Document Type : پژوهشی
Authors
Abstract
Mohamad Khanehbad[1]*
Niloufar Hajian[2]
Reza Moussavi Harami[3]
Asadullah Mahboubi[4]
Abstract
Farub Roman River with a length of about 19 km in the Northeast Neyshabur is a perennial river. To determine the sedimentary parameters in this river, 55 samples were taken from the main channel of this river and then granulumetry analysis and statistical parameters were calculated. The mean sorting of sediments is1.609phi (Poorly sorted) and skewness is 0.393 (Strongly fine skewed) and Kurtosis is 0.965 (Mesokurtic). This river is of braided type with load gravel bed. In this river, four sedimentary discontinuities and five sedimentary links are detected. Grain form of the river is in the range of very bladed, and major of deposits are in gravel range. Facies that could be identified in this river are: Gci (grain supported gravel), Gmm (matrix supported Gravel), Gmg (graded and matrix supported Gravel), Gh (grain supported gravel with horizontal bedding)) for gravelly facies, sand with horizontal bedding (Sh) for sandy facies and massive mud (Fm) for muddy facies. The facies formed in these structural elements are such as Channel (CH), Gravity flow deposits (SG), Gravel bars and Bed forms (GB) and Fine grain clastic deposits (FF). Based on the results, sedimentary model for Farub Ruman River is of braded type with loaded gravel bed.
[1]- Assistant Professor, Faculty Geology, the University of Ferdowsi Mashhad, Mashhad (Corresponding author). Email:mkhanehbad@ferdoswsi.um.ac.ir.
[2]- M.A.Student in Sedimentology, the University of Ferdowsi Mashhad, Mashhad.
[3]- Assistant Professor, Faculty Geology, the University of Ferdowsi Mashhad, Mashhad.
[4]- Assistant Professor, Faculty Geology, the Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad.
Keywords
مقدمه
رسوبات رودخانه‌ای از فرسایش سطحی سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی به دست می‌آیند (اوکید و جیبیری[1]، 2012: 43). اندازهی ذرات و ساختمان رسوبی در نهشته‌های کانالی، به وسیلهی ذرات آواری منشأ، شیب رودخانه، دبی و تغییرات فصلی جریان کنترل می‌شوند (نیکولس[2]، 2009: 57 ). میزان شیب، حجم آب، سرعت آب و طبیعت رودخانه، عوامل تغییر شکل و اندازهی رودخانه‌ها هستند (سایناد و همکاران[3]، 2012: 1). اندازهی ذرات رودخانه در نتیجهی فرآیـندهای جور شدگی و سایش ذرات به طرف پایین دست کاهش می‌یابد (پارکر[4] ،1991: 131، فرگوسن و همکاران[5]، 1996: 181، لوین و برور[6]، 2002: 145). اما این روند ریزشوندگی ممکن است همراه با پیچیدگی‌هایی باشد (رایس و چارچ[7]، 2010: 235). شیب متفاوت بستر در طول رودخانه، جنس، اندازه و شکل رسوبات، مورفولوژی کانال، ورود سرشاخه‌های جدید به مسیر اصلی (موسوی حرمی و همکاران، 1383: 4) و دخالت انسان در سیستم طبیعی رودخانه‌ها از عوامل مؤثر در تغییر وضعیت بافت رسوبی و شرایط حاکم بر فرآیندهای رودخانه‌ای هستند (لندور و روادس[8]، 2003: 95، گومز و همکاران[9]، 2001: 1815، لپرا و سوریو-والوو[10]، 2000: 283). به علاوه تولید رسوب می‌تواند میزان ریزشوندگی در رسوبات رودخانه را کنترل کرده و حتی الگوی جورشدگی محلی را نیز تحت تأثیر قرار دهد (لایس و همکاران[11]، 1993: 3625، نلسون و همکاران[12]، 2009: 3).
رخساره‌های سنگی بر اساس ساختارها و بافت‌های مختلف رسوبی تقسیم‌بندی می‌شوند. این رخساره‌ها در کانال و خارج کانال و در شرایط مختلف رسوبی بر جای گذاشته می‌شوند (جمپرود و همکاران[13]، 2008: 163). به طور کلی، طرح‌های چینه‌بندی و ویژگی‌های رخساره‌های سنگی، منعکسکنندهی تغییرات در طرح آشفتگی یا شرایط حاکم بر جریان (سرعت و ژرفا)، نرخ حمل و نقل یا میزان تراکم و نوع رسوب هستند.
