Identification of the new and active buried salt dome evidences in the Zagros region using interferometry method of SENTINEL-1 and ASAR radar images

Subject Areas : Geospatial systems development

Ali Mehrabi ¹

1 - Assist. Prof. College of Geography and Urban Planning, Department of Lit. & Humanities, Shahid Bahonar University of Kerman

Received: 2018-11-18 Accepted : 2019-01-17 Published : 2019-01-21

Keywords: remote sensing, Zagros, Buried salt mass, Radar image processing, Interferogram,

Abstract :

Salt domes are one of the most beautiful natural phenomena. Despite the outcrops of many salt domes in the Zagros region, but many of them are still buried and hidden. Due to active Zagros tectonics, the movement and ascending trend of salt domes do not stop. In this research, with the aim of the changes monitoring in the Earth's crust in the Zagros area, one of the new, hidden and ascending probabilistic salt domes, was identified using a radar interferometry method. For this purpose, ASAR radar images for the years 2007 and 2012 and SENTINEL-1 for the years 2014 and 2017 were used. In order to determine the amount of changes in the earth's crust, during the process of unwrapping on the images, the interference of each of the images was extracted. According to the results of the analysis of ASAR images, the growth rate of the salt dome was 1.6 centimeters per year between 2007 and 2012. While according to the interferometry images that obtained from SENTINEL-1 the rising speed of this salt dome increased between 2014 and 2017, reaching 2.9 centimeters per year. The result of this study shows that the probabilistic salt dome is active. Consequently, due to the importance of salt domes in various fields of natural resources, especially in the formation of oil reservoirs in the Zagros region, as well as more accurate identification of the subject, it is necessary to carry out special geophysical studies in this area.

References:

احمدزاده هروی، م.، ع. هوشمندزاده و م. ح. نبوی. 1369. مفاهیم جدیدی از چینه‌شناسی سازند هرمز و مسئله دیاپیریزم در گنبدهای نمکی جنوب ایران. مجموعه مقالات سمپوزیوم دیاپیریسم با نگرش ویژه به ایران، وزارت معادن و فلزات، 1: 1-22.

افشاری، س.، ح. آقا محمدی و م. نوری. 1395. پایش رشد و پیشروی گنبدهای نمکی زمین‌شناسی به‌منظور تعیین شدت فعالیت آن‌ها با استفاده از تصاویر SAR (مطالعه موردی گنبد نمکی گچین). ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، 138: 46-52.

المدرسی، س. ع.، ج. حاتمی و ع. سرکارگر. 1395. محاسبه خصوصیات فیزیکی برف با استفاده از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری و تصاویر سنجنده ترا سارایکس باند (TerraSAR-X) و مودیس (MODIS). سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(2): 59-75. 

رهنمون فر، م.، ر. حیدری و م. ر. قیطانچی. 1385. تعیین جابه‌جایی و بزرگی زلزله سال 1382 بم در جنوب شرقی ایران با استفاده از داده‌های ماهواره با روش تداخل سنجی راداری. مجلة فیزیک زمین و فضا، 32(2): 117-124.

زارع کمالی م.، س. ع. المدرسی و ک. نقدی. 1396. مقایسه میزان جابجایی عمودی زمین با استفاده از الگوریتم SBAS در باندهای راداری X و C (مطالعه موردی: اراضی تهران). سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 8(3): 104-120. 

شریفی کیا، م. 1391. تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل سنجی راداری در دشت نوق- بهرمان. مجله برنامه‌ریزی و آمایش فضا، 16(3): 34-42.

صمدیان، م. ر. 1369. جنبش های گنبدهای نمکی زاگرس در سنوزوئیک پایین، مجموعه مقالات سمپوزیوم دیاپیریسم با نگرش ویژه به ایران. وزارت معادن و فلزات، 1: 259-326.

محمدپناه، ع. 1391. استفاده از تداخل سنجی راداری برای بررسی جابجایی روانه های نمکی گرمسار-ایوانکی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه تهران. 123 صفحه.

ملکی، م.، س. م. توکلی صبور، پ. ضیائیان فیروزآبادی و م. رئیسی. 1397. مقایسه داده های اپتیک و رادار در استخراج عوارض و پدیده های زمینی. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 9(2): 93-107.

مهرابی، ع. و م. پورخسروانی. 1397. اندازه‌گیری میزان جابجایی سطح زمین ناشی از زلزله 1383 داهوئیه زرند استان کرمان و شناسایی گسله عامل آن با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. فصلنامه ژئومورفولووژی کمی، 7(1): 61-73.

Aftabi P, Roustaie M, Alsop GI, Talbot CJ. 2010. InSAR mapping and modelling of an active Iranian salt extrusion. Journal of the Geological Society, 167(1): 155-170.

Aftabi P, Talbot CJ, Fielding E. 2005. Salt Kinematics and InSAR, Radar Investigations of Planetary and Terrestrial Environments. LPI, 6012.

Ala M. 1974. Salt diapirism in southern Iran. AAPG Bulletin, 58(9): 1758-1770.

Amarjargal S, Kato T, Furuya M. 2013. Surface deformations from moderate-sized earthquakes in Mongolia observed by InSAR. Earth, Planets and Space, 65(7): 713-723.

