مطالعه ژئوشیمی رسوبات رودخانه مولید، جنوب شرق قائن به منظور تعیین نرخ هوازدگی، میزان آلودگی رسوبات و ارزیابی خطر زیست محیطی عناصر فلزی

مرتضوی مهریزی, مریم; فیاضی بروجنی, مرضیه; خانه باد, محمد

doi:10.22084/psj.2019.3499

مطالعه ژئوشیمی رسوبات رودخانه مولید، جنوب شرق قائن به منظور تعیین نرخ هوازدگی، میزان آلودگی رسوبات و ارزیابی خطر زیست محیطی عناصر فلزی

نویسندگان

¹ استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند

² کارشناس‌ارشد زمین‌شناسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند

³ استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

10.22084/psj.2019.3499

چکیده

حوضه آبریز رودخانه مولید در جنوبشرقی شهرستان قاین، استان خراسان جنوبی واقع شده است. در این مطالعه، اختصاصات ژئوشیمیایی رسوبات رودخانه مولید به منظور بررسی شرایط هوازدگی و نرخ آلودگی رسوبات ارائه شده است. 30 موقعیت در طول رودخانه مولید از بالادست تا پاییندست به منظور ارزیابی مشخصههای ژئوشیمیایی برداشت شده است. استفاده از نمودارهای تفکیکی، دوتایی و مثلثی، برخاستگاه آذرین مافیک و جایگاه زمینساختی را احتمالا جزایر کمانی اقیانوسی برای این رسوبات تداعی مینماید. دادههای یاد شده پیشنهادکننده سنگ مادر آذرین مافیک برای رسوبات است. محاسبه برخی شاخصها نظیر CIA، PIA و ICV نشان میدهد که رسوبات مربوط به سیکل اول رسوبگذاری بوده و هوازدگی کمی را متحمل شدهاند. بررسی میزان آلودگی رسوبات رودخانه مورد مطالعه توسط اندیسهای فلزات سنگین نشان میدهد که منبع آلودگی رسوبات عوامل طبیعی بوده و خطر زیستمحیطی این آلودگیها بسیار کم است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Geochemical study of the Mulid River sediments, southeast of Qayen to determine weathering rate, sediment contamination rate and environmental risk assessment of metallic elements

نویسندگان [English]

M. Mortazavi Mehrizi ¹
M. Fayazi Borujeni ²
M. Khaneh Bad ³

چکیده [English]

The Mulid River catchment is located in the southeastern of Qayen city, South Khorasan Province. In this study, geochemical characteristics of Mulid river sediments are provided in order to investigate climatic conditions and sediments contamination rate. The use of discriminant, bivariate and ternary diagrams suggests the mafic igneous provenance and the oceanic island arc tectonic setting for these sediments. The mentioned data suggest a mafic igneous provenance for these sediments. The calculation of some indices such as CIA, PIA and ICV show that these sediments are related to the first depositional cycle and suffered low weathering. Investigation of the contamination rate of the studied river sediments by heavy metals indices shows that the source of sediment pollution is natural factors and the environmental risk of these pollutants is very low.

کلیدواژه‌ها [English]

geochemistry
weathering rate
metallic elements indices
contamination rate
Mulid River
southeast of Qayen

مراجع

آقانباتی، ع (1385) زمینشناسی ایران، انتشارات سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی، 586 ص.

افتخارنژاد، ج (1352) مطالبی چند درباره تشکیل حوضه رسوبی فیلیش در خاور ایران و توجیه آن با تئوری تکتونیک صفحهای. سازمان زمینشناسی کشور، 71-67.

حسینیبرزی، م (1390) ژئوشیمی عناصر اصلی نهشتههای سیلیسی آواری سازند شیرگشت، بلوک کلمرد، ایران مرکزی برای تعیین برخاستگاه زمینساختی و هوازدگی سنگمنشآ. مجله علومزمین، 20 (79)، ص 112-101.

فتوحیراد، غ (1383) پترولوژی و ژئوشیمی افیولیتهای دگرگون شده شرق بیرجند. رساله دکتری دانشگاه تربیت معلم تهران، 310 ص.

فیضنیا، س (1387) رسوبشناسی کاربردی با تأکید بر فرسایش خاک و تولید رسوب. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 356 ص.

Armstrong-Altrin, J. S., Machain-Castillo, M. L., Rosales-Hoz, L., Carranza-Edwards, A., Sanchez-Cabeza, J. A., and Ruíz-Fernández, A. C (2015) Provenance and depositional history of continental slope sediments in the southwestern Gulf of Mexico unraveled by geochemical analysis. Continental Shelf Research, 95: 15-26.

Bhatia, M. R (1983) Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. Journal of Geology, 91: 611–627.

Cox, R., Lowe, D. R., and Cullers, R. L (1995) The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59(14): 2919-2940.

Fedo, C. M., Nesbitt, H. W., and Young, G. M (1995) Unraveling the effects of K-metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology, 23: 921–924.