هدف از این مطالعه بررسی ویژگی‌های بافتی (اندازه، شکل، نحوهی قرارگیری)، تعیین پیوستگی‌ها و ناپیوستگی‌ها، رخساره‌های رسوبی، عناصر ساختاری و تفسیر شرایط رسوب‌گذاری رودخانهی فاروب رومان واقع در شمال شرق نیشابور است.
موقعیت منطقهی مورد مطالعه
حوضهی آبریز فاروب رومان با مساحتی در حدود 373/186 کیلومتر مربع در شهرستان نیشابور و بخش مرکزی (دهستان مازول و فضل) واقع شده است. از نظر توپوگرافی، حوضه بیشتر کوهستانی بوده و فقط در قسمت‌های جنوبی و خروجی حوضه تپه ماهوری وجود دارد. بلندترین نقطهی حوضه 3276 متر و پست‌ترین نقطه آن در محل خروجی حوضه و دارای ارتفاع 1391 متر از سطح دریا است. ارتفاع متوسط حوضه 2327 متر و شیب متوسط آن 307/5 درصد بوده و از نوع رودخانه‌های با شیب زیاد است. بارندگی متوسط سالیانه حوضه در طی دورهی آماری شاخص 30 سالهی منطقه، 446 میلیمتر، دمای میانگین سالانهی آن 7/8 درجه سانتیگراد و اقلیم آن به صورت اقلیم ارتفاعات می‌باشد (حجازی و برومند، 1393: 130).
شکل (1) موقعیت جغرافیایی و محل‌های نمونهبرداری در حوضهی آبریز فاروب رومان
راه دسترسی به منطقه از طریق جادهی میرآباد- نیشابور است که از شمال شهر نیشابور و روستای میرآباد به سمت حوضهی رودخانهی فاروب و رومان ادامه می‌یابد. رودخانهی فاروب و رومان از کنار روستای عیش‌آباد می‌گذرد و روستاهای میرآباد و صومعه در فاصله‌های کم از خروجی‌های حوضهی آن واقع شده‌اند (شکل 1). این رودخانه در نهایت در جنوب باختری نیشابور وارد کال شور میشود. محدودهی مطالعاتی بخشی از زون بینالود است و در آن واحدهای متا گری وک، فیلیت، کنگلومرا با میان لایه‌های ماسه‌سنگی و سیلتستونی و سنگ آهک وجود دارد (قائمی و همکاران، 1378)، که اغلب این رسوبات فرسایشپذیری متفاوتی از خود نشان می‌دهند. مرز بین واحدهای زمینشناسی عموماً از نوع گسل‌های تراستی است (شکل 2).
شکل (2) زمینشناسی حوضهی آبریز فاروب رومان
منبع: از قائمی و همکاران (1378)
مواد و روش‌ها
تعداد 55 نمونه رسوب در فاصلهی نزدیک به 19 کیلومتر از رسوبات بستر رودخانه به طرف پایین دست برداشت شد. نمونهبرداری از بخش فعال بستر رودخانه که کمتر تحت تأثیر فعالیت‌های زیستی قرار گرفته و از طرفی رابطهی نزدیکی با رژیم جریانی حال حاضر رودخانه دارند، انجام شده است. پس از تعیین موقعیت جغرافیایی محل نمونه‌ها توسط GPS رطوبت اولیه و مواد آلی در آزمایشگاه حذف گردیده و با استفاده از روش غربال خشک و با فواصل 5/0 فی (از 6- فی تا 4 فی) نمونه‌ها الک شده و وزن باقی مانده بر روی هر الک توسط ترازوی دیجیتال مدل 600- GF اندازه‌گیری شد. سپس نمودار تغییرات طولی پارامترهای اندازهی ذرات در هر یک از رده‌ها و گروههای اصلی با استفاده از نرم‌افزار Excel ترسیم و نامگذاری رسوبات با استفاده از روش فولک (1980)، انجام گرفت. مشخصه‌های اندازه‌گیری ذرات (میانگین و میانهی قطر ذرات، جورشدگی، کج شدگی، و کشیدگی) به روش ترسیمی جامع فولک[14] (1980)، محاسبه شده است.
