تأثیر واحدهای سنگی و نقش سیالات گرمابی بر غلظت عناصر در منابع آب زیرزمینی منطقة جنوب‌شرق سلماس

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه ‌زمین‌شناسی، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران

2 دانش‌آموختة کارشناسی ارشد، گروه زمین‌شناسی، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران

چکیده

ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی اطلاعات زیادی در خصوص منشأ آب، تأثیر سنگ‌های دربرگیرنده، فرآیندهای هیدروشیمیایی غالب و غیره ارائه می‌دهد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر واحدهای سنگی مختلف و نقش سیالات گرمابی بر افزایش غلظت عناصر در منابع آب زیرزمینی منطقة جنوب‌شرق سلماس است. به این منظور از منابع آب زیرزمینی انتخابی نمونه‌برداری انجام شد و بر اساس نتایج حاصل از تجزیة شیمیایی نمونه‌ها به بررسی تأثیر واحدهای سنگی و سیالات گرمابی پرداخته شد. مطالعات هیدروشیمی نشان داد که منابع آب زیرزمینی منطقة مورد مطالعه عمدتاً دارای تیپ Ca-HCO3 و Na-HCO3 بوده و غلظت برخی از عناصر در ترکیب شیمیایی آن‌ها نسبت به آب‌های معمولی بسیار بالاتر است، به‌طوری‌که غلظت آرسنیک و بور در برخی از نمونه‌ها به‌ترتیب به 6320 میکروگرم بر لیتر و 644 میلی‌گرم بر لیتر می‌رسد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که سنگ‌های دگرگونی رخنمون یافته در منطقه (شامل شیست، آمفیبولیت و به‌خصوص گنایس‌های تورمالین دار) به‌دلیل رهاسازی عنصر بور (B) از کانی‌های تورمالین و میکا بر افزایش غلظت این عنصر در منابع آب درگیر تأثیرگذار بوده‌اند. علاوه‌براین، در محل‌هایی نظیر چشمة آبگرم ایستی‌سو به‌دلیل حضور توده‌های گرم ماگمایی در اعماق، پتانسیل بسیار بالایی برای ورود برخی عناصر به منابع آبی دیده می‌شود. به‌طوری‌که بالا بودن غلظت برخی از عناصر شاخص از قبیل As، W، B و Cl می‌تواند به جدایش آن‌ها از سامانة ماگمایی و گرمابی مرتبط باشد که این امر منجر به ایجاد آلودگی گسترده در آب‌های گرم و سطحی منطقه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Ahangari, M. (2017). Origin of tourmaline and garnet in west Qushchi mylonite granite (NW Iran); constrains on petrogenesis of parental rock. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 25(4), 697-710. http://ijcm.ir/article-1-989-fa.html. [In Persian]
Alacali, M. (2018). Hydrogeochemical investigation ofgeothermal springs in Erzurum, East Anatolia (Turkey). Environmental Earth Sciences, 77, 802. doi:10.1007/s12665-018-7986-1
Asadpour, M., Abbas Novinpour, E., & Nikrouz, R. (2016). The geological study of the origin of boron contamination in the Issiso springs, North of Urmia. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 100, 61-66. doi:10.22071/gsj.2016.40688. [In Persian]
Asghari Moghaddam, A., & Barzegar, R. (2015). Considering factors affecting high arsenic concentration in groundwater resources of Tabriz Plain aquifers. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 24(94), 177-190 doi:10.22071/gsj.2015.43280. [In Persian]
Assadpour, M., Heuss, S., & Jafari Bari, M. (2017). Boron contamination in the west of Lake Urmia, NW Iran, caused by hydrothermal activities. Procedia Earth and Planetary Science, 17, 554-557. doi:10.22071/gsj.2016.40688
Bundschuh, J., Maity, J.P., Nath, B., Baba, A., Gunduz, O., Kulp, T.R., Jean, J., Kar, S., Yang, H.J., Tseng, Y., Bhattacharya, P., & Chen, C.Y., (2013). Naturally occurring arsenic in terrestrial geothermal systems of western Anatolia, Turkey: potential role in contamination of freshwater resources. Hazardous Materials, 262, 951–959. doi:10.22098/mmws.2022.11367.1123
Dehrami, R., Amiri, F. (2023). Impact assessment of land-use changes on groundwater quality in Dahram watershed of  Fars province. Water and Soil Management and Modelling, 3(1), pp. 165-80. doi:10.22098/mmws.2022.11367.1123. [In Persian]
Deutsch, W.J., & Siegel, R. (1997). Groundwater geochemistry: Fundamentals and applications to contamination. CRC Press. doi:10.1201/9781003069942
Durrast, H., & Ngansom, W. (2022). Integrated geophysical and geochemical investigations on  the high-salinity geothermal waters of the khlong thom hot spring tourist attraction in Krabi, southern Thailand. Geosciences Journal , 26, 621-635. doi:10.1007/s12303-022-0007-0
Dutta, A., & Gupta, R.K. (2022). Geochemistry and utilization of water from thermal springs of tawang and west kameng districts, arunachal pradesh. Journal of the Geological Society of India, 98, 237–244. doi:10.1007/s12594-022-1964-7
Ebrahimi, D., No, J., & Dashti, A. (2019). Inspecting geothermal prospects in an integrated approach within the West Azarbaijan Province of Iran, Geothermics, 77, 224-235. doi:10.1016/j.geothermics.2018.09.007
Ellis, A.J., & Mahon, W.A.J. (1977). Chemistry and Geothermal Systems.Chemical Geology, 25(3), 219-226. doi:10.1016/0009-2541(79) 90143 -8.
Faryabi, M. (2023). Delineating the source and mechanism of groundwater salinization in a semi-arid region of southeastern Iran using geophysical and hydrochemical approaches. Water and Soil Management and Modelling, 3(2), 93-111. doi:10.22098/mmws.2022.11298.1119 [In Persian]
Fournier, R.O. (1979). A revised equation for the na/k geothermometer, geothermal resources council. Water Resource and Protection, 3, 221-224. 1000361
 
