فهرست مطالب

نشریه علوم زمین خوارزمی
سال نهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/12
  • تعداد عناوین: 12
|
  • زهرا شاکری، گیتی فرقانی تهرانی* صفحات 1-25

    هدف از انجام این پژوهش، بررسی ژیوشیمی زیست محیطی، منشا و خطر سلامتی عناصر بالقوه سمی در خاک های شهری شاهرود، استان سمنان است. به این منظور غلظت عناصر اصلی و جزیی در 26 نمونه خاک سطحی توسط دستگاه ICP-MS اندازه گیری شد. میانگین غلظت کل عناصر آرسنیک، کادمیم، کبالت، کروم، مس، منگنز، مولیبدن، نیکل، سرب، و روی به ترتیب 9/7، 1/0، 4/7، 5/77، 8/59، 9/448، 8/0، 5/31، 7/35، و 1/104 میلی گرم بر کیلوگرم است. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب ژیوشیمیایی (ضریب غنی شدگی، ضریب زمین انباشت، شاخص تک عاملی، شاخص آلودگی یکپارچه نمرو و شاخص خطر اکولوژیکی بالقوه) نشان می دهد که نمونه های خاک نسبت به عناصر بالقوه سمی به ویژه آرسنیک، سرب و مس آلوده اند و بیشترین آلودگی در مناطق شمالی شهر مشاهده می شود. تحلیل خوشه ای و تحلیل مولفه اصلی نشان می دهد که منشا احتمالی عناصر کبالت و منگنز طبیعی می باشد در حالی که عناصر کروم، مولیبدن، نیکل، روی، مس، آرسنیک، کادمیم و سرب از منشا انسانی (به ویژه فعالیت های صنعتی و ترافیک) وارد خاک شده اند. ارزیابی خطر سلامتی نشان می دهد که بلع سرب برای کودکان با خطر غیرسرطان زایی همراه است. خطر سرطان زایی عناصر آرسنیک، نیکل و کروم از طریق مسیر بلع برای کودکان بیشتر از مقدار استاندارد (4-10×1) است. با توجه به نتایج به دست آمده، آلودگی خاک منطقه به عناصر سرب، آرسنیک، مس، کروم و نیکل باید مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: عناصر بالقوه سمی، خاک شهری، آلودگی، شاهرود
  • زهرا یافتیان، عطا شاکری، مهرداد هادی پور دهشال، میثم رستگاری مهر* صفحات 26-46

    استخراج معادن یک فعالیت ضروری برای توسعه کشورهاست، اما تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم بر مناطق مورد بهره برداری و اطراف آن ها دارد. معدن سنگ آهن سنگان یکی از بزرگ ترین معادن سنگ آهن در خاورمیانه است که به صورت روباز استخراج می شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی آلودگی خاک به فلزات سنگین در محدوده معدنی سنگان است. در این پژوهش تعداد 44 نمونه از خاک های منطقه معدنی سنگان (خاک سطحی و عمقی) برداشته شده و آلودگی خاک پس از تجزیه با دستگاه ICP-MS، با استفاده از ضرایب زمین شیمیایی و تحلیل های آماری ارزیابی شد. توصیف آماری نتایج نشان داد که سرب با میانگین 4/138میلی گرم بر کیلوگرم بیشترین و کادمیم با میانگین 2/0 میلی گرم بر کیلوگرم کمترین غلظت را در خاک های سطحی دارند. همچنین کروم با میانگین 2/102 میلی گرم بر کیلوگرم بیشترین وکادمیم با میانگین 2/0 میلی گرم بر کیلوگرم کمترین غلظت را در خاک های عمقی، در میان عناصر مورد مطالعه داشتند. میانگین غلظت عناصر آرسنیک، کروم و آهن در منطقه، بیشتر از غلظت آنها در ترکیب خاک میانگین جهانی است. در بین عناصر، سرب در دو ایستگاه با ضریب غنی شدگی  149 و 8/23 دارای غنی شدگی خیلی زیاد و شدید است. نتایج نشان داد که ازنظر شدت آلودگی بجز به صورت نقطه ای و در مناطق خاص، آلودگی و خطر اکولوژیکی زیادی خاک منطقه را تهدید نمی کند. مهم ترین این نقاط شامل واحدهای برداشت پلاسر و حوضچه باطله شرکت احیاسپاهان، و نیز محل انباشت ضایعات شرکت صنعتی و معدنی توسعه فراگیر سناباد است

    کلیدواژگان: آلودگی، فلزات سنگین، خاک، معدن کاری، سنگان
  • پویا بشارتی، علی کنعانیان*، فاطمه سپیدبر صفحات 47-76

    سنگ های آتشفشانی اولتراپتاسیک شبه جزیره اسلامی (آتشفشان سارای) در شمال غرب کمربند ماگمایی ارومیه- دختر واقع شده اند. گدازه های فونولیتی حاوی زینولیت، بخش قابل ملاحظه ای از سنگ های آتشفشانی ناحیه را دربرمی گیرند. انواع زینولیت در این سنگ ها به دو گروه زینولیت هایی با ترکیب معادل بازالت و تراکی آندزیت قابل تقسیم اند. فنولیت ها و هر دو نوع زینولیت، غنی شدگیLREE  و الگوی کمابیش مسطحHREE  در کنار بی هنجاری منفی Nb، Ta، Eu و Ti و بی هنجاری مثبت Rb، Ba، Th و  K نشان می دهند. این نمونه ها همگی ماهیت کالک آلکالن پتاسیم بالا دارند و در یک محیط کمان آتشفشانی پس از برخورد شکل گرفته اند. کلینوپیروکسن های فنولیت های میزبان در فشار متوسط تا بالا (6 تا 15 کیلوبار) و دمای 1200 تا 1300 درجه سانتی گراد متبلور شده اند در حالی که کلینوپیروکسن ها در زینولیت های بازالتی در فشار 2 تا 5 کیلوبار، دمای 1100 تا 1150 درجه سانتی گراد و در زینولیت های تراکی آندزیتی در فشار 6 تا 10 کیلوبار و دمای 1150 تا 1200 درجه سانتی گراد متبلور شده اند. به عبارتی دما و فشار تبلور دیوپسید در زینولیت ها کمتر از سنگ میزبان فنولیتی آنها است و لذا با توجه به عدم وجود شواهدی چون ذوب شدگی، انحلال، حضور زینوکریست و یا تجمع ریزبلور ها در مرز کانی ها و محل تماس زینولیت و ماگمای میزبان، به نظر می رسد که زینولیت ها در مسیر صعود ماگما، از دیواره ها جدا و توسط ماگما به سطح منتقل شده باشند.