برای تعیین شکل ذرات رسوبی، قطر بزرگ، متوسط و کوچک ذرات با اندازهی 16 میلیمتر با استفاده از کولیس اندازه‌گیری شده و روی دیاگرام اسنیک و فولک[15] (1958)، پلات گردید. با استفاده از تست سایش لس آنجلس درصد سایش در نمونه‌های سنگی موجود در منطقه محاسبه شد، که بر مبنای روش A این تست، برای هر نمونه سنگی، وزنی حدود 5000 گرم همراه با 12 گوی فلزی در دستگاه ریخته شد و دستگاه طوری تنظیم گردید که با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه 500 دور بچرخد. سپس نمونه از دستگاه خارج شده و از روی الک‌های 8/3، 2/1و 75/1 اینچ عبور داده شد و وزن از دست رفتهی نمونه‌ها را (تفاوت بین وزن ابتدایی و وزن نهایی نمونهی مورد آزمایش) به صورت درصدی از وزن اولیهی نمونه محاسبه گردید. این مقدار به عنوان درصد سایش حساب میشود. همچنین با پیمایش مسیر رودخانه از بالا دست به سمت پایین دست ویژگی‌های مختلف رسوبات مانند اختصاصات بافتی، کانی‌شناسی و رخساره‌های رسوبی مورد بررسی قرار گرفت و نوع رخساره‌ها با کمک تقسیم‌بندی میال[16] (2000)، شناسایی و نامگذاری گردیده است.
بحث و نتایج
اندازه‌گیری متوسط اندازهی ذرات ثابت میکند که بیشتر رسوبات این رودخانه از نوع گراول است. مطالعات رسوب‌شناسی در طول کانال اصلی این حوضه نشان می‌دهد که روند تغییر اندازهی ذرات از الگوی نمایی کاهش به سمت پایین دست بهطور کامل پیروی نمی‌کند. شکل 3، به پروفیل طولی رودخانه و شکل 4، تغییرات شیب در طول رودخانه، نشاندهندهی کاهش تدریجی شیب در طول رودخانه است. رسم تغییرات میانگین و میانه (شکل5)، اندازهی ذرات بر حسب میلیمتر از بالا دست به سمت پایین دست در رودخانهی فاروب رومان نشان می‌دهد که میانه بین 886/45 تا 594/4 میلیمتر و میانگین بین 753/ 35تا 77/3 میلیمتر در تغییر است (جدول 1). کاهش میانگین و میانه از بالا دست به طرف پایین رودخانه (576/0و 695/0=2R)، نشان دهندهی کاهش میزان ذرات دانه درشت در حد گراول و از طرفی افزایش ذرات دانه ریزتر در حد ماسه است. از عوامل مؤثر در این تغییرات، میتوان به کاهش شدت انرژی جریان، افزایش عرض بستر و کاهش توپوگرافی کانال اصلی به طرف پایین دست حوضه اشاره کرد (وهل و مریت[17]، 2008: 175). با این که روند کلی رودخانه از بالا دست به سمت پایین دست ریزشوندگی ذرات را به سمت پایین دست نشان می‌دهد، اما با مطالعات دقیق‌تر در قسمت‌هایی از رودخانه این روند ریزشوندگی تغییر میکند و رودخانه دارای ناپیوستگی رسوبی میشود. یکی از روش‌های مناسب برای بررسی روند ریزشوندگی در رودخانه‌های دارای ناپیوستگی رسوبی، تقسیم رودخانه به پیوستگی‌های رسوبی مجزا بر اساس ناپیوستگی‌های شناسایی شده است (رایس و چارچ، 2010: 237).
