یافته های نوین زمین شناسی کاربردی
سال:1397 | دوره:12 | شماره:24 |تعداد مقالات:12

منطقه مورد مطالعه در جنوب شهر قروه (استان کردستان) و در پهنه سنندج-سیرجان قرار دارد. بر اساس مشاهدات صحرایی دایک های مافیک و حدواسط از نوع دایک های سین پلوتونیک می باشند. مطالعات سنگ نگاری نشان می دهد ترکیب آن ها گابرویی، گابرودیوریتی، دیوریتی، مونزودیوریتی و کوارتز مونزودیوریتی است. کانی های اصلی آن ها عبارت اند از کلینوپیروکسن، ارتوپیروکسن، هورنبلند و پلاژیوکلاز، فلدسپار پتاسیم و کوارتز. آپاتیت، اسفن، زیرکن و کانی های فلزی جزء کانی های فرعی این سنگ ها محسوب می شوند. کلیه دایک-ها دارای ماهیت تولئیتی هستند که در یک محیط وابسته به قوس در حاشیه فعال قاره ای نفوذ کرده اند و این موضوع به واسطه غنی شدگی آن ها از LILE (مانند Cs، Rb) U و، Pb، Yb، Hf و Ta و تهی شدگی از HFSE (مانند Nb و Ba) و بالا بودن نسبت LILE/HFSE در آن ها مورد تائید قرار می گیرد. غنی شدگی از LILE و Pb شواهدی از آلایش پوسته ای هستند. نسبت های بالا La/Ta و La/Nb و غنی شدگیLILE و LREE دایک های مورد مطالعه حکایت از این دارد که آن ها از گوشته لیتوسفری غنی شده مشتق شده اند. غنی شدگی عناصر LREE نسبت به HREE نشانگر وجود فاز گارنت یا آمفیبول در سنگ منشایی می باشد که این عناصر در آن ها تمرکز یافته اند.

کانسار فلدسپار سدیک طجر در 15 کیلومتری جنوب غرب شهر ملایر، 4 کیلومتری شمال غرب شهرستان سامن، در استان همدان و غرب ایران واقع شده است. منطقه مورد مطالعه در بخش شمالی پهنه زمین شناسی سنندج-سیرجان واقع شده است. عملیات اکتشافات تفصیلی در این منطقه، برای مشخص کردن روند گسترش ماده معدنی و تعیین هندسه کانسار انجام شده است. برای این منظور با در نظر گرفتن ریخت-شناسی منطقه و نحوه گسترش کانسنگ، شبکه اکتشافی مربعی شکل طراحی شد و تعداد 45 دهانه چال اکتشافی (متراژ کلی 520 متر) حفر گردید. به منظور تعیین شکل ماده معدنی نیز ستون چینه شناسی ماده معدنی و سنگ های همبر رسم و در نهایت با تهیه نیمرخ های زمین شناسی آن ها، حجم واقع در بین سطوح محصور هر مقطع محاسبه گردید و نهایتاً ذخیره ماده معدنی تعیین شد. در مجموع نتایج حاصل از اکتشافات تفصیلی نشان می دهد که کانسار فلدسپات طجر دارای حجم 99286 مترمکعب و تناژ قطعی 258145 تن است. کانسار فلدسپات طجر از نوع سدیک و ترکیب آن الیگوکلاز و آلبیت است.

