رسوب شناسی و ژئوشیمی رسوبات هولوسن خلیج گرگان در جنوب شرق خزر

خلیج گرگان با مساحت حدود450 کیلومتر مربع درتراز ارتفاعی 5/26- متر از سطح دریا، درجنوب شرقی دریای خزر قرار دارد و با توسعه سیستم سدی ساحلی میانکاله در ابتدای هولوسن تشکیل شده است. مطالعات رسوب شناسی در منطقه مورد مطالعه توسط بررسی422 نمونه از رسوبات سطحی و زیر سطحی ( مغزه و ترانشه) انجام شده است. هدف اصلی از این مطالعه بررسی فرایندهای رسوبگذاری در رسوبات هولوسن خلیج گرگان و مکانیسم شکل گیری سیستم سدی ساحلی میانکاله بوده است. معیار اصلی برای انتخاب محل مغزه ها و ترانشه ها بر اساس نتایج به دست آمده از پیمایش 8 نیمرخ رادار نفوذکننده زمین (gpr) در حاشیه جنوبی و شرقی خلیج گرگان و 12 نیمرخ رادار نفوذ کننده زمین در میانکاله به طول کل 5/4088 متر و در راستای موازی و عمود بر خط ساحلی است. آزمایش های دانه سنجی بر روی 122 نمونه ماسه ای و 300 نمونه گلی به وسیله lazer particle sizer انجام گردید. کلسی متری و اندازه گیری مقدار کربن آلی کل(toc) برای تمام نمونه ها انجام شده در حالیکه آزمایش های ژئوشیمی رسوبی با استفاده از روش xrf و xrdو شناسایی فرم و نحوه ارتباط و جنس دانه ها به وسیله sem مجهز به edx در نمونه های منتخب انجام گردید. ماکروفسیل های اصلی منطقه در قالب 5 گونه گاستروپود و4 گونه دوکفه ای شناسایی شد و سن مطلق توسط 6 عدد نمونه به روش کربن 14تعیین شد. نتایج به دست آمده از بررسی تپه های ماسه ای ساحلی میانکاله نشان می دهد تپه های ماسه ای سهمی شکل بیشترین فراوانی را داشته واز زیرگروه های این نوع تپه های ماسه ای از نظر شکل به ترتیب تپه های ماسه ای هلالی 45 %، تپه های ماسه ای نیم دایره ای 30 %، تپه های ماسه ای شن کش مانند 15 % و هر کدام از تپه های ماسه ای آشیانه ای و تپه های ماسه ای مدل سنجاق مو با 5 % فراوانی گسترش دارند. آنالیز دانه سنجی رسوبات تپه های ماسه ای ساحلی در یال های خلاف جهت باد و جهت باد در مناطق مختلف میانکاله نشان می دهد آنها از جور شدگی بسیار خوب ، کج شدگی مثبت و کشیدگی لپتوکورتیک برخوردار می باشند. معدل شاخص آلتراسیون شیمیایی (cia) در تپه های ماسه ای ساحلی میانکاله 95/63 است که نسبت به سایر تپه های ماسه ای ساحلی در دنیا بالاتر است که این مورد را می توان به اقلیم گرم و مرطوب و محتوای کانی شناسی منطقه مرتبط دانست. درصدfe2o3 ،tio2و mgo در نمونه های تپه های ماسه ای سیستم سدی ساحلی میانکاله از غرب به شرق کاهش می یابد که تاییدی برتاثیر جریان های به موازات ساحل از غرب به شرق و رسوب کانی های سنگین تر در نزدیکی منشاء می باشد. 31 نبکا در 4 ناحیه واقع در سیستم سدی ساحلی میانکاله بر مبنای تمرکز نبکا در واحد سطح، درصد پایداری و استقرار نبکا، ارتفاع نبکا و پوشش گیاهی غالب در آنها طبقه بندی شده است. اندازه گیری پارامترهای بافتی مانند میانگین، جورشدگی، کج شدگی و کشیدگی نبکاهای مورد مطالعه دلالت بر شباهت آنها با تپه های ماسه ای سهمی شکل منطقه دارد. بررسی مورفومتری نبکاهای مورد مطالعه نشان می دهد که همبستگی بین طول محورهای کوتاه و بلند قابل توجه است (78/0 r=). همچنین همبستگی قابل قبولی بین ارتفاع و محور بلند در نبکاهای اندازه گیری شده منطقه وجود دارد(63/0 r=). نیمرخ رادار نفوذ کننده زمین (gpr) شماره های 18 و 19 به طول 370 متر در حاشیه جنوبی و شرقی خلیج گرگان و