Fournier, R.O., & Truesdell, A.H. (1973). An empirical Na-K-Ca geothermometer for natural waters. Geochimica et Cosmochimica Acta, 37, 1255–1275.doi:10.1016/0016-7037(73)90060-4
Furkan Sener, M. (2019). A new approach to Kırşehir (Turkey) geothermal waters using REY, major elements and isotope geochemistry. Environmental Earth Sciences, 78, 75. doi:10.1007/s12665-019-8068-8
German, C.R., & Von Damm, K.L. (2003). Hydrothermal processes. Treatise on Geochemistry, 6, 181–221. doi:10.1016/B0-08-043751-6/06109-0.
Giggenbach, W.F., Gonfiantini, R., Jangi, BL., & Truesdell, AH. (1983). Isotopic and chemical composition of Parbati valley geothermal discharges, NW-Himalaya, India. Geothermics, 12, 199–222.
Hailu, H., & Haftu, S. (2023). Hydrogeochemical studies of groundwater in semi-arid areas of northern Ethiopia using geospatial methods and multivariate statistical analysis techniques. Applied Water Science, 13, 86. doi:10.1007/s13201-023-01890-w
Khodabandeh, A. (2003). Geological map 1:100000 of Selmas, Organization of Geology and Mineral Exploration of the country. [In Persian]
Mahon, W.A.J. (1970). Chemistry in the exploration and exploitation of hydrothermal systems. Geothermics, 2(2), 1310–1322. doi:10.1016/0375-6505(70)90449-9
Modabberi, S., & Jahromi Yekta, S. (2013). Environmental geochemistry and sources of potentially toxic elements in thermal springs in the Sabalan volcanic field, NW Iran. Environmental Earth Scince, 71, 2821-2835. doi:10.1007/s12665-013-2660-0
Nabavi, M.H. (1978). An introduction to the geology of Iran, Geologic Survey of Iran, Tehran, 109p. [In Persian]
Oinam, J.D., Ramanathan, AL., & Gurmeet, S. (2012). Geochemical and statistical evaluation of groundwater in Imphaland Thoubal district of Manipur, India. Journal of Asian Earth Sciences, 48, 136-149. doi:10.1016/j.jseaes.2011.11.017
Pashai Karagoz, T., Derakhshi, M., & Aghazadeh, N. (2017). Investigating the effect of lithology on the concentration of boron element (B) in the water resources of Khoy-Mahabad zone and the western part of Alborz-Azerbaijan zone. Master's Thesis, Islamic Azad University, Urmia , Iran. [In Persian]
Pirajno, F. (2009). Hydrothermal processes and mineral systems. Springer Science & Business Media.
Rezaei, A., Javadi, H., Rezaeian, M., Barani, S. (2018). Heating mechanism of the Abgarm-Avaj geothermal system observed with hydrochemistry, geothermometry, and stable isotopes of thermal spring waters, Iran. Environmental Earth Sciences, 77, 635. doi:10.1007/s12665-018-7828-1
Rezaei, A., Rezaeian, M., & Porkhial, S. (2019). The hydrogeochemistry and geothermometry of the thermal waters in the Mouil Graben, Sabalan volcano, NW Iran. Geothermics, 78, 9–27. doi:10.1016/j.geothermics.2018.11.006