    کلیدواژگان: کالک آلکالن پتاسیم بالا، زینولیت، شیمی پیروکسن، پس از برخورد، شبه جزیره اسلامی
  • سید علی مظهری*، کوان، نانگ پانگ صفحات 77-105

    سنگ های نفوذی فلسیک در مجموعه نفوذی پیرانشهر شامل سه گروه سیینیت، نفلین سیینیت و آلکالی فلدسپار گرانیت می شوند که در حدود 40 میلیون سال پیش تشکیل شده و هم ژنز هستند. روابط بافتی و ترکیب اکسیدهای اصلی و عناصر کمیاب آپاتیت از نمونه های منتخب انواع سنگ های فلسیک به روش های SEM، EPMA و LA-ICP-MS مورد بررسی قرار گرفت. در نمونه های مورد مطالعه آپاتیت به صورت بلورهای شکل دار تا نیمه شکل دار با فرم های منشوری ظاهر شده و دارای بافت همگن و بدون منطقه بندی می باشد. مقادیر پایین MnO و الگوی REE آپاتیت ها نیز ماهیت ماگمایی آن ها را تایید کرده و بیانگر عدم تاثیر فرایندهای بعد از تبلور بر روی ترکیب آپاتیت هاست. تمام بلورهای آپاتیت در رده فلویوروآپاتیت قرار می گیرند. میزان فلویور و کلر در انواع مختلف سنگ های فلسیک متغیر است و نسبت F/Cl از گرانیت ها به سمت سیینیت ها و نفلین سیینیت ها کاهش می یابد. محاسبه دمای اشباع آپاتیت نشان می دهد که دمای تبلور در آلکالی فلدسپار گرانیت ها  (858-844 درجه سانتی گراد) نسبت به سیینیت ها (818-783 درجه سانتی گراد) و نفلین سیینیت ها (668-610 درجه سانتی گراد) بیشتر است. میزان Mn موجود در آپاتیت ها حاکی از شرایط تقریبا ثابت اکسایش با حداقل نوسانات (8/9- تا 8- = log fO2) در انواع سنگ های فلسیک می باشد. عناصر کمیاب در آپاتیت های مختلف تفاوت بارزی نشان می دهد به طوری که در نمونه های گرانیتی آپاتیت سرشار از عناصر HFSE و عناصر نادر خاکی (REE) است در حالی که آپاتیت های سنگ های نفلین سیینیتی تمرکز بالاتری از اجزایی همچون سیلیس، Cr، Ni و V نشان می دهند. ترکیب عناصر کمیاب با نسبت F/Cl در آپاتیت ها تغییرات هماهنگ و منطبق با ترکیب سنگ میزبان نشان می دهد. نتایج بررسی ترکیب کانی آپاتیت، یافته های پترولوژیکی قبلی در مورد سنگ های فلسیک پیرانشهر مبنی بر تاثیر تفکیک فازهای فرار بر تحول ماگمایی را تایید می کند.

    کلیدواژگان: عناصر کمیاب، آپاتیت، ژئوشیمی، تحول ماگمایی، مجموعه نفوذی پیرانشهر
  • شهناز حاتمی نوی، اکرم علیزاده، معصومه آهنگری* صفحات 106-132

    میکاشیست های رخنمون یافته در منطقه سیلوانا بخشی از مجموعه آمیزه رنگین سیلوانا واقع در جنوب غرب شهرستان ارومیه است. این منطقه از لحاظ تقسیم بندی های ساختاری جزیی از بخش انتهایی کمربند دگرگونی سنندج- سیرجان در نظر گرفته می شود. با توجه به مطالعات سنگ شناسی و کانی شناسی میکاشیست ها را می توان به سه گروه مسکویت شیست، بیوتیت مسکویت شیست و فیبرولیت بیوتیت مسکویت شیست تقسیم نمود. وجود برگوارگی میلونیتی و ریزساختارهایی همچون میکای ماهی، تجدید تبلور دینامیکی کانی ها، پورفیروکلاست های دنباله دار، کینک باند و چین خوردگی نشان از وجود پهنه های میلونیتی و عملکرد نیروهای برشی در این منطقه است. با توجه به روابط بافتی و ریزساختارهای موجود، میلونیت های موجود از نوع میلونیت های درجه پایین تا متوسط هستند. بر اساس روابط ساختاری مشاهده شده در صحرا و ریزساختارهای موجود در سنگ ها به نظر می رسد سه فاز دگرشکلی مهم در منطقه عمل کرده است. فاز اول به صورت دگرریختی فشارشی عمل کرده و منجر به تشکیل برگوارگی S1 شده است. فاز دوم با مولفه اصلی برش ساده راست گرد مشخص شده و پهنه های میلونیتی و برگوارگی S2 را به وجود آورده است. چین ها و ریزچین های متعددی در طی این فاز توسعه پیدا کرده است. فاز سوم به صورت دگرشکلی شکننده عمل کرده و شکستگی ها و ریزگسل های متعددی را به وجود آورده است.

