بخشی از مقاله
چکیده
تکوین ژئومرفیک مخروطه افکنه ها اغلب با استفاده از شاخصهای ژئومرفیک مورد بررسی قرار گرفته و شاخصهای مغناطیسی در خاکها و رسوبات مخروطه افکنه ها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کاربرد پذیرفتاری مغناطیسی در مطالعات ژئومرفولوژی و شناسائی فرآیندهای تکوین یک مخروطه افکنه در مناطق خشک شرق اصفهان انجام شد. برای این منظور شاخص بریدگی سطوح ژئومرفیک و شاخص پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان میدهد همبستگی بین نتایج حاصل از شاخص ژئومرفیک بریدگی سطوح ژئومرفیک و شاخص پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک خاکها وجود دارد که ناشی از تاثیر فعالیت های تکتونیکی بر شدت فرسایش و تغییرات در الگوهای زهکشی و تغذیه مواد مادری خاکهای مورد مطالعه است. این امر با تغییرات در خاصیت مغناطیسی مواد مادری و خاکهای حاصل همراه بوده است. بنابراین لازم است قبل از تفسیر نتایج پذیرفتاری مغناطیسی خاکها، این شاخص در مواد مادری مورد بررسی قرار گیرد.
مقدمه
مخروطه افکنهها لندفرم غالب در بسیاری از مناطق فعال تکتونیکی زمین هستند. با وجود گسترش این لندفرم در نواحی اقلیمی مختلف از جنب قطبی تا حاره ای مرطوب، اما مخروطه افکنهها بعنوان لندفرم مشخصه مناطق کوهستانی خشک و نیمه خشک مورد توجه بوده اند.[1] تکوین ژئومرفیک مخروطه افکنه ها با استفاده از شاخصهای ژئومرفیک مورد بررسی قرار گرفته است [2] اما شاخصهای مغناطیسی در خاکها و رسوبات مخروطه افکنه ها کمتر مورد بررسی قرار گرفته است.
پذیرفتاری مغناطیسی پاسخ مغناطیسی یک ماده به میدان مغناطیسی خارجی است. بطور کلی مواد بر مبنای خاصیت مغناطیسی شامل مواد با خاصیت مغناطیسی مثبت - مواد فرومگنتیک و پارا مگنتیک - و مواد با خاصیت مغناطیسی منفی - مواد دیامگنتیک - طبقه بندی میشوند
مواد فرو مگنتیک - ماننداکسیدهای آهن - و پارامگنتیک - مانند اولیوین، بیوتیت و ... - سبب افزایش مقادیر مغناطیسی خاک میشوند در حالیکه مواد دیامگنتیک - مانند گچ، کربنات ها، مواد آلی - سبب کاهش پذیرفتاری مغناطیسی خاک میشوند. در مجموع مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی خاک نتیجه مواد مادری خاک و مواد حاصل از فرآیندهای ثانویه مانند فرآیندهای هوادیدگی، پدوژنز و اضافه شدن یا حذف ذراتی است که میتواند بر روی پذیرفتاری مغناطیسی خاک موثر باشد .[4] مطالعات پذیرفتاری مغناطیسی با اهداف شناسائی اثر اقلیم6]،[5، مواد مادری 7]،[4 و توپوگرافی [4] بر فرآیندها و ویژگیهای خاکها انجام شده است.
پژوهش حاضر با هدف بررسی کاربرد پذیرفتاری مغناطیسی در مطالعات ژئومرفولوژی و شناسائی فرآیندهای تکوین یک مخروطه افکنه در مناطق خشک شرق اصفهان انجام شد.
منطقه مورد مطالعه و روش مطالعه منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در استان اصفهان و در فاصله حدود 50 کیلومتری جنوب شرقی شهر اصفهان قرار گرفته است - شکل . - 1 مخروطه افکنه مورد مطالعه در محدوده52 درجه و 04 دقیقه و 27 ثانیه شرقی و 32 درجه و22 دقیقه و 01ثانیه شمالی قرار گرفته است - شکل . - 1 اقلیم فعلی منطقه مورد مطالعه خشک تا شدیدا خشک با میانگین دمای سالانه حدود 15/2 درجه سانتیگراد و میانگین بارش سالانه حدود 120 میلیمتر می باشد.
