کانی‎‎شناسی تبخیری‌های توالی کواترنری و بررسی تحولات شیمیایی شورابه در پلایای میقان اراک

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله رسوب­ها و شورابه‎های برداشت شده از حوضه­ی رسوبی پلایای میقان واقع در 15 کیلومتری شمال شرقی شهر اراک مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‎های تهیه شده از گمانه­ها و رسوب­های سطحی از بستر پلایا، مورد بررسی­های کانی‎شناسی با پرتو ایکس (XRD) و رسوب‎شناسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که رسوب­های بستر دریاچه از نوع شیمیایی (تبخیری) و آواری (کوارتز، مسکویت و کانی‎های رسی)‎ تشکیل شده­اند. کانی‎های تبخیری شامل کلسیت، ژیپس، ‎‎‎هالیت، گلوبریت، تناردیت، پلی‎هالیت و ناترون و به ‌میزان بسیار اندک دولومیت، منیزیت، باسانیت و سیلویت هستند. بررسی نمونه‎های سطحی، بیانگر ته‌نشست کانی‎های کربناتی و سولفاتی در حاشیه­ی حوضه و کانی‎هایی با قابلیت انحلال بالا نظیر ‎هالیت در مرکز پلایا است. به‌عبارت دیگر نوعی منطقه­بندی کانی‎شناسی در این پلایا قابل تشخیص بوده و کانی‎های تبخیری موجود در آن براساس قوانین ترمودینامیکی به‌ترتیب از حاشیه­ی حوضه به مرکز آن نظام یافته‎اند و تقریباً از طرح چشم‌گاوی پیروی می‌کنند. بررسی چگونگی تحولات شیمیایی شورابه در رابطه با ته‏نشست کانی‎های تبخیری، بیانگر تکامل بالای شورابه‎های پلایای میقان تا حد تشکیل کانی‎های کلریدی، نمک‎های تلخ و شورابه نوع Na-Cl-SO4 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaporite mineralogy of Quaternary sequence and geochemical evolution of theMeyghan Playa, Arak province

چکیده [English]

In this study, brine and sediment samples from the Meighan basin located about 15 km northeast of Arak city were considered. Sediments samples were collected from boreholes and surface sediments of playa bed were studied for their mineralogical content by X-ray diffraction (XRD) technique and sedimentology.The results showed that the Playa sediments were consist of chemical (evaporate) and detrital (quartz, muscovite and clays) minerals. Evaporate minerals including calcite, gypsum, halite, glauberite, thernadite, polyhalite, natron and very small amounts of dolomite, magnesite, bassanite and sylvite are present. The study of surface sediments indicate that carbonate and sulfate minerals were precipitated along the margins of the playa whereas the minerals with higher solubility like halite appear in the central parts. In other words, a kind of mineralogical zonation which obeys the Bull's-eye pattern occurs in the Meighan playa. Study of geochemical evolution associate with minerals precipitation suggest that high concentration of Meyghan playa brines to formation of chloride and bitter salts and Na-Cl-SO4 brines.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evaporate minerals
  • X-ray diffraction analysis (XRD)
  • sodium sulfate
  • Meighan playa
  • Arak
[1] Li M., Fang X., Yi C., Gao S., Zhang W., Galy A., "Evaporite minerals and geochemistry of the upper 400 m sediments in a core from the Western Qaidam Basin, Tibet", Journal Quaternary International 218 (2010) 176-189.

[2] Achyuthan H., Kar A., Eastoe C., "Late Quaternary-Holocene lake-level changes in the eastern margin of the Thar Desert, India", Journal of Paleolimnology 38 (2007) 493-507.

[3] ChaoL., Zicheng P., Dong Y., Weiguo L., Zhaofeng Z., Jianfeng H., Chenlin C., "A lacustrine record from Lop Nur, Xinjiang, China: Implications for paleoclimate change during Late Pleistocene", Journal of Asian Earth Sciences 34 (2009) 38-45.

[4] Roy P. D., Nagar Y. C., Juyal N., Smykatz-Kloss W., Singhvi A. K., "Geochemical signatures of Late Holocene paleo-hydrological changes from Phulera and Pokharan saline playas near the eastern and western margins of the Thar Desert, India", Journal of Asian Earth Sciences 34 (2009) 275–286.

[5] Sinha R., Smykatz-Kloss W., Stuben D., Harrison S. P., Berner Z., Kramar U., "Late Quaternary paleoclmatic reconstruction from the lacustrine sediments of the Sambhar playa core, That Desert margin, India", Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology 233 (2006) 252-270.

[6] Zheng M., "Resources and eco-environmental protection of salt lakes in China", Environal Earth Science (2010) 10p.

