Geographical planning of space quarterly journal

Geographical planning of space quarterly journal

Analyzical comparison of morphotectonic status of Subsidance basins using fractal geometry theory (Case study: Damghan and Jazmourian playa)

Document Type : Research Paper

Authors
Arefe shabani eraghi 1
Mojtaba Yamani 2
1 Faculty of Geography, University of Tehran
2 University of Tehran - Faculty of Geography
10.30488/gps.2022.286229.3404
Abstract
Abstract: Recently, the theory of fractal sets and dimensional fractal measurements have been widely used to describe many tectonic processes. The aim of this study was to analyze the morphotectonic status of Damghan and Jazmourian playa as two Subsidance basins using the fractal dimension results of the fault and drainage, which indicates stagnation or tectonic activity. This study uses the box counting method, which is the most widely used analysis method in fractal dimension analysis. The data used in this study are the fault system of the studied basins on the scale of 1. 250000 maps of geology and for the model of drainage on the scale of 1. 250000 the Arc Hydro software. The results show that in the Jazmorian region, the southern part of the hole has the highest fractal dimension of the fault and the lowest fractal dimension of Drainage pattern, which indicates more tectonic activity in this area. after then western range and eastern range is located. Finally, the northern region of Jazmourian experiences more tectonic stillness than other parts, according to fractal data. In Damghan region, the western part with the highest fractal dimension of the fault (1.4034) and the lowest fractal dimension the Drainage pattern (1.3739) is the active tectonic zone. Then the eastern ranges then show the northern range of the tectonic activity basin, in which a large number of earthquakes confirm this, and finally the southern range experiences more tectonic stagnation than in other parts.

Keywords:, Damghan, Fractal Geometry, Jazmourian, Playa, Morphotectonics....
Keywords
Damghan
Fractal Geometry
Jazmourian
Playa
Morphotectonics
  • اسدی قجرلو، مسلم؛ خطیب، محمدمهدی؛ موسوی، سید مرتضی و یزدان پناه، حسام. (1394). بررسی فعالیت زمین‌ساختی قطعات گسلی با استفاده از شاخص‌های ریخت زمین‌ساختی و فرکتال آبراهه‌ها مطالعه موردی (گسل فعال اسماعیل‌آباد شرق ایران). فصلنامه زمین‌ساخت، 1 (4)، 8-1.
  • ایلدرمی، علیرضا و سپهری، مهدی. (1397). فرسایش‌پذیری سازندهای زمین‌شناسی با استفاده از تحلیل بعد فرکتال شبکه زهکشی (مطالعه موردی، دامنه‌های شمالی همدان). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 6 (4)، 88-70.
  • تقوی مقدم، ابراهیم؛ بهرامی، شهرام و زنگنه اسدی، محمدعلی. (1396). کارایی شاخص‌های ژئومورفومتری شبکه زهکشی جهت ارزیابی تکتونیک فعال در حوضه‌های باغرود، بوژان، زاوین و سررود در شمال شرق کشور. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 7 (25)، 120-103.
  • چرچی، عباس؛ خطیب، محمدمهدی؛ مظفر خواه، محمد و برجسته، آرش. (1390). استفاده از تحلیل فرکتالی برای تعیین پویایی تکتونیک شمال منطقه لالی در شمال خاور خوزستان، مجله زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، 1 (1)، 42-37.
  • رضایی مقدم، محمدحسین؛ ثروتی، محمدرضا و اصغری سراسکانرودی، صیاد. (1391). بررسی تغییرات الگوی هندسی رودخانه قزل‌اوزن با استفاده از تحلیل هندسه فرکتال. نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 16 (40)، 139-119.
  • صدر، امیرحسین؛ علی پور، رضا و قمریان، سحر. (1397). بررسی نقش ساختارهای فعال زمین‌ساختی در ابعاد فرکتالی شکستگی‌ها و آبراهه‌های پهنه گسل حسن‌آباد (جنوب باختر قزوین). فصلنامه زمین‌ساخت، 2 (5)، 16-3.
  • علمی زاده، هیوا؛ ماه‌پیکر، امید و سعادتمند، مریم. (1393). بررسی نظریه فرکتال در ژئومورفولوژی رودخانه‌ای: مطالعه موردی زرینه‌رود. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 2، 141-130.
  • کرینسلی، دانیل. (1388). کویرهای ایران و خصوصیات ژئومورفولوژیکی و پالئوکلیماتولوژی آن. ترجمه عباس پاشایی، چاپ دوم، تهران: سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح.
  • کرم، امیر و صابری، میترا. (1394). محاسبه بعد فرکتال در حوضه‌های زهکشی و رابطه آن با برخی خصوصیات ژئومورفولوژیکی حوضه (مطالعه موردی حوضه آبریز شمال تهران). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، شماره 15، صص. 167-153.
  • کمالی، زهرا؛ هیهات، محمود رضا؛ نظری، حمید و خطیب، محمدمهدی. (1397). تحلیل ناهمسانی جنبشی گسل دورود (جنوب باختر ایران) با استفاده از فرکتال و شواهد ریخت زمین‌ساختی. مجله علوم زمین، 28 (109)، 22-7.
  • گورابی، ابوالقاسم؛ زمانزاده، سید محمد؛ یمانی، مجتبی و پیرانی، پریسا. (1399). ارزیابی و مقایسه کارایی روش‌های کمی فرکتال و فازی در تحلیل وضعیت تکتونیکی زاگرس شمال غرب. برنامه‌ریزی و آمایش فضا، 24 (4)، 67-29.
  • میرکتولی، جعفر؛ بارگاهی، رضا و عقیلی، سیده زهرا. (1393). تبیین ابعاد استفاده از هندسه فرکتال در تحلیل‌های جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 4 (14)، 82-5.
  • هوشمندزاده، عبدالرحیم؛ علوی نایینی، منصور و حقی پور، عبدالعظیم. (1357). تحول پدیده های زمین‌شناسی ناحیه ترود (از پرکامبرین تا عهد حاضر). تهران: سازمان تحقیقات زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 