شکل :1 موقعیت منطقه مورد مطالعه در استان اصفهان، مرکز ایران
چینه های غالب زمین شناختی منطقه مورد مطالعه شامل شیل ژوراسیک، سنگ آهک و کنگلوموای کرتاسه بوده، اما بیشتر سطح منطقه بوسیله رسوبات کواترنر پوشیده شده است .[8] منطقه شرق اصفهان در زون زمین شناختی سنندج-سیرجان واقع شده است و از لحاظ تکتونیکی فعال بوده و دارای گسلهای موازی شمال غرب-جنوب شرقی می باشد. فعالیت این گسلها سبب ایجاد ساختار کوه-دشت شده است که فرآیند آغازین در تکوین ژئومرفیک- پدوژنیک منطقه مورد مطالعه می باشد.
روش مطالعه
لندفرمها و سطوح ژئومرفیک منطقه مورد مطالعه با استفاده از تفسیر عکسهای هوائی پانکروماتیک با مقیاس 1/40000سازمان نقشه برداری کشور، نقشههای توپوگرافی 1/50000 سازمان جغرافیائی نیروهای مسلح و بازدیدهای مکرر میدانی مورد شناسائی قرار گرفتند. پس از شناسائی سطوح ژئومرفیک پروفیلهای خاک بر روی سطوح ژئومرفیک حفر و مورد مطالعه و نمونه برداری قرار گرفت. نمونههای خاک پس از خشک شدن در سایه، کوبیده شده و از الک 2 میلیمتری - مش - 10 عبور داده شدند.
توزیع اندازه ذرات پس از حذف مواد آلی و یونهای محلول با روش پیپت انجام شد .[9] پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های خاک هواخشک توسط دستگاه Bartington مدل MS2 در فرکانس پائین 470 - هرتز - انجام شد. شاخص پذیرفتاری مینروژنیک با استفاده از پذیرفتاری اولیه و با حذف مواد دیامگنتیک - گچ و کربنات ها - مطابق با روش پیشنهاد شده برای خاکهای مناطق خشک ایران [7] انجام شد.
در محاسبه شاخص پذیرفتاری مینروژنیک با توجه به اینکه رطوبت خاکهای مناطق خشک بسیار پائین است و مقدار مواد آلی خاکهای مورد مطالعه کمتر از 0/5 درصد و در بسیاری از افقها کمتر از 0/1 درصد است [10] از این پارامترها صرفنظر شد.
شاخص ژئومرفیک بریدگی سطوح ژئومرفیک با استفاده از نقشه های توپوگرافی و با استفاده از نرم افزار الویس به روش پونتی 1985 محاسبه شد
نتایج
بررسی ها و مطالعات میدانی نشانگر تشکیل دو نسل مخروطه افکنه یکی در جبهه کوهستان و دیگری در سطوح پائینتر است. مخروطه افکنه های بالائی حاوی خاک قدیمی مدفون هستند در حالیکه مخروطه افکنه های پائینی حاوی خاک قدیمی سطحی - رلیکت - هستند
وجود خاکهای قدیمی مدفون میتواند نشامگر وقایع رسوبگذاری آبرفتی اتفاقی و سریع باشد
مخروطه افکنه های نسل دوم شامل سطوح غیر فعال آبرفتی و سطوح فعال آبرفتی هستند. بنابراین در مجموع سه سطح ژئومرفیک شامل نسل اول مخروطه افکنه ها - سطح - Qf1، سطوح غیر فعال ابرفتی - سطح - Qf2 و سطوح فعال ابرفتی - سطح - Qf3 شناسائی شدند.
بررسی شاخص بریدگی سطوح ژئومرفیک نشان میدهد این شاخص برای سطح Qf1 بسیار زیاد و برای مخروطه افکنه های نسل دوم کمتر و در مقادیر نسبتا مشابه است - شکل . - 2 این امر میتواند ناشی از فرسایش شدید در مخروطه افکنه های قدیمی به دلیل فراخاست تکتونیکی باشد.
