شواهد اختلاطی بودن منشأ چشمه‌های آهکی آب اسک (جنوب شرق آتشفشان دماوند) بر اساس مطالعات ایزوتوپی نهشته‌های کربناته، ژئوشیمی آب و دورسنجی
محورهای موضوعی :سميه رحماني جوانمرد 1 , صفیه امیدیان 2 , نسیبه زارعی 3
1 - دانشگاه لرستان
2 - دانشگاه تهران
3 -
کلید واژه: آب اسک ایزوتوپ تراورتن دورسنجی منشأ چشمه‌ها ,
چکیده مقاله :
در دامنه‌های جنوب شرقی آتشفشان دماوند (85 کیلومتری شرق تهران واقع در پهنه البرز مرکزی) در منطقه آب اسک، چندین چشمه آهکی تراورتن‌ساز وجود دارد. به‌منظور تعیین منشأ عمقی آب این چشمه‌ها بر اساس منشأ گاز CO2، از داده‌های ایزوتوپی کربن و اکسیژن نهشته‌های کربناته و همچنین داده‌های ژئوشیمی آبی استفاده گردید. آنالیزهای ایزوتوپی نشان میدهند که با دور شدن از چشمه‌ها، تراورتنها از δ13C و δ18O غنیشدگی نشان میدهند. بر اساس مقادیر δ13C(CO2) اولیه، سیال رسوب‌دهنده نهشتهها یک سیال هیدروترمال متاسوماتیسم کننده بوده است. با توجه به روند خطی مشاهده شده بین مقادیر δ13C - δ18O در تراورتن‌های منطقه، احتمالاً این سیال با آب‌هایی با منشأ متفاوت اختلاط پیدا کرده است. بر اساس نتایج ایزوتوپی منشأ گاز CO2 این چشمه‌ها، دریایی- گوشته‌ای تشخیص داده شده، همان‌طور که نتایج بررسی داده‌های شیمیایی بر روی آب‌های چشمه‌های آب اسک، مؤید وجود یک منشأ عمیق برای آب‌های این منطقه است. بر اساس مطالعات دورسنجی صورت گرفته، هم‌راستا بودن روند کشیدگی و ظهور تراورتن‌های شناسایی شده با روند خطواره‌های گسلی بررسی شده در صحرا و همچنین آبراهه‌ها، حاکی از تأثیر قوی آبخوان‌های سطحی در سیستم زهکشی درونی زایش نهشته‌های کربناته در این منطقه می‌باشد. در نهایت بر اساس مطالعات ژئوشیمی آب و ایزوتوپی رسوبات، شرکت هر دو منشأ آب‌های سطحی و آب‌هایی با منشأ عمقی، برای منشأ آب چشمه‌های این ناحیه معرفی می‌گردد.
There are several calcareous springs and travertine deposits on Southeast flanks of Damavand volcano in Abe Ask area (85 km northeast of Tehran, Central Alborz zone). In this study, based on carbon and oxygen isotopic signatures on travertine deposits, the source of spring water was evaluated. Isotopic signatures show that δ13C and δ18O values enrichment in travertines gradually away from the springs. According to the primitive value of δ13C(CO2), travertine was deposited from a hydrothermal metasomatic fluids. Concerning to the linear trend between the δ13C– δ18O of travertine, the main hydrothermal metasomatic fluid (that was responsible for travertine deposition) was probably mixed with fluids of different origins. According to the isotopic analysis, the mantle-sea origin is suggested for the dissolved CO2 of water springs, in addition, the results of water geochemical data also confirmed a deep source for the Abe Ask water springs. According to the remote sensing investigation on satellite images, the distribution of travertine and faults lineation and drainage pattern, suggest the strong effect of surface and tectonic processes, in controlling the placing and distribution of the travertine. Finally, geochemical data on water springs and isotope investigations on travertine reveal both surface and deep-water source contribution in formation of the Abe Ask water springs.
- اسکویی، ب. و امیدیان، ص.، 1392. مطالعه ساختاري گسل‌هاي ايرا و نوا در جنوب شرق آتشفشان دماوند با استفاده از روش مغناطيس سنجي. مجله فیزیک زمین و فضا، در زیر چاپ.
- امیدیان، ص.، 1386. تعیین جایگاه زمین‌ساختی آتشفشان دماوند بر اساس شواهد ساختاری و ژئوشیمیایی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران، 167 صفحه.
