دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها626
تعداد مقالات6,517
تعداد مشاهده مقاله8,746,947
تعداد دریافت فایل اصل مقاله8,317,531
ارفع نیا, حامد, اسدزاده, فرخ. (1398). ارزیابی شاخصهای هوادیدگی شیمیایی در رسوبات رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه. , 26(2), 53-73. doi: 10.22069/jwsc.2019.14883.2995
حامد ارفع نیا; فرخ اسدزاده. "ارزیابی شاخصهای هوادیدگی شیمیایی در رسوبات رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه". , 26, 2, 1398, 53-73. doi: 10.22069/jwsc.2019.14883.2995
ارفع نیا, حامد, اسدزاده, فرخ. (1398). 'ارزیابی شاخصهای هوادیدگی شیمیایی در رسوبات رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه', , 26(2), pp. 53-73. doi: 10.22069/jwsc.2019.14883.2995
ارفع نیا, حامد, اسدزاده, فرخ. ارزیابی شاخصهای هوادیدگی شیمیایی در رسوبات رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه. , 1398; 26(2): 53-73. doi: 10.22069/jwsc.2019.14883.2995

ارزیابی شاخصهای هوادیدگی شیمیایی در رسوبات رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه

مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
مقاله 3، دوره 26، شماره 2، خرداد و تیر 1398، صفحه 53-73    اصل مقاله (1.13 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.14883.2995
نویسندگان
حامد ارفع نیا1؛ فرخ اسدزاده* 2
1دانشجوی دکتری گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه
2دانشیار گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه
چکیده
سابقه و هدف: رودخانه‌ها به‌عنوان راهروهای انتقال، مواد محلول و جامد فرسایش یافته از اراضی بالادست را به طرف دریاچه‌ها و تالاب‌ها منتقل می‌کنند. از این رو بررسی وضعیت رسوبات رودخانه‌ای از منظر شدت هوادیدگی، می‌تواند افق‌های نوینی در ارزیابی صحیح وضعیت اراضی بالادست، چرخه هوادیدگی و تاثیر فعالیت‌های انسانی بر محیط زیست داشته باشد. شاخص‌های هوادیدگی نظیر WIP و CIA به طور گسترده در مطالعات هوادیدگی خاک‌ها کاربرد دارند. با این حال دانسته‌ها در زمینه‌ی شدت فرآیند هوادیدگی رسوبات رودخانه‌ا‌ی در کشور محدوده بوده و پژوهش حاضر با هدف ارزیابی این دو شاخص در رسوبات رودخانه‌های مهم غرب حوضه‌ی دریاچه ارومیه و بررسی روابط احتمالی بین این شاخص‌ها و ویژگی‌های دانه‌بندی رسوبات صورت پذیرفته است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش 34 نمونه مرکب رسوب از هفت رودخانه مهم غرب دریاچه ارومیه شامل نازلوچای، شهرچای، باراندوزچای، گدارچای، مهابادچای، سیمینه‌رود و زولاچای برداشته شد. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌ها به‌روش‌های معمول آزمایشگاهی اندازه گیری شده و جهت تعیین ترکیب عنصری اکسیدهای اصلی نمونه‌های رسوب از آنالیز اسپکتروسکوپی فلورسانس اشعه X استفاده شد. کمی‌سازی مقادیر اکسیدها با کاربرد نرم‌افزار SUPERQ و واستجی از طریق نمونه‌های استاندارد بین‌الملی صورت گرفت. سپس شاخص‌های CIA و WIP محاسبه شد. آنالیز داده‌های بااستفاده از روش همبستگی و همچنین روش‌های تجزیه به مولفه‌هاب اصلی و خوشه‌بندی سلسله مراتبی صورت گرفت.
