بررسی تغییرات اقلیم گذشته بر اساس کانی شناسی رس ها در بخش جنوبی دریاچه ارومیه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات؛ سازمان زمین‎شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران،ایران

2 استادیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران

3 استادیار، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

4 استادیار، گروه زمین‎شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران، تهران، ایران

چکیده

بررسی‎های کانی‎شناسی رسی از جمله روش‌های مفید در شناسایی و تفسیر شرایط اقلیمی گذشته است. دریاچه­ ارومیه بزرگ­ترین دریاچه­ی فوق شور در جهان با یک حوضه بسته درون قاره­ای مستقل و دارای وسعتی حدود 6000 کیلومتر مربع و متوسط عمق 6 متر است. بررسی تغییرات اقلیم گذشته در دریاچه ارومیه بر اساس کانی­شناسی رس­ها موضوع پژوهش حاضر است. برای بررسی رسوب شناسی و کانی شناسی رسوبات از شرق و غرب نیمه جنوبی دریاچه ارومیه، 18 مغزه رسوبی برداشته شد. 96 نمونه از 18 مغزه رسوبی در مسیرهایی از مرکز به سمت حاشیه در اطراف دریاچه اخذ شد و مورد مطالعات رسوب­شناسی و کانی­شناسی به وسیله پراش اشعه ایکس (XRD) قرار گرفت. کانی های رسی موجود در دشت­های ساحلی دریاچه ارومیه شامل کائولینیت، ایلیت و مونت موریلونیت است که از این میان کانی­های کائولینیت و ایلیت دارای بیشترین فراوانی هستند. این کانی­ها عموماً دارای منشاء آواری بوده و از طریق فرایند فرسایش مکانیکی ایجاد شده اند، بنابراین وجود آنها مبین ترکیب سنگ مادر است. بررسی توزیع نمونه­های سطحی، بیانگر کاهش میزان کانی­های رسی در مجموع و کاهش میزان کائولینیت و افزایش ایلیت و کلریت از حاشیه به سمت مرکز است. این امر با تغییرات دیگر کانی­های آواری (کوارتز) موجود در دریاچه هماهنگ است. همچنین درصد کانی­های رسی همانند دیگر کانی­های آواری در طول گمانه ها افزایش می یابد، به­طوری که بالا بودن سطح آب دریاچه و اقلیم سرد و مرطوب­تر گذشته (پلئستوسن انتهایی) را نشان می­­­دهد. تعداد و طول دوره­های خشک با توجه به موقعیت مغزه­ها متفاوت است به گونه­ای که تعداد دوره­های خشک در گمان­های حاشیه­ای بیشتر (3- 5 دوره) و در گمانه­های مرکزی یا به سمت مرکز کمتر (3-1 دوره) است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of past climate change in lake Urmia, according to clay minerals

نویسندگان [English]

  • Sh. Erfan 1
  • K. Rezaei 2
  • R. Lak 3
  • S. M. Ale Ali 4
1 Ph.D., Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Earth Science, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Research Institute for Earth Science, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Lake Urmia is the greatest hayper salin Lake in the world. This Lake, located in Azerbaijan area, Northwest of Iran is an intra-continental sedimentary basin. Its area is about 6000 km2 with an average water depth of 6 meter. Evaluation of past climate change in Lake Urmia, according to Clay Minerals, is the main subject for current study. For mineralogical and sedimentological investigations 18 sediment cores were collected from the east and west of Urmia lake. 96 samples from 18 sediment cores in transect to the center of lake were collected and studied by X-ray diffraction (XRD) technique. The clay minerals include Kaolinite, Illite and Montmorillonite. Kaolinite and Illite are the most important clay minerals in the Coastal plain of urmia lake. Origins of clay minerals in the Coastal plain of urmia lake are generally detrital, occurred by physical weathering and indicate composition of bed rock. The study of surface sediments indicates that amount of clay minerals from margin to center of the lake such as another detrital mineral (Quartz) is decreased. In addition, amount of them towards depth is increased. Therefore, it shows the presence of a high water level and cold - humid climate in the past (late Pleistocene).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay minerals
  • Kaolinite
  • Illite
  • Paleoclimate
  • Urmia Lake
کتابنگاری

آدابی، م.، 1383- ژئوشیمی رسوبی، انتشارات آرین زمین، 448 ص.

امینی، ع.، شاه حسینی، م.، محمدی، ع. و شهرابی، م.، 1388- ویژگی­های رسوب­شناسی و منشأ نهشته­های دریاچه ارومیه در حاشیه بزرگراه شهید کلانتری. فصل نامه علوم زمین. سال نوزدهم. شماره 74. صص 57 تا 68.