پارامترهای مقاومتی سنگ علی الخصوص شکنندگی یکی از مهم ترین ویژگی های کنترل کننده رفتار ماده سنگ است. شکنندگی تابعی از مقاومت است که نشان دهنده استحکام سنگ در مقابل تغییر شکل در محدوده الاستیک می باشد. آسیب سنگ تا حد زیادی تابع خواص سنگ می باشد. با توجه به این که شکنندگی در پروژه های مهندسی سنگ اهمیت به سزایی دارد و روش های مستقیم برای اندازه گیری شکنندگی استاندارد نشده اند. در این پژوهش با استفاده از آزمون سرعت موج p، دانسیته خشک، جذب آب، آزمون چکش اشمیت، بار نقطه ای و همین طور مقاومت فشاری تک محوری و کشش برزیلی بر روی 10 بلوک از پریدوتیت های واقع در هرسین، استان کرمانشاه، ضمن تعیین مفاهیم شکنندگی ارتباط پارامترهای شکنندگی با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تعیین گردیده است. براساس نتایج بدست آمده، رابطه منطقی و قابل قبولی بین دانسیته خشک و آزمایش سرعت صوت با شکنندگی سنگ وجود ندارد. بیش ترین انطباق بین آزمایش درصد جذب آب، آزمایش چکش اشمیت و آزمایش بار نقطه ای به ترتیب با مقادیر شاخص شکنندگی BI، BI و B3 می باشد. که میزان همبستگی این شاخص ها به ترتیب 0/76(r)، (r) 0/79و (r)0/98 می باشد. در واقع خصوصیات مکانیکی این سنگ ها نسبت به خصوصیات فیزیکی انطباق بیش تری را با شاخص شکنندگی نشان می دهد.

ذخایر معدنی براساس معیارهای مختلفی رده بندی می شوند. روش های زمین آماری ازجمله دقیق ترین روش های تخمین و رده بندی ذخایر معدنی می باشند. مهم ترین روش های زمین آماری رده بندی ذخایر معدنی شامل رده بندی با استفاده از تعداد و کیفیت پراکندگی داده های شرکت-کننده در تخمین، رده بندی با استفاده از خطای واریانس کریجینگ و رده بندی با استفاده از کارآیی کریجینگ می باشد. در پژوهش حاضر ذخیره توده کانسار سرب و روی اره گیجه رباط واقع در محدوده پیرامون شهر خمین در استان مرکزی با استفاده از روش های مذکور، به سه رده ذخایر قطعی، احتمالی و ممکن، رده بندی شده است. جهت شناخت بهتر کانسار و ماهیت ماده معدنی، ابتدا لاگ لیتولوژی تمام گمانه-ها و مدل سه بعدی لیتولوژی محدوده کانسار با استفاده از نرم افزار Rockworks ترسیم شد. برای تخمین ذخیره کانسار بعد از واریوگرافی منطقه با نرم افزار SGeMS از روش زمین آماری لاگ کریجینگ معمولی بلوکی به کمک نرم افزار Datamine استفاده شد. متوسط عیار و ذخیره کانسار نیز با در نظر گرفتن شرایط مختلف اقتصادی، به ازای عیارحدهای 5/1، 2 و 3 درصد تعیین شد. مقایسه نتایج پژوهش نشان می دهد که اختلاف میزان ذخیره رده بندی شده با روش های مختلف، نسبتاً زیاد است. روش استفاده از تعداد و کیفیت پراکندگی داده های شرکت کننده در تخمین نسبت به دو روش دیگر میزان ذخیره قطعی بیش تری را نتیجه می دهد اما دقت دو روش دیگر در این مورد بیش تر است، بنابراین در عمل استفاده از این دو روش به روش استفاده از تعداد و کیفیت پراکندگی داده های شرکت کننده در تخمین، ارجحیت دارند. میزان ذخیره احتمالی محاسبه شده با هر سه روش به یکدیگر نزدیک می باشد.