شکل (3) پروفیل طولی رودخانهی فاروب رومان با توجه به محل نمونهبرداری رسوبات از بالا دست به سمت پایین دست
شکل (4) تغییرات شیب رودخانهی فاروب رومان با توجه به محل نمونهبرداری رسوبات از بالا دست به سمت پایین دست
از عوامل مختلف دخیل در تغییر الگوی روند ریزشوندگی میتوان ورود رسوبات درشت از شاخه‌های فرعی و دامنهی کوهها و تغییر در شیب بستر و ظهور سنگ بستر در اثر تغییر در اختصاصات سنگشناسی، تغییر در لیتولوژی اطراف حوضه و یا فعالیت‌های تکتونیکی از جمله ایجاد گسل در مسیر رودخانه را نام برد (سر و نوسون[18]، 2003: 20) (شکل6).
شکل (5) الف) تغییر میانگین ذرات رسوبی از بالا دست تا پایین دست، ب) تغییرات میانه ذرات رسوبی از بالا دست تا پایین دست رودخانهی فاروب رومان
شکل (6) تغییرات طولی میانگین و میانهی قطر ذرات به طرف پایین دست در رودخانهی فاروب رومان
بررسی دقیق نمودارها نشان می‌دهد که ناپیوستگی اول در محل نمونهی 4 است، که به دلیل افزایش ناگهانی شیب و ظهور سنگ بستر اتفاق افتاده است (شکل7 الف)، ناپیوستگی دوم در نمونهی 17 و بـه دلیل ورود شاخهی فرعی به کانال اصلی است (شکل 7 ب). این شاخه باعث ورود رسوبات دانه درشت به کانال اصلی میشود که علت آن ریزش دیوارهی کانال فرعی یا نزدیکی کانال فرعی به منشأ رسوب و مسافت کوتاه حمل و نقل می‌تواند باشد.
ناپیوستگی سوم در نمونهی 21 و به دلیل تغییر لیتولوژی از فیلیت به آهک اتفاق افتاده است (شکل7 ج). در این حوضه سنگهای آهکی نسبت به فیلیت‌های دگرگونی از مقاومت فیزیکی و ثبات شیمیایی بالاتری برخوردارند. در نتیجه تأثیر فرآیند سایش ضمن حمل و نقل رسوبات بر روی ذرات حاصل از هوازدگی این سنگ‌ها نسبت به سنگهای دگرگونی کمتر است. ناپیوستگی چهارم در نمونهی 28 به دلیل فعالیت‌های تکتونیکی و وجود گسل رخ داده است که گسل از نوع امتداد لغز راست بر است (شکل 7 د) که در منطقه شواهد وجود گسل را با وجود سطح گسلی و خش لغزها و جابجایی سنگ‌ها مشاهده می‌کنیم.
لازم به ذکر است که دو فرآیند سایش و جورشدگی هیدرولیکی عوامل اصلی روند ریز شوندگی اندازهی ذرات به سمت پایین دست در هر یک از پیوستگی‌های رسوبی است. سایش فرآیندی ترکیبی از ورقه‌ای شدن، ساییده شدن، شکستگی و برخورد ماسه‌ها به همدیگر است (لوین و برور، 2002: 148). همچنین سایش به پاسخ سنگ‌ها نسبت به عوامل مخرب فیزیکی گفته میشود که در واقع مقدار فرسایش سنگ در برابر عوامل فرساینده را نشان می‌دهد. این فرسایش ممکن است در اثر عوامل طبیعی مثل آب، باد و غیره و یا در اثر تماس سنگ‌ها با هم و یا با سایر مواد رخ دهد. دانه‌های سست‌تر تحت تأثیر سایش شکسته شده و در نتیجه این ذرات در پایین دست رودخانه نسبت به بالا دست فراوانی کمتری دارند. بنابراین، حضور دانه‌های مقاومتر در برابر سایش، در پایین دست رودخانه چشمگیر خواهد بود (رنجر و هول[19]، 2007: 286).
شکل (7) الف) نمایان شدن سنگ بستر در محل نمونهی 4 و به وجود آمدن اولین ناپیوستگی، ب) ورود شاخهی فرعی به کانال فرعی در محل نمونهی 17 و ظهور دومین ناپیوستگی، ج) تغییر لیتولوژی از فیلیت به آهک و به وجود آمدن سومین ناپیوستگی، د) سطح گسلی و خش لغزهای موجود در آن
با آزمایشهای تعیین قابلیت سایش میتوان مقدار ساییده شدن و خرد شدن دانه‌ها در طی مسیر را حساب کرد. یکی از این آزمایش‌ها، تست لس آنجلس است که دقت بالایی در تشخیص کیفیت نسبی و قابلیت سایش مصالح سنگی دارای ترکیبات معدنی مشابه و تهیه شده از منابع مختلف دارد (معرفوند و عزیزی، 1393: 1).
