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

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
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 (2nd 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.
 
 
دوره 7، شماره 14 - شماره پیاپی 14
مقالات منتخب پنجمین همایش انجمن رسوب شناسی ایران
پاییز و زمستان 1398
صفحه 109-121
  • تاریخ دریافت: 27 اسفند 1398
  • تاریخ بازنگری: 24 فروردین 1399
  • تاریخ پذیرش: 06 خرداد 1399