نام پژوهشگر: محمدحسین محمودی قرایی

ژئوشیمی و رسوب شناسی رسوبات دریایی عمیق جنوب شرق ژاپن (nankai trough) با تأکید بر منشأ کلسیت اتوژنیک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد 1388
  سمانه کیانپور   رضا موسوی حرمی

منطقه مرزی صفحات همگرا بین پلیتهای اورازیا و دریای فیلیپین به عنوان نانکای تراف شناخته شده است.حوضه نانکای بیشتر متشکل از سیلت استون و مادستون با لایه بندی مسطح و گاه همراه با لایه های خاکستر است که در اعماق بیشتر مادستون با مقدار زیادی از لایه های ضخیم ماسه سنگ وجود دارد. تجمع مقادیر زیاد هیدرات متان باعث تشکیل قشرهای گسترده کربناته (carbonate crust) در بستر حوضه رسوبی شده این درحالیست که در رابطه با نهشت کانی های اتوژنیک دیگر مثل پیریت نیز تأثیر گذار است. نمونه ها از رسوبات دریائی عهد حاضر جنوب غرب توکیو و جنوب ناگویا توسط مغزه گیر پیستونی (piston corer) از رسوبات کف دریا و از اعماق حدود 910 تا 2033 متری نسبت به سطح آب دریا بدست آمده است. رسوبات بدست آمده از این حوضه عمدتاً ریز دانه و در حد سیلت و رس (mud) بوده و به رنگ خاکستری تیره است. بررسی های میکروسکوپی و آنالیز xrd نشان دهنده وجود کانی های کوارتز، فلدسپات (عمدتاً آلبیت)، کلسیت، کانی های رسی (عمدتاً کائولن و ایلیت)، گلاکونیت و پیریت است. مشاهدات مقاطع میکروسکوپی نشان دهنده وجود دانه های کوارتز و پلاژیوکلاز به اندازه سیلت، در زمینه دانه ریزتر حاوی ذرات رس و مواد آلی است که گاه بصورت بیوفیلم میکروبی در منافذ موجود دیده میشوند. کربنات غالب در رسوبات آنالیز شده کلسیت است که به صورت سیمان میکریتی در فضای بین ذرات ماسه و سیلت رسوب کرده است. پیریت در این مقاطع به شکلهای framboidal واتوژنیک قابل مشاهده است، که بیانگر شرایط احیایی حاکم بر رسوبات می باشد.کربناتها به اشکال کنکرسیون، قشرهای کربناته و میکریت در برخی مغزه ها دیده می شود.داده های ایزوتوپی کربن و اکسیژن از مغزه های بدست آمده از منطقه مورد مطالعه بر اکسیداسیون بی هوازی متان توسط میکروارگانیسمها دلالت می کند. در سطح مشترک رسوب-آب (در یک محیط آنوکسیک) h2s توسط باکتریهای اکسید کننده سولفور اکسید شده و یون سولفات از طریق این واکنش تولید میشود. در اعماق بیشتر رسوبات و در یک محیط آنوکسیک فعالیت باکتریهای احیاء کننده سولفات منجر به افزایش ph شده، و همچنین -hs تولید شده منجر به افزایش بیشتر ph و افزایش آلکالینیتی تا چند برابرشده و در نتیجه کلسیت ته نشست مینماید. باکتریهای احیاء کننده سولفات در شرایط احیایی باعث احیاء یون سولفات و تولید s2- میگردند در چنین حالتی یونهای آهن به شکل فرو هستند و باعث تشکیل پیریت اتوژنیک در چمبرهای فرامینیفرا و یا در زمینه رسوبات میشوند.

رسوب شناسی و ژئومورفولوژی حوضه آبریز سرغایه- سرنیش در جنوب مشهد
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده علوم 1390
  عفت پاسبان   محمدحسین محمودی قرایی