پورکرمانی، م. و صدیق، ح.، 1382- پدیده­های ژئومورفولوژیکی گسل تبریز. مجله جغرافیا و توسعه. شماره 2، صص 37 تا 44.

تقوی، ل.، طیبی، ص.، طیبی، س و کریمیان، ب.، 1392- تحلیل اقلیم دیرینه بخش شمالی تالاب گاوخونی با استفاده از ژئوشیمی عناصر اصلی و فرعی، فصل نامه تالاب اکوبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. سال پنجم، شماره 16، صص53 تا62.

درویشی خاتونی، ج.، نریمی‎سا، س. و محمدی، ع.، 1389- بیلان عمومی آب حوضه آبریز غرب دریاچه ارومیه، چهاردهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران و بیست و هشتمین گردهمایی علوم زمین، دانشگاه ارومیه ایران.

درویشی خاتونی، ج. و محمدی، ع.، 1390- گزارش لیمنولوژی و پالئولیمنولوژی دریاچه ارومیه، فازIII: پالئوکلیماتولوژی، پالئواکولوژی و پالئوژئوگرافی، سازمان زمین شناسی کشور، 120 ص.

شاه‎حسینی، م.، 1382- رسوب شناسی بستر دریاچه ارومیه در بخش میانی بزرگراه شهید کلانتری با نگرشی ویژه به منشاء رسوبات، به راهنمایی دکتر عبدالحسین امینی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، 98 ص.

شهرابی، م.، 1373- شرح زمین­شناسی چهارگوش ارومیه، مقیاس 1:250000، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

عبدی، ل.، 1389- ژئوشیمی رسوبات تبخیری پلایای میقان اراک، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تهران، 166 ص.

لک، ر.، ١٣٨٦- بررسی رسوب­شناسی، هیدروشیمی و روند تکاملی شورابه دریاچه مهارلو، شیراز؛ رساله دکتری، دانشگاه تربیت معلم تهران، ١٨٨ ص.

لک، ر.، درویشی خاتونی، ج. و محمدی، ع.،1390- مطالعات پالئولیمنولوژی و علل کاهش ناگهانی سطح آب دریاچه ارومیه. فصلنامه زمین شناسی کاربردی. سال 7، شماره 4، صص343 تا 358.

محمدی، ع.، 1384- بررسی تاریخچه رسوبگذاری هولوسن دریاچه ارومیه بر اساس مطالعه مغزه­های تهیه شده در مسیر بزرگراه شهید کلانتری، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران. 127 ص.

ﻣﺤﻤﺪی، ع.، ﻟﻚ، ر. و درویشیﺧﺎﺗﻮﻧﻲ، ج.، 1389- ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ رﺳﻮﺑﮕﺬاری ﻫﻮﻟﻮﺳﻦ درﻳﺎﭼﻪ اروﻣﻴﻪ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﻐﺰه­ﻫﺎی رﺳﻮﺑﻲ ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه از ﻏﺮب درﻳﺎﭼﻪ(جنوب بزرگراه شهید کلانتری). ﭼﻬﺎردﻫﻤﻴﻦ ﻫﻤﺎﻳﺶ اﻧﺠﻤﻦ زﻣﻴﻦ ﺷﻨﺎﺳﻲ اﻳﺮان و ﺑﻴﺴﺖ و ﻫﺸﺘﻤﻴﻦ ﮔﺮدﻫﻤﺎیی ﻋﻠﻮم زﻣﻴﻦ، داﻧﺸﮕﺎه اروﻣﻴﻪ.

محمدی، ع. و  لک، ر.، 1384- بررسی منشاء رس­های دریاچه ارومیه بر اساس مطالعه مغزه­های به دست آمده از بستر و نمونه­های حاصل از رودخانه­های منتهی به دریاچه. ﺷﺸﻤﯿﻦ ﻫﻤﺎﯾﺶ ﻋﻠﻮﻡ ﻭ ﻓﻨﻮﻥ ﺩﺭﯾﺎﯾﯽ.

 

References

Adatte, T., Keller, G. and Stinnesbeck, W., 2002- Late Cretaceous to early Paleocene climate and sea level fluctuations: the Tunisian record. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 178, 165-196.

Alipour, S., 2006- Hydrogeochemistry of seasonal variation of Urmia Salt Lake, Iran. Saline systems, v. 2, n. 9, 19p.

Bergaya, F., Theng, B. K. G. and Lagaly, G., 2006- Clays and clay minerals. Elsevier, Amsterdam, 1246p.

Biscaye, P. E., 1965- Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans: Geological Society of America Bulletin, 76, 803–832.

Blair, F. J. and Aland, H. W., 1983- Clay minerals of lake Abert, an Alkaline, saline lake, Clays and Clay Minerals, 31, 161-172.

