هادی امین رسولی

مجموعه تخت سلیمان یکی از مهم ترین مراکز تاریخی، گردشگری و مذهبی است که در فهرست آثار تاریخی جهان ثبت شده است. این مجموعه در 42 کیلومتری شمال شرقی تکاب، در استان آذربایجان غربی، قرار دارد. این تحقیق با هدف بررسی ژئوشیمیایی آب و نهشته های زندان سلیمان صورت گرفته است. پس از بررسی های اولیه و مطالعات کتابخانه-ای، برای تعیین عناصر اصلی و فرعی از آب چشمه مجموعه تخت سلیمان و چشمه های اطراف آن و همچنین از نهشته های زندان سلیمان نمونه برداری و آنالیز به عمل آمده است. برای بررسی خصوصیات کیفی آب و واکنش های هیدروژئوشیمیای از روش های گرافیکی و نقشه های پهنه بندی عناصر استفاده شده است. برای مطالعه ویژگی های پتروگرافی و ژئوشیمیایی نهشته ها و همچنین بررسی روند تغییرات شرایط آب و هوایی در هنگام ساخت نهشته های زندان سلیمان، نتایج آنالیز ICP-MS، تصاویر EDX و SEM و بررسی میکروسکوپی مقاطع نازک، به کار برده شد. نتایج بررسی هیدروژئوشیمیایی نشان دادند که تیپ غالب آب چشمه های منطقه بی کربنات کلسیم است و هرچه دما بیشتر می شود مقدار سولفات افزایش یافته و درنهایت تیپ آب به سولفاته تغییر می کند. از مجموعه تخت سلیمان به سمت پایین دست، ویژگی های فیزیکوشیمیایی دما، سولفات، کلسیم، سدیم، کلر افزایش و pH کاهش می یابد. مقادیر عناصر جزئی و کل مواد جامد محلول در آب نیز تا حدودی به دما وابستگی داشته و به نظر می رسد مقدار آن با دبی آب چشمه ها کنترل می شود. بررسی میکروسکوپی و صحرایی نمونه های تراورتن منجر به شناسایی 6 رخساره سنگی (F1-F6)، انواع ساختار بوته مانند و تخلخل های گوناگون شد. بر اساس شواهد ژئوشیمیایی نهشته ها تیپ تراورتن های زندان سلیمان نوع ترموژنیک است. استفاده از نسبت های Mg/Ca و Sr/Ca نیز نشان دهنده دو چرخه ترشدگی و خشک شدگی عمده در نهشته های زندان سلیمان است. تصاویر SEM نمونه های ترسالی و خشک سالی نشان می دهند که نمونه های مربوط به خشک سالی دارای تراکم کمتر، تخلخل زیاد، بلورهای ریز، Mg زیاد، جلبک زیاد و ساختار بوته مانند کمتر و نمونه های مربوط به ترسالی دارای تراکم بیشتر، تخلخل کم، بلورها شکل دار و درشت ، Mg کم، جلبک کم و ساختار بوته مانند زیاد مشاهده می شود. با توجه به نوع و حجم رسوبات این چشمه ها احتمال وجود حفرات انحلالی بزرگی در بالادست و در زیر سطح زمین وجود دارد.