با انجام تست سایش لس آنجلس بر روی سه نمونهی غالب سنگی موجود در منطقه که شیست‌های دگرگون شده کربونیفر و تریاس (سازند CTRS-sh)، کنگلومرا( سازند MSC) و سنگ آهک(سازند Db) است (شکل8)، درصد سایش به ترتیب برای هر نمونه 7/38، 9/21 و 42/18 به دست آمد. شیست به علت وجود سطوح ضعف دارای قابلیت فرسایشپذیری و سایش بیشتری نسبت به سنگ آهک و کنگلومرا است. در کنگلومرا وجود سیمان ضعیف در بین سنگ‌ها باعث سایش و هوازدگی بیشتر آن نسبت به سنگ آهک میشود. به همین دلیل وجود سنگ آهک در قسمت‌های پایین دست رودخانه محتملتر است.
شکل (8) الف) کنگلومرای موجود در منطقه (سازند Msc) دید به سمت جنوب غربی، ب) شیست دید به سمت شمال شرق، ج) آهک‍‌‌های موجود در منطقهی دید به سمت شمال، د)مرز گسلی که باعث قرار گرفتن رسوبات قدیمی‌تر آهک (دونین) (Db) بر روی رسوبات جدیدتر شیست (کربونیفر تریاس) (CTRS_sh) شده است. دید به سمت شمال شرق
علاوه بر میانگین و میانه که نشانگر روند ریزشوندگی هستند، سایر پارامترهای بافتی از قبیل جورشدگی، کج شدگی، کشیدگی، اندازهی دانه‌ها و شکل دانه‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است که در ادامه به آن پرداخته شده است.
اندازهی ذرات و توزیع تیپ رسوبات بسیار مهم است؛ زیرا منعکسکنندهی انرژی محیط رسوبی است. فولک (1954) بر اساس درصد گراول، آنها را ماسه و گل مثلثی نامگذاری کرد. در هر نقطه از سیستم رودخانه اندازهی دانه‌های بستر تابعی از اندازهی اولیه دانه‌ها و سرگذشت آنها در طی حمل و نقل است (کویکا[20]، 2011: 244، نایتون[21]، 1999: 295).کاهش قطر ذرات در رسوبات آبرفتی فرآیند متداولی است که در مسیر طولی رودخانه با بار بستر گراولی مشاهده میشود (دوی و لاپوینت[22]، 2007: 84).
همانطور که در شکل (9) مشخص است، 88 درصد از رسوبات رودخانهی فاروب رومان از نوع گراول و 12 درصد آن در محدودهی گراول ماسه‌ای قرار می‌گیرند. فراوانی گراول احتمالاً به خاطر شیب هیدرولیکی زیاد کانال و ورود رسوبات از منشأهای جانبی با حمل و نقل کم است؛ همچنین می‌تواند نشانهی انرژی بالای رودخانه باشد که توانایی حمل گراولها را تا فاصله‌های دور از منشأ دارد. گراول‌های ماسه‌ای بیشتر در پایین دست رودخانه مشاهده میشود (جدول 1).
شکل (9) محل نمونه‌های برداشت شده بر روی مثلث نامگذاری فولک (1980)
میانگین جورشدگی رسوبات رودخانه فاروب رومان 609/1 فی است. تغییرات جور شدگی در رسوبات بین 122/2 (جورشدگی بسیار بد) تا 007/1 (جور شدگی بد) به دست آمده است. همانطور که در شکل (10)، مشاهده میشود دامنهی تغییرات جور شدگی از بالا دست تا پایین دست به صورت یکنواخت است و در محدودهی جور شدگی بد قرار می‌گیرد، که علت آن کوتاه بودن زمان حمل و همچنین کاهش انرژی در هنگام حمل و نقل دانه‌هاست؛ یعنی با کاهش ناگهانی انرژی جریان، رسوب‌گذاری صورت گرفته است (رایس و چارچ[23]، 2010: 13).