یافته‌ها: اکسیدهای سلیسیم، آلومینیوم و کلسیم سه ترکیب غالب در اغلب نمونه‌های رسوب بودند. نسبت مقدار SiO2 در نمونه‌ها به مقدار استاندارد آن در پوسته سطح زمین (UCC) برای تمامی نمونه‌ها کمتر از 1 و بین 57/0 و 84/0 بود که نشان دهنده عدم وقوع اثر رقت در فرآیند انتقال کانی‌ها است. بر اساس ترکیب اکسیدهای اصلی، نمونه‌های تمامی رودخانه‌ها دارای مشابهتی بیش از 65 درصد بوده و تنها رودخانه‌های گدار و باراندوز به دلیل اینکه مقادیر بیشتری MgO نسبت به سایر رودخانه‌ها داشتند تشابه کمتری با سایر رودخانه‌ها نشان دادند. مقدار CaO با SiO2، Al2O3 و Fe2O3 همبستگی معکوس و معنی‌داری نشان داد. (ضریب همبستگی بین 62/0- تا 67/0-، 001/0>P). دامنه شاخص‌های CIA و WIP در رسوبات به ترتیب بین 1/50 – 6/82 و 2/69 – 4/42 بود. هر دو شاخص دارای توزیع نرمال بوده ولی از بین این شاخص، شاخص WIP با معیارهای توزیع اندازه ذرات، بویژه قطر میانه همبستگی قویتری (84/0 = r و 001>P) از خود نشان داد. همبستگی شاخص CIA و معیارهای توزیع اندازه ذارت به رغم معنی‌دار بودن با رس و قطر میانه در مقاسیه با شاخص WIP ضعیف‌تر بود.
نتیجه‌گیری: مقادیر بالای SiO2 و Al2O3 در نمونه‌های رسوب نشان می‌دهد که رسوبات منطقه هوادیدگی شدید سیلیکاته قرار نگرفته‌اند. وزن بالای CaO در تجزیه به مولفه‌های اصلی به احتمال قوی نشان‌دهنده ترکیبات کلسیت در مواد مادری منطقه است. بر مبنای مقایسه شاخص‌های هوادیدگی، نمونه‌های بالادست و پائین دست رودخانه‌ها تفاوت آشکاری از نظر شدت هوادیدگی داشتند. با این حال فعالیت‌های انسانی از جمله احداث سد برای نمونه در رودخانه‌ی مهاباد سبب شده تا الگوی هوادیدگی در بالادست و پائین‌دست رودخانه تا حدودی دست خوش تغییر شود. منحنی A-CN-K برای نمونه‌های رسوب بیانگر روند موازی نمونه‌ها با محور A-CN بوده و حاکی از حذف کانی‌های سیلیکاته کلسیم و سدیم از مواد مادری است. هبستگی قوی و معنی‌دار قطر میانه رسوبات با شاخص‌های هوادیدگی به ویژه شاخص WIP نشان می‌دهد که شاخص قطر میانه در مقایسه با فراوانی ذرات اولیه، معیار مناسبتری برای ارزیابی شدت هوادیدگی رسوبات است.
کلیدواژه‌ها
رسوب؛ رودخانه‌؛ دریاچه ارومیه؛ شاخص هوادیدگی
مراجع
1.Asadzadeh, F., and Samadi, A. 2016.
Analysis of physicochemical properties of
sediments trapped in successive check
dams. Iran. J. Soil Water Res.
47: 2. 293-306. (In Persian)
2.Bétard, F. 2012. Spatial variations of soil
weathering processes in a tropical
mountain environment: the Baturité
massif and its piedmont (Ceará, NE
Brazil). Catena. 93: 18-28.
3.Bouchez, J., Lupker, M., Gaillardet, J.,
France-Lanord, C., and Maurice, L. 2011.
How important is it to integrate riverine
suspended sediment chemical
composition with depth? Clues from
Amazon River depth-profiles. Geochim.
Cosmochim. Acta. 75: 22. 6955-6970.
4.Burke, B.C., Heimsath, A.M., and White,
A.F. 2007. Coupling chemical weathering
with soil production across soil‐mantled
landscapes. Earth Surf. Processes
Landforms. 32: 6. 853-873.
5.Chetelat, B., Liu, C.Q., Wang, Q., and
Zhang, G. 2013. Assessing the influence
of lithology on weathering indices of
Changjiang river sediments. Chem. Geol.
359: 108-115.
6.Dalai, T.K., Rengarajan, R., and Patel, P.
2004. Sediment geochemistry of the
Yamuna River System in the Himalaya:
Implications to weathering and transport.
