل 1). ارتفاع دهانه غار از دشت استهبان 400 متر و از بستر دره ای که در آن قرار گرفته است 70 متر است. برای مطالعه منشا و نحوه تشکیل این غار ابتدا عملیات نقشه برداری و بررسی غار نهشته ها بر روی آن صورت گرفت و سپس با انجام باز دید های متعدد، مطالعه موقعیت لایه بندی، درزه ها و در نهایت بازسازی وضعیت زمین شناسی در زمان تشکیل غار مدل تشکیل و توسعه آن ارئه گردید.

  بحث :

 موقعیت زمین شناسی و هیدروژئولوژی

 منطقه مورد مطالعه در منتهی الیه زون چین خورده زاگرس و جنوب دریاچه بختگان واقع شده است. تاقدیس تودج با روند شمالغرب جنوب شرق یکی از منابع عمده تامین آب منطقه می باشد که بیشتر آن از چشمه های کارستی موجود دراین تاقدیس خارج می گردد. غار زکریا در امتداد یکی از درزه های طولی یال شمالی این تاقدیس و موازی محور آن توسعه یافته است. در مقطع این تاقدیس ( شکل2) سازند جهرم با لیتولوژی آهکهای بایواسپارایتی، آهک مارنی و مارن ( به سن پالئوسن فوقانی تا ائوسن فوقانی)  رخنمون سطحی این تاقدیس را تشکیل می دهد که در دره های عمیق سازند ساچون با لیتولوژی آهک مارنی، ماسه سنگ قرمز و کنگلومرا (به سن ماستریشتین) و آهکهای سازند تاربور( به سن سانتونین- ماستریشتین) برونزدگی دارد. غار زکریا در سازند جهرم و در حدفاصل لایه آهکی ضخیم لایه و آهک مارنی زیرین توسعه پیدا کرده است. این لایه آهکی ضخیم به دلیل دارا بودن درزه های متعدد و بزرگ مستعد تشکیل مجاری کارستی و غار می باشد. علاوه بر غار در این واحد پدیده های کارستی، مانند کارن و grike به وفور دیده می شود. دره ای که غار زکریا در جناح چپ آن قرار است یک دره گسلی است که در امتداد یکی از گسلهای عرضی تاقدیس تودج تشکیل شده است این دره شیب بسیار تندی دارد که از محل غار به طرف محور تاقدیس به 20 درجه نیز می رسد.

  ریخت شناسی غار زکریا

 ارتفاع دهانه غار از سطح اساس محلی (دشت استهبان) 400 متر و اختلاف ارتفاع دهانه از کف دره در نزدیکترین فاصله 70 متر است. از دهانه  به طرف انتهای غار،  مسیر آن در همه جا صعودی است، به طوری که اختلاف ارتفاعی برابر 29 متر بین ابتدا و انتهای ان وجود دارد. ارتفاع مطلق دهانه غار از سطح دریا با استفاده از آلتی متر 2150 متر تعیین گردید.

نقشه برداری غار زکریا به شیوه پیمایش با نوار و کمپاس انجام گرفت و نقشه پلان و نیمرخ گذرگاهها  با مقیاس 1:400 رسم گردید (شکل شماره 3- الف و 4). غار کارستی زکریا به طول بیش 160 متر در راستای آزیموت 80 درجه (شرقی – غربی) موازی محور تاقدیس تودج توسعه یافته است. دهانه غار به شکل تقریبا” مثلثی به ارتفاع یک متر و طول قاعده 90 سانتی متر تنها دهانه قابل مشاهده آن می باشد. ابعاد این دهانه واقعی نیست بلکه این دهانه باقیمانده دهانه اصلی است که دچار فروشکست شده است. ابعاد واقعی دهانه به عرض 5/6 و ارتفاع 7/2 متر بوده و مقطع بیضوی دارد.