شکل (10) تغییرات جورشدگی اندازهی ذرات از بالا دست تا پایین دست رودخانهی فاروب رومان
جدول (1) مشخصات پارامترهای رسوبی نمونه‌ها، شیب، جورشدگی، کج شدگی، کشیدگی و نام رسوبات
|
نام رسوبات |
کشیدگی |
کج شدگی |
جورشدگی(phi) |
میانه(mm) |
میانگین (mm) |
شیب% |
(m)ارتفاع |
فاصله تا نمونه 1(KM) |
شماره نمونه |
|
گراول |
037/1 |
522/0 |
266/1 |
886/45 |
753/35 |
994/12 |
2424 |
0 |
1 |
|
گراول |
092/1 |
433/0 |
261/1 |
53/37 |
472/31 |
265/13 |
2359 |
49/0 |
2 |
|
گراول |
087/1 |
329/0 |
457/1 |
908/26 |
522/23 |
052/11 |
2317 |
87/0 |
3 |
|
گراول |
100/1 |
520/0 |
304/1 |
758/36 |
64/28 |
850/9 |
2251 |
54/1 |
4 |
|
گراول |
981/0 |
226/0 |
771/1 |
765/18 |
484/16 |
5/12 |
2211 |
86/1 |
5 |
|
گراول |
087/1 |
386/0 |
964/1 |
379/18 |
642/13 |
135/5 |
2192 |
23/2 |
6 |
|
گراول |
098/1 |
297/0 |
810/1 |
765/18 |
856/18 |
875/6 |
2159 |
71/2 |
7 |
|
گراول |
092/1 |
221/0 |
648/1 |
159/19 |
79/17 |
157/13 |
2109 |
09/3 |
8 |
|
گراول |
027/1 |
344/0 |
857/1 |
027/19 |
136/15 |
679/6 |
2063 |
62/3 |
9 |
|
گراول |
973/0 |
145/0 |
564/1 |
392/20 |
804/18 |
23/4 |
2041 |
14/4 |
10 |
|
گراول |
024/1 |
201/0 |
545/1 |
112/21 |
027/19 |
25/7 |
2012 |
54/4 |
11 |
|
گراول |
03/1 |
189/0 |
434/1 |
966/20 |
974/18 |
607/6 |
1975 |
10/5 |
12 |
|
گراول |
072/1 |
348/0 |
635/1 |
161/22 |
753/17 |
789/5 |
1953 |
48/5 |
13 |
|
گراول |
955/0 |
381/0 |
562/1 |
027/19 |
812/15 |
970/5 |
1913 |
15/6 |
14 |
|
گراول |
106/1 |
162/0 |
568/1 |
125/12 |
551/11 |
027/7 |
1887 |
52/6 |
15 |
|
گراول |
091/1 |
459/0 |
886/1 |
753/17 |
235/12 |
961/5 |
1856 |
04/7 |
16 |
|
گراول |
878/0 |
5/0 |
705/1 |
943/22 |
519/15 |
428/9 |
1823 |
39/7 |
17 |
|
گراول |
881/0 |
398/0 |
602/1 |
112/20 |
627/15 |
096/2 |
1810 |
01/8 |
18 |
|
گراول |
045/1 |
2/0 |
622/1 |
753/17 |
273/15 |
31/9 |
1756 |
59/8 |
19 |
|
گراول |
977/0 |
185/0 |
007/1 |
928/13 |
553/12 |
454/5 |
1726 |
14/9 |
20 |
|
گراول |
97/0 |
644/0 |
753/1 |
32 |
698/19 |
647/7 |
1687 |
65/9 |
21 |
|
گراول |
064/1 |
452/0 |
309/1 |
25/24 |
239/19 |
4 |
1683 |
75/9 |
22 |
|
گراول |
084/1 |
222/0 |
244/1 |
027/19 |
951/17 |
947/8 |
1666 |
94/9 |
23 |
|
گراول |
896/0 |
442/0 |
845/1 |
928/14 |
629/10 |
125/3 |
1661 |
1/10 |
24 |
|
گراول |
825/0 |
508/0 |
122/2 |
765/18 |
631/11 |
2 |
1657 |
