بررسی گسترش کارست در ساختگاه سد لار

دسته آب شناسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری سومین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده سیدبهزادسیادتی
تاريخ برگزاری ۱۶ شهریور ۱۳۸۴
متن اصلی:
زمین شناسی منطقه
قدیمی ترین سنگ هایی که در منطقه رخنمون دارند سنگهای مزوزوئیک هستند که توسط سازندهای جدیدتر پوشیده شده اند که عبارتند از:
-سازند شمشک شامل تناوبی از ماسه سنگ، سیلستسون و شیل که در جنوب، جنوب غربی و شمال منطقه مشاهده می شوند.
سازند دلیجای از آهکهای مارنی و مارنهای نازک لایه به رنگ سبز مایل خاکستری تشکیل شده که به دلیل ویژگیهای سنگ شناسی دارای فرسایش شدیدی بوده وغالباً توسط واریزه های سازند لار پوشیده شده است.
-سازند لار در محدوده مورد مطالعه از وسعت زیادی برخوردار است و بصورت واحدهای با شیب تند و پله مانند دیده میشود. ضخامت این سازند در یال جنوبی تیز کوه 893 اندازه گیری شده ولی غالباً به دلیل رخدادهای زمین ساختی از ضخامت ظاهری نسبتا زیادی برخوردار است. بطور کلی این سازند شامل آهک و تا حدودی آهک دولومیتی هستند ولی به لحاظ ویژگیهای سنگ شناسی به 3 بخش قابل تقسیم و تفکیک است و در تکیه گاه راست سد بدلیل چین خوردگی و گسلیدده شدن ضخامت زیادی پیدا کرده اند سیستم درزه شکاف در این آهکها توسعه فراوانی داشته و در مناطق مجاور به سد خرد شدگیها بسیار فشرده و متراکم می باشد. بر اثر عبور آبهای اتمسفری از میان ناپیوستگیها عرض ترکها افزایش یافته و مجاری کارستی ایجاد شده است.
-سازنهای مربوط به کرتاسه شامل سنگهای سازند تیر کوه و کنگلو مرای برشی همراه با ماسه سنگ و آهکهای کرتاسه بالایی که در ارتفاعات دمبک کوه و تیز کوه مشاهده میشود.
-سنگهای ترشیری از کنگلومری فجن – سنگهای نومولیت دار سازند زیارت و لایه های شیلی و توفی کرج تشکیل شده که بصورت بورنزوهای بسیار محدود در حاشیه جنوبی دره لار و شمال دمبک کوه پراکنده شده است.
-رسوبات کواترنر در گسترده سد لار از برش های معادل هزار دره و رسوبهای دریاچه ای و رودخانه ای است آتشفشان از دماوند طی چندین بار فعالیت خود بخشهای از دره ها و نقاط پست پیرامون خود را پوشانیده، که امروزه در مرحله فعالیت فومر ولی و سولفاتار است. گازها و بخارهای گرم از اطراف دهانه و پائین دست آن متصاعد میشود. وجود چشمه های آبگرم حاوی هیدروژن سولفوره می رساند که منبع ماگمایی هنوز کاملا سرد نشده است.
از نظر زمین ساخت منطقه پلور یکی از پیچیده ترین ساختارهای موجود در البرز را دارا میباشد. سنگهای این منطقه تحت تاثیر دو سیستم تکتونیک ناحیه (آلپ پایانی) و محلی (فوران آتشفشان دماوند) قرار گرفته، مجموعه ای از چین ها، گسل ها و روراندگی ها موجبات تکرار یا حذف بخش یک سازند یا تغییر شکل رسوبات گردیده است. گسل های چند گانه با روند E-W و WNW شناخته شده اند که از دامنه آتشفشان دماوند تا قسمت بالای دره لار امتداد می یابد.
گسترش کارست در منطقه
تشکیل کارست تحت شرایط مختلفی از جمله ویژگیهای زمین شناسی، قابلیت انحلال سنگها و ترکیب سیالات مؤثر امکانپذیر است. در منطقه مورد مطالعه روند کارستی شدن در بخش های سطحی و نواحی عمیق زیرزمینی از یک دو گانگی در منشاء و ابعاد متغیری برخوردار میباشد.