نیمرخ های شماره 12،13،14، 15،17، 26،29و30 به طول 2361متر در سیستم سدی میانکاله مناسب ترین نیمرخ ها برای تعبیر و تفسیر زمین شناسی و تعیین رخساره های رادار در منطقه هستند. این در حالی است که ریز بودن رسوبات، فراوانی رس و همچنین بالا بودن سطح آب زیر زمینی باعث شده که استفاده مطلوب از برخی نیمرخ ها امکان پذیر نباشد. بررسی طولانی ترین نیمرخ رادار نفوذ کننده زمین در کل محدوده مطالعه ( نیمرخ خادملو) به طول 1480 متر از دریای خزر تا خلیج گرگان و حفاری 6 مغزه کوتاه و 3 ترانشه بر روی آن منجر به شناسایی 8 رخساره و 6 زیر رخساره راداری در منطقه شده است. شیب به سمت ساحل بازتاب ها در بیشتر رخساره های رادار و مشاهده توالی های درشت شونده به طرف بالا در 7 مغزه و ترانشه مورد مطالعه نشانه وجود پیشروی سیستم سدی ساحلی به سمت دریا ( سدهای پیشرونده )دارد. وجود رخساره رادار کنده شدگی و پرشدگی( cut and fill) به همراه رخساره رادار swash bar در مقطع غرب آشوراده و نیمرخ شماره 29 و مشاهده الگوی کلی بازتاب ها به سمت خشکی رخساره راداری و تفاوت آن با الگوی کلی رخساره های رادار در سایر بخش های میانکاله احتمالا به این دلیل است که این بخش در گذشته به صورت یک جزیره منفصل از میانکاله با رژیم هیدرودینامیکی متفاوت و تحت تاثیر شدید امواج بوده است که شکل گیری این جزیره با بررسی نقشه های جغرافیایی دیرینه منطقه تایید می شود. نتایج به دست آمده از تغییرات رخساره ای ( بافت ، ساختمان، رنگ و محتوای فسیلی )رسوبات هولوسن خلیج گرگان در قالب سه مغزه بلند نشانه تناوبی از رسوبگذاری رسوبات دریایی کم عمق، رودخانه ای، دریاچه ای، مردابی و سیستم سدی ساحلی در منطقه است. این در حالی است که مغزه های قره سو و شاه کیله کاملا با یکدیگر قابل انطباق هستند ولی در مغزه جنوب نیروگاه نکا، الگوی رسوبگذاری متفاوت بوده و تعیین سن انجام شده در انتهای مغزه در فاصله 17/19 متر از سطح زمین 2225 سال را نشان می دهد که تنها هولوسن فوقانی را در بر می گیرد و با دو مغزه دیگر قابل انطباق نیست. سیستم سدی ساحلی میانکاله با توجه به وِیژگی های زمین شناسی مانند مشاهده توالی های درشت شونده به طرف بالا، فراوانی ماسه های دانه ریز، وضعیت ژئومورفولوژی و خصوصا رخساره های رادار شناسایی شده براساس طبقه بندی های مختلف جزوگروه سدهای پیشرونده (progradational barriers) ،پشته های ساحلی پیچیده(beach ridge complex) و دماغه سدی پیچیده (( barrier spit complex قابل طبقه بندی هستند. شواهد ژئومورفولوژیکی و زمین شناسی وجود 8 فاز رشد را از ابتدای هولوسن تا به حال برای تکامل سیستم سدی ساحلی میانکاله تاییدمی نمایدکه با فرض ثابت بودن رسوب انتقالی توسط جریان های به موازات ساحل در طول هولوسن ( 58000 متر مکعب در سال )، این سیستم در طی 13071 سال معادل 790944660 مترمکعب رسوب را در خود ذخیره نموده است. از دیدگاه زمین شناسی، بسته شدن خلیج گرگان و تغییرات سریع سطح دریای خزر دو سناریویی است که به شدت آینده خلیج گرگان را تهدید می نماید. همچنین احداث بندر امیر آباد و توسعه موج شکن ها و تاسیسات بندری آن در دهه گذشته باعث فرسایش پذیری و تغییر مکان خط ساحلی شده که نتیجه آن به از بین رفتن بخشی ازتپه های ماسه ای ساحلی شرق بندر امیر آباد منجر شده است که پیشنهاد می شود با ارایه الگوهای مدیریتی به سرعت از گسترش تخریب در مناطق مجاور جلوگیری شود.