[7] Smykatz-Kloss W., Roy P. D., "Evaporite mineralogy and major element geochemistry as tools for palaeoclimatic investigations in arid regions: A synthesis", Boletin la Socied geologica Mexicana 63 (2010) 375-390.

[8] Harben P. W., Bates R. L., "Industrial Minerals Division", Metal Bulletin Plc, London, UK (1990) 312p.

[9] Harben P. W., Kuzvart M., "Industrial Minerals,Information Ltd", Metal Bulletin Plc, London, UK (1996) 462p.

[10] Kilic O., Kilic A. M., "Recovery of salt co-products during the salt production from brine", Desalination 186 (2005) 11-19.

[11] Lefond S. J., "Industrial Mineral and Rocks, New York", Society of Mining Engineers of AIME (1983).

[12] Warren J. K., "Evaporites, Their Evolution and Economics", Blackwell Science (1999) 438p.

[13]انصاری ع.ح.، کوهساری ا.ح.، "شناسایی انواع کانی‎های تبخیری زیرپهنه‌های کویر سیاه‎کوه استان یزد"، مجله بلورشناسی و کانی‎شناسی ایران، شماره 15 (1386) ص438-423.

[14] مرادی‌نژاد ا.، آخوندی ا.، تاج‌آبادی ر.، "ارزیابی چند شاخص خشکسالی اقلیمی و تعیین مناسبترین شاخص در اراک"، مجموعه مقالات چهارمین همایش خشکی و خشکسالی در کشاورزی و منابع طبیعی، اراک، (1387) ص36-21.

[15] سازمان هواشناسی کشور، آمار و اطلاعات، به نشانی: .http://www.irimo.ir/farsi/amar.

[16] پدرامی م، "گزارش زمین‌شناسی کواترنر و پارینه اقلیم منطقه اراک-کویر میقان"، (1372) 31 صفحه.

[17] امامی م.ه.، "شرح نقشه زمین‌شناسی چهار گوشه قم به مقیاس 1:250٫000"، سازمان زمین‌شناسی کشور، وزارت معادن و فلزات، (1370) ١٧٩صفحه.

[18] Eugster H. P., Hardie L. A., "Saline lakes, In Lerman A. (ed), Lakes", Chemistry, Geology and Physics. Springer Verlag (1978) 237-293.

[19] Hardie L.A., "On the significance of evaporates", Annual Review of Earth and Planetary Sciences 19 (1991) 131–168.

[20] Last W. M., Decker P. D., "Paleohydrology and paleochernistry of Lake Beeac, a saline palya in southern Australia", Aquatic ecosystem in semi-arid regions: implication for resource anagement. R.D. Robarts M.L. Bothwell (Eds.). N.H.R.I. Symposium series 7, Environment Canada, Saskatoon (1992) 63-73.

[21] Last W. M., Teller J. T., Forester R. M., "Paleohydrology and paleochemistry of Lake Manitoba, Canada: the isotope and ostracode records", Journal Paleolimnology 72 (1994) 269-282.

[22] Holser W. T., "Mineralogy of evaporates, in R. G. Burns, ed., Marine minerals". Mineralogical Society America, Reviews in Mineralogy 6 (1979) 211-294.

[23] Kinsman D. J. J., "Calcium sulfate minerals cf evaporite deposits: Their primary mineralogy. In: A. J. Coogan (Editor)", Fourth Symposium on Salt, Northern Ohio Geological. Society., Cleveland 1 (1974) 343-348.

[24] Smith G.I., "Subsurface stratigraphy and geochemistry of Late Quaternary evaporites, Searles Lake, California", United States Geological Survey Professional Paper 1043 (1979) 1-130.

[25] Eugster H. P., Smith G. I., "Minera1 equilibria in the Searles lake evaporites, California", Journal of Petrology 6 (1965) 473-522.

[26] Tekin E., Ayyildiz T., Gündoğan I., Orti F., "Modern halolites (halite oolites) in the Tuz Gölü, Turkey", Sedimentary Geology 195 (2007) 101-112.

[27] Ingebritsen S. E., Sanford, W. E., "Grondwater in Gelogical Processes", Cambridge University Press (1998) 246-254.

[28] زمانی‎ فراهانی ف.، "رسوب‎شناسی حوضه تبخیری دریاچه میقان اراک با نگرشی ویژه بر تأثیر این حوضه بر آب‎های منطقه"، پایان‌نامه کارشناسی دانشکده علوم، دانشگاه شهید بهشتی، (1378) 196صفحه.