در بخش های سطحی و کم عمق ساز و کار انحلال تابع تغییرات و میزان CO2 موجود در اتمسفر یا طبقات خاکی است. که با تاثیر روی کربنات کلسیم موجبات اشکال مختلف شیارهای انحلالی (Karren) و یا توسعه درز شکافها را ایجاد می نماید. وضعیت کارستی شدن در بخش های زیرزمینی بگونه دیگر است. آتشفشان دماوند ضمن افزایش گرادیان ژئوترمال منطقه مقادیر زیادی از گازهای فرمولی ولی از جمله H2O و CO2 را تولیدمی نماید. این گازها با آبهای کهغالباً منشاء اتمسفری دارند ترکیب شده و با نفوذ به بخشهای عمیق طبقات بتدریج گرم شده و ایجاد یک جابجایی قوی از سیالاتی با قابلیت انحلال بالای سنگهای آهکی لار می نماید. روند توسعه کارست در این ناحیه را میتوان به کمک نتایج مقادیر ایزوتوپ پایدار سنگها و بررسی های پتروگرافی توضیح داد.
ایزوتوپهای پایدار
به منظور انجام مطالعات پایدار کربن و اکسیژن 18 نمونه از سنگ آهک زمینه (Matrix) و سیمان کلسیتی پر کننده شکستگیهای مغزه های حفاری شده در محدوده سد لار از اعماق 250 تا 600 متری انتخاب گردید. نمونه های مذکور توسط دستگاه طیف سنج جرمی در دانشگاه مک ماستر کانادا مورد تجزیه ایزوتوپی قرار گرفت. بر اساس داده های بدست آمده و انتقال آن به دیاگرام های استاندارد سه حوزه ژئوشیمیایی مجزا مشخص گردید که هر یک تحت شرایط محیطی خاص بوجود آمده اند که عبارت است از:
الف – سنگ آهک زمینه: متوسط مقادیر ایزوتوپهای پایدار در 4 نمونه %5/6 – و %3/1) میباشد که مبین منشاء دریایی آنها میباشد با مقایسه نتایج نمونه های آزمایش شده و مقادیر استاندارد جهانی مشخص میشود که ترکیب ایزوتوپی سنگ آهک کار مطابق سنگ آهکهای دریایی ژوراسیک بالایی در استاندارد جهان است.
ب – ترکیب ایزوتوپی در نمونه های سیمان کلسیت پر کننده شکشتگی ها نشان میدهد که آنها تحت تاثیر دو فرآیند مختلف تشکیل یافته اند. گروه اول، سیمانهایی که بر اثر نفوذ سیالات طبیعی و اتمسفری حاصل شده اند. متوسط مقادیر ایزوتوپی سنگ آهک کار مطابق سنگ آهکهای دریایی ژوراسیک بالایی در استاندارد جهان است.
ب – ترکیب ایزوتوپی در نمونه های سیمان کلسیت پر کننده شکستگی ها نشان میدهد که آنها تحت تاثیر دو فرآیند تشکیل یافته اند. گروه اول، سیمانهایی که بر اثر نفوذ سیالات طبیعی و اتمسفری حاصل شده اند. متوسط مقادیر ایزوتوپی در این سیمانها %6/10- و % 0/1) این دو نوع سیمان را میتوان با توجه به اختلاف در نسبت های ایزوتروپی و تعیین درجه حرارت تشکیل بخوبی از یکدیگر تفکیک نمود.
سیمانهایی که توسط آب های سطحی بوجود آمده اندغالباً در بخشهای بالای مغزه های حفاری شده دیده میشود. در حالیکه در نواحی عمیق گازهای فومر ولی باعث ورود مقادیر زیادی کربن به شبکه بلوری کربنات کلسیم گردیده است. همچنین بررسی ایزوتوپ اکسیژن در سنگهای آهکی و نمونه های سیمان نشان دهنده دمای بالای سیالاتی است که سیمان کلسیتی در نواحی پائین تر از 400 متر بوجود آورده است.
کانی سازی پیریت
تشکیل بلورهای پیریت یکی از رویدادهای مهم دیاژنزی در اعماق پائین تر از 400 متر است که ارتباط مستقیم آتشفشان دماوند با گسترش کارست در نواحی عمیق را نشان میددهد. بلورهای پیریت بصورت خود شکل (idomorph) متوسط تا دانه درشت هستند که به همراه سیمان کلسیتی در فضای بین شکستگی ها و نواحی برشی شده آهکهای لار دیده میشوند. بنظر میرسد تشکیل سولفیدهای آهن در اثر عبور محلول های گرمابی و بخصوص اسید سولفوریک از میان درز و شکافها و فضای بین لایه ها وانجام واکنش با ترکیبات آهن دار موجود در طبقات آهکی لار صورت گرفته است. وجود بلورهای منفرد و پراکنده و دارا بودن رگچه ای منشاء فومرولی بلورهای پیریت را تائید میکند.

کلید واژه ها: سدلار کارست ایزوتوپ آب شناسی سایر موارد