Geochem. J. 38: 5. 441-453.
7.Duzgoren-Aydin, N.S., Aydin, A., and
Malpas, J. 2002. Re-assessment of
chemical weathering indices: case study
on pyroclastic rocks of Hong Kong. Eng.
Geol. 63: 1. 99-119.
8.Fedo, C.M., Nesbitt, H.W., and Young,
G.M. 1995. Unraveling the effects of
potassium metasomatism in sedimentary
rocks and paleosols, with implications for
paleoweathering conditions and provenance.
Geology. 23: 10. 921-924.
9.Gaillardet, J., Millot, R., and Dupré,
B. 2003. Chemical denudation rates
of the western Canadian orogenic belt:
the Stikine terrane. Chemical Geol.
201: 3-4. 257-279.
10.Gupta, S., Banerjee, R., Babu, P.R.,
Parihar, P.S., and Maithani, P.B. 2012.
Geochemistry of uraniferous Banganapalle
sediments in the western part of Palnad
Sub-basin, Andhra Pradesh: implications
on provenance and paleo-weathering.
Gondwana Geol Mag Spec. 13: 1-14.
11.Hamdan, J., and Bumham, C.P. 1996.
The contribution of nutrients from
parent material in three deeply
weathered soils of Peninsular Malaysia.
Geoderma. 74: 3-4. 219-233.
12.Harnois, L. 1988. The CIW index: a new
chemical index of weathering. Sedim
Geol. 55: 3-4. 319-322.
13.Herbillon, A.J. 1986. Chemical
estimation of weatherable minerals
present in the diagnostic horizons of low
activity clay soils. In: Beinroth, F.H.,
Camargo, M.N. and Eswaran, M. (Ed.).
Proceedings of the 8th International Clay
Classification Workshop: Classification,
Characterization and Utilization of
Oxisols (Part 1).
14.Jayawardena, U.D.S., and Izawa, E.
1994. A new chemical index of
weathering for metamorphic silicate
rocks in tropical regions: a study from
Sri Lanka. Eng. Geol. 36: 3-4. 303-310.
15.Li, C., and Yang, S. 2010. Is chemical
index of alteration (CIA) a reliable
proxy for chemical weathering in
global drainage basins? Am. J. Sci.
310: 2. 111-127.
16.Lotfi, A. 2013. Lake Urmia: Description
of Basic Conditions. Environmental
Protection Agency, Tehran, Pp: 12-14.
17.McLennan, S.M. 1993.Weathering and
global denudation. J Geol. 101: 295-303.
18.Mehdizadeh, L., Asadzadeh, F., and
Samadi, A. 2015. Application of
mathematical models to describe the
particle size distribution of sediments
behind successive check dams. Water.
Engin. Manage. 6: 4. 323-336. (In Persian)
19.Meybeck, M. 1987. Global chemical
weathering of surficial rocks estimated
from river dissolved loads. Am. J. Sci.
287: 5. 401-428.
20.Millot, R., Gaillardet, J., Dupré, B., and
Allègre, C.J. 2002. The global control of
silicate weathering rates and the
coupling with physical erosion:
new insights from rivers of the
Canadian Shield. Earth Planet Sci.
Letters. 196: 1-2. 83-98.
21.Nesbitt, H.W., and Markovics, G. 1980.
Chemical processes affecting alkalis and
alkaline earths during continental
weathering. Geochim. Cosmochim. Acta.
44: 11. 1659-1666.
22.Nesbitt, H.W., and Young, G.M.
1982. Early Proterozoic climates and
plate motions inferred from major
element chemistry of lutites. Nature.
299: 5885. 715-717.
23.Nesbitt, H.W., and Young, G.M. 1989.
Formation and diagenesis of weathering
profiles. J. Geol. 97: 2. 129-147.
24.Oliva, P., Viers, J., and Dupré, B.
2003. Chemical weathering in granitic
environments. Chem. Geol. 202: 3. 225-256.
25.Osat, M., Heidari, A., Eghbal, M.K., and
Mahmoodi, S. 2016. Impacts of
topographic attributes on Soil
Taxonomic Classes and weathering
indices in a hilly landscape in Northern
Iran. Geoderma. 281: 90-101.
