ویژگی‌های رسوب‌شناسی و منشأ نهشته‌های دریاچه ارومیه درحاشیه بزرگراه شهید کلانتری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس علوم، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله ویژگی‌های رسوب‌شناسی مغزه‌های تهیه شده از ٤ گمانه در مجموع به ستبرای ٣٤٠ متر و رسوبات سطحی از بستر دریاچه ارومیه در حاشیه بزرگراه شهید کلانتری مورد بررسی قرارگرفته‌اند. به منظور تعیین نقش فرایندهای اصلی در رسوبگذاری با تکیه بر ویژگی‌های کانی‌شناسی و بافتی، نسبت اجزای آواری به اجزای شیمیایی و بیولوژیکی در نمونه‌ها مشخص شده است. به منظور تعیین منشأ اجزای آواری، ترکیب کانی‌شناسی و ویژگی‌های بافتی آنها با انواع به دست آمده از بار معلق رودخانه‌های تغذیه‌کننده دریاچه مقایسه شده است. به منظور تجزیه و تحلیل تغییرات به وجود آمده در دریاچه در طول زمان، ویژگی‌های رسوب‌شناسی تراس‌های آبرفتی حاشیه دریاچه نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بررسی‌حاضر نشان می‌دهد که بین ٢٥ تا ٤٠ درصد اجزای سازنده رسوبات توسط جریان‌های مختلف در دریاچه (آبی، بادی) به محل رسوبگذاری حمل شده‌اند (آواری) و ٦٠ تا ٧٥ درصد رسوبات شیمیایی یا بیوشیمیایی هستند. مطالعه حاضر نشان می‌دهد که گسترش ذرات شیمیایی به طور عمده در دوره‌های تراز پایین آب و شرایطی که دریاچه به ندرت از خشکی تغذیه می‌شده صورت پذیرفته است. گسترش رسوبات بیولوژیکی به طور عمده توسط موجودات جانوری و گیاهی موجود در دریاچه و در بازه‌های زمانی صورت گرفته که شرایط برای تشکیل ذرات شیمیایی فراهم نبوده یا در کمترین مقدار بوده است (بالا بودن نسبی سطح آب). منشأ ذرات آواری به رودخانه‌های تغذیه کننده دریاچه نسبت داده شده است که به صورت بار بستر و بار معلق به محل رسوبگذاری حمل شده‌اند. بر اساس طرح پراکنش و ویژگی‌های اصلی ذرات آواری مورد مطالعه، رودخانه‌های تغذیه کننده دریاچه (به عنوان عوامل اصلی تأمین کننده این ذرات) به سه گروه (بسیارمؤثر، با تأثیر متوسط، و تأثیر ناچیز) تقسیم شده‌اند. این مطالعه افزون‌بر پذیرش نقش غیرقابل ‌انکار دایک‌‌های احداثی در تغییر سامانه رسوبگذاری به اولویت‌دهی به نقش فرایندهای شیمیایی و بیولوژیکی در هرگونه برنامه‌ریزی احتمالی در کنترل تجمع رسوبات در حاشیه بزرگراه تأکید دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sedimentological Characteristics and Origin of Urmia Lake Deposits Along the Shahid-Kalantari Highway

نویسندگان [English]

