لرزه زمین ساخت زون البرز دارای پیشینه لرزه خیزی پراکنده با زمین لرزه های بزرگی می باشد و ویژگیهای آن با ویژگیهای لرزه زمین ساخت ایران مرکزی متفاوت است.
بجز چند گسله مرزی البرز، بقیه گسله های البرز از دیدگاه لرزه زمین ساختی شناخته شده نیستند و اثری از برش آنها در سوبات کواترنر دیده نشده است. بر عکس در زون لرزه زمین ساخت ایران مرکزی دگر ریختی های شدیدی در رسوبات کواترنر مجاور گسلها دیده می شود.
زمین ساخت پلیوسن و کواترنر در گستره ی البرز پیامد نیروهای فشاری حاصل از زمین ساخت برخورد قاره ای میان ایران مرکزی و زاگرس است که نتیجه آن فشردگی و برپایی فلات ایران زمین، ستبر شدن پوسته زمین، گسلش کواترنر و زمین لرزه ای کنونی است.
دلیل اصلی رخدادهای زمین لرزه ای که عمدتاً ناشی از حرکات تکتونیکی و زمین ساختی ناحیه است وجود گسلهای جنبایی است که در کواترنر برش داشته اند. مهمترین این گسله ها در گستره مطالعاتی عبارتند از:
گسل مشا به طول ۴۰۰ کیلومتر که از سراسر کوههای مرکزی البر می گذرد، از حدود آبیک آغاز شده و به طرف شرق تا دامغان و شاهرود ادامه می یابد.
نقشه شماره۳-۹-گسلهای محدوده مورد مطالعه
منبع:اطلاعات مرکز آمار و تحلیل آن در نرم افزار GISسال ۱۳۹۳
گسل ترود در شمال کویر نمک با روند شمال شرقی جنوب غربی که دارای حرکت چپ گرد می باشد. گسل میامی که با گرایش به سمت جنوب احتمالاً متأثر از عملکرد گسل هریرود است. گسل آنجیلو در منطقه ترود با روند شمال شرقی-جنوب غربی، که بر اثر عملکرد آن چینه شناسی منطقه در شمال و جنوب گسل دستخوش تحول شده است. لازم به تذکر است که در میانه گسلهای مذکور تعدادی گسلهای فرعی عمدتاً با روند شمال شرقی- جنوب غربی نیز وجود دارد.
در باختر روستای آستانه در شمال باختری شهر دامغان و در دره ی روخانه ی آستانه، دو گسله موازی و کنار هم با راستای شمال خاوری- جنوب باختری دیده می شوند که در نزدیکی ۱۰ کیلومتری جنوب باختر آستانه،‌رسوبات آبرفتی کواترنر را به روشنی بریده و همراه با آبراهه های پهنه به شکل چیبر (left-lateral) جابجا نموده است.
در جنوب باختری چشمه علی نیز به روشنی دیده می شود که رسوبات کواترنر بوسیله گسله ی آستانه بریده شده است. گسله ی آستانه یکی از گسله های نادر البرز کوه است که به سبب نزدیکی با مرز جنوبی البرز و وجود رسوبات آبرفتی کواترنر در کنار آن، به روشنی جنبش جوان کواترنر را نشان می دهد بربریان و قریشی، ۱۳۶۷). گسله ی آستانه به سوی جنوب باختری به کوه اورا در شمال سمنان می رسد. درازای شناخته شده ی گسله ی آستانه بیش از ۷۵ کیلومتر بوده و ساز و کار (mechanism) آن راندگی با مولفه ی راستالغز چپ بر است (بربریان، ۱۳۶۳).
امکان دارد خرابی دژ فولاد محله به سبب جنبش گسله ی آستانه رویداده باشد. همچنین ممکن است جنبش این گسله سبب رویداد زمین لرزه ی ۲۲ دسامبر ۱۸۵۶ میلادی کومس با بزرگی Ms= 7.9 باشد (بربریان و قریشی، ۱۳۶۷.)
گسله کواترنر دامغان که از ۱۰ کیلومتری شمال شهر دامغان می گذرد بیش از ۱۰۰ کیلومتر درازا داشته و بخش مستقیم آن در شمال دامغان دارای ۵۳ کیلومتر درازا است. هر چند ساز و کار گسله به دقت روشن نیست، ولی روشن است که در پهنه ی باختر ده ملا تا شمال تاق، بخش شمالی گسله بالا آمده و بخش جنوبی آن فرو افتاده است. در شمال تاق و ۳۲ کیلومتری شمال خاوری دامغان گسله ی دامغان میان کنگلومرای چین خورده نئوژن پسین در بخش شمالی و باد زن آبرفتی کهن و جوان کواترنر در بخش جنوبی قرار گرفته است. در این پهنه لایه های تخت سه گوش زیبایی در رسوبهای کنگلومرای نئوژن پسین دیواره ای گسله، که نشانه ی فعال بودن گسله ی دامغان است، دیده می شود.
