ارزیابی خصوصیات ژئومکانیکی سنگ‌های آرژیلیتی در منطقه مکران جنوبی (راه‌آهن چابهار- نیک شهر)

نویسندگان

1 استاد گروه زمین‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22084/nfag.2022.26043.1514
چکیده

سنگ‌های آرژیلیتی از جمله سنگ‌های ضعیف هستند که به دلیل تورم پذیری، شکفتگی زیاد و مقاومت کم در اجرای پروژه‌های مهندسی باعث مشکلاتی می‌شود. پهنه ساختاری مکران جنوبی در قسمت جنوب شرقی ایران حد فاصل بین دو گسل تراستی مکران و قصر- قند و شامل دو زیر پهنه مکران ساحلی و مکران بیرونی قرار دارد. عمده رسوبات از خرده‌های کوارتز در حد سیلت با زمینه کربناته دارای کانی‌های فرعی کلسیت و خرده‌های فسیل است که نشان‌دهنده محیط دریایی کم‌عمق و کم انرژی به سن نئوژن می‌باشد. توزیع دانه‌ها عمدتاً سیلتی و زاویه‌دار در یک زمینه عمدتاً کربناته با درصد کربنات کلسیم کمتر از 15 درصد و در مکران ساحلی به دلیل تشکیل کلسیت اسپارایتی بین 70 تا ۸۰ درصد است. در این پژوهش به‌منظور تعیین ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی سنگ‌های آرژیلیتی مکران جنوبی در امتداد محور راه‌آهن چابهار- نیک شهر، آزمایش‌های تعیین چگالی، تخلخل، آزمایش مقاومت بار نقطه‌ای و آزمایش فلورسانس پرتوایکس (XRF) و نتایج پراش اشعه ایکس (XRD) انجام‌شده است. نتایج XRF نمونه‌ها نشان می‌دهد که عمده اکسیدهای تشکیل‌دهنده SiO2،  Al2O3، Fe2O3 و CaO می‌باشد و نتایج XRD نشان‌دهنده کانی‌شناسی عمدتاً سیلتی شامل: کوارتز، کلسیت، آلبیت، کلینوکلر، مسکویت و دولومیت می‌باشد. برداشت صحرائی در هرکدام از زیر پهنه‌ها به‌منظور طبقه‌بندی مهندسی سنگ و نمونه‌برداری جهت آزمون‌های آزمایشگاهی برای تعیین ویژگی‌های ژئومکانیکی مورد استفاده قرار گرفت. مطابق طبقه‌بندی مهندسی سنگ عمده رسوبات در طبقه‌بندی ضعیف و خیلی ضعیف به دلیل شرایط تکتونیکی و هوازدگی زیاد قرار دارند. مطالعات سنگ‌شناسی و تعیین خصوصیات فیزیکی نشان می‌دهد رسوباتی که در مکران ساحلی قرار دارند به دلیل جوان بودن حوضه رسوب‌گذاری دارای تخلخل بیشتر و سیمان کمتر می‌باشند و براساس مقاومت بار نقطه‌ای (Is50<2MPa) مطابق طبقه‌بندی بینیاوسکی در رده سنگ‌های ضعیف قرار می‌گیرند مقادیر مقاومت تراکمی تک‌محوره نشان می‌دهد که عمده سنگ‌ها دارای مقاومت کمتر از 20 مگا پاسکال می‌باشند که دارای همبستگی بالایی (R2=0.94). با مقدار تخلخل می‌باشد؛ و همچنین رابطه مقاومت فشاری تک‌محوری با دانسیته و کربنات کلسیم به ترتیب برابر (R2=0.81) و (R2=0.89) می‌باشد.