در این پژوهش رابطه بین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی با ویژگی های سنگ شناسی در سنگ های گرانیتوئیدی در سه نوع بافت مختلف بررسی گردیده است,بر اساس بررسی های صحرایی گرانیت هایی با بافت های درشت دانه،متوسط دانه و ریزدانه به ترتیب از سه منطقه گلپایگان (حسن رباط)،الیگودرز (معدن پیرتاک) و بروجرد (تواندشت) انتخاب و نمونه برداری شده است,با مطالعات آزمایشگاهی بر روی این نمونه ها ترکیب کانی شناسی و سنگ شناسی تعیین گردیده است,با توجه به آزمون های استاندارد بعضی از خصوصیات فیزیکی مانند تخلخل،چگالی سنگ و بعضی از خصوصیات مکانیکی مانند مقاومت بار نقطه ای و مقاومت فشاری تک محوری نمونه ها محاسبه شده است,سپس روابط بین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی با ویژگی های سنگ شناسی مورد بررسی قرار گرفته است,بررسی ها نشان داد که در سنگ-های گرانیتوئیدی مورد مطالعه اثر نوع بافت بر روی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ بیش تر از ترکیب کانی شناسی است,هم چنین یافته ها موید این است که بررسی ویژگی های سنگ شناسی به عنوان یک شاخص اولیه می تواند مورد استفاده قرار گیرد,

در تحقیق حاضر، تاثیر چگالی و تخلخل بر میزان دقت روابط تخمین مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته از سختی واجهشی اشمیت بررسی شده است. برای رسیدن به این اهداف، 15 نمونه سنگ آهک تهیه و ویژگی های فیزیکی (چگالی و تخلخل) و مکانیکی (مقاومت فشاری تک محوری، مدول الاستیسیته و سختی واجهشی اشمیت) آن ها تعیین شده است. در ادامه آنالیزهای رگرسیونی ساده و چند متغیره بر اساس سختی واجهشی اشمیت، چگالی و تخلخل برای تخمین مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته ارائه شده است. روابط ارائه شده بر اساس آزمون های آماری مورد بررسی قرار گرفتند که نشان دهنده صحت و دقت مناسب آن ها می باشد. مقایسه روابط ساده و چند متغیره نشان می دهد چگالی و تخلخل نقش مهمی در افزایش میزان دقت تخمین مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته از سختی واجهشی اشمیت دارند. هم چنین نتایج دلالت بر این دارد هنگامی که سختی واجهشی اشمیت و چگالی به عنوان پارامتر ورودی رابطه رگرسیون استفاده می شوند، مقدار ضریب تعیین برای تخمین مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته به ترتیب برابر با 88/0 و 83/0 هستند. در حالی که اگر سختی واجهشی اشمیت و تخلخل به عنوان پارامتر ورودی استفاده شوند، مقدار ضریب تعیین برای تخمین مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته به ترتیب برابر با 91/0 و 74/0 هستند.

بررسی زیست محیطی محل دفن پسماندهای شهری به دلیل پتانسیل بالای ایجاد آلودگی ها، از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از این مطالعه، بررسی آلودگی فلزات سنگین در خاک های اطراف سایت دفن زباله شهر بهشهر می باشد. بدین منظور تعداد 12 نمونه خاک سطحی از محل دفن زباله و زمین های کشاورزی اطراف آن جمع آوری شده و نمونه ها پس از آماده سازی جهت اندازه گیری 35 عنصر توسط دستگاه ICP-OES، آنالیز شدند و از بین عناصر آنالیز شده، 8 عنصر کبالت، روی، مس، آرسنیک، مولیبدن، کروم، نیکل و کادمیوم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. هم چنین به منظور ارزیابی احتمالی از تاثیر این لندفیل بر روی آلودگی خاک های اطراف، یک نمونه از شیرابه گرفته شده و با استفاده از دستگاه ICP-MS آنالیز گردید. نتایج بدست آمده با 4 استاندارد آلودگی مقایسه گردید. آنالیز آماری بر روی نتایج بدست آمده با استفاده از ماتریس پیرسون، شاخص غنی شدگی، فاکتور آلودگی و فاکتور بار آلودگی انجام گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که میانگین غلظت کبالت، کادمیوم، روی، مس، آرسنیک و نیکل در تمامی نمونه ها نسبت به استاندارد بالاتر بوده است. خاک های مورد مطالعه از نظر آلودگی انسان زاد در رده متوسط قرار داشته و از نظر غنی شدگی روند Cd>As>Zn>Cu>Ni>Co>Cr>Mo مشاهده گردید. فاکتور بار آلودگی نشان می دهد که نمونه محل لندفیل و نمونه های شماره 4 و 5 بیش ترین مقدار آلودگی را دارا می باشند