3/10 |
25 |
|
گراول |
875/0 |
396/0 |
929/1 |
148/17 |
693/12 |
5/2 |
1652 |
5/10 |
26 |
|
گراول |
842/0 |
462/0 |
728/1 |
027/19 |
996/12 |
5/5 |
1641 |
7/10 |
27 |
|
گراول |
947/0 |
421/0 |
697/1 |
172/26 |
223/16 |
5/5 |
1630 |
9/10 |
28 |
ادامه جدول (1) مشخصات پارامترهای رسوبی نمونه‌ها، شیب، جورشدگی، کج شدگی، کشیدگی و نام رسوبات
|
نام رسوبات |
کشیدگی |
کج شدگی |
جورشدگی(phi) |
میانه(mm) |
میانگین (mm) |
شیب% |
(m)ارتفاع |
فاصله تا نمونه 1(KM) |
شماره نمونه |
|
گراول |
037/1 |
594/0 |
811/1 |
027/19 |
986/13 |
6 |
1624 |
11 |
29 |
|
گراول ماسه‌ای |
755/0 |
633/0 |
73/1 |
148/17 |
852/10 |
333/1 |
1620 |
3/11 |
30 |
|
گراول |
959/0 |
38/0 |
753/1 |
849/9 |
453/6 |
4 |
1612 |
5/11 |
31 |
|
گراول |
086/1 |
425/0 |
693/1 |
148/17 |
204/13 |
5/8 |
1595 |
7/11 |
32 |
|
گراول |
861/0 |
324/0 |
001/2 |
454/13 |
077/10 |
5/5 |
1584 |
9/11 |
33 |
|
گراول |
922/0 |
679/0 |
657/1 |
713/9 |
727/6 |
5/2 |
1579 |
1/12 |
34 |
|
گراول |
893/0 |
396/0 |
7/1 |
21/12 |
9 |
4 |
1571 |
3/12 |
35 |
|
گراول |
862/0 |
423/0 |
778/1 |
996/12 |
975/8 |
666/3 |
1562 |
6/12 |
36 |
|
گراول |
898/0 |
536/0 |
753/1 |
928/14 |
007/10 |
5/3 |
1555 |
8/12 |
37 |
|
گراول |
799/0 |
532/0 |
066/2 |
16 |
317/9 |
5/3 |
1548 |
13 |
38 |
|
گراول |
961/0 |
48/0 |
598/1 |
025/14 |
75/9 |
5/2 |
1543 |
2/13 |
39 |
|
گراول |
086/1 |
374/0 |
453/1 |
123/14 |
008/12 |
5/4 |
1534 |
4/13 |
40 |
|
گراول |
079/1 |
237/0 |
341/1 |
928/14 |
928/13 |
7 |
1520 |
6/13 |
41 |
|
گراول |
956/0 |
502/0 |
454/1 |
125/12 |
876/8 |
3 |
1511 |
9/13 |
42 |
|
گراول |
089/1 |
2/0 |
427/1 |
123/14 |
605/12 |
3 |
1502 |
2/14 |
43 |
|
گراول |
922/0 |
679/0 |
657/1 |
713/9 |
727/6 |
5/2 |
1579 |
1/12 |
34 |
|
گراول |
893/0 |
396/0 |
7/1 |
21/12 |
9 |
4 |
1571 |
3/12 |
35 |
|
گراول |
862/0 |
423/0 |
778/1 |
996/12 |
975/8 |
666/3 |
1562 |
6/12 |
36 |
|
گراول |
898/0 |
536/0 |
753/1 |
928/14 |
007/10 |
5/3 |
1555 |
8/12 |
37 |
|
گراول |
799/0 |
532/0 |
066/2 |
16 |
317/9 |
5/3 |
1548 |
13 |
38 |
|
گراول |
961/0 |
48/0 |
598/1 |
025/14 |
75/9 |
5/2 |
1543 |
2/13 |
39 |
|
گراول |
086/1 |
374/0 |
453/1 |
123/14 |
008/12 |
5/4 |
1534 |
4/13 |
40 |
|
گراول |
079/1 |
237/0 |
341/1 |
928/14 |
928/13 |
7 |
1520 |
6/13 |
41 |
|
گراول |
956/0 |
502/0 |
454/1 |
125/12 |