حوضه آبریز سرغایه - سرنیش با شکلی کشیده و مساحت 654/70 کیلومتر مربع در یک منطقه کوهستانی در جنوب مشهد واقع گردیده و دارای دو رودخانه اصلی سرغایه و سرنیش است. این حوضه در زون ساختاری سبزوار قرار دارد و واحدهای سنگی منطقه شامل افیولیت ملانژهای کرتاسه شمال تربت حیدریه، کنگلومرا، ماسه سنگ، شیل، مارن و ژیپس ترشیاری است. مطالعات ژئومورفولوژی و فیزیوگرافی در این حوضه با استفاده از نقشه های ترسیم شده در محیط نرم افزار arc gis نشان می دهد که واحدهای کنگلومرا و ماسه سنگی نسبت به سایر واحدها دارای حداکثر شیب و ارتفاع و در نتیجه مقاومت بیشتری در برابر فرسایش هستند. به منظور بررسی تغییرات اندازه ی ذرات و عوامل موثر بر ریزشوندگی در مجموع تعداد 60 نمونه رسوب از کانال اصلی دو رودخانه مذکور آنالیز شده و بر اساس آن مشخص شد که روند تغییرات اندازه ذرات از الگوی نمایی کاهش به سمت پایین دست بطور کامل پیروی نکرده و دارای سه ناپیوستگی و چهار پیوستگی رسوبی در طول رودخانه سرغایه و یک ناپیوستگی و دو پیوستگی رسوبی در طول رودخانه سرنیش است. دلیل این ناپیوستگی ها ورود رسوبات درشت جانبی از شاخه های فرعی، افزایش شیب بستر، نمایان شدن سنگ بستر، تغییر در سنگ شناسی واحدهای زمین شناسی و فعالیت های تکتونیکی همچون وجود گسل در مسیر رودخانه است. هر کدام از پیوستگی ها دارای روند ریز شونده به سمت پایین دست بوده و دو عامل جورشدگی هیدرولیکی و سایش فاکتورهای اصلی در ریز شوندگی هستند. همچنین بر اساس مطالعات رسوب شناسی مشخص شد که رسوبات رودخانه های مورد مطالعه عمدتا دارای جورشدگی ضعیف، کج شدگی مثبت و کشیدگی پهن هستند. در رودخانه های سرغایه و سرنیش شش رخساره رسوبی شامل گراول ماتریکس پشتیبان (gmm)، گراول دانه پشتیبان (gcm)، گراول با لایه بندی افقی (gh)، ماسه توده ای (sm)، گل لامیناسیون دار (fl) و گل توده ای (fm) شناسایی شده است. رخساره های موجود در چهار عنصر ساختاری کانال (ch)، جریان گراویته ای (sg)، بار گراولی و اشکال لایه ای (gb) و رسوبات ریز خارج از کانال (ff) شکل گرفته اند. بر اساس مجموعه های رخساره ای و عناصر ساختاری، مدل رسوبی رودخانه های مورد مطالعه بریده بریده با بار بستر گراولی است. جهت بررسی و برآورد تولید رسوب و شدت فرسایش در حوضه آبریز مورد مطالعه از روش gis و مدل اصلاح شده پسیاک (mpsiac) استفاده شده است. این مدل وضعیت فرسایش و رسوبزایی را در هر زیرحوضه بر اساس نقش نه عامل محیطی شامل زمین شناسی، خاک، اقلیم، رواناب، توپوگرافی، پوشش زمین، کاربری اراضی، فرسایش سطحی و فرسایش رودخانه-ای بررسی می کند است. نتایج مدل mpsiac نشان می دهد که 8/14% (معادل 65/1045 هکتار) از کل مساحت حوضه آبریز در کلاس vطبقه بندی فرسایش با رسوبزایی خیلی زیاد، و 2/85% (معادل 75/6019 هکتار) در کلاس iv طبقه بندی فرسایش با رسوبزایی زیاد و 51/0% (43/36 هکتار) در کلاس iii طبقه بندی فرسایش با رسوبزایی متوسط طبقه بندی می شود. میانگین تولید رسوب بر اساس این مدل به ترتیب 91/9، 91/5 و 12/3 تن در هکتار محاسبه گردید. انواع اشکال فرسایشی موجود در منطقه شامل فرسایش سطحی، شیاری، آبراهه ای، واریزه ای، خندقی و کناری است. در نهایت امید است این تحقیق در شناخت الگوهای فرسایش و تولید رسوب حوضه های آبریز به منظور مدیریت بیشتر آبخیزداری وحفاظت از آب و خاک مفید واقع شود.