غار زکریا از سه گذرگاه اصلی ( گذرگاه سوسمار، زلزله و بهشت) و 4 گذرگاه فرعی ( گذرگاه دو قلو و شیب دار، دهلیز انتهایی غار و دهلیز چهلستون)  و 3 تالار( تالار انتظار، برزخ و آمفی تئاتر) تشکیل شده است. گذرگاه سوسمار به طول 28 متر، عرض متوسط 7 متر و ارتفاع 3 متر، دهانه ورودی غار را به گذرگاه شیبدار متصل می کند. مقطع عرضی این گذرگاه بیضوی بوده و به دلیل عدم رسوبگذاری غار نهشته ها منظم ترین مقطع را در تمام غار دارد. از مشخصه های این گذرگاه تشکیل گودی سقف( Ceiling Pocket) در امتداد یک  درزه اصلی (Master Joint) است که این درزه از ابتدا تا انتهای غار را طی می کند. این گودی ها که مقطع دایره ای دارند  در فصول سرد محل تجمع نوعی سوسمار کوچک است. گذرگاه شیبدار به طول 5/25 متر و ارتفاع 5/2 متر با شیب متوسط 20 درجه به گذرگاه دو قلو می رسد. تا انتهای این گذرگاه دهانه ورودی غار دیده می شود. در انتهای گذرگاه شیبدار کف غار افقی شده و به وسیله ستونها و استاگمیتها به دو قسمت تقسیم می شود، که شاخه سمت چپ آن مسدود است و شاخه سمت راست آن به تالار انتظار می رسد. این تالار به شکل تقریباً بیضوی و در ابعاد 5×4 متر و ارتفاع 5/2 متر است خروجی این تالار باعث انتخاب این عنوان برای آن گردید زیرا این خروجی دریچه ای بسیار باریک در قسمت غربی آن است. ابعاد این دریچه به حدی کوچک است(7/0×5/0 متر) که یک نفر به حالت خوابیده و در یک وضعیت خاص می تواند از آن عبور کند. بنابراین بقیه افراد مجبورند منتظر بمانند. بعد از دریچه مزبور گذرگاه زلزله قرار دارد که یکی از بهترین پدیده های غار در آن دیده می شود و آن فسیل شدن اثرات زلزله های گذشته بر روی ستونها  است به طوری که این ستونها شکسته و دوباره بهم جوش خورده اند. طول این گذرگاه 10 متر و عرض و ارتفاع آن حداکثر به 3 متر و 5/2 متر می رسد. این گذرگاه از طریق دهلیز چهلستون به تالار برزخ متصل می شود.

دهلیز چهلستون دارای ستونهای آهکی متعددی است که ارتفاع آن حداکثر به یک متر می رسد. عبور از این دهلیز فقط به حالت سینه خیز امکان پذیر است. تالار برزخ در ابتدای گذرگاه بهشت قرار گرفته است(علت نامگذاری). این تالار به ابعاد 2×5/5 متر و ارتفاع 5 متر از دو طریق به گذرگاه بهشت می رسد یکی از طرف گذرگاه دو قلو که عبور از آن مشکل می باشد و دیگری از طریق گذرگاه مدوزا که با شکستن بخشی از ستونهای  موجود در این قسمت توسط غارنوردان ایجاد شده است. بزرگترین گذرگاه غار که زیباترین نهشته های غار را در خود جای داده است (علت نامگذاری) گذرگاه بهشت است که طول آن در  نقشه پلان 44 متر، ارتفاع آن حداکثر 7 متر و عرض آن بین 7 تا 9 متر می باشد. تشکیل ستونهای به هم پیوسته به صورت دیواره ای در امتداد درزه اصلی غار (که پیش از این اشاره شد) باعث شده است که این گذرگاه به دو گذرگاه دو طبقه و مدوزا  و تالار آمفی تئاتر تقسیم شود. گذرگاه مدوزا به طول 5/24 متر و عرض 5/1 تا 4 متر به تعداد فراوان دارای ستونهای از نوع مدوزا است.