    کلیدواژگان: دگرشکلی، ریزساختار، میلونیت، میکاشیست، سیلوانا، ارومیه
  • مجید قاسمی سیانی، حامد ایراهیمی فرد*، امیرحسین حیدری، بهروز کریمی شهرکی، شهریار محمودی صفحات 133-162

    منطقه اکتشافی بند چرک در پهنه ساختاری ایران مرکزی، شمال شرقی شهرستان اردستان و در پهنه فلززایی انارک واقع شده است. واحدهای سنگی رخنمون یافته در این محدوده، شامل مجموعه دگرگونی شیستی و سنگ آهک تبلور مجدد یافته کوه دم، رسوبات آهکی کرتاسه، کنگلومرای پالئوسن و سنگ های آتشفشانی با ترکیب آندزیت، آندزیت- بازالت، تراکیت و توف به سن ائوسن و توده نفوذی دیوریتی است. مجموعه دگرگونی کوه دم به سن پالئوزوئیک زیرین بوده و شامل مسکوویت شیست تا گرافیت- مسکوویت شیست، اپیدوت- هورنبلند- کالک شیست، مسکوویت- کلریت شیست، کالک شیست، آهک بلورین و مرمر هستند. کانه زایی گرافیت به صورت آمورف در امتداد سطوح شیستوزیته واحدهای گرافیت- مسکوویت شیست متمرکز شده و کانی های کوارتز، کائولینیت، ایلیت، مسکوویت (سریسیت)، ارتوکلاز و دیکیت کانی های دیگر هستند. مقایسه بین محدوده دمایی تشکیل گرافیت های پرعیار صفحه ای (پولکی) که در دماهای بالاتر از 450 درجه سانتی گراد به خصوص در دماهای بین 470 تا 560 درجه سانتی گراد (در حد رخساره آمفیبولیت) ایجاد می شوند، با دمای به دست آمده از طریق تفسیر نتایج طیف سنجی رامان بر روی نمونه های گرافیت دار پرعیار محدوده بند چرک، نشان دهنده این موضوع است که گرافیتی شدن در محدوده بند چرک از نوع نامنظم و آمورف بوده و در دمای پایین تر از 450 درجه سانتی گراد (436 درجه سانتی گراد) و در شرایط دمایی مربوط به رخساره دگرگونی شیست سبز تشکیل شده است

    کلیدواژگان: گرافیت آمورف، گرافیتی شدن، شیست های گرافیت دار، بند چرک، مجموعه دگرگونی کوه دم، پهنه فلززایی انارک
  • شهریار کشتگر*، محمودرضا هیهات، ساسان باقری، ابراهیم غلامی، سید ناصر رئیس السادات صفحات 163-196

    ساختار چین خورده-رانده خمیده شمال بیرجند متشکل از رخنمون های اندکی از سازندهای پالئوزوئیک بالایی، تریاس و کرتاسه همراه با توالی های سنوزوئیک است که دچار چندین مرحله دگرریختی شده اند. راندگی، چین های موازی و شعاعی بزرگ مقیاس، تورق برشی نافذ، بازمانده های تکتونیکی، شکستگی های کششی وگسل های امتدادلغز مزدوج، در این قوس ساختاری رخنمون دارند.  منطقه چاه حوض که در یال شرقی ساختار چین رانده وجود دارد، متشکل از برگه های راندگی متوالی در ملانژها و لیستونیت های کرتاسه بالایی است که  امتداد شمال غرب و شیب به سمت شمال شرق دارند. درمنطقه موسویه، سه توالی مجزا شامل سنگ های دگرگونی قدیمی تر از کرتاسه مربوط به پی سنگ لوت، مجموعه  افیولیت و توربیدایت کرتاسه، و سنگ آهک های پلاتفرمی ائوسن وجود دارد. شیب صفحات راندگی در بخش بیرونی قوس به سمت SSE و در بخش درونی قوس عموما به سمت NNW است که جهت انتقال زمین ساختی به سمت داخل قوس نشان می دهند. مرز ناگهانی بین نهشته های قاره ای ائوسن- الیگوسن در شمال این قوس یا از نوع راندگی است و یا توسط چین های با دامنه های بزرگ مشخص می شود که از دو نوع هستند: نوع اول چین های موازی با حاشیه قوس می باشند که اغلب سیلندری بوده اما تحت تاثیر نسل جوان تر چین خوردگی، غیرسیلندری شده اند و نوع دوم چین های مخروطی با آرایش شعاعی هستند که راس مخروط آنها به سمت NNW پلانژ دارد. بنابراین به نظر می رسد ساختارهای مرز خمیده شمالی لوت و سیستان از مدل ساختارهای رایج در کوهزادهای برخوردی خطی (بازشدگی پوسته قاره ای شرق ایران و برخورد خطی بلوک های لوت و افغان) تبعیت نمی نماید. بر اساس نتایج این پژوهش، به نظر می رسد حرکت رو به شمال غرب پلاتفرم شمال بیرجند و خمش همزمان آن در اواخر ائوسن- الیگوسن عامل ایجاد دگرشکلی های متنوع بوده است.

    کلیدواژگان: آنالیز تکتونیکی، خمش، راندگی، چین مخروطی، لوت، شرق ایران
  • محبوبه عرب زاده بنی اسدی، حبیب الله قاسمی*، ساموئل آنگی بوست، مهدی رضایی کهخائی، پاپادولوپو لامبرینی صفحات 197-224

    استوک گرانیتوئیدی گودحوض به سن ژوراسیک پیشین (حدود 180 میلیون سال پیش) در جنوب نوار دگرگونی سنندج- سیرجان در جنوب خاور ایران در استان کرمان واقع شده است. این استوک گرانیتوئیدی در سنگ های دگرگونی پالئوزوئیک بالایی و سنگ های آذرین- رسوبی تریاس نفوذ کرده است و توسط توالی سنگی ژوراسیک و سنگ آهک های کرتاسه زیرین پوشیده شده است. بخش اصلی توده ترکیب گرانودیوریتی دارد و دارای بافت دانه ای ناخودشکل متوسط تا درشت دانه متشکل از آمفیبول، بیوتیت، پلاژیوکلاز، فلدسپار آلکالن و کوارتز است. بیوتیت به عنوان یکی از کانی های آهن و منیزیم دار اصلی این توده دارای منشا اولیه آذرین و ترکیب آهن دار است. نمودارهای مختلف تمایز سری ماگمایی و محیط تکتونیکی نشانگر آن است که ماگمای سازنده این توده از نوع I سری کالک آلکالن مناطق فرورانش بوده که در شرایط گریزندگی متوسط تا بالای اکسیژن متبلور و دماها و فشارهای بسته شدن و تعادل بیوتیت های آن در زمان جایگزینی در پوسته برابر با 589 تا 875 درجه سانتی گراد در فشارهای 45/0 تا 27/2 کیلوبار بوده است.

