خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، میکرومورفولوژیکی و کانی شناسی رسی خاک های حاوی زئولیت منطقه رفسنجان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد بخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استاد بخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 دانشیار بخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: زئولیت از جمله کانی‌های رسی آلومینوسیلیکات آبدار آنیونی با فرم ساختمانی سه‌بعدی است که کاربردهای فراوانی در رفع آلودگی خاک‌ها، رسوبات و منابع آب از عناصر سنگین دارد. این پژوهش با هدف بررسی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، کانی‌شناسی رسی و میکرومورفولوژیکی خاک‌های برش طولی رفسنجان- سرچشمه در قالب یک ردیف پستی ‌بلندی و مواد مادری انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه از پدیمنت‌های پوشیده واقع در جنوب‌غربی رفسنجان شروع و تا 65 کیلومتری جنوب‌غربی این شهر یعنی منطقه سرچشمه امتداد دارد. رژیم‌های رطوبتی و حرارتی منطقه به ترتیب اریدیک و مزیک می‌باشند. در این پژوهش ابتدا با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی، نقشه‌های زمین‌شناسی و تصاویر ماهواره‌ای گوگل ارت، اشکال اراضی و سازندهای زمین‌شناسی موجود در منطقه شناسایی شدند. اشکال مختلف اراضی شامل پدیمنت پوشیده (خاکرخ 1)، پدیمنت سنگی (خاکرخ‌های 2 و 3) و کوه (خاکرخ‌های 4، 5، 6 و 7) هستند. شکل اراضی پدیمنت پوشیده از رسوبات سنگریزه‌ای جوان، پدیمنت سنگی از آرکوزها و توف‌ها و کوه از سنگ‌های تراکی-بازالتیک و دولریتیک تشکیل شده‌اند. در مجموع هفت خاکرخ متأثر از سازندهای مختلف زمین‌شناسی در اشکال اراضی فوق‌الذکر حفر، نمونه‌برداری و تشریح گردید. خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، کانی‌شناسی رسی و میکرومورفولوژی نمونه‌های خاک تعیین و در نهایت خاک‌ها با استفاده از سیستم‌های رده‌بندی آمریکایی و طبقه‌بندی جهانی رده‌بندی شدند.
یافته‌ها: بر اساس بررسی‌های صحرایی و آزمایشگاهی، افق‌های مشخصه کلسیک، ژیپسیک، آرجیلیک و کمبیک در این خاک‌ها شناسایی شدند. زیرگروه‌های تیپیک هاپلوکلسیدز، تیپیک کلسی‌آرجیدز، تیپیک توری‌ارتنتس و تیپیک هاپلوکمبیدز بر اساس سامانه رده‌بندی آمریکایی جدا شدند. در سامانه رده‌بندی جهانی خاک‌ها در گروه‌های مرجع کمبی‌سول، کلسی‌سول و رگوسول جای گرفتند. تشکیل افق Btk در خاکرخ‌های 4 و 5 به اقلیم مرطوب گذشته نسبت داده شد. بررسی مقاطع نازک کانی خاکستری زئولیت به شکل کاملا شعاعی (مخروطی شکل) با خاموشی موازی را نشان داد. عوارض خاک‌ساخت کربنات کلسیم به‌صورت پوشش، پوشش‌های زیرسطحی‌ و نودول، عوارض خاک‌ساخت گچ به‌صورت عدسی شکل و صفحات در هم قفل شده و رس به‌صورت پوشش‌های رسی در مقاطع نازک شناسایی شدند. کانی‌شناسی بخش رس خاک‌های منطقه مورد مطالعه حاکی از وجود کانی‌های رسی کائولینیت، ایلیت، پالی‌گورسکیت و اسمکتیت می‌باشد. سازندهای حاوی زئولیت منطقه حضور شابازیت با پیک‌های رده اول، دوم و سوم 0/64، 0/59 و 0/29 نانومتر و ناترولیت با پیک‌های رده اول و دوم 0/42 و 0/3 نانومتر را همراه با ناخالصی‌های کلسیت و کوارتز نشان دادند. زئولیت نوع ناترولیت در خاک‌های منطقه مورد مطالعه شناسایی شد که در خاک نسبت به فاصله از سازند زمین‌شناسی حاوی زئولیت روند کاهشی نشان داد. منشأ کانی زئولیت در خاک-های منطقه مورد مطالعه به ارث رسیده از مواد مادری می‌باشد.
نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق نمایانگر نقش مهم پستی ‌بلندی و مواد مادری در تغییرپذیری خصوصیات خاک‌ها می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Physicochemical properties, Micromorphology and clay mineralogy of soils containing zeolite in Rafsanjan Area, Iran

نویسندگان [English]

  • Negar Yazdani Jahromi 1
  • Mohammad Hady Farpoor 2
  • Mostafa Karimian Eghbal 3
1 Former MSc Student, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Associate Professor, Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and objectives : Zeolite is a group of anionic hydrated aluminosilicates with a tridimensional structure which has great implications in remediation of water, sediment and soil resources. The present research aims at physicochemical investigation, clay mineralogy and micromorphology of soils along Rafsanjan-Sarcheshmeh lithotoposequence, southeastern Iran.
Materials and methods: The study area starts from mantled pediments, southern west of Rafsanjan and extends to Sarcheshmeh town. Soil moisture and temperature regimes of the area were aridic and mesic, respectively. Topography and geology maps together with Google Earth images were used to investigate different landforms and geological formations in the area. Mantled pediment (pedon 1), rock pediment (pedons 2 and 3) and mountain (pedons 4, 5, 6 and 7) were among dominant landforms recognized in the area under study. Mantled pediment is composed of younger gravel sediments. On the other hand, arkose and tuff are dominant in rock pediment. Besides, mountain geomorphic surface show high proportion of tracky basaltic and doloritic rocks. Seven pedons affected by geological formations on different landforms were described and sampled. Physicochemical analyses together with clay mineralogy and micromorphological observations performed and Soil Taxonomy and WRB were used for soil classification.
Results: Calcic, gypsic, argillic and cambic diagnostic horizons were identified according to field and laboratory investigations. Soils were classified as Typic Haplocalcids, Typic Calciargids, Typic Torriorthents and Typic Haplocambids using Soil Taxonomy. Cambisols, Calcisols, and Regosols were also found according to WRB classification system. Presence of Btk horizon in pedons 4 and 5 was attributed to more available humidity of paleoclimate. Micromorphological observations showed grey radial (fan shape) zeolite crystals with parallel extinction. Calcite coatings, hypocoatings and nodules were among calcium carbonate pedofeatures identified. Lenticular and interlocked plates of gypsum and clay coatings were also observed during micromorphological investigations. Kaolinite, illite, palygorskite and smectite clay minerals were determined. Chabazite with first, second, and third order peaks of 0.64, 0.59, and 0.29 nm and natrolite with first and second order peaks of 0.42 and 0.3 nm together with calcite and quartz impurities were investigated in zeolitic geological formations of the area using X-ray diffractometers. Natrolite was the only zeolite found in soils under study and showed a decreasing trend with distance from zeolitic geological formations. Zeolite in soils of the area seems to be inherited from parent material.
Conclusion: Results of the study showed role of topography and parent material on variability of soil properties in the area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Central Iran
  • Chabazite
  • Natrolite
  • Paleoclimate
  • Lithotoposequence