تعیین منشأ سولفات در چشمه های کارستی با استفاده از ایزوتوپ سولفور، جنوب غرب ایران

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

3 استاد گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

doi
10.22034/iwrr.2024.427890.2727
چکیده

آبخوان­‌های کارستی که یکی از منابع اصلی تأمین آب شرب خوزستان هستند، بسیار آسیب‌پذیر هستند و هیدروژئوشیمی این آب­ها تحت تأثیر عوامل طبیعی و آنتروپوژنیک قرار دارد. هدف از این تحقیق بررسی هیدروژئوشیمی یون­های اصلی و تعیین منشأ سولفات در چشمه‌های گوگردی، چشمه­‌های غیرگوگردی (چشمه‌­های آلوده‌شده با نفت) و شورابه­‌های نفتی در جنوب غرب ایران با استفاده از ایزوتوپ پایدار سولفور می‌­باشد. بدین منظور پس از بررسی و مطالعات صحرایی شش نمونه آب زیرزمینی گوگردی، هفت نمونه آب زیرزمینی غیرگوگردی و شش نمونه شورابه نفتی جمع‌‎آوری و مورد سنجش یون­های اصلی و ایزوتوپ­های پایدار δ34SSO4 و δ18OSO4 قرار گرفت. نمودار­های ترکیبی هیدروشیمی به منظور استنباط برهمکنش سنگ/ آب و شناسایی فرآیندهای هیدروژئوشیمی استفاده شد. نمودار­های ایزوتوپی  δ34SSO4و δ18OSO4 و نمودار­های ترکیبی سولفات و یون­های اصلی به منظور شناسایی منشأ سولفات مورد استفاده قرار گرفتند. نمونه‌های آب زیرزمینی سه رخساره آنیونی خاص سولفاته - کلسیک از انحلال گچ، بی کربناته- کلسیک از انحلال کلسیت و کلروره - سدیک از آلودگی شورابه­‌های نفتی را نشان می‌دهند. با توجه به نمودارهای ترکیبی هیدروژئوشیمیایی و ایزوتوپی سه فرآیند برهمکنش آب و سنگ (انحلال ژیپس، انحلال کربنات و انحلال هالیت) در آبخوان‌های کارستی مورد مطالعه مشخص شد که در میان این سه فرآیند، به نظر می‌رسد انحلال ژیپس در درجه اول مسئول ترکیب املاح آبخوان­‌های کارستی باشد. مقادیر ایزوتوپی δ34SSO4 آب­های زیرزمینی بین 18/06 تا 33/06 و مقادیر ایزوتوپی δ18OSO4 بین 11/07 تا 16/07 تغییر می‌­کند. نتایج نشان داد که سولفات حاصل برهم‌کنش آب و سنگ‌های تبخیری (انحلال گچ در سازند گچساران و یا گچ موجود در مخزن کربناته) است. با توجه به مقادیر ایزوتوپی δ18OSO4 و δ34SSO4 سولفات، مشخص شد که سولفات آب نمونه‌­های S2 و  S6 (چشمه گوگردی گرو و چشمه قیری دهلران) و شورابه نفتی چاه W1 متأثر از تجزیه مواد نفتی موجود بوده است. مجموعه داده‌­های ژئوشیمیایی حاصل از این مطالعه، همراه با داده­‌های منتشر شده قبلی، درک جامعی از منشأ سولفات آب زیرزمینی در این منطقه به دست داده است.