ژئوشیمی سازندهای آهکی - دولومیتی جنوب غرب استان کرمانشاه و بررسی نقش دولومیتی شدن در توسعه کارست

به این منظور سه برش سطحی از سازندهای مزبور به منظور مطالعات پتروگرافی، فرایندهای دیاژنزی و ژئوشیمیایی پس از انجام مطالعات صحرایی انتخاب شدند. آنالیزهای ژئوشیمیایی صورت گرفته در این مطالعه بر روی نمونه ها شامل xrd، xrf، icp-oes و epma می باشد. سازند آسماری در منطقه مورد مطالعه شامل واحدهای آهکی متوسط تا ضخیم لایه خاکستری تا تیره رنگ همراه با میان لایه های آهک مارنی و شیل به سن الیگوسن – میوسن است. مطالعات پتروگرافی و میکروفاسیس سازند آسماری نشان دهنده تشکیل این سازند در یک محیط رمپ کربناته می باشد. مطالعات انجام شده حاکی از عدم تأثیر فرایند دولومیتی شدن در سازند آسماری می باشد. سازند شهبازان در منطقه مورد مطالعه شامل واحدهای دولومیتی ضخیم لایه تا توده ای کرم تا سفیدرنگ همراه با میان لایه های آهک مارنی به سن ائوسن میانی است. مطالعات پتروگرافی و میکروفاسیس های شناسایی شده در سازند شهبازان نشان دهنده تشکیل این سازند در محیط جزر و مدی تا لاگون است. بر اساس مطالعات پتروگرافی پنچ گروه دولومیت بر اساس بافت و اندازه در سازند شهبازان شامل دولومیکرایت (16-4 میکرون)، دولومیکرواسپارایت (62-16 میکرون)، دولواسپارایت (250-70 میکرون)، دولواسپارایت (500-60 میکرون) و سیمان های دولومیتی حاشیه ی حفرات ( 150-40 میکرون) شناسایی شدند. فرایندهای دیاژنزی در سازند آسماری نشان دهنده گذر واحدهای آهکی این سازند از محیط دیاژنز دریایی و تدفینی به محیط دیاژنزی جوی می باشد. بررسی ها نشاندهنده ی تأثیر فرایندهای دیاژنزی دریایی تا جوی در مراحل اولیه قبل از فرایند دولومیتی شدن فراگیر در سازند شهبازان می باشد که باعث انحلال اجزای آراگونیتی و ایجاد تخلخل های قالبی شده است. در مرحله بعد، فرایند دولومیتی شدن در سازند شهبازان در طی بالا آمدن و یا افت سطح نسبی آب دریاها در منطقه اختلاط آبهای جوی با آبهای فریاتیک دریایی صورت گرفته است. به نظر می رسد کاهش حجم صورت گرفته در طی فرایند دولومیتی شدن و تبدیل کلسیت به دولومیت باعث افزایش تخلخل و نفوذپذیری شده است. البته فرایند تبلور مجدد و افزایش اندازه ی بلورها در طی مراحل دیاژنز تأخیری موجب تغییر شکل هندسی حفرات، از هم گسیختگی شبکه ارتباطی گلوگاهی حفرات و در نهایت کاهش نفوذپذیری شده است. در مرحله بعد هجوم آب های جوی از طریق سیستمهای درز و شکاف باعث پرشدن اغلب تخلخل های موجود توسط سیمان های کلسیتی شده است و راه را برای توسعه تخلخل و فرایندهای کارستی شدن در سازند شهبازان بسته است. توجه به این نکته ضروری است که نمونه برداری های انجام شده سطحی می باشد و انتظار نوسانات تخلخل و نفوذپذیری با تغییرات اشباعی سیالات دیاژنزی به ازای افزایش عمق می رود. از این رو حفر گمانه برای دسترسی به نمونه های دور از تاثیر فرایندهای سطحی پیشنهاد می گردد. اشکال کارست و فرایندهای کارستی شدن در آهک های سازند آسماری توسعه بیشتری نسبت به واحدهای دولومیتی سازند شهبازان نشان می دهند که نمایان گر انحلال پذیری بالاتر آهک نسبت به دولومیت می باشد. مطالعات ژئوشیمیایی دولومیت های سازند شهبازان نشانه ی استکیومتری پایین (کلسیم دار) و درجه نظم بلوری ضعیف دولومیکرایت ها و دولومیکرواسپارایت ها (69/57 درصد مولی caco3-درجه نظم بلوری= 68/0) نسبت به دولواسپارایت ها (98/52 درصد مولی caco3-درجه نظم بلوری= 95/0)می باشد که گمان می رود در مراحل اولیه دیاژنز (دریایی) در پهنه ی جزر و مدی و در آب و هوای مرطوب شکل گرفته اند. اما دولواسپارایت ها با توجه به استکیومتری و درجه نظم بلوری بالاتر در مراحل دیاژنز تأخیری و از تبلور مجدد دولومیکرایت ها و دولومیکرواسپارایت ها به وجود آمده اند. مقادیر پایین استرانسیم در دولومیت های سازند شهبازان نشان دهنده ی تشکیل آن ها در منطقه ی اختلاط آب های فریاتیک جوی و فریاتیک دریایی می باشد. مقادیر سدیم در دولومیکرواسپارایت ها و دولواسپارایت ها کاهش جزئی را نسبت به دولومیکروایت ها نشان می دهد که این کاهش منعکس کننده فرایندهای دیاژنزی تأخیری و تبلور مجدد ناشی از تأثیر سیالات منطقه ی اختلاط می باشد. تمرکز بالای آهن و مقادیر خیلی کم منگنز در دولومیتهای مورد مطالعه نشانه ی گذر سیالات از حالت اکسیداسیون به احیاء می باشد. کلسیت پرکننده حفرات از نوع کلسیت کم منیزیم و دارای مقادیر کمتر از 4 مول درصد mgco3 می باشند. این سیمانها دارای مقادیر بالای آهن و مقادیر پایین استرانسیم و سدیم می باشند.