References

  • G., Perillo, G., & Pierini. J) .2004(. Fractal analysis of tidal channels in the Bahı́a Blanca Estuary (Argentina). Geomorphology, 57 (3–4), 263-274.
  • Angulo-Brown, F., Ramirez-Guzman, A. H., Yepez, E., Rudoif-Nvarro, A., & Paviamiller, C.G. (1998). Fractal Geometry and Seismicity in the Mexican Subduction Zone. Geofisica International, 37, 29–33.
  • Asady G., Khatib, , Mousavi, S. M., & Yazdanpanah, H. (2015). The morphotectonic and drainage fractal constrains for the faults activity, case study of Esmaeil abad fault, Eastern Iran. Tectonics Journal, 1 (4), 1-9. [in Persion].
  • Ayunova, O. D., Kalush, Y. A., & Loginov, V. M. (2007). Relationship of the seismic activity of the Tuvinian and adjacent Mongolian areas with the fractal dimensionality of a fault system. Russian Geology and Geophysics, 48 (7), 593–597.
  • Baas, A.C.W. (2002). Chaos, Fractals and Self-Organization in Coastal Geomorphology: Simulating Dune Landscapes in Vegetated Environments. Geomorphology, 48 (1-3), 309-328.
  • Bartolo, S.G., Veltri, M., & Primavera,, (2006). Estimated generalized dimensions of river networks. Journal of Hydrology, 322, 181–191.
  • Bi, L., He, H., Wei, Z., & Shi, F. (2012). Fractal properties of landform in the Ordos block and surrounding areas. Journal of China Geomorphology, 175, 151-162.
  • Charchi, A., Khatib, M. M., Mozafarkhah, M., & Bargeste, A. (2012). Using fractal analysis to determine the tectonic dynamics of the northern Lali region in northern Khuzestan. Journal of Advanced Applied Geology, 1 (1), 42-37. [in Persion].
  • Cowie, P. A., Sornette, D., & Vanneste, C. (1995). Multifractal scaling properties of a growing fault population. Geophysic Journal International, 122, 457–469.
  • Elmizadeh, H., Mahpeykar, O., & Sa'adatmand, M. (2015). Investigation of fractal theory in river geomorphology. Quantitative Geomorphological Research, 3(10), 130-141. [in Persion].
  • Goorabi A., Zamanzadeh, S., Yamani, M., & Pirani, P. (2020.) Evaluation and comparison of fractal and fuzzy quantitative methods efficiency in analysis of northwest Zagros tectonic situation. Journal of Spatial Planning, 4 (24), 29-67. [in Persion].
  • Hirata, T. (1989). Fractal Dimension of Fault Systems in Japan: Fractal Structure in Rock Fracture Geometry at Various Scales. Pure and applied Geophysics, 131 (1-2), 157–170.
  • Hoshmandzadeh, A., Alavi Naiini, M., & Haghipour, A. (1978). Evolution of geological phenomena in the Troud region (from Precambrian to the present). Tehran: Geological Survey and Mineral Exploration of Iran. [in Persion].
  • Ildormi, A., & Sepehri, M. (2018). Relationship of Quantitative Geomorphological Indices Using Fractal Dimension. Quantitative Geomorphological Research, 6 (24), 70-87. [in Persion].