    کلیدواژگان: شیمی بیوتیت، گرانیتوئید، ژوراسیک پیشین، گودحوض، کرمان
  • مهدیه بالوئی، حسن نصرالله زاده ساروی*، آسیه مخلوق، محمد کاردر رستمی، مرضیه رشیدی گل رویه، احد احمدنژاد چهره صفحات 225-249

    سد ژاوه بر روی رودخانه سیروان بعد از دو شاخه اصلی گاوه رود و قشلاق واقع شده و با هدف انتقال آب جهت استفاده در بخش های کشاورزی احداث گردید. بر این اساس، نمونه برداری در پنج ایستگاه منتخب از رسوبات سطحی در دو شاخه قشلاق و گاوه رود و همچنین در محل آبگیری سد ژاوه صورت گرفت. در این مطالعه 9 پارامتر در رسوبات (فرمهای مختلف نیتروژن و فسفرTOC ، pH، Eh) جهت تعیین کیفیت و پیش بینی روند تغذیه گرایی سد ژاوه بررسی گردید. کیفیت رسوبات در ایستگاه های مختلف نشان داد که حاوی آلودگی آلی (نیتروژن) و معدنی (فسفر) بالایی می باشند. براساس TOC% رسوبات منطقه کمی آلوده تا خیلی آلوده به خصوص در ایستگاه های 2 و 3 در شاخه قشلاق در نظر گرفته شد اما کیفیت رسوب در ایستگاه 4 (شاخه گاوه رود) بهتر و در گروه متوسط طبقه بندی گردید. در تحقیق حاضر تغییرات شاخصOPI  و ONI و مقایسه با استاندارد شاخص آلی بیانگر آلودگی بالای رسوبات منطقه است. همچنین با توجه به بالا بودن غلظت میانگین فسفرکل (178± 2075 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک) و فسفر قابل دسترس (142±666 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک) در مسیر رودخانه های منتهی به سد خطر غنی شدن سد ژاوه از نظر مواد مغذی نیز  افزایش خواهد یافت. لذا با توجه به بالا بودن غلظت آلاینده های آلی و معدنی، پس از آبگیری سد ژاوه، کنترل تغذیه گرایی با در نظر گرفتن زمان ماند در مخزن به سختی امکان پذیر خواهد بود.

    کلیدواژگان: پارامترهای کیفی، رسوبات، رودخانه سیروان، سد ژاوه، کردستان
  • مرضیه علیخانی، ابراهیم رحیمی*، هوشنگ خیری صفحات 250-276

    پسماندها و خطرات زیست محیطی ناشی از آن ها به ویژه در شهرهای شمالی کشور به دلیل موقعیت جغرافیایی خاص، تراکم جمعیتی بالا، تراکم بالای پوشش گیاهی، بالا بودن سطح آب زیرزمینی و وفور آب های سطحی در بیشتر فصول سال مشکلات زیادی را ایجاد می کنند. ساماندهی و به ویژه مکان یابی دفن مواد زائد جامد شهری در این شهرها نیازمند برنامه ریزی جدی است. در تحقیق حاضر، از بین مدل ها و معیارهایی که برای مکان یابی دفن پسماند وجود دارد، با بهره گیری از رویکرد چند معیاره فرآیند تحلیل شبکه ای (ANP)، به انتخاب مناسب ترین مکان دفن پسماند شهر ساری پرداخته شده است. فرآیند تحلیل شبکه ای، با در نظر گرفتن وابستگی متقابل بین معیارها، روشی کارآمد برای رسیدن به تصمیمات بهتر ارائه می دهد. در فرآیند ارزیابی به این روش، از 24 لایه اطلاعاتی شامل زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی (فرسایش، لیتولوژی، خاک شناسی، لرزه خیزی و...)، هیدرولوژی و هیدروژئولوژی (رودخانه، آب بندان، سد، عمق آب زیرزمینی، چاه‎های کم عمق و عمیق)، توپوگرافی (ارتفاع، شیب)، اجتماعی اقتصادی (فاصله از مناطق شهری، فاصله از روستا، راه اصلی، راه فرعی، معدن، فرودگاه)، اقلیم (بارش) و زیست محیطی (مناطق حفاظت شده، کاربری اراضی) بهره گرفته شده است. متاسفانه محل کنونی دفن زباله شهر ساری به شکل غیربهداشتی در دهکده ای به نام گویچه ولویه، در جنوبی ترین نقطه مرکز استان قرار دارد که حوادث زیست محیطی بسیاری را برای ساکنان این منطقه به دنبال داشته است. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، 5 منطقه انتخاب و از بین آن ها، منطقه 1 واقع در جنوب شرقی شهرستان ساری با کسب بالاترین میانگین امتیاز، مناسب ترین مکان برای دفن زباله شناسایی و معرفی شده است.