رسوب‎شناسی رسوبات فلات قاره دریای عمان در زون مکران (ناحیه چابهار) با تأکید بر منشأ رسوبات آواری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - پژوهشکده علوم گیاهی 1390
  صدیقه امجدی   محمدحسین محمودی قرایی

چکیده هدف از این مطالعه، بررسی انواع ذرات تشکیل دهنده رسوبات دریائی دریای عمان ناحیه چابهار به منظور مطالعات رسوب شناسی، کانی شناسی، ژئوشیمی و تعیین منشا رسوبات است. بدین منظور از شش نقطه فلات قاره دریای عمان، شش مغزه به عمق 5/0 تا 3 متر و با فواصل مختلف نسبت به ساحل با استفاده از مغزه گیر وزنی برداشت شده است. نتایج حاصل از آنالیز های فیزیکی و شیمیایی نشان می دهد که بیشتر ذرات رسوبی در حد گل (mud) بوده و دارای بافت یکنواختی هستند. با دور شدن از ساحل، درصد رس افزایش یافته و درصد کربنات کاهش می یابد. وجود رسوبات آواری شامل کوارتز، فلدسپات و کانی های رسی و همچنین تغییر میزان کربنات ها نشان دهنده فرایندهای هوازدگی و فرسایش، نوسانات آب دریا و آب و هوای گرم و خشک، و سیکلهای مجدد رسوبگذاری (آبشویی زیاد) در منطقه است. شرایط آب و هوایی، لیتولوژی سنگ منشا و میزان هوازدگی آن و همچنین فرآیندهای حمل و نقل و رسوبگذاری نقش مهمی در تشکیل انواع کانی های رسی دارند. کانی های رسی فلات قاره دریای عمان در ناحیه چابهار به منظور تعیین سنگ منشا رس ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه کانی شناسی رس ها (آنالیزهای xrd, eds و sem) پس از کلسیمتری نمونه ها در سه مغزه، منجر به شناسایی چهار نوع کانی رسی کائولینیت، کلریت، ایلیت و اسمکتیت شده است. کائولینیت با بیشترین درصد فراوانی نشان دهنده هوازدگی فلدسپات و حاصل از فرسایش سنگ های منشا با ترکیب اسیدی و حدواسط است. پس از کائولینیت بیشترین درصد را ایلیت شامل می شود. ایلیت و کائولینیت در نمونه های رسوبی مورد مطالعه نشان دهنده چرخه های مجدد رسوبگذاری وآبشویی مکرر در پهنه های جزرومدی فلات قاره دریای عمان هستند. در نمونه های مورد مطالعه، درصد کلریت پایین و درصد اسمکتیت ناچیز است که دلیل آن می تواند در ارتباط با نبود شرایط مناسب جهت تشکیل کلریت و اسمکتیت در منطقه مورد مطالعه باشد. برای مطالعه کانی های سنگین، هفت نمونه از مغزه 62 از کف دریا و سه نمونه از رسوبات پهنه های جزر و مدی جهت این مطالعه انتخاب شده است. جداسازی کانی های سنگین با استفاده از محلول بروموفورم صورت گرفته و برای شناسایی آنها از میکروسکوپ بینوکولار و آنالیز sem مجهز به eds استفاده شده است. مهمترین کانی های سنگین نمونه های مورد مطالعه شامل زیرکن، آپاتیت، هورنبلند، گارنت، تورمالین، روتیل، ایلمینیت و باریت است. فراوانی بالای زیرکن، آپاتیت و تورمالین موید وجود سنگهای آذرین فلسیک در ناحیه منشا است. با توجه به سنگهای آتشفشانی مناطق فرورانش می توان سری تولئیتی کوارتز دار در کمان های جوان و حوضه های پشت کمانی را به عنوان منشا اصلی این رسوبات در نظر گرفت. حضور هورنبلند در نمونه ها نیز نشان دهنده بالاآمدگی تکتونیکی و تشکیل افیولیت در منطقه است. به منظور تعیین منشا، شرایط آب و هوای قدیمه و جایگاه زمین ساختی رسوبات دریایی منطقه مکران تعداد 15 نمونه از 5 مغزه بدست آمده آنالیز و مطالعه شده است. نتایج این مطالعات نشان می دهد که رسوبات مورد مطالعه بطور عمده از سنگهای آذرین فلسیک و حدواسط منشا گرفته اند. مقادیر نسبتا زیاد al2o3 و همچنین همبستگی مثبت عناصر پتاسیم و کلسیم با آلومینیوم حضور کانیهای رسی را تایید می کند. بررسی شرایط آب و هوای قدیمه با استفاده از عناصر اصلی نشان دهنده آب و هوای گرم وخشک در منطقه است در حالی که مقادیر مربوط به اندیس دگرسانی شیمیایی (cia) و اندیس دگرسانی پلاژیوکلاز (pia) نشان دهنده دگرسانی شیمیایی رسوبات است. از طرفی میزان icv محاسبه شده بر اساس عناصر اصلی نشان دهنده تاثیر چرخه های مجدد رسوبگذاری بر رسوبات است. که می تواند از طریق آبشوئی مکرر منجر به دگرسانی شیمیایی گردد. نمونه های رسوبی مورد مطالعه از عناصر نادر خاکی (lree) غنی هستند و حالت یکنواخت از عناصر نادر خاکی سنگین (hree) همرا با اندکی آنومالی مثبت eu نشان می دهند و نسبت بالای lree/hree در نمونه ها اشاره بر رسوباتی دارد که از سنگ های فلسیک حاصل شده اند. نمودارهای تفکیک تکتونیکی نیز جایگاه زمین ساختی کمان های قاره ای را برای این رسوبات نشان می دهند. با توجه به داده های ژئوشیمیایی می توان سنگهای آتشفشانی مناطق فرورانش را که در کمان های جوان و در حوضه های پشت کمانی تشکیل می شوند. به عنوان منشا اصلی و اولیه رسوبات مورد مطالعه فلات قاره دریای عمان در نظر گرفت که پس از فرسایش، حمل و رسوبگذاری در پهنه های جذر و مدی تحت آبشوئی در سیکل های مجدد رسوبگذاری قرار گرفته اند.