Smedley, P., & Kinniburgh, D. (2002). A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters. Applied Geochemistry, 17, 517–568. doi:10.1016/S0883-2927(02) 00018-5
Subbarao, N. (2011). Geochemistry of groundwater in parts of guntur district, andhra pradesh, India. Environmental Geology, 41, 552-562. doi:10.1007/s002540100431
Tang, J., Zhou, X., Zhang, Y., Tian, J., He, M., Li, J., Dong, J., Yucong, Y., Liu, F., Ouyang, S., & Liu, K. (2023). Hydrogeochemistry of fault-related hot springs in the Qaidam Basin, China. Applied Sciences, 13(3), 1415. doi:10.3390/ app13031415
Tonani, F. (1970). Geochemical methods of exploration for geothermal energy. Geothermics, 2(1), 492–515. doi:10.1016/0375-6505(70)90049-0
Utagi, U.N., & Purandara, B.K. (2023). Tempo-spatial quality assessment of spring water using WQI and GIS modeling in Western Ghats region of India. Innovative Infrastructure Solutions, 8(11), 1-16. DOI:10.1007/s41062-023-01275-7
Vengosh, A., Helvaci, C., & Karamanderesi, I.H. (2002). Geochemical constraints for the origin of thermal waters from western Turkey. Applied Geochemistry, 17,163–183.
Wang, Y., Gu, H., Li, D., Lyu, M., Lu, L. Zuo, Y. & Song, R. (2021). Hydrochemical characteristics and genesis analysis of geothermal fluid in the Zhaxikang geothermal field in County, southern Tibet. Environmental Earth Sciences. 80(11). doi:10.1007/s12665-021-09577-8
White, D.E. (1970). Geochemistry applied to the discovery, evaluation, and exploration of geothermal energy resources. Geothermics, 2(1), 58–80. 1004712.
WHO (2011) Guidelines for drinking-water quality, World Health Organization, 4th edition.
Yazdi, M., Farajpour, G., Hasanvand, M., & Navi, P. (2018). Hydrogeochemistry of Isti Su hot spring, Western Azerbaijan, Iran. Carbonates and Evaporites, 33, 861-867. doi:10.1007/ s13146-018-0458-6
Yazdi, M., Taheri, M., & Navi, P. (2015). Environmental geochemistry and sources of natural Arsenic in the Kharaqan hot springs, Qazvin, Iran. Environmental Earth Science, 73, 5395–5404. doi:10.1007/s12665-014-3794-4
Yoshizuka, K., Nishihama, S., & Sato, H., (2010). Analytical survey of arsenic in geothermal waters from sites in Kyushu, Japan, and a method for removing arsenic using magnetite. Environmental Geochemistry Health, 32, 297-302. doi: 10.1007/s10653-010-9300-3
Yousefi Mobarhan, E., Karimi Sanghchini, E., & Lotfinasabasl, S. (2024). Temporal and spatial investigation of groundwater quality with emphasis on industrial uses in Sefid-Rud Basin. Water and Soil Management and Modelling, 4(1),119-134. doi:10.22098/ mmws. 2023.12220.1211. [In Persian]
Zhang, G., Liu, C., Liu, H., Jin, Z., Han, G., Li, L (2008). Geochemistry of the Rehai and Ruidian geothermal waters, Yunnan Province, China. Geothermics, 37, 73-83. doi:10.1016/j.geothermics.2007.09.002