Guo, W., Liu, X., Liu, Z., and Li, G (2010) Pollution and Potential Ecological Risk Evaluation of Heavy Metals in the Sediments around Dongjiang Harbor, Tianjin. Procedia Environmental Sciences, 2: 729–736.

Hakanson, L (1980) An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water Research, 14 (8): 975–1001.

Hanif, N., Eqani, S. A. M. A. S., Ali, S. M., Cincinelli, A., Ali, N., and Katsoyiannis, I. A (2016) Geo-accumulation and enrichment of trace metals in sediments and their associated risks in the Chenab River, Pakistan. Journal of Geochemistry Exploration, 165: 62–70.

Harikumar, P. S., Nasir, U. P., and Rahman, M. M (2009) Distribution of heavy metals in the core sediments of a tropical wetland system. International Journal of Environmental Sciences Technology, 6 (2): 225–232.

Herron, M. M (1988) Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data. Sedimentary Research, 58: 820–829.

Kroonenberg, S (1994) Effects of provenance, sorting and weathering on the geochemistry of fluvial sands from different tectonic and climatic environments. Proceedings of the 29th International Geological Congress, 69-81.

Mandeng, E. P. B., Bidjeck, L. M. B., Bessa, A. Z. E., Ntomb, Y. D., Wadjou, J. W., Elvine Paternie Edjengte Doumo, E. P. E., and Dieudonn, L. B (2019) Contamination and risk assessment of heavy metals, and uranium of sediments in two watersheds in Abiete-Toko gold district, Southern Cameroon. Heliyon, 5: e02591.

Muller, G (1969) Index of geoaccumulation in sediments of the rhine river. Geojournal, 2 (3): 108–118.

Nagarajan, R., Roy, P. D., Jonathan, M. P., Lozano-Santacruz, R., Kessler, F.L., and Prasanna, M. V (2014) Geochemistry of Neogene sedimentary rocks from Borneo basin, East Malaysia: paleo-weathering, provenance and tectonic setting. Chemie der Erde-Geochemistry, 74 (1): 139-146.

Nath, N. B., Kunzendorf, H., and Pluger, W. L (2000) Influence of provenance and sedimentary processes on the elemental ratios of the fine-grained fraction of the bedload sediments from the Vemband Lake and the adjoining continental shelf, south-coast of India. Journal of Sedimentary Research, 70: 1081–1094.

Nesbitt, H. W., and Young, G. M (1984) Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on Thermodynamic and Kinetic considerations. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48: 1523–1534.

Pettijohn, F. J., Potter, P. E., and Siever, R (1987) Sand and Sandstone (2^nd edition). New York, Springer-Verlag, 553p.

Potter, P. E (1978) Petrology and chemistry of big river sands. Journal of Geology, 86: 423–449.

Roser, B. P., and Korsch, R. J (1988) Provenance signatures sandstone - mudstone suites determined using discriminate function analysis of major element data. Chemical geology, 67: 119-139.

Roser, B. P., and Korsch, R. J (1986) Determination of tectonic setting of sandstone–mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. Journal of Geology, 94: 635–650.

Salati, S., and Moore, F (2010) Assessment of heavy metal concentration in the Khoshk River water and sediment, Shiraz, Southwest Iran. Environmental Monitoring Assessment, 164 (1- 4): 677–689.

Seshan, B. R. R., Natesan, U., and Deepthi, K (2010) Geochemical and statistical approach for evaluation of heavy metal pollution in core sediments in southeast coast of India. International Journal of Environmental Sciences Technology, 7 (2): 291–306.

Shruti, V. C., Jonathan, M. P., Rodriguez-Espinosa, P. F., Nagarajan, R., Escobedo-Urias, D. C., Morales-Garcia, S.S., and Martinez-Tavera, H (2017) Geochemical characteristics of stream sediments from an urban-volcanic zone, Central Mexico: Natural and man-made inputs. Chemie der Erde, 77: 303-321.

Taylor, S. R., and McLennan, S. M (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution. London, Blackwell, 312p.

Tirrule, R., Bell, L. R., Griffis, R. J., and Camp, V. E (1983) The Sistan suture zone of eastern Iran. Geological Society of America, 84: 134-150.

Vilà, M., and Martínez-Lladó, X (2015) Approaching earth surface geochemical variability from representative samples of geological units: The Congost River basin case study. Journal of Geochemical Exploration, 148: 79–95.

Wanas, H. A., and Abdel-Maguid, N. M (2006) Petrography and geochemistry of the Cambro-Ordovician Wajid sandstone, southwest Saudi Arabia: Implications for provenance and tectonic setting. Journal of Asian Earth Sciences, 27: 416-429.

Zhu, W., Bian, B., and Li, L (2008) Heavy metal contamination of road-deposited sediments in a medium size city of China. Environmental Monitoring Assessment, 147 (1-3): 171–181.

Zimmermann, U., and Bahlburg, H (2003) Provenance analysis and tectonic setting of the Ordovician clastic deposits in the southern Puna Basin, NW Argentina. Sedimentology, 50: 1079–1104.