بررسی عناصر آلاینده در خاک شهری و غبارهای ترافیکی شهر مشهد
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده علوم 1392
  فرزانه بهروش   زهرا قاسم زاده

گرد و غبارهای ترافیکی اغلب دارای سطح بالایی از فلزات سنگین است که می تواند سلامت انسان و محیط زیست را تحت تاثیر قرار دهد. از آنجایی که شهر مشهد دومین شهر پرجمعیت کشور به حساب می آید، در این پژوهش تلاش شده است با اندازه گیری غلظت فلزات سنگین در خاک و گرد و غبارهای موجود در مناطقی از شهر مشهد و در نواحی با حجم ترافیک بالا و همچنین در ماههایی که بیشترین حجم ترافیک را داراست میزان آلایندگی این خاکها بررسی شده و به شناخت عوامل تولیدکننده آنها بپردازیم. همچنین آلودگی رواناب های جاری شده پس از بارندگی را مورد بررسی قرار دادیم. بدین منظور تعداد 23 نمونه خاک سطحی از سه مسیر اصلی شهر مشهد به طوری که تمام سطح شهر را پوشش دهد، برداشت شد و غلظت کل عناصر ni، zn، pb،cr ، cu اندازه گیری شد. سطح آلودگی خاک شهری با استفاده از شاخص زمین انباشت(igeo) ، شاخص آلودگی(pi) و شاخص آلودگی یکنواخت (ipi) بررسی گردید. شاخص آلودگی نشان می دهد که تمام نمونه ها سطح بالایی از آلودگی با سرب (688/3-16/74) را دارند. همچنین فلز روی (484/1-23/7) نیز در بیشتر نمونه ها سطح بالای آلودگی را نشان می دهد در حالیکه نیکل(01/1-953/1) و مس (678/0-945/1) سطح متوسط آلودگی را نشان می دهد. کروم (246/0-772/0) نیز در همه نمونه ها سطح پایین آلودگی را نشان داد. منابع احتمالی آلاینده ها با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون و تحلیل اجزای اصلی ارزیابی شد. نتایج آنالیز، غلظت های بالای فلزات سرب، مس، روی و نیکل را نسبت به میانگین غلظت این فلزات در پوسته زمین نشان داد. وجود ضریب همبستگی مثبت بین عناصر سنگین روی و مس و همچنین سرب و روی، نشان دهنده منابع تولیدکننده مشابه که همان سوخت خودروها و استفاده از ترمز در وسایل نقلیه است می باشد. نتایج به دست آمده از روش استخراج ترتیبی نیز حاکی از آن است که گونه سازی عناصرni ، znو pb بیشتر در فازهای ناپایدار (f1+f2+f3+f4) صورت گرفته که نشان دهنده منشا انسانی برای آنهاست، اما عناصر crو cu عمدتاً در فاز پایدار (f5) توزیع شده اند که بیانگر منشاء عمدتا طبیعی برای این دو عنصر است. بررسی ترکیبات آلی غبار رسوب یافته در سطح شهر مشهد نشان می دهد غلظت مجموع pahs ها در این نمونه ها از 78/120 تا 9/166 ppb در تغییر است. benzo(ghi) pyrene فراوان ترین نوع pah تشخیص داده شده در نمونه های مورد مطالعه بود. بیشترین غلظت مجموع pahs ها در محیط مربوط به نمونه c می باشد که مخلوطی از نمونه خاک مناطق مرکزی شهر و بزرگراه صدمتری است که بیشترین مقدار benzo(ghi) pyrene را نشان می دهد. همچنین به منظور ارزیابی کیفیت روانابهای ناشی از بارندگی در شهر مشهد یک نمونه آب باران و 9 نمونه رواناب از مناطق مختلف شهر در ساعات پس از بارندگی در اوایل آذر ماه برداشت شد. پارامترهای ph و ec در محل نمونه¬برداری و غلظت یونهای اصلی ca, mg, na, k, so4, cl و hco3با استفاده از دستگاه جذب اتمی (aas) در دانشگاه فردوسی مشهد اندازه¬گیری شد. تیپ هیدرو شیمیایی غالب رواناب¬های مورد بررسی با توجه به نمودار پایپر از نوع سولفاته کلسیکw8, w6, w5, w4, w3) ) و بی¬کربناته کلسیک (w9،w7, w2 ) است. تفاوت هیدروژئوشیمیایی میان آب باران و رواناب¬های سطح شهر می¬تواند ناشی از عواملی مانند لیتولوژی، خاک¬ها و غبار شهری و ورود فاضلاب¬ها باشد. کیفیت روانابها بر اساس نمودار شولر از خوب تا نامناسب-کاملا نامطبوع برای آشامیدن و بر اساس نمودار ویلکوکس، همه نمونه¬ها از رده¬ی شوری کم تا خیلی شور برای کشاورزی تشخیص داده شد. از نظر مصرف در صنعت، روان آب های منطقه رسوب گذار و خورنده بودند.