26.Panwar, S., and Chakrapani, G.J. 2016.
Seasonal variability of grain size,
weathering intensity, and provenance of
channel sediments in the Alaknanda
River Basin, an upstream of river
Ganga, India. Environ. Earth Sci.
75: 12. 1-13.
27.Parker, A. 1970. An index of weathering
for silicate rocks. Geologic. Magaz.
107: 06. 501-504.
28.Price, J.R., and Velbel, M.A. 2003.
Chemical weathering indices applied to
weathering profiles developed on
heterogeneous felsic metamorphic parent
rocks. Chem. Geol. 202: 3. 397-416.
29.Rowell, D.L. 1994. Soil science:
methods and application, Part 7:
Measurement of the composition of soil
solution, 112p.
30.Ruxton, B.P. 1968. Measures of the
degree of chemical weathering of rocks.
J. Geol. 76: 5. 518-527.
31.Schroeder, P.A., Melear, N.D., West,
L.T., and Hamilton, D.A. 2000. Metagabbro weathering in the Georgia
Piedmont, USA: implications for global
silicate weathering rates. Chem. Geol.
163: 1. 235-245.
32.Selvaraj, K., and Chen, C.T.A. 2006.
Moderate chemical weathering of
subtropical Taiwan: constraints from
solid-phase geochemistry of sediments
and sedimentary rocks. J. Geol.
114: 1. 101-116.
33.Stallard, R.F., and Edmond, J.M. 1983.
Geochemistry of the Amazon: 2. The
influence of geology and weathering
environment on the dissolved load. J.
Geophy Res. Oceans. 88: 9671-9688.
34.Shao, J., Yang, S., and Li, C. 2012.
Chemical indices (CIA and WIP) as
proxies for integrated chemical
weathering in China: inferences from
analysis of fluvial sediments. Sedim
Geol. 265: 110-120.
35.Taboada, T., Rodríguez-Lado, L.,
Ferro-Vázquez, C., Stoops, G., and
Cortizas, A.M. 2016. Chemical
weathering in the volcanic soils of Isla
Santa Cruz (Galápagos Islands,
Ecuador). Geoderma. 261: 160-168.
36.Taylor, S.R., and McLennan, S.M. 1985.
The continental crust: its composition
and evolution. Blackwell Scientific
Publication, Carlton, 312p.
37.Tipper, E.T., Bickle, M.J., Galy, A.,
West, A.J., Pomiès, C., and Chapman,
H.J. 2006. The short term climatic
sensitivity of carbonate and silicate
weathering fluxes: insight from seasonal
variations in river chemistry. Geoch
Cosmoch Acta. 70: 11. 2737-2754.
38.Velbel, M.A. 1993. Temperature
dependence of silicate weathering in
nature: How strong a negative feedback
on long-term accumulation of
atmospheric CO2 and global greenhouse
warming? Geology. 21: 12. 1059-1062.
39.Verma, M., Singh, B.P., Srivastava, A.,
and Mishra, M. 2012. Chemical
behavior of suspended sediments in a
small river draining out of the Himalaya,
Tawi River, northern India: implications
on provenance and weathering.
Himalayan Geol. 33: 1. 1-14.
40.White, A.F., and Blum, A.E. 1995.
Effects of climate on chemical
weathering in watersheds. Geochem
Cosmochim Acta. 59: 9. 1729-1747.
41.Xiao, S., Liu, W., Li, A., Yang, S., and
Lai, Z. 2010. Pervasive autocorrelation
of the chemical index of alteration
in sedimentary profiles and its
palaeoenvironmental implications.
Sedimentol. 57: 2. 670-676.
42.Yang, S., Jung, H.S., and Li, C. 2004.
Two unique weathering regimes in the
Changjiang and Huanghe drainage
basins: geochemical evidence from river
sediments. Sedim Geol. 164: 1. 19-34.
43.Yousefifard, M., Ayoubi, S., and
Jalalian, A. 2013. Weathering intensity
and investigation of weathering indices
in some soils developed on igneous
rocks in west-north of Iran. J. Water.
Soil. 27: 266-281. (In Persian)

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 563
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 415


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب