مجله زمين شناسي مهندسي،جلد اول، شماره ٣ پاييز١٣٨٢

نشانههاي درون كارست در سنگ بستر منطقه
فروچالههاي همدان

منوچهر اميري، هادي نظري پويا: عضو هيأت علمي پژوهشي مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي استان همدان تاريخ: دريافت ٢١/١٠/٨٢ پذيرش ٨/٤/٨٤

چكيده
دشتهاي فامنين، كبودرآهنگ و قهاوند در شمال استان همدان واقع شده كه ضخامت رسوبات
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

سفره آب دار آن به حدود ١٠٠-٧٠ متر ميرسد و در سال هاي اخير فروچالههاي بزرگ و خطرناكي در
اين منطقه به وجود آمده است. بر مبناي حفاري هاي انجام شده در دشت و بيرون زدگي هاي پيرامون آن،
سنگ بستر منطقه از آهك هاي اليگوميوسن تشكيل شده و بر اساس بررسي ها ي صحرايي، اندازه گيري
سيستمهاي درز و شكاف، بررسي مقاطع نازك، وضعيت حفاري و آب دهي چاه ها، نتايج حاصل از
آزمايش هاي شيمي آب و برآورد پارامتر هايي چون انديس اشباع، انديس پايداري، ميزان دي اكسيدكربن
آزاد محلول و فشار اوليه گاز دي اكسيدكربن حاكم بر سيستم مشخص ميشود كه سنگ بستر منطقه
پديده كارستيفيكاسيون را تحمل نموده و در آن ساختار درون كارست به وجود آمده كه وجود پديدههاي
مطلوبي همچون آب دهي زياد چاه هاي حفر شده در سنگ بستر و پديده نامطلوبي چون وقوع فروچالهها
ناشياز وجودساخت كارست در سنگ بستر منطقه بوده و براي جلوگيري يا كاهش نرخ وقوع
فروچالهها بايد از كف كني چاه ها در سنگ بستر جلوگيري كرد و چاه هايي كه در سنگ بستر حفر شده وآب دهي زيادي دارند هرچه سريع تر تعطيل شوند.
واژه هاي كليدي: همدان، درون كارست، آب زيرزميني، فروچاله، دي اكسيد كربن آزاد محلول

مقدمه
در ده سال اخير بيش از ١٨ فروچال ه كوچك و بزرگ در دشتهاي همدان به وجود آمدهاست كه سبب نگراني اهالي و جلب نظر پژوهندگان براي بررسي ويژگي هاي رسوبي، تكتونيكي و ليتولوژي منطقه شده است. بر مبناي تحقيقات انجام گر فته، به طور كلي فرونشست ها به دو صورت سريع و آهسته اتفاق مي افتند. حركات آهسته بيش تر در مناطقدانه ريز رسي كه از حالت اشباع خارج شده و تحت نيروي وزن لايه تراكم مي يابند به وجود آمده است، و حركات سريع بيش تر در مناطقي با سنگ بستر آهك كارستي رخ داده و بهفروچاله معروفند [٧]. آهك هاي ضخيم لايه افقي يا قائم با 3CaCO بيش از ٩٠% و
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