زمین ساخت منطقه شمال غرب بیرجند عمدتا تحت تاثیر عملکرد بخش غربی پهنه گسلی شکرآب قرار دارد. نتایج چهار شاخص SL, Smf, Vf و Er در شمال غرب بیرجند، مقادیر بالایی را برای SL (707) و Er (58/0) و مقادیر پایینی را برای Vf (94/0) و Smf (14/1) نشان می دهد که همراه با شواهد نوزمین ساختی مثل قطع شدگی و کج شدگی در رسوبات کواترنری، وجود سه نسل از تراس های رودخانه ای بریده شده، پشته های مسدود کننده و پرتگاه های گسلی، حاکی از پویایی زمین ساختی در این منطقه می باشد. هم چنین میزان بعد فرکتال آبراهه هابرای این بخش گسل393/1 می باشد که فعالیت بالای زمین ساختی را تائید می کند. مقطع عرضی عمود بر این پهنه گسلی، نشانگر سه گسل با روند شرقی غربی موازی با هم می باشد. با توجه به رخداد مهاجرت عرضی در این منطقه، و هم چنین انطباق کانون زمین-لرزه اخیر بر روی چین راندگی شمال غرب بیرجند، برخاستگی رسوبات در امتداد روند دوم گسلی (F2) را به عنوان چین خوردگی وابسته به گسل معرفی می کنیم. این تاقدیس، چینی نامتقارن با یال شمالی کم شیب و یال جنوبی پرشیب می باشد که برخاستگی بیش تر در دامنه شمالی را نشان می دهد؛ و در اثر عملکرد آن به همراه پس راندگی با شیب در جهت جنوب، موجب برخاستگی تاقدیس شده اند. با توجه به اختلاف شیب یال های شمالی و جنوبی تاقدیس شمال غرب بیرجند و هم چنین اختلاف ارتفاع محل اتصال یال تاقدیس به دشت شمالی نسبت به محل اتصال تاقدیس به دشت جنوبی و هم چنین ظهور پرتگاه های موازی با گسل اصلی به دلیل رشد و مهاجرت عرضی گسل، که خود را با تغییرات توپوگرافی در مقطع چین خوردگی نشان می دهند، چین خوردگی در شمال غرب بیرجند را از نوع چین خوردگی وابسته به انتشار گسل در نظر می گیریم.