    کلیدواژگان: مکان یابی دفن زباله، فرایند تحلیل شبکه ای (ANP)، سیستم اطلاعات جغرافیایی، شهر ساری
  • مجید دشتی برمکی، امیر صابری نصر*، زهرا یزدانی نوری صفحات 277-306

    توزیع مکانی داده های کیفیت آب زیرزمینی و شبکه پایش منطقی که معمولا از چاه های پایش جمع آوری می شود، برای مدیریت منابع آب زیرزمینی مورد نیاز است. با این حال، از آنجایی که هزینه نگهداری شبکه های پایش آب زیرزمینی بسیار زیاد است، طراحی بهینه آن ها ضروری است. این مطالعه با هدف یافتن یک شبکه پایش بهینه کیفی با حداقل تعداد چاه در آبخوان رفسنجان انجام شد تا بتواند توزیع فضایی کافی را از نظر کیفیت آب زیرزمینی فراهم کند. برای این منظور، هدایت الکتریکی به عنوان پارامتر کیفی در طراحی شبکه پایش در این مطالعه انتخاب شد. در مرحله اول، برای شناسایی ریسک و ارزیابی آسیب پذیری آبخوان از روش DRASTIC استفاده شد. سپس میانگین انحراف معیار کریجینگ به عنوان معیاری برای تعیین چگالی شبکه مورد استفاده قرار گرفت و رویکرد مبتنی بر GIS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در این مرحله، نیم تغییرنما ها برای تعیین بهترین معیارهای دقت مدل، میانگین خطای استاندارد (ASE)، خطای ریشه میانگین مربعات (RMSE) و خطای ریشه میانگین مربعات استاندارد شده (RMSSE) مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل کروی به دلیل RMSSE نزدیک به یک، ASE نزدیک به RMSE و RMSE کمتر، از سایر مدل ها قابل اعتمادتر است. همچنین بر اساس اعتبارسنجی متقاطع داده ها و نقشه پایش کیفی حاصل از همپوشانی نقشه های پیش بینی و خطای استاندارد با نقشه دراستیک، 60 حلقه چاه به عنوان ایستگاه پایش کیفیت آب زیرزمینی برای سفره آب رفسنجان کافی بود. حذف 10 حلقه چاه در بخش های مختلف آبخوان و افزودن 6 حلقه چاه در شمال غرب آبخوان به تکمیل شبکه پایش کیفی کمک می کند.

    کلیدواژگان: شبکه پایش، آبخوان رفسنجان، دراستیک، کریجینگ
  • عاطفه لاجوردی، اصغر دولتی*، غلامرضا قرابیگلی، کبری حیدرزاده صفحات 307-355

    خردقاره ها در برخورد با صفحات بزرگ تر و مقاوم تر راحت تر دگرریخت می شوند. در این شرایط، دگرریختی در پیشانی برخورد متمرکز بوده و به رفتار مواد و ساختارهای از پیش موجود وابسته است. البرز در حاشیه شمالی خردقاره ایران مرکزی قرار داشته و متحمل دگریختی های متعددی از زمان تریاس به بعد (از جمله کوهزایی سیمرین، لارامید و آلپی) گردیده است. بیشترین بالا آمدگی البرز در اواخر سنوزوییک و در ارتباط با کوهزایی آلپی بوده است. جابجایی ناگهانی در پیشانی کوهستان البرز در محدود ه قزوین- رشت در تصاویر ماهواره ای مشهود بوده و شواهد ژئوفیزیکی نیز حاکی از وجود تغییرات پی سنگی است. این تغییرات ناگهانی پیشانی کوهستان در قسمت شمالی و جنوبی البرز، به عملکرد یک گسل پنهان در عمق و یا تغییر ناگهانی در پی سنگ خزر نسبت داده شده است. به همین منظور پنج مدل سازی عددی با فراسنج های مختلف، همچون وجود لایه جدایشی قاعده ای، میانی و تاثیر تغییر ضخامت این لایه و همچنین تاثیر وجود گسل های پی سنگی مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی های انجام شده نشان داد، وجود لایه جدایشی قاعده ای موجب انتشار دگرریختی به سمت پیشانی می شود. اضافه کردن سطح فراکنشی میانی نیز این فرایند را تشدید می کند. در صورتی که ضخامت سطح فراکنشی میانی بیشتر شود، بالاآمدگی و میزان دگرریختی به خصوص در قسمت پیشانی مدل به طرز چشمگیری افزایش می یابد. مدل های مربوط به تاثیر گسل های پی سنگی تمرکز دگرریختی در بالای گسل های پی سنگی را به وضوح نشان می دهد و به راحتی می تواند باعث انتشار دگریختی به سمت پیشانی مدل گردد. با توجه به برش های عرضی ترسیم شده در محل های تغییرات جانبی در پیشانی کوهستان، و زمین شناسی محدوده مورد مطالعه می توان تاثیر ضخامت سازند شیلی ژوراسیک (سازند شمشک) را به عنوان لایه جدایشی در البرز مرکزی مشاهده نمود که باعث بالا آمدگی بیشتر آن و در نتیجه رخنمون وسیع سنگ های پالئوزوئیک در البرز مرکزی نسبت به البرز غربی شده است. مدل سازی عددی با تغییرات ضخامت در لایه جدایشی میانی (1 و 2 کیلومتر) چنین تغییراتی را در قسمت مرکزی و غربی البرز شبیه سازی کرده است. وجود گسلش پی سنگی نیز در البرز غربی می تواند دلیل حرکت پیشانی کوهستان به سمت جنوب (به سمت پیش بوم) باشد.

