زمین شناسی زیست محیطی و نقش کانسار زرشوران در آلودگی منابع آب منطقه تکاب

دسته زمین شناسی زیست محیطی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری هشتمین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده مدیری،سروش- مر،فرید
تاريخ برگزاری ۰۶ مهر ۱۳۸۴
متن اصلی:
     منطقه مورد مطالعه
محدوده مورد مطالعه(شکل 1)، که با هدف بررسی اثرات زیست محیطی کانسار زرشوران انتخاب شد، شامل کانسار زرشوران و حوضه آبریز رود ساروق تا محل آلاسقل است.
آب و هوای منطقه کوهستانی است و به دلیل کوهستانی و مرتفع بودن بیشتر بارشهای جوی به صورت برف است. میانگین بارندگی در ایستگاه آلاسقل حدود 400 میلی متر در سال است. منبع آب سطحی موجود در منطقه، رودخانه ساروق چای با آبدهی میانگین سالانه 225 میلیون متر مکعب در ایستگاه آلاسقل(پل ساروق) است.
زمین شناسی کانسار زرشوران
زمین شناسی عمومی
منطقه تکاب در کمربند کوهزایی زاگرس قرار دارد. مطالعات زیادی بر روی زمین شناسی ناحیه ای این بخش از کشور انجام گرفته است از جمله علوی ودیگران(1361)، مهاجر و دیگران(1982)، صمیمی(1371)، کریمی(1372)، سازمان زمین شناسی کشور(1378)و ... براساس این مطالعات، قدیمی ترین واحد سنگی که در هسته تاقدیس ایمان خان برونزد دارد، شیستهای پرکامبرین واحد ایمان خان است که به گونه دگر شیب در زیر سنگ آهک چالداغ قرار دارد. واحد بالاتر، واحد زرشوران با سنگ شناسی شیل سیاه و میان لایه های کربنات است که بخش بزرگی از کانسنگهای طلا- آرسنیک کانسار زرشوران را در بر می گیرد. این واحد با ریولیت و توف سازند پرکامبرین قره داش، دولومیت سلطانیه، نهشته های سازندهای باروت، زایگون، لالون، به سن کامبرین دنبال شده و نهشته های الیگومیوسن(سازند قم) و میوسن با وقفه رسوبی دراز مدت و دگرشیبی برروی آنها قرار می گیرند(شکل 1). نهشته های تراورتن خاکستری روشن تا سفید در شمال تکاب تا شاهین دژ گسترده اند و براساس شواهد امروزی به نظر می رسد حاصل فعالیت چشمه های آبگرم باشند.
 
 
کانی سازی
کانی سازی در کانسار زرشوران، در بخش بالایی سنگ آهک چالداغ و واحد شیل سیاه و در امتدادی حدود یک کیلومتر تقریباً هم شیب با واحد دربرگیرنده قرار دارد.
کانسار زرشوان، یک کانسار آرسنیک- طلای افشان در میزبان شیل سیاه و کربنات است که شباهت زیادی به کانسارهای تیپ کارلین غرب ایالات متحده آمریکا دارد. حدود 30 کانی سولفیدی و سولفوسالت توسط پژوهشگران مختلف شناسایی شده است(باریان، 1962؛ باریان و دیگران، 1968؛ کریمی، 1372؛ مهرابی، 1997؛ اسدی، 2000: اسدی و دیگران، 2000)، از جمله پیریت، ارپیمنت، رآلگار، استیبنیت، گچلیت، سینابار، و...
روش کار
با توجه به وجود کانسار زرشوران در سرشاخه ونقش آن به عنوان عامل اصلی آلودگی، مطالعات نمونه برداری و زمین شیمی زیست محیطی بر این کانسار و رودخانه زرشوران تمرکز بیشتری یافت، اما به منظور بررسی روند تغییرات آلودگی و دیگر منابع ناشناخته آلودگی، مناطق دیگر در حوضه آبریز رودخانه ساروق تا پل ساروق نیز مورد توجه و نمونه برداری قرار گرفت که از جمله می توان به منطقه تخت سلیمان اشاره کرد.
ایستگاههای نمونه برداری
ایستگاههای نمونه برداری، بر پایه مطالعات زمین شناسی، آبشناسی، ریخت شناسی و دیگر پارامترهای احتمالی انتخاب شدند(شکل 2).
روش نمونه برداری
از 31 نمونه آب برداشت شده، 11 نمونه از رودخانه زرشوران و شاخه های فرعی ورودی به آن، 7 نمونه از رود ساروق، 6 نمونه از شاخه های فرعی ساروق، 4 نمونه از آب شرب و منابع آن و 3 نمونه از چشمه های معدنی برداشت شد(شکل 2).
بطریهای از پیش شسته شده پلی اتیلنی به گنجایش cc500 برای نمونه برداری انتخاب گردید. پس از سه بار شستشوی بطری با آب مورد نظر و تخلیه آن، بطری کاملاً پر و بلافاصله با درپوش محکم، مهروموم شد. از هر ایستگاه، 2نمونه آب، یکی برای اندازه گیری آنیونها و دیگری برای اندازه گیری کاتیونها و عناصر جزئی برداشت شد. به منظور حفاظت نمونه و جلوگیری از واکنشهای شیمیایی، براساس دستورالعملهای موجود و مراجع بین المللی، cc5 اسید نیتریک بسیار خالص مرک، به نمونه دوم هر ایستگاه اضافه شد.
4 نمونه از کپه های باطله معدنی استخراج شده از تونل شماره 8 معدن زرشوران که در حل حاضر در فضای باز نگهداری می شود نیز گفته شد تا پس از تجزیه شیمیایی، توان آلایندگی آنها نیز مشخص گردد.
اندازه گیریهای صحرایی
برای اندازه گیری PH,EC و دما، از دستگاههای GENWAY استفاده شد. در هر ایستگاه پارامترهای PH,EC و دما، در هنگام نمونه برداری قرائت و یادداشت گردید. همچنین آبدهی رودخانه در هر ایستگاه نیز برای تفسیرهای بعدی برآورد شد.
آماده سازی نمونه های آب
آماده سازی نمونه ها در آزمایشگاه زمین شیمی و هیدروشیمی بخش علوم زمین دانشگاه شیراز انجام گرفت و نمونه های آب به منظور حذف ذرات معلق فیلتر شد.
تجزیه شیمیایی نمونه های آب
تجزیه شیمیایی نمونه ها در چند بخش انجام گرفت:
اندازه گیری کاتیونهای K,Na,Mg,Ca در آزمایشگاه زمین شیمی بخش علوم زمین دانشگاه شیراز با استفاده از نورسنج شعله(مدل perkin-elmer 51-ca)
2- اندازه گیری آنیونهای کربنات، بی کربنات، سولفات و کلرید، در آزمایشگاه هیدروشیمی دانشگاه شیراز و با استفاده از روش شیمی تر(تیتراسیون)
- نمونه های آب برای عناصر جزیی Zn-V-Sn-Se-Sb-Pb-Ni-Mo-Hg-Cu-Cr-Co-Cd-Be-B-As در یکی از آزمایشگاههای معتبر استرالیا و با استفاده از ICP-MS برای عناصر جزیی و AAS برای جیوه، تجزیه شیمیایی شدند.
 