در این پژوهش علاوه بر آن که برخی از دیدگاه های پژوهشی رودخانه ها مطرح می گردند، دستاوردها و دیدگاه های رسوب شناختی رودخانه-های ایران با تفضیل بیش تری مورد بررسی قرار می گیرند. یکی از مهم ترین مسایل زیست محیطی، مساله آلودگی در رسوبات یا آب رودخانه است. تمرکز فلزات آلاینده در رسوبات رودخانه ای به شاخص های گوناگونی مانند ویژگی های فیزیکوشیمیایی محیط رودخانه و ویژگی های ژئوشیمیایی فلزات مورد نظر بستگی دارد. روش های تعیین غلظت کل (Total content) و استخراج ترتیبی (Sequential extraction) گونه های مختلف فلزات در تعیین آلایندگی فلزات کاربرد دارند. در پژوهش های با محوریت GIS، نقشه-های تغییرات رودخانه (در بازه های زمانی مشخص) و پهنه بندی سیلاب در مدیریت دشت سیلابی کاربرد وسیعی دارند. در بحث مهندسی رودخانه، برخی از روش های معمول در بررسی پدیده سیلاب شامل مدل رقومی ارتفاعی، مدل روند های هیدرولوژیکی و شبکه نامنظم مثلثی (Triangular irregular net) به کار برده می شود. از مباحث دیگر مرتبط در این راستا، بررسی آستانه حرکت دانه ها و پیش بینی رفتار رودخانه ها (برمبنای مدل های شبکه های عصبی مصنوعی و مدل های بر پایه روش های آماری مانند روش رگرسیون خطی و غیر خطی، روش های همبستگی پیرسون، اسپیر من و من-کندال) است. بررسی آستانه حرکت دانه های رسوبی با روش هایی مانند دبی واحد جریان، تنش برشی بحرانی و میانگین سرعت بحرانی جریان انجام می گردد. مهم ترین محور های مرتبط با رسوب شناسی رودخانه ای شامل ریخت شناسی رودخانه، رژیم جریانی و اشکال بستر، طبقه بندی توده های کانال رودخانه ای و دره های پر شده، فرم سیستم های رودخانه ای، مقیاس های رسوبی در رسوبات رودخانه ای، رخساره های رسوبی، عناصر ساختاری، بار رسوبی و روند ریز شوندگی رسوبات می باشد. ساختار رودخانه ای شامل شکل هندسی و آرایش داخلی نهشته های کانال و سر ریز در توالی های رودخانه ای است. تحلیل عناصر ساختاری یک روش نسبتا جدید برای تفسیر رخساره های رودخانه ای است. تنوع انواع کانال و انواع نهشته ها در محیط های رودخانه ای به دلیل گستردگی عوامل وابسته به یکدیگر حاکم بر رسوب گذاری رودخانه ای است. طبقه بندی های رخساره سنگی، سطوح محدود کننده و عناصر ساختاری از مهم ترین روش های تحلیل عناصر ساختاری رودخانه ای هستند.

اصطلاح شکست هیدرولیکی بیانگر فرآیند شروع و گسترش ترک در سنگ ناشی از فشار هیدرولیکی اعمال شده توسط سیال است که روشی برجا برای ارزیابی وضعیت تنش های زمین و افزایش بهره وری از مخازن نفتی است. در این تحقیق با انجام آزمون های آزمایشگاهی، اثر ژئومتری ترک ایجاد شده در دیواره ی چاه بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. این بررسی از این جهت اهمیت دارد که شرکت های مجری عملیات شکست هیدرولیکی همواره سعی بر این دارند که هزینه ی ناشی از خرید پمپ را کاهش دهند. از این رو بررسی فشار می تواند در انتخاب علمی یک پمپ مناسب، مفید واقع شود. برای انجام آزمایش یک سری نمونه های استوانه ای تو خالی جدار ضخیم از گچ با قطر خارجی 73 میلی متر و قطر داخلی 25 میلی متر و ارتفاع 150 میلی متر آماده می شود، در این نمونه ها ترک های مصنوعی ایجاد کرده و اثر طول، ارتفاع و عرض ترک بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. این آزمایش را برای چند حالت مختلف انجام داده و در هر سری یکی از پارامترها را تغییر داده و دو پارامتر دیگر ثابت نگه داشته می شود و تاثیر هر یک از این پارامترها بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. برای ساخت نمونه های مصنوعی استوانه ای توخالی قالبی ساخته شد تا این نمونه های ترک دار آماده شود. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که فشار شکست هیدرولیکی با افزایش طول و ارتفاع ترک، به صورت خطی کاهش می یابد و با افزایش عرض ترک، به صورت غیرخطی کاهش می یابد. هم چنین اثر طول ترک بر روی فشار شکست هیدرولیکی بیش تر از ارتفاع ترک و آن نیز بیش تر از عرض ترک است.