غار قوری قلعه، یکی از بزرگ ترین غار های آبی خاورمیانه است که در شمال غربی کرمانشاه و در فاصله 25 کیلومتری شرق پاوه قرار دارد. هدف از این پژوهش، بررسی ژئوشیمی آب و رسوبات غار کارستی قوری قلعه می باشد. برای انجام این تحقیق از آب درون غار قوری قلعه در دو فصل خشک (شهریور) 1396 و فصل تر (اردیبهشت) 1397 و همچنین از استالاکتیت درون غار نمونه برداری شد. نمونه های آب شامل یک نمونه از مجرای اصلی غار در تالار کوهان شتر و یک نمونه از تالار برزخ و نمونه رسوب از استالاکتیت افتاده در کف غار بوده است. برای آنالیز شیمیایی آب و یک نمونه استالاکتیت، نمونه ها به آزمایشگاه انتقال داده شدند. برخی از پارامتر های صحرایی آب شامل هدایت الکتریکی (EC)، کل مواد جامد محلول (TDS)، دما (T)، pH و اکسیژن محلول (DO) با استفاده از دستگاه مولتی فانکشن همزمان با نمونه برداری، اندازه گیری شدند. پس از دریافت نتایج آزمایشگاهی، از شاخص اشباع، نمودار های گیبس، دوروف، پایپر، استیف و شولر برای بررسی هیدروژئوشیمیایی آب و از آنالیز تصاویر طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ICP-MS برای بررسی ترکیب شیمیایی سنگ استفاده شد. نتایج بررسی هیدروژئوشیمیایی نشان دادند که تیپ غالب در آب های زیرزمینی منطقه بی کربنات(HCO3-) کلسیم است و آب این غار از لحاظ غلظت عناصر فلزی در محدوده مطلوبی قرار دارد. نسبت های Mg/Ca و Sr/Ca اسپلئوتم ها وابسته به تغییرات تغذیه است و مقادیر آن ها در شرایط خشک سالی و تر سالی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. بر این اساس سه تناوب شرایط خشک سالی و ترسالی در زمان ساخت نمونه استالاکتیت غار قوری قلعه شناسایی شده است. همچنین مقایسه الگوی توزیع نسبت های P/Ca، V/Fe و P/Fe با نسبت های Mg/Ca و Sr/Ca نشاندهنده رابطه معکوس بین آن ها است. افزایش نسبت های P/Ca، V/Fe و P/Fe، در کل، گویای شرایط ترسالی است. بررسی نمونه استالاکتیت با SEM بیانگر تغییرات بافت در لایه های مختلف است. مقایسه بافت ها با تغییرات آب و هوایی نشان می دهند که آن ها در شرایط ترسالی دارای بافت فشرده تر و درشت بلورتر نسبت به نمونه های شرایط خشک سالی که متخلخل و ریز بلور هستند، می باشد. نمونه های فشرده دوره های تر سالی ممکن است ناشی از ته نشینی پیوسته و کند کربنات کلسیم در شرایط تعادلی باشد.

بررسی شیل ها در شناسایی شرایط آب و هوایی گذشته، سنگ منشا، موقعیت تکتونیکی، تعیین سن، میزان مواد آلی، درجه پختگی و فراوانی عناصر نادرخاکی مهم می باشد. شیل های سنندج در زون سنندج- سیرجان واقع شده اند. رسم داده های اکسیدهای اصلی روی نمودارهای تقسیم بندی سنگ های آواری ترکیب شیل ها را وکی و لیتارنایت ها نشان می دهد. تعیین اثر هوازدگی در ناحیه منشا با استفاده از اندیس های دگرسانی شیمیایی (CIA) و هوازدگی شیمیایی (CIW) میزان هوازدگی این شیل ها را در منطقه منشا متوسط و شرایط آب و هوایی دیرینه به نسبت گرم و مرطوب معرفی می کند. اندیس تنوع ترکیبی (ICV) در رسوبات مورد مطالعه، کمتر از 1 و این نشان دهنده فراوانی کانی های رسی در مقایسه با کانی های دیگر سازنده سنگ است و این شیل ها مربوط به چرخه دوم رسوبی هستند. شاخص های Mn*، V/(V+Ni)، Ni/Co ،Eu/Eu* و Ce/Ce* نشان می دهند که شیل های سنندج در شرایط احیایی نهشته شده اند. نسبتAl2O3/TiO2 ، شاخص K2O-Na2O، شاخص Zr TiO2-، نسبت های Cr/V و Y/Ni، La/Sc، Th/Sc،Th/Cr ، Th/Coو La/Co هستند که نشان دهنده منشا حدواسط تا فلسیک برای این شیل ها هستند. با استفاده از نمودارهای متمایز کننده محیط زمین ساختی همراه با الگوی نمودارهای چندمتغیره نیز نشان دهنده این است که سنگ های مورد مطالعه در حاشیه فعال قاره (ACM)ایجاد شده اند. الگوی توزیع عناصر خاکی کمیاب (REE) نرمالایز به کندریت برای نمونه های شیل سنندج نشان دهنده غنی شدگی LREEها نسبت به HREEها است. و آنومالی منفی Eu را نشان می دهند. تعیین سن شیل های سنندج با استفاده از داده های ایزوتوپی و بر پایه ی روش سن سنجی Rb-Srو براساس محاسبات ایزوکرون و با در نظر گرفتن 6/3= MSWD سن این سنگ ها41±129 میلیون سال (کرتاسه پایین - بارمین) است. نتایج آنالیزهای XRD, SEM نشان دهنده کانی رسی ایلیت در این شیل ها است.