 تالار آمفی تئاتر که بزرگترین تالار غار می باشد دارای ابعادی به طول و عرض 20  و 5 متر می باشد که ارتفاع زیاد این تالار و وجود اشکال انحلالی آویزه (Pendent) در سقف این تالار و گذرگاه مدوزا نشان دهنده وقوع فروشکست (Break Down) در گذرگاه بهشت است. ضمن اینکه آثار ریزش سقف نیز به صورت شیب پلکانی در کف تالار آمفی تئاتر دیده می شود. آویزه باقیمانده سقف غار است که در اثر فروریختن سقف غار در طول صفحات لایه بندی رخنمون شده است. در امتداد درزه ای که مزدوج درزه اصلی غار می باشد ستونهای بهم پیوسته، دیواره ای بسیار منظم تشکیل داده که سقف غار را به کف آن متصل می کند این دیواره پرده مانند که در برابر کف پلکانی تالار، منظره ای شبیه سالن آمفی تئاتر را تداعی می کند به ابعاد 4×6 متر و ضخامت 20 سانتیمتر عمود بر امتداد گذرگاه بهشت قرار گرفته است. بعد از تالار آمفی تئاتر تنها یک سری دهلیز های صعب العبور به طول 15 متر و ارتفاع حداکثر یک متر قرار دارد و بعد از آن انتهای غار کاملاً مسدود می گردد. گذرگاه دو طبقه طرف دیگر گذرگاه بهشت را تشکیل می دهد که توسط غار نهشته ها به دو قسمت تقسیم شده است. سقف طبقه زیرین این گذرگاه از غار نهشته روانسنگ (Flowstone) تشکیل شده و طبقه فوقانی آن پر از غار نهشته پرده (Drapery) است. طول طبقه فوقانی این گذرگاه 37 متر و طول طبقه زیرین 23 متر می باشد.

 اشکال انحلالی از نوع آویزه (Pendent) در گذرگاه بهشت، گودی سقف (Ceiling Pocket) در گذرگاه سوسمار و اشکال بازماندی از نوع پایه (Pillar)  در همین گذرگاه دیده می شود. حجم تشکیل غار نهشته (Speleothem) در غار زکریا فوق العاده زیاد است. به طوری که مورفولوژی داخلی غار حاصل تشکیل این غارنهشته هاست. فراوان ترین غارنهشته، ستون (Column) است که از اتصال استالاگتیت ها و استالاگمیتها بوجود می آید و به ارتفاع 1  تا 6 متر در تمامی گذرگاهها و تالارهای غار به جز گذرگاه سوسمار تشکیل شده است. نهشته ذرت غار (Popcorn) در گذرگاههای زلزله و تالار برزخ به وفور یافت می شود که حتی بدنه ستونها را نیز می پوشانند. نهشته هایی مانند استالاگتیت و استالاگمیت، روانسنگ (Flowstone) و پرده (Drapery) استالاگتیت نی مانند(Soda Straw) نیز در نقاط مختلف غار زکریا وجود دارند که موقعیت آنها در شکل 3- ب ارائه شده است.

طبقه بندی غار زکریا

 چون اکنون جریان آبی درون غار وجود ندارد از نظر هیدرولوژیکی این غار جزء غارهای خشک یا Relict است و بنابراین یک غار غیر فعال می باشد. بر اساس طبقه بندیBogli (1980) از آنجا که نیروهای تکتونیکی در تشکیل آن سهیم بوده اند جزء غارهای تکتونیکی می باشد و چون پدیده انحلال آهک عمده ترین عامل در توسعه مجاری کارستی بوده است این غار یک غار کارستی محسوب می شود و از نظر طول تجمعی جزء غارهای کوچک می باشد.

مقطع عرضی بیشتر گذرگاههای غار بویژه گذرگاه سوسمار که بدون رسوب گذاری نهشته های ثانویه بوده و نشان دهنده مقطع اصلی غار می باشد بیضوی است(شکل 5). به همین دلیل این غار بر اساس طبقه بندی Palmer (1991) از نوع غارهای آناستوموز تک گذرگاهی (Single Passage) می باشد.