- آلنباخ، پ. و اشتایگر، ر.، 1966. نقشه زمین‌شناسی 1:100000 دماوند. سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
- غفوري، م.، 1366. شناخت آب معدني و چشمه‌هاي معدني ايران. انتشارات دانشگاه تهران، 388.
- Al-Kohlan, T., 2008. Geochemistry of thermal waters from Al-Lisi-Isbil geothermal field, Dhamar Governorate, Yemen. Geothermal Training Program, Orkustofnun, Grensásvegur 9, Number 10 IS-108 Reykjavík, Iceland.
- Allan, J.R., and Matthews, R.K., 1982. Isotope signatures associated with early meteoric diagnosis. Sedimentology, 29, 797-817.
- Allen, M., Ghassemi, M.R., Shahrabi, M., and Qorashi, M., 2003. Accommodation of late Cenozoic oblique shortening in the Alborz range, northern Iran. Journal of Structural Geology, 25, 659-672.
- Ansari, M.R., 2013. Hydrochemistry of the Damavand Thermal springs, North of Iran. Life Science Journal, 10(7s), 866- 873.
- Giggenbach, W.F., 1991. Chemical techniques in geothermal exploration. Application of Geochemistry in Geothermal Reservoir Development (Co-ordinator D'Amore, F). UNITAR/UNDP Centre on Small Energy Resources, Rome, 119–144.
- Guidry, S.A., and Chafetz, H.S., 2002. Petrography and stable isotopic trend associated with Mammoth hot spring travertine, Yellowstone National Park, Wyoming. 33rd Annual Lunar and Planetary Science Conference, Houston, Texas, abstract no.1149.
- Hassanzadeh, J., Omidian, S., and Davidson, J., 2006. A late Pliocene tectonic switch from transpression to transtension in the Haraz sector of central Alborz: implications for the origin of Damavand volcano, Philadelphia Annual Meeting.
- Kele, S., Özkul, M., Forizs, I., Gökgöz, A., Baykara, M.O., Alçiçek, M.C, and Nemeth T., 2011. Stable isotope geochemical study of Pamukkale travertines: New evidences of low-temperature non-equilibrium calcite-water fractionation. Sedimentary Geology, 238 (1), 191-212.
- Liu, Z., Zhang, M., Li, Q., and You, S., 2003. Hydrochemical and isotope characteristics of springwater and travertine in the Baishuitai area (SW China) and their meaning for paleoenvironmental reconstruction. Environmental Geology, 44, 698–704.
- Lohmann, K.C., 1988. Application of carbon and oxygen isotopic techniques for unraveling the diagenetic history of carbonate seguences. in Allan, J. R. and Harris, P. M., eds., Stable Isotope, Trace Element, and Fluid Inclusion Workshop, Chevron Oil Field Research Co., unpublished report, 1-49.
- Özler, H.M., 2000. Hydrogeology and geochemistry in the Curuksu (Denizli) hydrothermal field, western Turkey. Environmental Geology, 39, 1169–1180.
- Pentecost, A., 2005.Travertine. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 446
- Pentecost, A., and Viles, H., 1994. A review and reassessment of travertine classification. Geographie physique et Quaternarie, 48, 305–314.
- Rahmani Javanmard, S., Tutti, F., Omidian, S., and Ranjbaran, M., 2012. Mineralogy and stable isotope geochemistry of the Ab Ask travertines in Damavand geothermal field, Northeast Tehran, Iran. Central European Geology, 55, 187-212.
- Rollinson, H.R., 1993. Using Geochemical Data. Longman Scientific and Technical, 420.
- Şimşek, S., Günay, G., Elhatip, H., and Ekmekçi, M., 2000. Environmental protection of geothermal waters and travertines at Pamukkale, Turkey. Geothermics, 29, 557–572.
- Stack, D.S., and ONeil, J.R., 1982. Mineralogy and stable isotope geochemistry of hydrothermally altered oceanic rocks. Earth and Planetary Science Letters, 57, 258-304.
- Turi, B., 1986. Stable isotope geochemistry of travertines. in: Fritz, P., Fontes, J.Ch. (Eds.), Handbook of Environmental Isotope Geochemistry, 2. Elsevier, Amsterdam, 207–238.