    کلیدواژگان: البرز، مدل سازی عددی، تاثیر سطح فراکنش، جابجایی پیشانی کوهستان
|
  • Zahra Shakeri, Giti Forghani Tehrani* Pages 1-25

    The present study aims to investigate the environmental geochemistry, source, and health risk of potentially toxic elements in urban soils of Shahrood, Semnan Province. For this purpose, the total concentration of major and trace elements in 26 topsoil samples was determined using an ICP-MS device. The average concentrations of As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb and Zn are 7.9, 0.1, 7.4, 77.5, 59.8, 448.9, 0.8, 31.5, 35.7 and 104.1 mg/kg, respectively. On the basis of the geochemical indices (i.e., enrichment factor, geoaccumulation index, single-factor analysis, nemerow integrated pollution index, and potential ecological risk index), the studied soils are polluted with potentially toxic elements, especially As, Pb and Cu, and the most polluted sites are located in the northern parts of the city. Statistical analyses (cluster analysis and principle component analysis) indicate that Co and Mn are mainly from natural sources, while Cr, Mo, Ni, Zn, Cu, As, Cd and Pb are probably from anthropogenic sources (especially industrial inputs and traffic). The health risk assessment shows that there is a non-carcinogenic risk of Pb for children through the ingestion route. The carcinogenic risk of As, Cr and Ni for children through the ingestion route is higher than the reference value (1×10-4). In conclusion, the pollution of the studied soils with As, Pb, Cu, Cr and Ni must be considered as a concern in the study area.

    Keywords: potentially toxic elements, urban soils, pollution, Shahrood
  • Zahra Yaftian, Ata Shakeri, Mehrdad Hadipourdeshal, Meisam Rastegari Mehr* Pages 26-46

    Mining is a necessary activity for the development of countries, but it imposes direct and indirect negative impacts on the exploited areas and their surroundings. Sangan iron mine is one of the largest iron ore deposits in the Middle East, where the ore is extracted by open pit mining. The present study aims to investigate the soil’s concentration of heavy metals and to assess the level of soil’s contamination in the Sangan mining area. For these purposes, 44 samples of the soils (including both topsoils and subsoils) of the Sangan mining area were collected, and were analyzed by an ICP-MS device. The obtained data were analyzed by calculating the geochemical indices and statistical methods. On the basis of descriptive statistics of the analytical data, Pb with an average content of 138.39 mg/kg and Cd with an average concentration of 0.19 mg/kg had the highest and lowest concentrations in top soils, respectively. Moreover, Cr with an average value of 102.19 mg/kg, showed the highest, and Cd with an average of 0.2 mg/kg showed the lowest concentrations in subsoils. The average concentrations of As, Cr and Fe in the study area were higher than their respective values in the World-Soil Average composition. Among the elements, Pb had very high and severe enrichment in two stations with enrichment factor values of 149 and 23.85. The results indicated no severe soil pollution and ecological risk in the study area, except in some sampling sites. The most polluted soils were collected near the placer extraction units and tailing ponds of Ehya-Sepahan Company, as well as the waste rock pile of Sanabad Comprehensive Development Industrial and Mining Company.

    Keywords: Pollution, heavy metals, soil, mining, Sangan
  • Pouya Besharati, Ali Kananian*, Fatemeh Sepidbar Pages 47-76

    The high K-volcanic rocks of the Eslamieh Peninsula (Saray) are exposed in the northwestern Urumieh-Dokhtar magmatic belt. They mainly include phonolitic lavas and related xenoliths. The xenoliths can be subdivided into two types with basaltic and trachyandesitic compositions. ​ The phonolites and related xenoliths are characterized by enrichment in large ion lithophile elements (LILEs: Th, Ba, Rb and K) and light rare earth elements (LREE), depletion in high field strength elements (HFSE: Eu, Ta, Nb and Ti) and flat patterns in heavy rare earth elements (HREE). They have typical high–K and shoshonitic signatures formed in ​ post-collisional arc setting. The studied pyroxenes from phonolitic hosts were crystallized at moderate to high pressures (6-15 kbar) and temperatures of 1200-1300 ̊C, whereas those from trachyandesite and basaltic xenoliths were formed at lower pressures (6-10 kbar and 2-5 kbar) and temperatures (1150-1200 ̊C and 1100-1150 ̊C), respectively. Due to the lack of evidence for melting, dissolution and the presence of accumulated microcrystals at the mineral boundary, it seems that the xenoliths were detached from the walls and been transported to the surface during magma ascent

    Keywords: High-k calc-alkaline, xenolith, chemistry of pyroxene, post-collision, Eslamieh Peninsula
  • Seyed Ali Mazhari*, Kwan-Nang Pang Pages 77-105

    The felsic intrusive rocks in the Piranshahr plutonic complex consist of three groups: syenite, nepheline-syenite, and alkali-feldspar granite. They are co-genetic and formed approximately 40 million years ago. Textural relationships, major oxides, and trace element composition of the selected felsic rock samples were studied using SEM, EPMA, and LA-ICP-MS methods. In the studied samples, apatite appears as euhedral to subhedral crystals with prismatic forms and has a homogeneous texture without zonation. The low amounts of MnO and the REE pattern of apatites confirm their magmatic nature, indicating that post-crystallization processes did not affect the composition of apatites. All apatite crystals fall into the fluorapatite category. The amounts of fluorine and chlorine vary in different felsic rocks, and the F/Cl ratio decreases from granites towards syenites and nepheline-syenites. The determination of the apatite saturation temperature indicates that alkali feldspar granites have a higher crystallization temperature range (858-844°C) than both syenites (818-783°C) and nepheline syenites (668-610°C). Analyzing the manganese levels in the examined apatites suggests a consistent oxidizing setting with minimal fluctuations in fO2 conditions (logfO2= -8 to -9.8). Trace elements in different apatites show significant differences; for instance, apatites in granitic samples are enriched with HFSE and rare earth elements (REE), while apatites in nepheline-syenites have a higher concentration of components such as silica, Cr, Ni, and V. The composition of trace elements and the F/Cl ratios in apatites demonstrate consistent variations and alignment with the host rock composition. The results of the apatite mineral composition confirm previous petrological findings regarding the impact of volatile phases separation on magmatic evolution in the Piranshahr felsic rocks.

