رابطه دما و فعالیتهای هیدروترمالی در مناطق لالجین، قهاوند و چهاردولی

دسته زمین شناسی زیست محیطی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده منوچهر امیری
تاريخ برگزاری ۰۲ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه:

     در برخی از مناطق استان همدان همچون لالجین، قهاوند و چهاردولی، آب برخی از چاههای کشاورزی ترش، سوزنده، گس وگازدار است و تجهیزات فلزی داخل این چاهها بشدت خورده می شود بطوریکه بعضی از کشاورزان مجبورند هر چندماه یکبار تجهیزات درون چاه ها را جوشکاری و یا تعویض نمایند و در نتیجه سالیانه خسارات زیادی به کشاورزان وارد می گردد. لذا شناسایی عوامل خوردگی میتواند به برنامه ریزی جهت کاهش خسارات کمک نماید. در ایجاد خوردگی و سرعت آن عوامل مختلفی می تواند دخالت داشته باشد و یکی از این عوامل دما است که افزایش آن سبب افزایش سرعت خوردگی می شود. اثر دما در افزایش خوردگی از معادله آرینوس پیروی می کند (۳و۴).

     بطور طبیعی با افزایش عمق در پوسته زمین میزان دما افزایش می یابد که نرخ این افزایش در مکانهای مختلف تا اندازه ای متفاوت است و بطور متوسط حدود ۳۰ تا ۳۳ درجه به ازای هر کیلومتر می باشد که گاهی اوقات در اثر حضور توده های ماگمایی و یا فعالیت های پنوماتولیتی و هیدروترمالی مقدار دما بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد(۹).همچنین در مناطقی که دما بر اثر فعالیتهای ماگمایی و هیدروترمالى افزایش می یابد مقدار گازها و بویژه گاز CO۲ افزایش می یابد (۵ و ۸). بررسیها نشان می دهد که غلظت دی اکسید کربن محلول در آبهای طبیعی با منشاء جوی اندک بوده و مقدار آن به ندرت به بیش از ۱۰ میلی گرم بر لیتر می رسد ولی اگر آبهای زیر زمینی تحت تاثیر فعالیتهای گازی و آبکی بامنشاء ماگمایی وهیدروترمالی قرار گیرند. میزان دی اکسید کربن محلول در آنها می تواند حتی به بیش از ۱۰۰ میلی گرم بر لیتر برسد(۱۰و۱۱).

     در شمال دشت چهاردولی و غرب منطقه لالجین چشمه های آب معدنی باباگرگر وجود دارد که نگاری (۱۳۱۹) با آنالیز آب پنج چشمه، گزارش نمود که این چشمه ها دارای گاز دی اکسید کربن، هیدروژن سولفوره و آمونیاک می باشند(۷). عسگری (۱۳۷۸) با آنالیز دو نمونه از آبهای منطقه گازدار قهاوند دریافت که در این آبها گاز CO۲ وجود دارد. ولی علی رغم عنوان پایان نامه اش به علت خوردگی تجهیزات چاهها اشاره ای ننموده است(۴). امیری (۱۳۷۴) با مطالعه پترولوژی منطقه آلموقلاق واقع در مجاور شرقی دشت چهاردولی بااستناد به ژئو شیمی عناصر نادر و وجود مینرالهایی چون اسکورلیت به فعالیت های هیدروترمالی و جوان اشاره نموده است(۱).

     در این پژوهش سعی گردیده تا به دو سئوال پاسخ داده شود که عبارتنداز: ۱- آیا یک منبع حرارتی غیر از گرادیان زمین گرمابی در منطقه وجود دارد ۲- اگر منبع حرارتى وجود دارد منشا آن چیست.