Bockheim, J.G. and Gennadiyev, A. N., 2000- The role of soil-forming processes in the definition of taxa in Soil Taxonomy and the World Soil Reference Base: Geoderma, 95, 53–72.

Borchardt, G., 1989- Smectites. pp. 675-727.

Brindley, G. W. and Brown, G., 1980- Crystal Structures of Clay Minerals and their X-ray Identification. ineralogical Society, London. Monograph no. 5, 495p.

Chamley, H., 1989- Clay Sedimentology. Berlin, Springer-Verlag.CNN 1997. Hurricane Nora hovers off Mexican coast.www.cnn.com/ WEATHER/ 9709/19/hurricane.nora.

Deconinck, J. F., Amedro, F., Baudin, F., Godet, A., Pellenard, P., Robaszynski, F. and Zimmerlin, I., 2005- Late Cretaceous palaeoenvironments expressed by the clay mineralogy of Cenomanian – Campanian chalks from the east of the Paris Basin Cretaceous. Research, 26, 171-179.

Deer, W. A., Howie, R. A. and Zussman, J., 1966- An introduction to the rock forming minerals. Longman, New York, 528p.

Droste, J. B., 1961- Clay Minerals in the Playa Sediments of the Mojave Desert, California. San Francisco, California Division of Mines, 1-21p.

Esmaeili Dahesht, L., Negarestan, H., Eimanifar, A., Mohebbi, F. and Ahmadi, R., 2010- The fluctuations of physicochemical factors and phytoplankton populations of Urmia Lake, Iran. Iranian Journal of Fisheries Sciences, Vol. 9 (3): 368-381.

Fayazi, F., Lak, R., Rezaei-Moghaddam, M. H. and Saghafi, M., 2007- A change-detection application on the evolution of Kahak playa (South Khorasan province, Iran). Environmental Geology, 51, 565–579.

Günther, R. T., 1899- Contributions to the geography of Lake Urmia and its neighbourhood. Geographical Journal, Vol. 14: 504-523.

Hillier, S., 1995- Erosion, Sedimentation and Sedimentary Origin of Clays. Origin and Mineralogy of Clays. Clays and the Environment. B. Velde, Berlin, Springer-Verlag, p.162-219 .

Hillock, R., 1965- Notes on a Playa Lake Core, Bushland, Texas. The Compass of Sigma Gamma Epsilon, 431, 46-50.

Horiuchi, K., Minoura, K., Hoshino, K., Oda, T., Nakamura, T. and Kawai, T., 2000- Palaeoenvironmental history of Lake Baikal during the last 23000 years. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 157, 95-108.

Inglés, M., Salvany, J. M., Muñoz, A. and Pérez, A., 1998- Relationship of mineralogy to depositional environments in the non-marine Tertiary mudstones of the southwestern Ebro Basin Spain. Sedimentary Geology, 116, 159-176.

Jeong, G. Y., Yoon, H. I. and Lee, S. Y., 2004- Chemistry and microstructures of clay particles in smectite-rich shelf sediments, South Shetlands, Antarctica. Marine Geology, 209, 19-30.

Kelts, K. and Shahrabi, M., 1986- Holocene sedimentology of hypersaline Lake Urmia, Northwestern Iran. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Volume 54, Issues 1–4, 15 May 1986, Pages 105-130.

Khalili, M. and Safaei, H., 2002- Identification of clactic-evaporite units in Abar-Kuh playa (central Iran) by processing of satellite digital data. Carbonates and Evaporites, 17, 17-24.

Khalili, M. and Torabi, H., 2003- The explotion of sodium-sulphate in Aran playa, Kashan, central Iran. Carbonates and Evaporites, 18, 120-124.

Khormali, F. and Abtahi, A., 2003- Origin and distribution of clay minerals in calcareous arid and semi-arid soils of Fars Province, southern Iran. Clay Minerals, 38, 511-527.

Khormali, F., Abtahi, A. and Owliaie, H. R., 2005- Late Mesozoic Cenozoic clay mineral successions of southern Iran and their palaeoclimatic implications. Clay Minerals, 40, 191-203.

Krinsley, D. B., 1970- Geomorphological and paleoclimatological Studies of the Playa of Iran. US Government Printing Office Washington D.C, v. 20, 402p.

Li, J., Lowenstein, T. K., Brown, C. B., Ku, T. L. and Luo, S., 1996- A 100 ka record of water tables and paleoclimates from salt cores, Death Valley, California. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology Journal, Vol. 123:179-203.

MacKenzie, J. A., 1981- Holocene dolomitization of calcium carbonate sediments from the coastal sabkha of Abu Dhabi, U.A.E: a stable isotope study, geology Journal, Vol. 89:158-198.