    Keywords: trace elements, apatite, geochemistry, magmatic evolution, Piranshahr complex
  • Shahnaz Hatami Noy, Akram Alizadeh, Masoumeh Ahangari * Pages 106-132

    The outcropping mica schists from the Silvana region, which are a component of the Silvana colored mélange complex, are situated southwest of Urmia. This region is located in the northwesternmost part of the Sanandaj-Sirjan metamorphic belt. Mica schists can be classified into three sub-types based on petrographic studies: muscovite schists, biotite-muscovite schists and fibrolite-biotite-muscovite schists. Mylonitic zone can be identified by the presence of mylonitic foliation and microstructures such as mica fish, dynamic recrystallization, asymmetrically tailed porphyroclasts, kink bands, and microfolds. The Silvana mylonites are categorized as low to medium grade mylonites based on textural and microstructural evidence. According to the structural and microstructural relations, the study area appears to have been impacted by three main phases of deformation. The first phase can be characterized by a transpressional deformation regime, leading to the formation of S1 foliation in mica schists. The dextral main simple shear component can be attributed to the second phase. During this phase, S2 foliation, mylonite zones and various folds and microfolds were developed. Ultimately, multiple fractures and microfaults were caused by the third phase of brittle deformation that affected the study area.

    Keywords: deformation, microstructure, mylonite, mica schist, Silvana, Urmia
  • Majid Ghasemi Siani, Hamed Ebrahimi Fard*, AmirHossein Heidari, Behrouz Karimi Shahraki, Shahryar Mahmoudi Pages 133-162

    The Band-e-Cherk exploration area is located in the structural zone of central Iran, northeast of the city of Ardestan, and the Anarak metallogenic zone. The outcropping rock units in this area include Kuh-e-Dom metamorphic schist complex and recrystallized limestone, Cretaceous limestone sediments, Paleocene conglomerate, Eocene volcanic rocks composed of andesite, andesite-basalt, trachyte, as well as tuff and diorite intrusions. The Kuh-e-Dom metamorphic complex is of lower Paleozoic age, and includes muscovite schist to graphite-muscovite schist, epidote-hornblende-calc schist, muscovite-chlorite schist, calc schist, crystalline limestone and marble. Graphite mineralization is concentrated along the schistose surfaces of graphite-muscovite schist units, and quartz, kaolinite, illite, muscovite (sericite), orthoclase and dickite minerals are other minerals. Comparison of the temperature range for the formation of high-quality flake graphite, which is formed at temperatures above 450°C, mainly between 470 and 560°C (in the amphibolite facies), with the temperature obtained by interpreting the results of Raman spectroscopy on high-quality graphite-bearing samples from the Band-e-Cherk area, shows that graphitization in the Band-e-Cherk area is of an amorphous type and at a temperature lower than 450°C (436°C). Therefore, it was formed under the temperature conditions associated with the greenschist metamorphic facies.

    Keywords: Amorphous graphite, graphitization, graphite-bearing schists, Band-e-Cherk, Kuh-e-Dom metamorphic complex, Anarak metallogenic zone
  • Shahriar Keshtgar*, MahmoudReza Heyhat, Sasan Bagheri, Ebrahim Gholami, Seyed Naser Raiisosadat Pages 163-196

    The curved fold-thrust belt of North Birjand contains some outcrops of Upper Paleozoic to Cenozoic sequences that have undergone several stages of deformation. Thrusting, large-scale parallel and radial folds, penetrative shear cleavage, tectonic klippes, tensile fractures, and conjugate strike-slip faults are exposed in this structural arc. The Chah-hoz region consists of Upper Cretaceous mélanges and listvenites with NW-trending thrust sheets dipping to the NE. The Mousavieh area includes pre-Cretaceous metamorphic rocks belonging to the basement of the Lut block, Cretaceous ophiolite, and turbidite complex, and Eocene platform limestone. The dip of thrust planes in the outer part of this arc is SSE and in the inner part of the arc is generally NNW indicating the direction of regional tectonic transport towards the interior of the arc. The abrupt boundary between the Eocene-Oligocene continental deposits in the north of this arc is either thrust or characterized by two types of major folds: The first type is the parallel folds with the edge of the arc, which are often cylindrical, but under the influence of the younger generation folds, they have become non-cylindrical, and the second type is the conical folds with a radial arrangement, the apex of the cone is plunged towards the NNW.Therefore, it seems that the structures of the northern curved border of the Lut and Sistan terrains do not follow the model of common structures in linear collision mountains i.e., eastern Iran continental crust rifting and subsequent linear collision of the Lut and Afghan blocks. According to this research, it seems that the NW movement of the North Birjand platform was caused by buckling in the Late Eocene-Oligocene.

    Keywords: Tectonic analysis, Buckling, Thrust, Conical fold, Lut block, Eastern Iran
  • Mahbubeh Arabzadeh Bani Asadi, Habibollah Ghasemi*, Samuel Angiboust, Mehdi Rezaei Kahkhaei, Papadopoulou Lambrini Pages 197-224

    The Early Jurassic (≈180 Ma) Gowd-e-Howz (Siah-Kuh) granitoid stock is located in the southern part of the Sanandaj-Sirjan metamorphic belt, southeast of Iran in Kerman Province. This granitoid stock is intruded into the Upper Paleozoic metamorphic and Triassic igneous-sedimentary rocks and covered by Jurassic rock units and Lower Cretaceous limestones. The main part of the stock is granodiorite with medium- to coarse-grained anhedral granular texture and mineral assemblage of amphibole, biotite, plagioclase, alkali feldspar, and quartz. Biotite, as one of the main ferromagnesian minerals of this body, has a primary igneous origin and iron rich composition. The different magmatic series and tectonic discrimination diagrams indicate that the magma was of subduction zone-related I-type calc-alkaline series, crystallized under medium to high oxygen fugacity, and equilibrated at temperatures and pressures of 589 to 875 °C and 0.45 to 2.27 kbar, respectively, during magma emplacement in the crust.