در شمال خاوری مهماندوست و باختر ده ملا، گسله میان سیلتهای رسی کواترنر دامغان در شمال رسوبات کهن کواترنر دغ Playa، همانند سازند کهریزک جنوب تهران، بادزن آبرفتی جوان کواترنر و دیگر رسوبات دشت (در جنوب) قرار دارد. رسوبات کهن کواتر دغ، بیشتر رسوبات کناری دغ (marginal Playa) بوده که در آن بخشهای دانه درشت آواری نیز دیده می شود.
گستره دشتی (Plains Area)
این ناحیه گستره وسیعی از قسمت میانی ناحیه مطالعاتی را تشکیل می دهد که حد فاصل نواحی کویری جنوب ناحیه و ارتفاعات شمال آن قرار دارد.
نقشه شماره۳-۱۰-پهنه بندی خطر زلزله در محدوده مورد مطالعه
منبع:اطلاعات مرکز آمار و تحلیل آن در نرم افزار GISسال ۱۳۹۳
با توجه به محدوده مورد مطالعه مشخص شد که منطقه شاهرود دارای شیل، ماسه سنگ زغال با سازند میان کوهی کنگلومرا ماسه سنگ و سنگ آهک نومولوتیک را دارا می باشد.
۳-۶-وضعیت خاک
با توجه به اینکه حدود دوسوم شهرستان شاهرود دارای موقعیت جلگه‌ای و یک سوم آن دارای موقعیت کوهستانی است، همانند سایر نقاط استان سمنان می‌توان خاک آنرا به چند دسته تقسیم نمود (سازمان کشاورزی، ۱۳۶۷: ۱۲).
- کوهستان‌ها: ارتفاع مناطقی که بین ۲۰۰۰ تا ۲۷۰۰ متر است و دارای شیب ۲۰ الی ۱۰۰درصدی است. دارای خاک رسی نسبتا سنگین عمیق می‌باشد. در این مناطق خاکها فاقد شوری بوده و این اراضی پوشیده از جنگل هستند.
- تپه‌ها: این اراضی که به نواحی پایکوهی اطلاق می‌گردد و بین ۱۵ تا ۳۰درصد شیب دارد و خاک این منطقه از نوع رسی و رسی شنی نسبتا عمیق قهوه‌ای مایل به قرمز است.
- دشت‌های آبرفتی: ارتفاع این دشت‌ها بین ۲- تا ۲۰+ متر از سطح دریا بوده و خاک آنها از نوع خاک‌های شنی (نزدیک رودخانه)، رسی و شنی عمیق آبرفتی تشکیل شده است.
- اراضی پست: شامل اراضی دشت‌های آبرفتی و سطح بین رودخانه‌ها است که خاک آنها از نوع رسی و رسی شنی عمیق یا تأثیرات آب لوهومیک گلی و خاک‌های شالیزار می‌باشد.
۳-۷-منابع آب و خاک
۳-۷-۱-منابع آب
اصولاً در کشور ایران هر جا که روستایی پا گرفته قطعاً منبع آبی وجود داشته و تعیین توسعه روستا تا حد زیادی با میزان کیفیت آب و در مراحل بعدی با زمین و پیشرفت های فنی جوامع انسانی مرتبط است. به علت پایین بودن میزان نزولات جوی سالیانه در کلیه مناطق ایران به استثنای نوار ساحلی دریای خزر، از قدیم الایام ساکنین این سرزمین به فکر ایجاد راه و روش مناسب برای در اختیار گرفتن هر چه بیشتر آب های موجود و نهایت صرفه جویی در آن بودند، در این راستا قنات نمونه بارز و روشنی از سیستم های گوناگون تأمین آب است که توسط ایرانیان ابداع شد و به ۳۴ کشور جهان راه یافت. اکنون قنات هنوز هم یکی از متداولترین راه های استخراج آب های زیر زمینی در ایران و سایر کشورهای نسبتاً خشک جهان به شمار می رود، اگرچه با کمک وسایل پیشرفته چاه های عمیق و نیمه عمیق بسیاری احداث شده و به کمک انرژی الکتریکی و یا حرارتی به مقدار قابل توجهی از آب های زیرزمینی می توان دست یافت.

در شهرستان شاهرود استحصال آب از منابع آب های سطحی و زیرزمینی صورت می پذیرد. با توجه به میانگین بارندگی در حدود ۱۵۵ میلیمتر در سال این شهرستان از نظر میزان نزولات جوی و توزیع زمانی و مکانی وضع نامناسبی دارد. جریان های سطحی دراین شهرستان شامل رودخانه های خیج، ابر سیج، کال شور، شاهرود و تاش است. اکثر روستاهای شاهرود از منابع آب زیر زمینی به صورت قنات و چاه استفاده می کنند.