 مدل تشکیل غار زکریا

 همانطور که اشاره گردید غار  زکریا در دامنه شمالی تاقدیس تودج و موازی محور آن و در کنتاکت لایه ضخیم آهکی و لایه آهک مارنی زیرین توسعه یافته است. در صورتی که وضعیت زمین شناسی منطقه در زمان تشکیل غار بازسازی شود مدل تشکیل این غار قابل توصیف خواهد بود. در زمان تشکیل غار زکریا واحد نفوذ ناپذیر رازک بر روی سازند جهرم وجود داشته است و این سازند سنگ کف دشت را تشکیل می داده و احتمالاً آبرفت نیز بر روی آن قرار داشته است. از طرف دیگر دره ای که در شرایط فعلی دهانه غار در ارتفاع 70 متری کف آن قرار دارد در زمان تشکیل غار در ارتفاع بالاتری قرار داشته است(شکل 6- الف). بنابراین محل تماس سازند رازک با جهرم و دره مزبور هر دو می توانسته اند سطح اساس محلی را ایجاد کنند. از طرف دیگر ارتفاع محل تماس سازند رازک با جهرم  بالاتر از کف دره بوده است به طوری که دره سطح اساس محلی را تشکیل می داده است.

آبهای جوی که در داخل لایه بندی و درزه ها در جهت شیب لایه ها در جریان بوده اند، در مسیر خود با یک درزه اصلی عمود بر شیب لایه ها برخورد کرده، تغییر مسیر داده و به طرف دره مجاور حرکت نموده و از جناح چپ این دره خارج شده است(شکل6- ب). شیب هیدرولیکی به طرف دره بیشتر از شیب هیدرولیکی به طرف محل تماس سازند رازک با جهرم بوده است که از عوامل تغییر مسیر جریان بوده است. به مرور زمان آبهای اطراف وارد درزه شده و با توسعه انحلال در امتداد این درزه فرآیند کارستی شدن در درزه های مجاور خیلی کند شده و در نتیجه غار زکریا به صورت یک غار تک گذرگاهی (Single Passage) تشکیل شده است.

با پایین رفتن سطح اساس فرسایش در دره و فرسایش لایه های رازک فوقانی به مرور زمان، توسعه غار زکریا متوقف شده و به یک غار خشک (Relict) تبدیل شده است. همانند تمامی غارهای تک گذرگاهی غار زکریا نیز شکل اولیه غارهای تکامل یافته را  دارد که با افت سطح اساس فرسایش امکان تکامل و تشکیل غارهای شاخه ای را نداشته است.

 نتیجه گیرى :

  غار  زکریا در دامنه شمالی تاقدیس تودج و موازی محور آن و در کنتاکت لایه ضخیم آهکی و لایه آهک مارنی زیرین توسعه یافته است. این غار از سه گذرگاه اصلی ، 4 گذرگاه فرعی و 3 تالار تشکیل شده است. غار زکریا از نظر هیدرولوژیکی جزء غارهای خشک و از نظر منشا، جزء غارهای تکتونیکی می باشد و چون پدیده انحلال آهک عمده ترین عامل در توسعه مجاری کارستی بوده است این غار یک غار کارستی محسوب می شود.  این غار بر اساس طبقه بندی Palmer (1991) از نوع غارهای آناستوموز تک گذرگاهی می باشد. این غار در اثر نفوذ آبهاى جوى ایجاد شده است.

آبهای جوی با نفوذ به داخل آهک در امتداد لایه بندی و درزه ها و در جهت شیب لایه ها جریان یافته، در مسیر خود با یک درزه اصلی برخورد کرده، تغییر مسیر داده و به طرف دره مجاور حرکت نموده و از آن دره خارج شده است. گرادیان هیدرولیکى تعیین کننده این مسیر بوده است.به مرور زمان آبهای اطراف وارد درزه شده و با توسعه انحلال در امتداد این درزه فرآیند کارستی شدن در درزه های مجاور خیلی کند شده و در نتیجه غار زکریا به صورت یک غار تک گذرگاهی تشکیل شده است.

عبدالرضا واعظی ، دانشجوی دکترای آبشناسی  دانشگاه شیراز