این فهرست، عناصر مهم از نظر زیست محیطی که براساس بررسیهای زمین شناسی احتمال وجود آنها در این منطقه می رود را در بر می گیرد.
تجزیه شیمیایی نمونه های باطله
نمونه های باطله نیز به همان آزمایشگاه تخصصی استرالیا ارسال و 50 عنصر جزیی از جمله u, Ti ,Th, Sr, Se, Sb, P, Ni, Mn, Hg, Ga, Cu, Cr, Co, Cd, As, Al, Ag, Au و Zn در این نمونه ها با استفاده ازICP-MS اندازه گیری شد.
نتایج پارامترهای اندازه گیری شده و تجزیه شیمیایی
نتایج تجزیه شیمیایی نمونه های آب، و باطله ها کاملاً با نتایج مورد انتظار همخوانی دارد(جدول 1 و2) و افزون بر این نتایج جالب توجهی برای مطالعات بیشتر ارائه داده است.
نمونه های آب
مقادیر PH، گستره ای از 64/7(در نمونه WSAR6) تا 12/6(در نمونه WZAR9) و میانگین 2/7 نشان می دهند(جدول 1). نمونه های رودخانه زرشوران اندکی قلیایی است و تنها نمونه WZAR8 اندکی خصلت اسیدی نشان می دهد.
مقادیر PH به طور معمول کمتر از us/cm 1000 است(بجز نمونه WSAR8 که آب چشمه های گرم را دریافت می کند). نمونه های چشمه های آبگرم EC حدود 3000 دارند. EC
 
 
 
 
نمونه های آب شرب از 170(نمونه WDZI) تا 481(WDTI) تغییر می کند. مقادیر EC نشان می دهد که آبهای منطقه، مواد معدنی اندکی داشته و low mineralized هستند(شکل 3).
قلیائیت کل که نشانگر توان آب در خنثی کردن اسیدهای قوی یا نشانگر توان بافری آن است(wetzel & likens, 1991) در این منطقه مقادیری از 27(در نمونه WZAR10) تا mg/I 714 در نمونه(WS3) داشته است.
از نظر غلظت عناصر جزئی(جدول 2 و شکل4)، نمونه WZAR10 بیشترین مقادیر را برای عناصر Zn,Ni,Sb,As با مقادیری به ترتیب در حد 40، 1/1، 042/0 وppm 34 نشان می دهد.
این نمونه از چشمه ایاق بلاغی گرفته شده که در مجاورت تونل شماره 8 معدن قرار دارد.
عناصر B,Mn وSe در چشمه های آبگرم بیشینه بوده و مقادیر آنها به ترتیب به 3/1، 6/7 و ppm 037/0 می رسد. بیشترین مقدار کادمیم(ppm 045/0) و مس(ppm 014/0) در نمونه WZAR11 و بیشترین مقادیر سرب(024/0) در نمونه WZAR8 اندازه گیری شده است.
نمونه های آب شرب کمترین مقادیر را از نظر غلظت عناصر(به جزBa) داشته اند.
نمونه های رودخانه زرشوران از Sb,Pb,Ni,Cu,Cr,Cd,As وZn غنی و از Ni,Mn,Ba,B وSe فقیر هستند. در عوض چشمه های آبگرم از Mn,B وSe غنی و از بیشتر عناصری که در رودخانه زرشوران فراوان است، فقیر هستند. نمودار تهیه شده توسط کابوی و دیگران(1999). در شکل 3 آورده شده و رابطه میان مقدار عناصر سنگین و PH را نشان می دهد.
نمونه های باطله
جدول 3 مقدار عناصر را در 4 نمونه باطله های معدنی نشان می دهد. مقادیر آرسنیک در نمونه های باطله گستره ای از 5/11 تا 40 درصد نشان داده اند. به بیانی باطله های آرسنیک کانسنگ بالقوه ای هستند که برای استحصال طلا کنار گذاشته شده اند.

کلید واژه ها: آذربایجان غربى