ميكروكريستالين باميان لايه هاي مارني شرايط مناسبي براي پديده كارستيفيكاسيون به وجودمي آورند و مشاركت دي اكسيدكربن به عنوان عامل اصلي در انحلال كربنات ها و ايجاد پديده كارستيفيكاسيون شن اخته شده و در توسعه برون كارست منشأ آن از اتمسفر و فعاليت هاي بيولوژيك خاك بوده ودر درون كارست از فعاليت هاي متامورفيسم، ولكانيسم و يا خروج گاز از مانتو زمين است[٣] .
با عنايت به اين كه گاز دي اكسيدكربن عامل اصلي انحلال كربنات ها است. حيدري وهمكارانش[٤] نمونههاي مكعبي از سنگ هاي منطقه همه كسي و شمال شرق كبودرآهنگ(قلي آباد) را در دستگاه سيركولاسيون و با استفاده از كپسول گاز 2CO در PHهاي ٦-٥/٥،
٥/٦-٦، ٧-٥/٦ و ٥/٧-٧ مورد آزمايش قرار دادند و در هر PH غلظت يون كلسيم بر حسبزمان تا برقراري حالت اشباع اندازه گيري كردند و ميانگين ثابت انحلال در منطقه همه كسي را برابر با m/s ٤-١٠× ٢٨/١ و در منطقه قلي آباد برابر باm/s ٥-١٠× ٠٩/٤ برآورد كردند، و اظهارداشتند كه اين مقادير در مقايسه با ثابت سرعت انحلال آهك هاي مناطق لار(m/s ٦-١٠× ١٢/٢) و غار علي صدر(m/s٥-١٠× ٨/٦) نشان دهنده پتانسيل انحلال پذيري بسيار بالاي سنگ هاي آهكي اليگوميوسن اين منطقه است نامبرده به كمك مقاطع نازك ميكروسكوپي مقدار تخلخل موجوددر اين تشكيلات را بررسي كرده است. علياري[٦] در بررسي فروچالههاي دشت مركزيهمدان با بررسي هيدروگراف واحد، ميانگين تقريبي افت سطح آب را در يك دوره ٩ سالهحدود ٣ متر در سال برآورد كرده و عامل اصلي وقوع اين فروچالهها را افت شديد سطح آب دانسته و براي تأييد آن اظهار داشته است كه محل تشكيل فروچاله ها بر محل تلاقي مخروطافت چاه ها واقع شده است. ولي از سيستم كارست دروني در سنگ بستر بحثي نكرده است. همچنين اكبرزاده خويي[١] با بررسي منطقه غار علي صدر واقع در جنوب غربي دشت اظهار داشته كه هيچ پديدة كارستي سطحي و مشخصي ديده نميشود، ولي در درون غار نشانه هايمتعددي از كارست زير سطحي همچون استلاگميت، استلاكتيت و پلانشه مشاهده مي شود.
در منطقه بررسي شده، به ويژه در اطراف روستاي همه كسي فروچاله هاي زيادي به وجود آمده است و چاه هايي كه در سنگ بستر منطقه حفر شده اند حاوي گاز هستند و تجهيزاتداخل آن ها به شدت خورده و تخريب مي شود[٢] لذا با توجه به تهديدهاي زيست محيطي وپتانسيل بالقو ة خطرزايي در منطقه و تأثير سنگ بستر در وقوع اين پديده ها، ضرورت توجه بهبررسي هاي زمين شناختي سنگ بستر منطقه امري اجتناب ناپذير است.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

روش تحقيق
براي بررسي هر سيستمي لازم و ضروري است كه خصوصيات اجزاي تشكيل دهنده وپديده هاي اتفاق افتاده در آن شناسايي، مقايسه و ارزيابي شوند، لذا در اين بررسي علاوه برجمع آوري و بررسي كارهاي انجام شده و جستجوي اطلاعات از طريق اينترنت، مشخصات سنگ بستر، تركيب آب چاه هاي گازدار ، آب دهي و تغييرات چاه هاي مجاور فروچاله ها به عنوان اجزاي تشكيل دهندة سيستم مورد توجه قرار گرفت و با كاوش هاي دقيق صحرايي وتهيه مقاطع نازك و استناد به حفاري هاي انجام شده وضعيت كاني شناسي، بافت، تخلخل و … سنگ بستر شناسايي شد و سيستم هاي درز و شكاف اين تشكيلات در بيرون زدگي ها با كمپاس اندازه گيري و دياگرام گل سرخي آن ها ترسيم شد. همچنين موقعيت جغرافيايي و مشخصاتفروچاله ها و چاه هاي مرتبط با آن ها و آثار و نشانه هاي زمان وقوع با متر،دستگاهG.P.S و پرسش از روستاييان اندازه گيري و ثبت شد و از چاه هاي گازدار سه منطقه قهاوند(همه كسي)، لالجين و چهاردولي ١٦ نمونه آب برداشت و آناليز شد و با استفاده از تركيباتي چون باقيمانده خشك، قليائيت كربناتي، اسيديته و دما و به كمك نموگرافها [٨] و[٩] مقادير دي اكسيدكربنآزاد محلول محاسبه و برآورد شد و سپس به كمك جدول هاي حلاليت گازها [٥] و به روشدرون يابي ميزان فشار 2CO اوليه حاكم بر سيستم و همچنين با استفاده از روش محاسباتي[٥] طبق معادلات ١، ٢ و ٣ مقادير انديس هاي اشباع(IS) و پايداري (SI) محاسبه شد و در نهايتبا تجزيه و تحليل دادههاي آزمايشگاهي، صحرايي و داده هاي محاسباتي نشانه ها و دلايل وجود ساختار درون كارست در سنگ بستر شناسايي و ارائه گرديد.
PHs = [0.1 Log (T.D.S) + Ct ] – [Log (Cca -ALK) + (F° – C°)]
IS = PHn – PHsSI = 2PHs – PHn (٣) به ترتيب باقيماندة PHs و PHn , F° , ALK , Cca , T.D.S در اين معادلات پارامترهاي
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

