پژوهش حاضر با هدف تعیین نقش اجزای خاک مارنی، با تأکید بر فازهای کربناتی و رسی، بر رفتار ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی خاک و مقایسه با بنتونیت، انجام شده است. بنابراین در اولین گام، رفتار جذبی مارن تبریز، در حضور آلاینده های سرب و روی، به روش مخلوط تعادل اشباع بررسی شده است. سپس با به کارگیری موازی روش های sse، xrf و xrd، سعی شده است نقش اجزای مختلف خاک، به ویژه فاز کربناتی و رسی، مشخص شود. به منظور بررسی اثر سولفات بر رفتار زیست محیطی خاک های رسی، تأثیر حضور سولفات بر جذب و نگهداری آلاینده روی، در نمونه بنتونیتی، مطالعه شده است. در نهایت، در بررسی رفتار ژئوتکنیکی، اثر کربنات بر رفتار تحکیمی مارن تبریز و بنتونیت، مطالعه شده است. نتایج حاصل از انجام این پژوهش، نشان می دهند که مارن تبریز، با داشتن 45% کربنات و ظرفیت بافری زیاد، قادر است محدوده وسیعی از غلظت های مختلف آلاینده های روی و سرب را به طور کامل، نگهداری کند. همچنین در کلیه غلظت های مطالعه شده، آلاینده سرب بیشتر از آلاینده روی، توسط این خاک نگهداری می شود. مطالعه میزان مشارکت فازهای تبادلی، کربنات، اکسید/هیدروکسید، مواد آلی و باقی مانده، در نگهداری آلاینده سرب در مارن تبریز، نشان داد که فاز کربنات، بیشترین و فاز تبادلی، کمترین تشریک مساعی در اندرکنش با آلاینده سرب را دارند. از سوی دیگر در مارن تبریز، وجود دو نوع کانی رسی پالی گورسکایت و مونت موریلونیت در کنار کربنات، ارتباط رفتار جذبی با ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار کربنات را قدری پیچیده نموده است. همچنین مطالعات انجام شده نشان داد که ایزوترم های فروندلیچ و لانگمیر، برای مدل سازی رفتار جذبی خاک های کربنات دار و سولفات دار، از کارایی لازم برخوردار نمی باشند و به اصلاح جدی برای مدل سازی اینگونه خاک ها نیاز دارند. بررسی اثر کربنات بر رفتار خاک، نشان داد که کربنات نقش مهم و موثری را در رفتار ژئوتکنیک زیست محیطی بنتونیت ایفا می کند. به طوری که در حضور کربنات موجود در بنتونیت، سولفات چندان عملکرد موثری ندارد. اگرچه در مجموع، در غلظت های زیاد آلاینده روی، سولفات می تواند سبب بهبود رفتار جذبی در بنتونیت شود. فاز کربناتی، همچنین نقش مهمی در رفتار تحکیمی مارن تبریز و بنتونیت دارد و تغییرات چشمگیری در رفتار تحکیمی، با تغییرات این فاز در خاک های مارن تبریز و بنتونیت مشاهده می شود.