Masui, J. I., 1954- Studies on the genesis of clay minerals in soil relation between the clay minerals present and the parent materials at Mt. Katasone, Fukushima prefecture, Japan. Journal of Agricultural Research, 2, 97-116.

Moore, D. M. and Reynolds, R. C., 1989- X-Ray diffraction and the identification and analysis of Clay minerals. New York, Oxford university press, 332p.

Nelson, S. A., 2006- clayminerals: Earth Materials, 211p. Net, I. L., Alonso, M. S. and Limarino, C. O., 2002- Source rock and environmental control on clay mineral associations, Lower Section of Paganzo Group Carboniferous, Northwest Argentina. Sedimentary Geology, 152, 183-199.

Nolan, S. R., Bloemendal, J., Boyle, J. F., Jones, R. T., Oldfield, F. and Whitney, M., 1999- Mineral magnetic and geochemical records of late Glacial climatic change from two northwest European carbonate lakes. Journal of Paleolimnology, 22, 97-107.

Oliveira, A., Vitorino, J., Rodrigues, A., Jouanneau, J. M., Dias, J. M. A. and Weber, A. 2002- Nepheloid layer dynamics of the northern Portuguese shelf: Progress in Oceanography, 52, 195–213.

Pakzad, H. R. and Ajalloeian, R., 2004- Geochemistry of the Gavkhoni playa lake brine. Carbonates and Evaporites, 19, 67-74.

Pakzad, H. R. and Fayazi, F., 2007- Sedimentology and Stratigraphic sequence of the Gavkhoni playa lake, SE Esfahan, Iran. Carbonates and Evaporites, 22, 93-100.

Pakzad, H. R. and Kulke, H., 2007- Geomorfological features in the Gavkhoni playa lake, SE Esfahan, Iran. Carbonates and Evaporites, 22, 1-5.

Piovano, E. L., Ariztegui, D. and Moreiras, S. D., 2002- Recent changes in Laguna Mar Chiquita central Argentina: a sedimentary model for a highly variable saline lake. Sedimentology, 49, 1371-1384.

Rezaei-Moghaddam, M. H. and Saghafi, M., 2006- A change-detection application on the evolution of Kahak playa (South Khorasan province, Iran). Environmental Geology, 51, 565–579.

Ruffel, A. and Worden, R., 2000- Palaeoclimate analysis using spectral gamma-ray data from the Aptian Cretaceous of southern England and southern France. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 155, 265-283.

Shoffner, L. R., 2000- The sedimentology, stratigraphy and chemistry of playa lake deposits resulting from Hurricane Nora in the Chapala basin, Baja California, Mexico. M.S. Thesis, Miami University, Oxford, Ohio, 156 p.

Stanley, D. J., Mart, Y. and Nir, Y., 1998- Clay Mineral Distributions to Interpret Nile Cell Provenance and Dispersal: II. Coastal Plain from Nile Delta to Northern Israel. Journal of Coastal Research, 13, 506-533.

Stuben, D., Kramar, U., Berner, Z., Stinnesbeck, W., Keller, G. and Adatte, T., 2002- Trace elements, stable isotopes, and mineralogy the Elles K-T boundary section in Tunisia: indications sea level fluctuations and primary productivity. Palaeogeography Palaeoclimatology, Palaeoecology, 178, 321-345.

Tanner, L. H., 1994- Distribution and origin of clay minerals in the Lower Jurassic McCoy Brook Formation, Minas Basin, Nova Scotia. Sedimentary Geology, 92, 229-239.

Tucker, M. E., 2001- Sedimentary Petrology: an introduction to the origion of sedimentary rocks. Blackwell, Scientific Publication, London, 260p.

Valero-Garces, B. L., Delgado-Huertas, A., Navas, J. M., Gonzalez-Samperiz, P. and Kelts, K., 2000- Quqternary Paleohydrological evolution of a playa lake: Salada Mediana, central Ebro Basin, Spain. Sedimentology, 47, 1135-1156.

Wall, G. I. and Walling, L. P., 1976- Mineralogy and related parameters of fluvial suspended in northwestern Ohio, Journal of Environmental Quality, v. 5, p. 168-173.

Walling, D. E., Russell, M. A., Hodg Kinson, R. and Zhang, Y., 2002- Establishing sediment budgets for two small lowland agricultural catchment in the UK. Catena, 47, 323-353.

Wood, P. A., 1978- Fine-sediment mineralogy of source rocks and suspended sediment, Rother cathment, West Sussex. Earth Surface Processes and Land Forms.

Zhou, Ch. H. and Keeling, J., 2013- Fundamental and applied research on clay minerals: From climate and environment to nanotechnology., Applied Clay Science, Volume 74, Pages 3-9.