  • A. Amini 1
  • M. Shahosseini 1
  • A. Mohammadi 1
  • M. Shahrabi 2
1 School of Geology, University Collage of Science, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The hypersaline UrmiaLake is the most important intra-continental environment in Iran, with distinctive geological, environmental, and biological, characteristics. The Shahid-Kalantari Highway (under construction) between Urmia and Tabriz cities passes through this lake. Some 14 km dyke is constructed in the lake for this passage and about 1400 meter is left for a bridge construction. The role of the constructed dyke on sedimentation pattern seems significant, as understood from satellite images and field observations. This study deals with sedimentological characteristics and origin of deposits along the Shahid-Kalantary Highway of UrmiaLake. Availability of 4 cores from boreholes drilled for geotechnical studies provided a good opportunity for this study. This study is carried out on the cores of the 4 boreholes (340 m thick in total) and samples collected from the sea floor along the dyke. Mineralogical, textural and structural characteristics of the sediments were studied for determination of chemical, biological and physical processes responsible for their development. Some 396 plugs from the cores (0.7 to 1 m interval) and 15 samples from the sea floor (cores of 20-40 cm long) were selected for these purposes. To investigate the role of surrounding rivers in providing detritus material to the study site, samples from suspension load of the major feeding rivers are collected. Major characteristics of these samples are studied and compared with those from the study area. All available data on the discharge and sediment load of the major feeding rivers are collected and analyzed for this study. Size and shape are two major textural characteristics investigated in this study using petrographic methods (including SEM). Chemical composition of sediments is studied by petrographic (coarse material) and XRD (fine material and clay minerals) methods. Organic mater, carbonate content, and evaporate portion of the sediments are measured using standard techniques introduced in the literature. Results from this study shows that 25 to 40 % of the studied sediments are derived from the land, through feeding rivers and 60 to 75 % of them are formed within the basin by chemical and biological processes. Quartz, feldspar, volcanic lithics, heavy minerals including pyrite and pyroxene, and clay minerals are major detrital constituents of the sediments. Kaolinite, illite, and montmorillonite are common clay minerals in the sediments, which characteristics are similar to those determined in the suspension load of feeding rivers. Some carbonates, as carbonate lithics, and organic material are also found detrital in origin. Gypsum, halite, calcite, and aragonite are the chemical components of the sediments occur as evaporate and mud crusts, or coated grains. Fecal pellets and some coated grains (produced by algae) are the main biological components of the studied sediments. Pyritization of pellets, especially in lower parts of the cores, is commonly observed, so that, pyrite is presented in the sediments both in detrital and diagenetic forms. Distribution pattern of the major constituents along the studied cores reflect the significant role of sea level fluctuation in their development. Results from this study show that the chemical components of sediments developed during the stages of sea level fall, during which the sea was barely receiving sediments from the land (dry periods). The coated grains of this origin were developed in the basin margin, where the wind-induced waves produced a relatively high energy sub-environment in the margin. The biological constituents of the sediments were developed during sea level rise (lower salinity conditions), during which environmental conditions were not suitable for development of chemical sediments. The origin of detrital material is related to the feeding rivers. TalkeRud in the eastern part of the sea had a major role in providing coarse terrigenous particles to the basin. Major characteristics of the detrital quartz, feldspars, pyroxene and volcanic lithics are similar to those find in the volcanic outcrops of the IslamiIsland and TalkeRud alluvial fans. The Shahr Chay, Nazlu Chay, and Barandoz Chay in the west and ZarinehRud and SiminehRud in the south had significant role in providing fine terrigenous (clay minerals) to the studied area.
On the basis of distribution pattern of terrigenous sediments and their ratio to chemical and biological sediments, the feeding rivers around the lake (major suppliers of the terrigenous sediments) are classified into three groups (most, moderate and low effective). This is designed for further investigation on the controls of sediments accumulation along the highway. This study emphasizes on more significant role of chemical and biological processes on the sediments accumulation in the studied area, than that of physical processes. Due to significant role of sea level fluctuation in chemical and biological sediments development, a thorough control on sea level fluctuation (dam construction, artificial evaporation for salt acquisition, and etc.) is vital in this basin. In this regard any program for sedimentation control along the dyke must take greater consideration on chemical and biological deposition. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urmia Lake
  • Sedimentology
  • Origin of sediments
  • Lacustrine deposits
احمدی، م.، 1381- جایگاه و نقش آرتمیا در پل ارتباطی احداث شده در دریاچه ارومیه. مجموعه مقالات همایش میانگذر دریاچه ارومیه. صفحات27-41.
امینی، ع.، 1384- مشخصات رسوب‌شناسی و منشأ نهشته‌های حاشیه بزرگراه شهید کلانتری در محل میانگذر دریاچه ارومیه. گزارش داخلی وزارت راه، 67 صفحه.
شاه‌حسینی، م.،1382- رسوب‌شناسی بستر دریاچه ارومیه در بخش میانی بزرگراه شهید کلانتری با نگرشی بر منشأ رسوبات. پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تهران، 99 صفحه.
شهرابی، م.، 1371- دریاها و دریاچه‌های ایران. انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، 291 صفحه.
طلوعی، ج.، 1375- مطالعه و بررسی ژئوشیمیایی و هیدروشیمیایی و شناخت فازهای رسوبات شیمیایی حوضه رسوبی تبخیری دریاچه ارومیه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، 133 صفحه.
غضبان، ف.، مهاجر باوقار، ن.، طلوعی، ج.، 1377- ویژگی‌های رسوبی و شیمیایی دریاچه ارومیه، اقیانوس‌شناسی بهار و تابستان 1377، سال دوم، شماره 2و3، صفحه 13-19.
فرزانه، ا.، 1373- رسوب‌شناسی غرب دریاچه ارومیه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت معلم، 112 صفحه.
محمدی، ع.، 1384- بررسی تاریخچه رسوبگذاری هولوسن دریاچه ارومیه بر اساس مغزه‌های تهیه شده در مسیر بزرگراه شهید کلانتری. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، 125 صفحه.
هماجر باوقار، ن.، 1376- بررسی رسوب‌شناسی و ژئوشیمی رسوبی دریاچه ارومیه در ارتباط با منشأ نمک، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران،140 صفحه.
مهندسان مشاور آب‌نیرو، 1371- مطالعه رسوب‌ دریاچه ارومیه (از مجموعه مطالعات مرحله دوم مقدماتی). گزارش داخلی وزارت راه و ترابری.
 
 
 
 
 
References
Barzegar, F. and Sadighan, I., 1991- Study of highway construction effects on sedimentation process in Lake Urmia (NW Iran) On the basis of satellites data. Geocartography, Interntional, 3: 63-65.
Bottema, S., 1986- A late Quaternary Pollen diagram from Lake Urmia (North Western Iran). Review of palaeobotany and palynology. 47: 241-261.
Carrozi, A.V., 1993- Sedimentary Petrography. Prentice Hall, 263p.
Eugster, H.P. and Hardie, L. A., 1978- SalineLakes. In: Lerman, A. (ed.) Lakes, Chemistry, Geology, Physics. Springer-Verlag, New York, 237-289.
Kelts, K. and Shahrabi, M., 1986- Holocene sedimentology of hypersaline Lake Urmia, Nortwestern Iran, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 54: 105-130.
Lewis, D. W. and McConchie, D., 1994a- Analytical Sedimentology. Chapman and Hall, New York, 197 p.
Lewis, D. W. and McConchie, D., 1994b- Practical Sedimentology. Chapman and Hall, New York, 184 p.
Moore, D. M. and Reynolds, R. C., 1989- X-ray diffraction and identification and analysis of clay minerals. OxfordUniversity Press, 332 p.
Sandberg, P. A., 1975- A new interpretation of Great Salt lake Ooids and of ancient non-skeletal carbonate mineralogy. Sedimentology 22: 497-503.
Shahosseini, M., 2003- Sedimentology of Urmia Lake in central part of the SHK highway, with reference to the origin of sediments. (In Persian). M.SC. thesis, University of Tehran, 99p.