زمین های کشاورزی جنوب شهر تربت حیدریه به مدت بیش از 30 سال با پساب شهری آبیاری شده اند. در این پژوهش ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکوشیمیایی خاک های آلوده آبیاری شده با پساب و میزان فلزات سنگین سبزیجات کشت شده بر روی این خاک ها تعیین شده و با نمونه های غیرآلوده مقایسه شده است. در خاک های آلوده میزان pH (8/7-5/7) کمتر و درصد ماده آلی (بیش از 3/2) بیش تر از سایر خاک ها (با pH بالای 8 و درصد ماده آلی کمتر از یک) می باشد. مقادیر یکسان اکسیدهای اصلی و روند مشابه الگوهای عناصر نادر خاکی (REE) در تمام نمونه های خاکی، مواد مادر مشابه در تشکیل آن ها را پیشنهاد می دهد. با این حال میزان عناصر کمیاب در خاک های آلوده و سایر نمونه ها بسیار متفاوت است. خاک های آلوده شده با پساب غنی شدگی قابل ملاحظه در بسیاری از عناصر بالاخص فلزات سنگین نشان می-دهند. خاک های آلوده در مقایسه با سایر نمونه ها نسبت های 206Pb/204Pb، 207Pb/204Pb، 208Pb/204Pb و 206Pb/207Pb پایین تر و 208Pb/206Pb بالاتری دارند که نشان از تأثیر منابع بشر زاد بر ترکیب این خاک ها دارد. زیست دسترس پذیری فلزات سنگین در خاک های آلوده به نسبت سایر خاک ها بسیار افزایش یافته و موجب بالا رفتن ضریب انتقال به گیاه و تمرکز بالای فلزات سنگین در سبزیجات کشت شده بر روی این خاک ها شده است. غلظت فلزات سنگین Cd، Cr و Pb در سبزیجات آلوده به بالاتر از حداکثر غلظت مجاز می رسد.

شواهد بافتی ثبت شده در گارنت های موجود در متاپلیت ها و متابازیت های کمپلکس دگرگونی گل گوهر در جنوب شرق زون سنندج-سیرجان، نشانه های رشد همزمان با شیستوزیته S1، بعد از شیستوزیته S1، همزمان با شیستوزیته S2 و بعد از شیستوزیته S2 را نشان می-دهند و وجود دو نسل از گارنت (GrtIa, GrtIb) در یک نمونه واکنش GrtIa+BtI=BtII+GrtIb+Qz+H2O را برای آن ها پیشنهاد می کند. پروفیل های ترکیبی بلورهای گارنت در متاپلیت ها و متابازیت های گل گوهر کاهش سازنده های اسپسارتین و XFe و افزایش سازنده های پیروپ و آلماندن را از مرکز به سمت حاشیه بلورها نشان می دهند و حاکی از تبلور آن ها در طی دگرگونی پیشرونده می باشند. افزایش Mn در هسته گارنت ها حاکی از رشد بلوری و تفریق عناصر مرتبط با فرآیندهای دگرگونی می باشد. از طرفی عدم منطقه بندی مشخص عناصر Ca و Al از هسته به حاشیه گارنت ها و تغییرات ناچیز عنصر Fe از مرکز به سمت حاشیه می تواند به دلیل بسته بودن سیستم دگرگونی و عدم اکسیداسیون Fe2+/Fe3+ باشد و نشانگر آن است که رشد گارنت ها در اثر پدیده رشد بلوری و تفریق عناصر در طی دگرگونی رخ داده است. در فیلونیت های گاربن شیفر افزایش منیزیم و آهن از مرکز به سمت حاشیه گارنت ها همراه با افزایش Ca در هورنبلندها و کاهش Ca و آنورتیت از مرکز به سمت حاشیه پلاژیوکلازها پیشنهاد می کند که گارنت ها، احتمالاً در اثر واکنش بین آمفیبول و پلاژیوکلاز، طبق واکنشHornblende + Anorthite = Garnet + Quartz + H2O بوجود آمده باشند. درشت شدگی و رشد سریع پورفیروبلاست-های فراوان هورنبلند همراه با بوجود آمدن بلورهای گارنت، باعث کاهش H2O و افزایش CO2سیال شده که بلورهای کلسیت تشکیل شده در زمینه سنگ، این موضوع را نشان می دهند.