شکل .2 مقادیر شاخص بریدگی سطوح ژئومرفیک برای مخروطه افکنه های نسل اول - I - و نسل دوم . - II
نتایج حاصل از پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک نشان میدهد در مخروطه افکنه های نسل اول بیشترین مقدار این شاخص مربوط به افقهای تجمع رس - آرجیلیک - است - جدول . - 1 حداکثر پذیرفتاری مغناطیسی در افقهای آرجیلیک از مناطق خشک و نیمه خشک استان فارس [5] و شمالشرق ایران[11] گزارش شده است. این امر به ابشوئی ذرات بسیار ریز فری مگنتیک و انتقال انها به افق B خاک[5] و تجمع اکسید های اهن طی دوره های گرم و مرطوب بین یخچالی [11] نسبت داده شده است. بنظر میرسد فرآیندهای مشابه در خاکهای نسل اول مخروطه افکنه های مورد مطالعه سبب تجمع اکسید های آهن و افزایش پذیرفتاری مغناطیسی در خاکهای این سطح ژئومرفیک شده است
جدول :1 ویژگیهای فیزیکی و مغناطیسی پدونهای مورد مطالعه
در مخروطه افکنه های نسل دوم، برخلاف نسل اول مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک در افقهای سطحی - افق - A و افقهای مواد مادری - افق - C بیشتر از افقهای حاصل از فرآیندهای پدوژنیک - افق - Btk است - جدول . - 1 این امر پیشنهاد میکند مواد مادری در این خاکها دارای خاصیت مغناطیسی بالا باشند و وقوع فرآیندهای پدوژنیک با تخریب کانیهای مغناطیسی اولیه، سبب کاهش پذیرفتاری مغناطیسی افقهای خاک شده است.
با توجه به اینکه بخش شن خاک به ارث رسیده از مواد مادری و حاوی کانیهای اولیه است [12]، بنابراین جهت آزمون فرضیه تاثیر مواد مادری بر پذیرفتاری مغناطیسی، کورولاسیون مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک با مقادیر شن خاکهای سطوح ژئومرفیک انجام شد. نتایج نشان میدهد برای مخروطه افکنه های نسل اول پذیرفتاری مغناطیسی با افزایش درصد شن بصورت خطی کاهش پیدا میکند در حالیکه برای سطوح زئومرفیک نسل دوم - - II، پذیرفتاری مغناطیسی با افزایش درصد شن نه تنها کاهش پیدا نمیکند بلکه افزایش هم پیدا میکند
شکل .3 ارتباط پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک با درصد شن در خاکهای سطوح ژئومرفیک
این نتایج دارای مشابهت با نتایج حاصل از بریدگی سطوح ژئومرفیک - شکل - 2 است و بنابراین بنظر میرسد طی فرآیند تکوین ژئومرفیک مخروطه افکنه مورد مطالعه، تغییر در الگوهای زهکشی و تغذیه مواد مادری خاکها رخ داده باشد. این امر میتواند حاصل فعالیت فرآیندهای تکتونیکی در منطقه مورد مطالعه باشد و در شاخص بریدگی سطوح ژئومرفیک و پذیرفتاری مغناطیسی خاکها ثبت شده باشد.
بیات و همکاران - 1392 - با بررسی شاخص سینوزیته جبهه کوهستان در مخروطه افکنه مورد مطالعه در پژوهش حاضر دریافتند این مخروطه افکنه تحت تاثیر فرآیندهای تکتونیکی نسبتا شدید طی آخرین فاز کوهزائی قرار گرفته است. پونتی - 1985 - هم با بررسی رسوبات آبرفتی دریافت فرآیندهای تکتونیکی سبب تغییرات در الگوهای زهکشی کوههای سن گابریل کالیفرنیا شده است.
نتیجهگیری و جمعبندی
همبستگی و هماهنگی بین نتایج حاصل از شاخص ژئومرفیک بریدگی سطوح ژئومرفیک و شاخص پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک خاکها مشاهده میشود که ناشی از فعالیت های تکتونیکی منطقه مورد مطالعه میباشد. در واقع فعالیت های تکتونیکی منجر به فراخاست جبهه کوهستان و نسل اول مخروطه افکنه ها و ایجاد فرسایش شدید و بریدگی و هم تغییرات در الگوهای زهکشی و تغذیه مواد مادری مخروطه افکنه ها شده است و این امر در شاخصهای بریدگی و پذیرفتاری مغناطیسی ثبت شده است.
در مورد مخروطه افکنه های جدیدتر مشخص است رسوبگذاری مواد مادری غنی تر از کانیهای مغناطیسی رخ داده است و پس از آن فرآیندهای خاکساز سبب تخریب کانیهای مغناطیس اولیه و کاهش مقادیر پذیرفتاری مینروژنیک خاکها شده است. با توجه به اینکه بسیاری از مطالعات پذیرفتاری مغناطیسی در توالیهای لس-خاک قدیمی در فلات لسی چین بیان میکنند که افزایش پذیرفتاری مغناطیسی حاصل فرآیندهای خاکساز است[6]، نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد این مدل برای تمام خاکها صادق نیست و لازم است قبل از تفسیر مقادیر شاخص پذیرفتاری مغناطیسی خاکها این شاخص در مواد مادری خاکها مورد بررسی قرار گیرند.