 

بحث :

     ابتدا در بررسیهای صحرایی توسط دماسنج با دقت ۱/۰ و دستگاه G.P.S دمای آب و مشخصات جغرافیایی ۲۹ حلقه ازچاه هاى آب گاز دار،اندازه گیری و برداشت گردید و با پرسش از کشاورزان عمق چاه ها یادداشت گردید. همچنین از ۱۶ چاه آب نمونه هایى توسط ظروف جا نوشابه برداشت و سریعا به آزمایشگاه جهت اندازه گیری پارامترهای شیمیایی قلیائیت کل، PH، بی کربنات و... ارسال گردید و بکمک نتایج بدست آمده و با استفاده از نمو گرافهای  مربوطه (۱۰و۱۱) میزان گاز دى اکسید کربن محلول در آنها برآورد گردید. سپس داده های صحرایی و آزمایشگاهی بکمک روشهای آماری و برنامه SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. برای تشخیص وجود تفاوت درمیانگین دماى سه منطقه ، داده های دمایی و عمقی توسط آنالیز واریانس و با استفاده از آماره F و سطح معنی داری آن مورد بررسی قرار گرفت. پس از تحلیل واریانس، ارتباط داده های دمایی و عمقی توسط آنالیز رگرسیون مورد  تحلیل  قرار گرفت که در این آنالیز با استفاده از آزمون های t, F و R وضعیت ارتباط خطی دمای آب چاه ها و عمق آنها تعیین گردید. شرح کامل فرمولها و روشهاى آزمون در منابع مربوطه(۲ و ۶)وجود دارد. همچنین با استفاده از همین آزمونها، وضعیت ارتباط دمای آب چاههاى نمونه برداری شده با میزان دی اکسید کربن ارزیابی گردید.

     سطح معنی داری آماره F نشان می دهد که اختلاف میانگین دما بین سه منطقه قابل ملاحظه و معنی دار است و نمی توان از آن چشم پوشی نمود. آماره ولچ و آماره براون فرسیت نیز همین نتیجه را تأیید می نمایند. نتایج آزمون برابری میانگین دمای آب چاه های این مناطق در جدول (۱) ارائه گردیده است. نتایج بررسی تفاوت دمایی دوبدوى این سه منطقه توسط آزمون چندگانه پست هاک نشان می دهد که بین مناطق لالجین و چهاردولى تفاوت معنی داری وجود ندارد ولی این تفاوت بین مناطق لالجین با قهاوند و چهاردولى با قهاوند قابل ملاحظه و معنی دار است.

 

       جدول-۱- نتایج حاصل از آزمون میانگین دماى آب چاه هاى گازدار  در مناطق لالجین ،چهاردولى و قهاوند

 

منبع تغیرات

مجموع مربعات (تغیرات)

درجه آزادى

میانگین مربعات (واریانس)

آزمونهاى برابرى میانگین ها

 

 آزمون برابرى واریانسها

آماره F

آماره براون_ فرسیت

آماره ولچ

آماره لون

مقدار

سطح

مقدار

سطح

مقدار

سطح

مقدار

سطح

تبیین شده

۵۰.۵

۲

۲۵.۲

۳۹.۵۲۹

.۰۰۰

۴۶.۷۵۰

.۰۰۰

۵۶.۶۰۰

.۰۰۰

.۵۴۳

.۵۸۷

تبیین نشده

۱۶.۶

۲۶

.۶۴

مجموع

۶۷.۱

۲۸

-

 

 

     حال سئوال این است که این تفاوت حرارتی ناشی از چیست. بررسی عمق چاه ها توسط آنالیز تحلیل واریانس که نتایج آن در جدول (۲) ارائه شده است نشان می دهد که تفاوت معنی دار و قابل ملاحظه ای بین میانگین عمق چاه ها مشاهده می شود. حال با توجه به اینکه اختلاف هم بین میانگین دما و هم بین میانگین عمق وجود دارد. اولین موضوعی که به ذهن خطور می نماید این است که این اختلاف حراراتی احتمالاً ناشی از شیب زمین گرمایی است. نتایج آزمون چند گانه پست هاگ نشان می دهد که تفاوت بین میانگین عمق در مناطق لالجین و چهاردولى معنی دار است و این در حالی است که تفاوت دما بین این دو منطقه معنی دار نیست. از طرف دیگر تفاوت بین میانگین عمق مناطق قهاوند و چهاردولى معنی دار و قابل ملاحظه نمی باشد در صورتیکه تفاوت دمایى بین این دو منطقه معنی دار است.