معدن باریت شاه نشین در 60 کیلومتری شمال شرق مریوان و در شمال غربی زون سنندج ـ سیرجان جای دارد. این معدن به صورت عدسی شکل بین شیل های کرتاسه ی سنندج و واحد ولکانیکی قرار دارد. براساس مطالعات داده های ژئوشیمیایی کانسار باریت شاه نشین در چهار گروه تقسیم می شود. این گروه ها به جز گروه 4 نشان دهنده ی آنومالی منفی Eu/Eu* هستند. مقادیر La/Lu در هر دو گروه 1 و 3 نشان دهنده ی نسبت مشابهLa/Lu>1 هستند. همه ی گروه ها نسبت Ce/Ce* نزدیک به یک دارند، به جز گروه 4 که دارای آنومالی کمی منفی Ce/Ce* است. آنومالی منفی سریم و Gd/Gd* در نهشته های باریت با منشا عمدتا دریایی و منشا دیگر گروه ها سیال هیدروترمال است. در آنالیز باریت ها مقادیرδ34S در محدوده ی بین 04/19 و 532/21 قرار دارد. نسبت پایین δ34S در باریت های مورد مطالعه در مقایسه با مقدار گوگرد آب دریای همزمان با تشکیل باریت (اواخر کرتاسه نسبت δ34S بین 20-22) احتمالا" ناشی از اختلاط سیال های هیدروترمال حاوی مقادیر پایین δ34Sاست. نسبت 87Sr/86Sr در نمونه های آنالیزشده بین 70649/0 و 70651/0 هستند. این مقادیر پایین تر از نسبت آب دریای همزمان با تشکیل باریت است (نسبت87Sr/86Sr آب دریای کرتاسه برابر 7075/0 است) که نشان دهنده ی رسوب باریت از سیال های هیدروترمال و آب دریا است. تحقیقات ترمودینامیکی بر روی سیال درگیر در طی گرمایش و پس از آن همگن سازی در فاز مایع دمای همگن سازی را در محدوده ی °C115-215 نشان می دهد. میانگین شوری اندازه گیری شده 2/0– 8/5 درصد وزنی نمک طعام است که نشان می دهد باریت عمدتا از آب هیدروترمال حوضه ای و از اختلاط سیال هیدروترمال و آب دریا رسوب کرده است. پراکندگی و الگوی عناصر نادر خاکی و همچنین ایزوتوپ های گوگرد و استرانسیم منبع اصلی برای کانی سازی باریت شاه نشین را اختلاط آب دریا و سیال هیدروترمال پیشنهاد می کنند.