با استناد به طرح در دشت میامی تعداد ۱۹۳ حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق با تخلیه سالانه ۸۴/۱۴۴ میلیون متر مکعب،۷۲ رشته قنات با تخلیه سالانه ۳/۷ میلیون متر مکعب وجود دارد.
۳-۷-۱-۱-منابع آب شرب
مطابق اطلاعات سازمان آب و فاضلاب شهر شاهرود آب شرب مورد نیاز ساکنین این شهر از دو حلقه چاه عمیق در جنوب و یک رشته قنات در فاصله ۶ کیلومتری شمال و سد اطراف تأمین می گردد و از محل این دو چاه، آب آشامیدنی روستاهای کلاته سادات بالاو پایین، فیروز آباد بالا و پایین و همچنین میر اعلم و استربند نیز به آنها اضافه می گردد.
۳-۷-۲-۲- منابع آب کشاورزی
با این وجود افت سطح آب های زیر زمینی و کاهش آبدهی قنوات یکی از مشکلات در این شهرستان می باشد در زمینه کشاورزی از قنات استفاده می کنند.
۳-۸-بهره برداری از منابع آب زیرزمینی
بهره برداری از منابع آب زیر زمینی در ناحیه مطالعاتی از گذشته های دور توسط چشمه و قنات، بویژه در نواحی حاشیه کویر رایج بوده که به مرور حفر چاه رونق گرفته و به تدریج استفاده از چاه جایگزین قنات و چشمه شده است.
بر پایه آخرین اطلاعات موجود کل بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در ناحیه بالغ بر ۵۵ میلیون متر مکعب بوده که ۳/۴۰۷ میلیون متر مکعب معادل ۷۴ درصد آن توسط چاه های عمیق و نیمه عمیق، ۳/۸۲ میلیون متر مکعب حدود ۱۵ درصد از طریق چشمه ها و ۷/۶۱ میلیون متر مکعب معادل حدود ۱۱ درصد توسط قناتها بهره برداری شده است.
بیشترین میزان بهره برداری از منابع آب زیرزمینی ناحیه با ۷/۷۰ درصد سهم مربوط به شهرستان شاهرود است .کل چاه های عمیق و نیمه عمیق حفر شده در سطح ناحیه مطالعاتی بالغ بر ۲۹۰۰ حقله است که نیمی از آن در محدوده شهرستان شاهرود را دارد. این در حالی است که از کل برداشت از منابع زیرزمینی ناحیه حدود ۷۰ درصد سهم شهرستان شاهرود را در بر می گیرد.
به لحاظ تعداد قنات و میزان بهره برداری توسط قنات نیز شهرستان شاهرود بیشترین سهم را دارد.
از نظر تعداد چشمه و میزان برداشت آب توسط این منبع نیز شهرستان شاهرود با ۳۱۶ دهنه چشمه و ۳/۵۱ میلیون متر مکعب تخلیه رتبه اول را دارد. مطالعات انجام شده نشان می دهد که متوسط آبدهی چاه های ناحیه مطالعاتی بین ۲ تا ۳۴ لیتر در ثانیه تغییر می کند و حداکثر آبدهی لحظه ای ۱۳۵ لیتر در ثانیه می باشد که مربوط به دشت بسطام است.
۳-۸-۱- مصارف آب زیرزمینی
از مجموع بیش از ۵۵۱ میلیون متر مکعب برداشت از منابع آب زیر زمینی، حدود ۴۹۴ میلیون متر مکعب آن معادل ۹۰ درصد به مصرف بخش های مختلف شرب، صنعت و معدن و کشاورزی رسیده و بقیه که مربوط به آب چشمه ها و قنات ها در ماه های فصل زمستان است از دسترس خارج می شود.
از مجموع حدود ۴۹۴ میلیون متر مکعب مصارف آب زیر زمینی حدود ۹۴ درصد آن در بخش کشاورزی، ۸/۵ درصد در بخش شرب و عمومی و ۱/۰ درصد نیز در بخش صنعت و معدن مورد استفاده قرار گرفته است.
بررسی سهم هر یک از شهرستانهای ناحیه در مصرف آب زیر زمینی نشان می دهد که شهرستان شاهرود با حدود ۷۰ درصد بیشترین میزان مصرف آبهای زیر زمینی را دارد. پس از شاهرود، شهرستان با حدود ۳۰ درصد قرار دارد.
بیشترین میزان مصرف آب در بخشهای شرب و عمومی و کشاورزی به شهرستان شاهرود اختصاص دارد.سهم عمده آبهای زیر زمینی در بخش کشاورزی مصرف می شود، بطوریکه حدود ۹۴ درصد مصرف آبهای زیر زمینی به بخش کشاورزی، ۸/۵ درصد به بخش شرب و عمومی و فقط ۱/۰ درصد به بخش صنعت و معدن اختصاص دارد.
جدول۳-۶-میزان بهره برداری ازمنابع آب زیرزمینی در ناحیه شاهرود به تفکیک نوع منبع و شهرستان سال ۸۱-۱۳۸۰