بررسی ویژگی های ژئوشیمیایی چشمه های گرمابی آتشفشان تفتان

تعداد 150صفحه در فایل word

رشته زمین شناسی اقتصادی

بررسی ویژگی های ژئوشیمیایی چشمه های گرمابی آتشفشان تفتان

متن چکیده

در این پژوهش خصوصیات هیدروژئوشیمیایی و ژئوشیمی زیست محیطی عناصر بالقوه سمناک در چشمه های گرمابی، سرد اسیدی و معمولی منطقه زمین گرمایی تفتان همراه با فرآیند واکنش آب- سنگ مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور تأثیر چشمه ها و حوضه آبریز تفتان بر آبخوان خاش، تعدادی چاه نیز مورد مطالعه قرار گرفت. برای این هدف 5 نمونه از آب چشمه های دامنه غربی آتشفشان تفتان و 16 نمونه از چاه های آبخوان خاش در دو فصل تر و خشک برداشت شد. بررسی هیدروشیمی نمونه ها بر اساس نمودار پایپر نشان داد که چشمه های گرمابی و سرد اسیدی در هر دو فصل از نوع سولفاته- کلروره و چشمه های معمولی پایلک و تفتان نیز به ترتیب از نوع بیکربناته و آمیخته آنیونی؛ و چاه های آب زیرزمینی نیز از نوع سولفاته- کلروره، بیکربناته- کلروره و آمیخته آنیونی هستند. همچنین این نمودار نشان داد که رخساره تمام نمونه های آب به جزء چشمه گرمابی تفتان که کلسیک است، بقیه از نوع سدیک هستند. به منظور تعیین نوع و منشأ چشمه ها و آب های زیرزمینی از نمودارهای SO₄-Cl-HCO₃ و B/Cl در مقابل Br/Cl استفاده شده است. بر این اساس چشمه های گرمابی و چاه های نزدیک به آتشفشان در محدوده آب های آتشفشانی و چشمه های معمولی و بقیه چاه های آبخوان خاش در رده آب های زیرزمینی و سطحی قرار گرفتند. نتایج نمودارهای Na-K-Mg، Na-K-Mg-Ca و Li-Rb-Cs نشان داد که آب چشمه ها با سنگ میزبان و کانی های رسی در تعادل نیستند و در مرحله انحلال سنگ قرار دارند. بررسی نمودارهای دوتایی یون های اصلی و عناصر پایستار در مقابل کلر نشان دهنده منشأ آتشفشانی چشمه های گرمابی و اختلاط این چشمه ها توسط آب های سرد سطحی و کم عمق است.

غلظت عناصر نادر خاکی در چشمه ها و سنگ های داسیتی- آندزیتی آتشفشان تفتان اندازه گیری و بر اساس کندریت و توده سنگ نرمالایز شدند. روند کندریت- نرمالایز آب چشمه ها و بررسی کمپلکس های انتقال دهنده REEها در چشمه های گرمابی، نشان دهنده تأثیر بالای یون سولفات در سیستم زمین گرمایی آتشفشان تفتان است. بررسی خصوصیات و نسبت های عناصر نادر خاکی در چشمه ها و سنگ های آتشفشانی نشان دادند که منشأ اصلی عناصر نادر خاکی در چشمه ها، سنگ های داسیتی- آندزیتی منطقه است. نتایج نمودار سنگ- نرمالایز عناصر نادر خاکی (تهی شدگی عنصر یوروپیم) و مطالعه مقاطع نازک نشان داد که دگرسانی حاشیه پلاژیوکلازها، دگرسانی زمینه سنگ های آتشفشانی و دگرسانی فازهای ثانویه؛ که دارای غلظت بالای عناصر نادر خاکی به جزء یوروپیم هستند باعث افزایش غلظت این عناصر در آب چشمه ها شده است. این بررسی ها نشان داد که منشأ عنصر یوروپیم با بقیه عناصر نادر خاکی متفاوت است و کمتر دچار دگرسانی شده است.

مقایسه غلظت عناصر بالقوه سمناک با استانداردهای EPA و WHO نشان داد که غلظت عناصر آهن، آرسنیک، بور، منگنز، سرب، وانادیم، برم، آلومینیم، نیکل، کادمیم و کروم در برخی نمونه های آب به ویژه در چشمه های گرمابی افزایش قابل توجهی داشته اند و بالاتر از حد مجاز آب های آشامیدنی هستند. با استفاده از نمودارهای Eh-pH گونه های شیمیایی عناصر در آب تعیین شد که با خصوصیات منطقه تفتان مطابقت داشت. بررسی غلظت عناصر در نمونه های آب نشان داد که چشمه های گرمابی و چرخش عمیق آب های هیدروترمالی، از عوامل اصلی افزایش غلظت عناصر بالقوه سمناک و فلزات سنگین در آبخوان خاش است. نتایج شاخص اشباع با استفاده از نرم افزار PHREEQC نشان داد که چشمه های گرمابی از کانی های کوارتز، کلسدونی، آلونیت، ژیپس، باریت و سلستیت، چشمه سرد اسیدی از کانی های باریت، آلونیت، کلسدونی و کوارتز، چشمه های معمولی از کانی های آلونیت، کلسدونی، کوارتز، گوتیت و هماتیت و آبخوان خاش نیز از کانی های کوارتز، کلسدونی، باریت (7نمونه) و هماتیت (2 نمونه) فوق اشباع هستند. بررسی نمودار pH و Eh در مقابل شاخص اشباع نشان داد که این دو عامل نقش مهمی در رسوب و ته نشست کانی ها (به جزء کوارتز و کلسدونی) در منابع آب منطقه تفتان دارند. علاوه بر این شاخص اشباع کانی های آهن دار نشان داد که این کانی ها می توانند کنترل کننده غلظت آرسنیک در آب زیرزمینی و چشمه های سرد تر آتشفشان تفتان باشند.

واژه‌های کلیدی: آتشفشان تفتان، آبخوان خاش، ژئوشیمی، عناصر نادر خاکی، فلزات بلقوه سمناک، آلودگی آب