بررسی تأثیر کانسار سرب و روی منطقه لنجان اصفهان بر آلودگی های زیست محیطی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده علوم 1393
  زهرا قضاوی   اکبر قاضی فرد

معدن ایرانکوه در رشته کوه ایرانکوه در 20 کیلومتری جنوب غربی شهر اصفهان و در طول جغرافیایی ´32 ?51 تا ´45 ?51 و عرض جغرافیایی ´28 ? 32 تا ´37 ?32 قرار دارد. رخنمون سنگی غالب منطقه سنگ های کربناته به سن کرتاسه است که دربردارنده ماده معدنی نیز می باشد. در مجاورت این معدن دشت لنجان واقع است که از نظر کشاورزی حائز اهمیت بوده و بخش مهمی از محصولات کشاورزی مصرفی منطقه و گاهأ شهر اصفهان از آن تأمین می شود. بررسی های خاک های داخل معدن و سد باطله ی قدیم و جدید آلودگی بیش از حد این خاک ها به فلزات سنگین را نشان می داد. در آزمایشات خاک دشت لنجان مشاهده گردید که با افزایش فاصله از معدن از میزان آلودگی خاک به مقدار بسیار زیادی کاسته شده است که علت آن نیز عدم تحرک فلزات سنگین در خاک های منطقه می باشد. از جمله علل عدم تحرک این فلزات در خاک ها می توان به ph خنثی منطقه، بافت ریزدانه خاک ها و به دام افتادن فلزات سنگین در فازهای اکسیدی، آلی و رسی اشاره کرد. در بررسی های آب منطقه با اندازه گیری آنیون ها و کاتیون ها و نیز اسیدیته و هدایت الکتریکی، ارزیابی های کیفیت آب جهت مصارف آبیاری و شرب انجام شد که در این بررسی ها مشخص گردید آب های دشت از نوع سدیم کلره بوده و از این نظر برای آبیاری چندان مناسب نمی باشند. در اندازه گیری فلزات سنگین آب ها مشخص شد که میزان آن در نمونه های آب بسیار پایین و زیر حد استاندارد می باشد که علت عمده ی آن را می توان ph خنثی تا قلیایی منطقه ذکر کرد که سبب عدم تحرک فلزات سنگین می شود. همچنین با توجه به گستردگی دشت می توان اظهار داشت امکان این که منشأ آب های منطقه از جایی غیر از نواحی معدنی باشد وجود دارد و بدین صورت امکان آلودگی آب ها و اختلاط آن ها با آب های معدنی بسیار کم می باشد.