[29] Warren, J., "Evaporates: Sediment, Resources and Hydrocarbon", Springer (2006) 1035p.

[30] Kendall A. C., "Evaporites. In: R.G. Walker (editor), Facies models (2nd edition)", Geoscience Canada Reprint Series 1 (1984) 259-296.

[31] Smoot J. P., Lowenstein T.K., "Depositional environments of non-marine evaporites. In: Melvin, J.L. (ed.), Evaporites, Petroleum and Mineral Resources, Elsevier", New York (1991) 189-348.

[32] Tucker M. E., "Sedimentary Petrology: an introduction to the origin of sedimentary rocks", Blackwell, Scientific Publication, London (2001) 260p.

[33] Hite R. J., "The sulfate problem in marine evaporites", Sixth International Symposium on Salt 1 (1983) 217-230

[34] Sonnenfeld P., "Brines and Evaporates", Academic Press, New York, N.Y. (1984) 613p.

[35] مهاجرانی ش.، "رسوب‌شناسی کویر میقان با نگرشی ویژه بر منشأ و نحوه گسترش نهشته‎های تبخیری"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، (1378) ١١٤ صفحه.

[36] عبدی ل.، رحیم‌پور بناب ح.، "منشأ، هیدروژئوشیمی و نحوه تکامل شورابه در پلایای میقان اراک"، مجله چینه‎نگاری و رسوب‎‎شناسی دانشگاه اصفهان، شماره 1 (1389) ص42-25.

[37] Lowenstein T.K., Risacher F., "Closed Basin Brine Evolution and the Influence of Ca–Cl Inflow Waters: Death Valley and Bristol Dry Lake California, Qaidam Basin, China, and Salar de Atacama, Chile", Aquat Geochem 15 (2009) 71–94.

[38] Spencer R.J., Lowenstein T.K., Casas E., Penxci Z., "Origin of potash salts and brines in the Qaidam Basin, China", Geochem. Soc. Spec. Publ, Bold 2 (1990) 395-402.

[39] Jones B. F., Bodine M. W., Jr. "Normative salt characterization of natural waters. In Saline Water and Gases in Crystalline Rocks", Geol. Ass.Can. Spec. Pap. 33 (eds. P. Fritz and S. K. Frape) (1987) 5–18.

[40] Jones B. F., Deocampo D. M., "Geochemistry of saline lakes, In Treatise on Geochemistry", US Geological Survey (2003) 393-424.

[41] Reeves C.C.J., "Economic significance of playa lake deposits. Modern and Ancient Lake Sediments: Special Publication of the International Association of Sedimentologists", no. 2. A. Matter and M. E. Tucker. London, Blackwell Scientific Publications (1978) 279-290.

[42] Shang Y., "Mineralogy, Lithostratigraphy and Geochemistry of North Ingebright Lake, Saskatchewan, Canada", PhD. Thesis, University of Manitoba, Canada (2000) 389p.

[43] Schrreiber B.C., Tabakh M.E., "Deposition and early alteration of evaporates", Sedimentology 47 (2000) 215-238.

[44] Neev D., Emery K. O., "The Dead sea: depositional processes andenvironments of evaporites", Bulletin 41,Geological Survey of Israel, Jerusalem, (1967) 147 pp.

[45] Last W. M., "Sedimentology of a saline playa in the NorthernGreat Plains, Canada", Sedimentology 36 (1989) 109– 123.

[46] Last W. M., "Paleochemistry and paleohydrology of CeylonLake, a salt-dominated playa basin in the Northern Great Plains, Canada", J. Paleolimnol 4 (1990) 219–238.

[47] Raymahashay B. C., Sinha R., "Evaporite mineralogy and geochemical evolution of the Sambhar Salt Lake, Rajasthan, India", Sedimentary Geology 166 (2004) 59–71.

[48] لک، ر.، "بررسی رسوب‌شناسی، هیدروشیمی و روند تکاملی شورابه دریاچه مهارلو، شیراز"، رساله دکتری، دانشگاه تربیت معلم تهران، (1386) ١٨٨ صفحه.

[49] Warren J. K., "Evaporite sedimentology: Importance in hydrocarbon accumulation, Englewood Clifs", Prentice-Hall, (1989) 285 p.

[50] ترشیزیان ح،. "تکامل شورابه‌ها و تشکیل کانی های تبخیری در پلایای ساغند ایران مرکزی، و مقایسه آن با دریاچه بزرگ نمک و حوضه دره مرگ در ایالات متحده"، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره١ (1388) ص٥٤-٤٣.

[51] عبدی ل.، "ژئوشیمی رسوبات تبخیری پلایای میقان اراک"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، (1389) 166 صفحه.