  • Kamali, Z., Hayhat, M., Nazari, H., & Khatib, M. M.. (2018). Kinematic dissimilarity analyses Dorod fault(southwestern Iran), using by Fractal, kernel and Morphotectonic. Journal of Geosciences, 28, 109, 7-22. [in Persion].
  • Karam, A., & Saberi, M. (2016). Calculation of fractal dimension in drainage basins and its relationship with some geomorphological characteristics of the basin (Case study: North Tehran catchments). Quantitative Geomorphological Research, 4 (15), 153-167. [in Persion].
  • Klinsky, D. (2002). Deserts of Iran, Translated into Persian by Dr. Abbas Pashaei, Tehran: Geographical Organization of the Armed Forces. [in Persion].
  • Kusak, M. (2014). Methods of fractal geometry used in the study of complex geomorphic netwoks. AUC Geographica, 49 (2), pp. 99–110.
  • Mandelbrot, B. (1967). How long is the coast of Britain Statistical self-similarity and fractiona dimension. Science, 156(3775), 636-638.
  • Mandelbrot, B.B. (1977). Fractals: Form, Chance and Dimension, W.H. Freeman and Co, San Francisco.
  • Mirkatouli, J., Bargahi, R., Aghili, S. Z. (2014). Explanation of Fractal Geometry in Geography and Urban Planning. Geographical Planning of Space, 4 (14), 55-82. [in Persion].
  • Rezayee Moghadam, M., Servati, M. R. & Asghari Sarsekanrod, S. (2012). Investigation of Gezel Ozan River Pattern Changes by Fractal Geometry. Journal of Geography and Planning, 16 (40), 119-139. [in Persion].
  • Sadr, A. H., Alipoor, R., & Ghamarian, S. (2018). Analysis (Investigating) the role of active structures of tectonic in fractal dimension of fractures and drainages of the Hassanabad fault zone (SW Qazvin). Tectonics Journal, 2 (5), 3-16. [in Persion].
  • Schwartz, D., & Coopersmith, K. J. (1984). Fault Behavior and Characteristic Earthquakes: Examples from the Wasach and San Andreas Faults. Journal of Geophysics Reserch, 89 (7), 5681-5698. [in Persion].
  • Suk Moon, S., Zen, M. T., Kadir, W. G. A., Hendrajaya, L., Santoso, D., & Dubios, J. (1996). Fractal Geometry of the Sumatra Active Fault System and its Geodynamical Implications. Journal of Geodynamic, 22(1-2), 1-9. [in Persion].
  • Taghavi Moghadam, E., Bahrami, S., & Zangeneh Asadi, M. (2017). Efficiency of Indicators to Geomorphometry Drainage Basins for Evaluate the Tectonic Active Baghrod Basins, Bojan, Zavin and Sarrod of North East Iran. Journal of Geographical Planning of Space, 7 (25), 120-130. [in Persion].
  • Turcotte, D.L. (1992). Fractal and Chaos in Geology and Geophysics. Geophysics Combridge University Press, Combridge, P 121. [in Persion].
  • Yang, J., Zhang, Y., & Zhu, Y. (2007). Intelligent fault diagnosis of rolling element bearing based on SVMs and fractal dimension. Mechanical Systems and Signal Processing, 5 (21), 2012-2024. [in Persion].
Geographical planning of space quarterly journal
Volume 12, Issue 2
Summer 2022
Pages 133-147