Barnhart WD, Lohman RB. 2012. Regional trends in active diapirism revealed by mountain range‐scale InSAR time series. Geophysical Research Letters, 39(8): 1-5.

Bürgmann R, Rosen PA, Fielding EJ. 2000. Synthetic aperture radar interferometry to measure Earth’s surface topography and its deformation. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 28(1): 169-209.

Callot JP, Jahani S, Letouzey J. 2007. The role of pre-existing diapirs in fold and thrust belt development. In:  Thrust belts and foreland basins. Springer, pp 309-325.

Callot J-P, Trocmé V, Letouzey J, Albouy E, Jahani S, Sherkati S. 2012. Pre-existing salt structures and the folding of the Zagros mountains. Geological Society, London, Special Publications, 363(1): 545-561.

Colón C, Webb AAG, Lasserre C, Doin M-P, Renard F, Lohman R, Li J, Baudoin PF. 2016. The variety of subaerial active salt deformations in the Kuqa fold-thrust belt (China) constrained by InSAR. Earth and Planetary Science Letters, 450: 83-95.

Du Z, Ge L, Ng AH-M, Li X, Li L. 2018. Monitoring of ground deformation in Liulin district, China using InSAR approaches. International Journal of Digital Earth, 11(3): 264-283.

Edgell H. 1991. Proterozoic salt basins of the Persian Gulf area and their role in hydrocarbon generation. Precambrian Research, 54(1): 1-14.

El Rabia A, Inoubli MH, Ouaja M, Abidi O, Sebei K, Jlailia A. 2018. Salt tectonics and its effect on the structural and sedimentary evolution of the Jeffara Basin, Southern Tunisia. Tectonophysics, 744: 350-372.

Ferretti A, Savio G, Barzaghi R, Borghi A, Musazzi S, Novali F, Prati C, Rocca F. 2007. Submillimeter accuracy of InSAR time series: Experimental validation. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 45(5): 1142-1153.

Ferretti A, Colombo D, Fumagalli A, Novali F, Rucci A. 2015. InSAR data for monitoring land subsidence: time to think big. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 372: 331-334.

Hooper A, Bekaert D, Spaans K, Arıkan M. 2012. Recent advances in SAR interferometry time series analysis for measuring crustal deformation. Tectonophysics, 514: 1-13.

Hudec MR, Jackson MP. 2007. Terra infirma: Understanding salt tectonics. Earth-Science Reviews, 82(1-2): 1-28.

Hu J, Ding X-L, Zhang L, Sun Q, Li Z-W, Zhu J-J, Lu Z. 2017. Estimation of 3-D surface displacement based on InSAR and deformation modeling. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 55(4): 2007-2016.

Jahani S, Callot J-P, de Lamotte DF, Letouzey J, Leturmy P. 2007. The salt diapirs of the eastern Fars Province (Zagros, Iran): A brief outline of their past and present. In:  Thrust Belts and Foreland Basins. Springer, pp 289-308.

Jahani S, de Lamotte DF, Letouzey J. 2009. Salt Activity and Halokinesis in the Zagros Fold-thrust Belt and Persian Gulf (Iran). In: Shiraz 2009-1st EAGE International Petroleum Conference and Exhibition, 98-107.

Jahani S, Hassanpour J, Mohammadi-Firouz S, Letouzey J, de Lamotte DF, Alavi SA, Soleimany B. 2017. Salt tectonics and tear faulting in the central part of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Marine and Petroleum Geology, 86: 426-446.

Kent P. 1987. Island salt plugs in the Middle East and their tectonic implications. In:  Dynamical geology of salt and related structures. Elsevier, pp 3-37.

Letouzey J, Sherkati S. 2004. Salt movement, tectonic events, and structural style in the central Zagros fold and thrust belt (Iran). In: Salt-sediment interactions and hydrocarbon prospectivity: 24th Annual Research Conference, Gulf Coast Section, SEPM Foundation. pp 444-463.

Mehrabi A, Dastanpour M, Radfar S, Vaziri M, Derakhshani R. 2015. Detection of fault lineaments of the Zagros fold-thrust belt based on Landsat imagery interpretation and their spatial relationship with Hormoz Series salt dome locations using GIS analysis. Geosciences, 24(96): 17-32.

Motamedi H, Sepehr M, Sherkati S, Pourkermani M. 2011. Multi‐phase Hormuz salt diapirism in the southern Zagros, SW Iran. Journal of Petroleum Geology, 34(1): 29-43.

Talbot C, Jarvis R. 1984. Age, budget and dynamics of an active salt extrusion in Iran. Journal of Structural Geology, 6(5): 521-533.

Tavernier J-B. 1718. Les six voyages de Jean Baptiste Tavernier:... en Turquie, en Perse et aux Indes. H. Scheurleer. 782 pp.

Taymaz T, Wright T, Yolsal S, Tan O, Fielding E, Seyitoǧlu G. 2007. Source characteristics of the 6 June 2000 Orta–Cankırı (central Turkey) earthquake: a synthesis of seismological, geological and geodetic (InSAR) observations, and internal deformation of the Anatolian plate. Geological Society, London, Special Publications, 291(1): 259-290.