 

                                        جدول-۲- نتایج حاصل از آزمون  میانگین عمق چاه هاى گازدار  در مناطق لالجین ،چهاردولى و قهاوند

 

منبع تغیرات

مجموع مربعات (تغیرات)

درجه آزادى

میانگین مربعات (واریانس)

آزمونهاى برابرى میانگین ها

 

 آزمون برابرى واریانسها

آماره F

آماره براون_ فرسیت

آماره ولچ

آماره لون

مقدار

سطح

مقدار

سطح

مقدار

سطح

مقدار

سطح

تبیین شده

.۶۶۸

۲

.۳۳۴

۱۰.۷۰۹

.۰۰۰

 

 

۱۱.۳۹۲

.۰۰۰

منوچهر امیری:   فوق لیسانس پترولوژی از دانشگاه تربیت معلم تهران 1374
عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، بخش تحقیقات آبخیزداری
همکاران: حسین علیرضا یی و قاسم اسدیان
 
چکیده:
     در مناطق لالجین، چهاردولی و قهاوند واقع در بخش شمالی استان همدان، بعضی از چاه های آب گازدار بوده و تجهیزات داخل آنها در طی مدت کوتاهی خورده و پوسیده می شود. طوریکه سالیانه خسارات زیادی به کشاورزان منطقه وارد می شود. از آنجایی که حرارت می تواند عمل خوردگی را تسریع نماید لذا در این پژوهش سعی گردیده تا وجود یا عدم وجود یک منبع  حرارتی درمنطقه  و منشاء آن مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور ابتدا توسط عملیات صحرایی میزان دما، عمق و مشخصات جغرافیایی 29 حلقه چاه گازدار برداشت و 16 نمونه آب اخذ و در آزمایشگاه آنالیز گردید و بکمک نمو گرافهای استاندارد مقدار دی اکسید کربن نمونه ها محاسبه و برآورد گردید. سپس بکمک نرم افزار آماری SPSS رابطه داده های دمایی با عمق و دی اکسید کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر بالای دی اکسید کربن نشان می دهد که فعالیتهای هیدروترمالی گازدار در این مناطق وجود دارد و نتایج آزمونهای مختلف نشان داد که یک اختلاف معنی دار بین دمای آب چاه ها وجود دارد که بخشی از آن ناشی از شیب زمین گرمایی و بخش دیگر  آن ناشی از فعالیت های نیمه داغ درون زمین است.
واژه های کلیدی:  دما ، آب زیرزمینی، محلولهای گرمابی، چاه های گازدار، همدان.
 
Relationship Between The Temperature  And  Hydiothermal Activities In The Lalejin, Ghahavand and Chardoli area
 
Amiri, M., member of scientific Board of Agriculture and natural resourse research  center of Hamedan province, Iran.
 
Abstract:
     In the Lalejin, Ghahavand and Chardoli area that are located in the north of Hamedan province, some of water wells are gaseous and their equipments are corroded during a short period. So, annually the Farmers are sustained a very loss. Whenas, The heat can to catalyze the corrosion process. therefore, It was endeavoured to evaluate the existence or absence of a heat source and its provenance in these area. For this aim, amount of temperature, depth of wells, and Geographical characteristics of 29 gaseous well ring was recorded by field investigation with help of G.P.S apparatus and thermometer. Furthermore, 16 samples of well´s water were taken and analyzed in the laboratory. Then, amount of free carbon dioxide was estimated by using of standard Nomographs. data of temperature, depth, free carbon dioxide and correlations of them were evaluated by using of SPSS program. . High amount of free carbon dioxide shows that gaseous hydrothermal solutions are active in these area. Results of different statistic tests that was carried out in this study show that there is a significant difference between awerage of water temperature in these area, that a part of it is arisen of temperature gradient and its other part is arisen of semihot internal activities of earth.
                  
Keywords:Temperature, Groundwater, Hydrothermal solutions, Gaseous wells, Hamedan.   

کلید واژه ها: آبزیرزمینی همدان لالجین آبگازدار هیدروترمال زمین شناسی زیست محیطی