خشك، غلظت كلسيم معادل كربناتي، قليائيت كل، درجه حرارت به فارنهايت، اسيديته واقعيو اسيديته اشباع را نشان مي دهند.و ضرايب °C و Ct در دماهاي بيش تر از ٧٧ درجه فارنهايتبه ترتيب برابر با ٠٠٩١٥/٠ و ٢٧/٢ و در دماهاي كم تر معادل٠١٤٢/٠ و ٦٥/١٢ هستند.

نتايج و بحث
استعداد و شواهد انحلال پذيري سنگ بستر
سنگ بستر منطقه باسن اليگوميوسن از آهك ميكروكريستالين تشكيل گرديده و داراي ميانلايه هايي از مارن و آهك مارني بوده و ضخيم لايه، دانه ريز و داراي كربنات كلسيم بالا وميكروفسيل اس ت و در برخي نقاط در آن ها ساخت استيلوليت و كنكرسيون هاي آهكي مشاهده ميشود. در اين تشكيلات سيستم درز و شكاف به طور وسيع در سه امتداد 50N130,N و 160N توسعه يافته و طاقديس ها و ناوديس هاي وسيع و ملايمي به وجود آمده و دشتكبودرآهنگ- فامنين بر روي ناوديس بزرگي از سنگ بستر قرار گرفته است. تشكيلاتي كهچنين مشخصاتي را داشته باشند، بهترين استعداد را براي انحلال و پديده كارستيفيكاسيوندارند. در شكل١ وضعيت زمين شناسي منطقه و موقعيت چاه هاي گازدار، فروچاله ها، دشت ها و شهرهاي منطقه ارائه شده است.
حال كه سنگ بستر منطقه داراي پتانسيل بالقوهاي براي انحلال است و بررسي هايآزمايشگاهي كه توسط دي اكسيدكربن به عمل آمده است اين موضوع را تأييد مي كند سؤال اين است كه آيا شواهدي دال بر انحلال و ورود گاز 2CO به سيستم درز و شكاف سنگبستر منطقه و ايجاد حفره و ساختار درون كارست وجود دارد يا نه. بررسي مقاطعميكروسكوپي نشان مي دهد كه ميزان تخلخل ميكروسكوپي در بيرون زدگي هاي مركز دشت كهبه سنگ بستر اتصال مستقيم دارند نسبت به حاشيه دشت بيش تر بوده و به حدود ٢٥-٢٠ درصد مي رسد در صورتي كه در بيرون زدگي هاي پيرامون دشت اندازه حفره ها ريزتر و تخلخل ميكروسكوپي حدود٤ درصد است. در جدول ١ مشخصات ميكروسكوپي – پتروگرافي تعدادي از نمونه ها برداشت شده از اين تشكيلات ارائه شده است.
1268732149348Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:40 IRST on Saturday October 28th 2017

شكل
١

گازدار

هاي

چاه

و

ها

فروچاله

موقعيت

و

شناسي

زمين

نقشه

فروچاله
همدان

گازدار

اههاي
چ



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید