عنوان پایان‌نامه
مطالعه زایش و ژنز تراورتن های آب اسک در شرق آتشفشان دماوند با بهره گیری از نسبت های ایزوتوپی پترو گرافی و دورسنجی
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی_پترولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4630;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51386
- تاریخ دفاع
- ۱۹ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- سمیه رحمانی جوانمرد
- چکیده
- چشمه‌های معدنی اسک، در فاصله 85 کیلومتری شمال شرقی تهران، دامنه شرقی آتشفشان دماوند واقع شده‌اند. نهشته‌های این چشمه‌های آهک‌ساز، عمدتاً به صورت تراورتن رخنمون یافته است. با توجه به متأثر بودن این منطقه از فعالیت‌های تکتونیکی پویا در البرز مرکزی، وجود گسل‌ها و شکستگی‌های ناشی از فراخاست البرز، به عنوان مولد مجرا‌ها‌یی برای صعود آب‌های اشباع شده از کربنات کلسیم به سطح و تشکیل تراورتن، امری بارز است. نهشته‌های مذکور از لحاظ مورفولوژی و سن (از جدید به قدیم) به انواع توفا، تراورتن‌های نسبتاً جوان با مورفولوژی (پشته - شکافی، آبشاری، استالاکتیت و سدی) و تراورتن‌های لامینهای تفکیک می‌شوند که هر یک گویای شرایط خاص تشکیل و نهشته شدن می‌باشند. مطالعات میکروسکوپی و آنالیز XRD نشان می‌دهد تراورتن‌های آب اسک از لحاظ ترکیب کانیشناسی شامل 95 درصد کلسیت، مقادیر ناچیزی کوارتز با منشأ زیستی و ناخالصیهایی از اکسید آهن و بیوتیت می‌باشند. بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که در تشکیل این تراورتن‌ها میکروارگانیسم‌های فتوسنتزی مانند جلبک‌های سبز – آبی و دیاتومهها نقش بسزایی داشته‌اند. به منظور تشخیص منشأ و عوامل مؤثر بر نهشته شدن آنها، آنالیز‌های ایزوتوپی کربن و اکسیژن بر روی آنها انجام شد. تراورتن‌ها دارای مقادیر ?13C در حدود 6 تا ‰79/9 و مقدار ?18O در محدودهای بین 02/13- تا ‰34/6- بر اساس استاندارد PDB می‌باشند. با توجه به مقدار بالای ?13C این تراورتن‌ها از نوع ترموژن هستند و از واکنش بین سنگ و سیالات غنی از CO2 به وجود آمدهاند. بر اساس مقادیر ?18O و ?13C گاز CO2 اولیه محاسبه شده، این تراورتن‌ها از سیالات هیدروترمال متاسوماتیسم کننده نهشته شده‌اند. با توجه به روند خطی مشاهده شده بین مقادیر ?13C - ?18O در تراورتن‌های منطقه، احتمال دارد که این سیال با آبهایی با منشأ متفاوت اختلاط پیدا کرده باشد. با در نظر گرفتن این نکته که در مناطق آتشفشانی جوان و تکتونیکی فعال، هلیم به تنهایی از گوشته خارج نمی‌شود و همراه آن گاز CO2 و دیگر مواد فرار خارج می‌شوند و با توجه به اینکه منشأ گاز هلیم چشمه‌های آب گرم اسک گوشتهای تشخیص داده شده است، بنابراین احتمالاً این سیال ابتدا با گاز CO2 منشأ گرفته از گوشته اختلاط یافته و در مسیر حرکت به ترا‌زهای فوقانی با سازند‌های کربناته واکنش داده و شروع به کربناتزدایی نموده است. در ادامه این سیالات، گاز CO2 حاصل از هیدرولیز سنگ‌های کربناته را با خود حمل کرده و به صورت چشمه آب گرم در سطح ظاهر شده‌اند. سرانجام گاززدایی سریع و فعالیت‌های بیولوژیکی صورت گرفته در آب‌های ذکر شده منجر به رسوب تراورتن‌ها گردیده است. جهت مشخص نمودن محدوده اصلی تراورتن‌ها و گسلهای موجود در منطقه بر روی تصویر ماهواره‌ای استر مطالعات دورسنجی انجام شد. این بررسیها نشان داد که بهترین بارزشدگی تراورتن‌ها و عوارض خطی موجود در منطقه در ترکیب باندی 1, 3, 4 در محیط RGB می‌‌باشد. دو روند خطی با راستای شرق- جنوب شرق برای خطواره‌های بزرگتر و شرق- شمال شرق برای خطواره‌های با طول کمتر ولی با پراکندگی بیشتر در منطقه آب اسک شناسایی گردیدند که در نتیجه ایجاد شکستگی‌های متقاطع، محیط مستعدی را برای خروج چشمه‌های آب گرم و نهشت تراورتن‌ها پدید آورده‌اند. پراکندگی تراورتن‌ها در تصویر ماهواره‌ای نشان می‌دهد که این عوارض به موازات رودخانه و جاده هراز کشیده شده‌اند و از سوی دیگر به صورت پراکنده در مسیر آبراهه‌های ارتفاعی عمود بر روند رودخانه و جاده رخنمون دارند. بدیهی است وجود آب‌های فرو‌رو در سیستم زهکشی درونی زایش تراورتن در این منطقه تآثیر قوی داشته است. کلید واژه: آب اسک، آنالیز‌های ایزوتوپی، تراورتن، چشمه‌های آب گرم، دماوند.
- Abstract
- Abe Ask mineral springs 85 km northeast of Tehran, are located in east range of Damavand Volcano. Considering that this area was tectonically active, presence of faults and extensional fractures as the paths for the calcium carbonate - saturated fluids to the surface and the formation of travertine are clear. Deposits of these lime springs are mainly precipitated as travertine. Morphologically and chronologically (from new to old) these travertines are categorized as Tufa, relativly young travertines which are morphologically classified as, (Fissure - ridge, Speleothem, Cascade, and Dam) and Laminated travertines, any of which illustrates a specific condition of formation and deposition. Microscopic and XRD investigations show that travertines of Abe Ask are mineralogically composed of 95 percent calcite, minor amounts quartz with biological origin along with iron oxide impurities and biotite. Surveys conducted show that photosynthetic microorganisms such as green-blue algae and diatoms have had significant role in the formation of these travertines. ?13C and ?18O isotopic analysis are performed, in order to diagnose the origin of the travertines and factors governing their precipitation. Travertines have ?13C values between 6 to 9.79 per mil in PDB and ?18O values are between -13.02 to -6.34 per mil in PDB. High values of ?13C show that they can be regarded as thermogene travertines that formed by interaction between rock and CO2-rich fluids. Based on ?18O values and ?13C of the original CO2 calculated, it seems that these travertines were deposited from hydrothermal metasomatic fluids. Considering the observed linear trend between ?13C and ?18O values of the travertines in surrounding areas, it is possible that the fluids forming these travertines have been mixture of fluids with different origins. In young volcanic and tectonically active regions, Helium can not be removed from the mantle lonely, but it can be removed with carbon dioxide and other volatiles. Therefore, we conclude that the origin of helium in Ab-e-Ask hot springs has been from the mantle. Thus, the fluid is mixed with CO2 emissions originated from the mantle and has altered the carbonates in his migration path. The fluids containing carbon dioxide obtained by hydrolysis of the carbonate rocks reached to the surface and emerging as thermal springs. Travertines were precipitated from these due to rapid degassing of the fluids and biological activities. To identifying the major ranges of the travertines and faults in studied region, the satellite image Aster Remote Sensing studies were performed. These studies showed that the best travertines exposures and linear features are in region in 4,3,1 band combination in the RGB environment. Two linear trends with a direction of the East – Southeast (for larger lineation) and East - Northeast (for lineations with shorter length and greater dispersion) were identified. Concentration of these in the Abe Ask region were attributed to the multiple fractures in this area. These fractures are susceptible for the formation of hot water springs and travertine deposition. The distribution of travertines in satellite images showed that these effects are mostly parallel to the Haraz River and road. On the other hand, some of these are distributed in the waterways that are perpendicular to the river trend. Obviously, presence of intrusive waters in drainage system of the internal bearing travertine has had a strong influence in these areas. Keywords: Abe Ask, Damavand, Hot springs, Stable isotope, Travertine.