    Keywords: Biotite chemistry, granitoid, Early Jurassic, Gowd-e-Howz, Kerman
  • Mahdieh Balouei, Hassan Nasrollahzadeh Saravi*, Asieh Makhlough, Mohammad Kardar Rostami, Marzieh Rashidi Golrooye, Ahad Ahmadnezhad Chehreh Pages 225-249

    The Zhaveh dam is located on the Sirvan River containing two main branches of Gaveh Rood and Qeshlaq. The dam was designed for industrial and agricultural use. Surface sediment samples were collected at 5 selected stations in the two branches of the Sirvan River, Qeshlaq and Gaveh, as well as in the dam reservoir. In this study, nine sediment parameters (different forms of nitrogen and phosphorus, TOC, pH, Eh) were investigated to determine the quality and the prediction of the eutrophication trend of the Zhaveh Dam. The quality of sediments in different stations showed that they contain high organic and mineral pollution. Based on the TOC% of the sediment, the region was considered as slightly to highly polluted, especially in stations 2 and 3, but station 4 (Gaveh Rood branch) was classified as moderate quality. The changes in the OPI and ONI indices and comparison with the organic index standard also indicated the high pollution of the sediments in this region. These conditions are due to the high mean concentration of total phosphorus (2075±178 mg/kg.dw) and bioavailable phosphorus (666±142 mg/kg.dw) in the rivers feeding the dam, which deal with a high risk of eutrophication. In addition, after the water intake of the Zhaveh Dam and the high concentration of organic and mineral pollutants during the retention time of the water, it will be difficult to control the eutrophication

    Keywords: Quality parameters, Sediment, Sirvan River, Zhaveh Dam, Sanandaj
  • Marzieh Alikhani, Ebrahim Rahimi*, Houshang Khairy Pages 250-276

    The existing landfill site for Sari city is situated in an unhygienic manner in a village, at the southernmost point of the provincial capital. Unfortunately, this location has led to numerous environmental incidents affecting the local residents. In this study, a multi-criteria approach was employed using analytic network analysis (ANP) to identify the optimal waste landfill site. The evaluation process involved considering 24 layers of information, including geology, engineering geology (such as erosion, lithology, soil science, and seismicity), hydrology, hydrogeology (including rivers, dams, and well depths), topography (elevation and slope), socio-economic factors (distance from urban areas, villages, main roads, side roads, mines, and airports), climate (rainfall), and environmental aspects (protected areas and land use). Based on the findings, we selected five potential locations, with ‘Site 1’ in the southeast of Sari city receiving the highest average score and being recommended as the most suitable landfill site.

    Keywords: landfill location, analytic network process (ANP), geographic information system, Sari city
  • Majid Dashti Barmaki, Amir Saberinasr*, Zahra Yazdani Noori Pages 277-306

    Spatial distribution of groundwater quality data and a reasonable monitoring network, which are usually collected from monitoring wells, are required for the management of groundwater resources. However, since the maintenance cost of groundwater monitoring networks is extremely high, an optimal design of those is necessary. This study aimed to find a qualitatively optimal monitoring network with a minimum number of wells in the Rafsanjan aquifer so that it could provide sufficient spatial distribution in terms of groundwater quality. For this purpose, electrical conductivity (EC) was selected as a quality parameter in the design of the monitoring network in this study. In the first step, to identify the risk and assess the vulnerability of the aquifer, the DRASTIC method was used. Then, the average Kriging standard deviation was used as a criterion for the determination of network density, and the GIS-based approach was analyzed. In this step, semi-variograms were tested to ascertain the best-fitted model accuracy measures, average standard error, root mean square error, and root mean square standardized error. The results showed that the spherical model is more reliable than other models due to the root mean square standardized error (RMSSE) being close to one, the average standard error (ASE) being close to the root mean square error (RMSE), and the less RMSE than other models. Also, based on cross-validation of data and a quality monitoring map resulting from the overlap of prediction and standard error maps with the DRASTIC map, 60 wells were sufficient as groundwater quality monitoring stations for the Rafsanjan aquifer. Removing 10 wells in different parts of the aquifer and adding 6 wells in the northwest of the aquifer will help to complete the quality monitoring network.

    Keywords: Monitoring network, Rafsanjan aquifer, DRASTIC, Kriging
  • Atefeh Lajavardi, Asghar Dolati*, Gholamreza Gharabeigli, Kobra Heydarzadeh Pages 307-355

    Deformation of microcontinents occurs during collision with a larger stable continent. Deformation is usually concentrated at the boundaries of the deforming microcontinent and depends on mechanical stratigraphy and pre-existing structures. The Alborz Mountains, located in the northern margin of central Iran underwent various deformations including Cimmerian, Laramide and Alpine compressions since the Triassic and its highest exhumation occurred in Cenozoic, as a result of the Alpine orogeny. Relocation of the Alborz Mountain front is visible in the satellite images in the Qazvin-Rasht area, where the geophysical maps also indicate changes in the basement at the subsurface. The aim of this study is to investigate possible factors responsible for this large displacement of the mountain front, using 2D numerical modeling. We designed and run five 2D models considering different parameters, such as the presence of basal and middle detachments and the effect of their thickness as well as the involvement of basement faults. The experiments show a faster movement of the deformation towards the foreland in the presence of basal detachment compared to the case without basal detachment. The addition of intermediate detachment intensifies this process. Increasing the thickness of the middle detachment increases the exhumation and deformation, especially towards the foreland. The model with a pre-existing basement fault shows very clear localization of deformation on the basement fault which causes developing the deformation towards the foreland. According to the cross sections constructed across the area on both sides of the change in the mountain front, there is an increase in the thickness of the Jurassic shale (Shemshak Formation) as a detachment level in the central Alborz, where higher exhumation and extensive outcrops of Paleozoic rocks is observed compared to the western Alborz. The numerical models with different thickness of intermediate detachments (1 and 2 km) have simulated this difference between the central and western Alborz. Considering the larger displacement of deformation front toward the foreland in the numerical model in the case of a pre-existing fault, the presence of a basement fault in the western Alborz could be assumed to cause the larger southward displacement of the mountain front compared to the central Alborz.

    Keywords: Alborz, Numerical modeling, Detachment effect, Mountain front displacement