غار کرفتو در 76 کیلومتری شمالغربی دیواندره، استان کردستان جای دارد. این غار دربردارنده ی 4 طبقه است. در طبقه ی دوم غار، در تالار خفاش ها، نهشته های ضخیمی از گوانو ساخته شده اند. در این نوشته کانی های ثانویه، توزیع عناصر اصلی، جزیی و نادر خاکی، کربن 14 گوانوها، شیمی آب داخل غار و خارج غار و اثرات زیست محیطی آن ها بررسی شده است. کانیه ای ثانویه شامل کانی های کربناته، سولفاته، فسفاته و نیتراته است. اغلب کانی های نیتراته و سولفاته در شرایط گرم و خشک و کانی های فسفاته در شرایط مرطوبتر ساخته شده اند. نرخ آبشویی نهشته های گوانو از تغییرات الگوی پراکندگی عناصر مختلف، نسبت عناصر Th/U و LREE/ƩHREE Ʃ ، و از نسبتهای Eu/Eu* و Ce/Ce* شرایط احیایی و اکسیداسیون محیط آن ها تعیین شده اند. بر پایه این برررسی ها، گوانوها سه دوره آب و هوایی گرم و خشک، گرم و مرطوب و گرم و خشک را تجربه کرده اند. همچنین داده- های آنالیز ژئوشیمیایی گوانوها در نمودارهای 41 Th-Sc- Zr/ و Th/Sc در مقابل Zr/Sc به ترتیب موقعیت تکتونیکی جزایر قوسی قاره ایی و سنگ منشا پوسته ی فوقانی را نشان می دهند. بر پایه سن- سنجی به روش C14 شروع نهشته شدن گوانوها در غار کرفتو BP 14260±50 و میانگین نرخ ته- 3/7 میلیمتر در سال بوده است. گوانوها بستر مناسبی برای فعالیت میکروارگانیسم ها / نشینی آن ها فراهم می کنند. که این فعالیت ها منجر به بالا بردن غلظت عناصر و افزایش آلودگی آبهای منطقه می- شود. در این بررسی آنالیز نمونه های آب نشاندهنده ی غلظت بیش از حد مجاز نیکل در آب شرب و اثرات زیست محیطی این نهشته ها است.

منطقه مورد مطالعه در زاغه، در 35 کیلومتری جنوب شرقی دیواندره، استان کردستان، و بخش کوچکی از نقشه زمین شناسی (1:100000) چهارگوش دیواندره می باشد. واحدهای اصلی لیتولوژی این منطقه از قدیم به جدید عبارتند از: کلریت شیست (پرمین)، کربنات های سازند روته (پرمین میانی- بالایی)، توده ی نفوذی مافیک (بعد از کرتاسه) و رسوبات کواترنری. افق رس دار داخل سنگ های کربناته سازند روته واقع شده است. فاز کانیایی اصلی در این افق کلسیت بوده که همراه با آن مقادیر کمتری از کوارتز، فلدسپار، مسکویت و کانی های رسی (کائولینیت، ایلیت و مونت موریلونیت) نیز حضور دارد. مقدار REEها در این افق نسبت به میانگین کربنات ها بالا می باشد. Sr، Rb، Nb، Ta، Hf، Ba، Cr، Th و Zr نسبت به کندریت غنی شده اند در حالیکه V، Co، Sc و Ni تهی شده اند. Ce و Eu بترتیب آنومالی مثبت ومنفی نشان می دهند. LREEها نسبت به HREEها غنی شدگی دارند. مقدار نسبت های Ce/Ce*، (La/Yb)SN، (La/Nd)SN، Gd/GdSN، (Nd/Yb)SN، (Dy/Yb)SN، Y/Ho، Er/Nd و Eu/Eu* نشان می دهند که این افق در محیط آب های کم عمق حوضه ی دریایی تشکیل شده اند. مقدار بالای نسبت های (Dy/Yb)SN و (Nd/Yb)SN و مقدار پایین نسبت Er/Nd در این افق نسبت به آب دریاهای کنونی نشان دهنده غنی شدگی LREEها نسبت به HREEها می باشد. نسبت هایی مانند La/Sc، La/Co، Th/Sc، Th/Co، Th/Cr، Cr/Th و Eu/Eu* نشان می دهد که این کربنات ها در طول دوره ی رسوب گذاری تحت تاثیر مواد آواری قاره ایی حاصل از هوازدگی سنگ های آذرین فلسیک تا حد واسط قرار گرفته اند.