876/8 |
3 |
1511 |
9/13 |
42 |
|
گراول |
089/1 |
2/0 |
427/1 |
123/14 |
605/12 |
3 |
1502 |
2/14 |
43 |
|
گراول |
956/0 |
538/0 |
479/1 |
454/13 |
415/8 |
5 |
1492 |
4/14 |
44 |
|
گراول |
924/0 |
378/0 |
472/1 |
876/8 |
125/7 |
666/1 |
1487 |
7/14 |
45 |
|
گراول |
898/0 |
525/0 |
027/1 |
996/12 |
432/10 |
333/2 |
1480 |
0/15 |
46 |
|
گراول |
874/0 |
532/0 |
416/1 |
454/13 |
402/9 |
2 |
1474 |
3/15 |
47 |
|
گراول |
830/0 |
117/0 |
406/1 |
498/6 |
346/6 |
333/3 |
1464 |
6/15 |
48 |
|
گراول |
816/0 |
606/0 |
461/1 |
712/11 |
8 |
3 |
1458 |
8/15 |
49 |
|
گراول ماسه‌ای |
890/0 |
582/0 |
426/1 |
712/11 |
055/8 |
666/2 |
1450 |
1/16 |
50 |
|
گراول ماسه‌ای |
751/0 |
271/0 |
808/1 |
594/4 |
906/3 |
567/1 |
1445 |
41/16 |
51 |
|
گراول ماسه‌ای |
840/0 |
271/0 |
889/1 |
594/4 |
77/3 |
562/1 |
1440 |
67/16 |
52 |
|
گراول ماسه‌ای |
839/0 |
400/0 |
672/1 |
964/6 |
038/5 |
25/1 |
1436 |
99/16 |
53 |
|
گراول |
812/0 |
578/0 |
564/1 |
996/12 |
882/6 |
838/1 |
1431 |
26/17 |
54 |
|
گراول ماسه‌ای |
784/0 |
163/0 |
479/1 |
756/4 |
487/4 |
312/2 |
1419 |
77/17 |
55 |
کجشدگی تمام رسوبات رودخانـهی فاروب و رومان مثبت است (شکل11 الف). دامنهی تـغییرات این پارامتر بین 117/0 (به سمت ذرات ریز کج شده) تا 679/0 (خیلی به سمت ذرات ریز کج شده) است. میانگین کج شدگی 393/0 به دست آمده است.
شکل (11) الف) تغییرات کج شدگی اندازه ذرات از بالا دست تا پایین دست رودخانه، ب) تغییرات کج شدگی در برابر جورشدگی
با افزایش عدد کج شدگی میزان جورشدگی بدتر میشود که این امر به دلیل افزایش رسوبات دانه ریز در بین رسوبات دانه درشت‌تر است و غالباً در قسمت‌های پایین دست رودخانه اتفاق می‌افتد (شکل 11 ب).
کشیدگی منحنی رسوبات رودخانهی فاروب رومان از 106/1 (کشیدگی متوسط) تا 751/0 (پهن) در تغییر است. اکثر نمونه‌ها دارای کشیدگی متوسط هستند و میانگین کشیدگی آنها 965/0 است (شکل 12 الف). جور شدگی و کشیدگی رابطهی مستقیم با هم دارند. هر چقدر جورشدگی بدتر باشد، میزان کشیدگی منحنی کاهش یافته و به سمت پهن می‌رود. با افزایش میزان کشیدگی جورشدگی نمونه‌ها بهتر خواهد شد (شکل12 ب).
شکل (12) الف) تغییرات کشیدگی اندازهی ذرات از بالا دست تا پایین دست رودخانهی فاروب رومان ب) تغییرات جورشدگی در برابر کشیدگی از بالا دست تا پایین دست رودخانهی فاروب رومان
شکل دانه با ترکیب آن و نوع حرکت و مسافت حمل شده ارتباط مستقیم دارد. با اندازه‌گیری قطر ذرات رسوبی 4- فی (معادل با 16 میلیمتر، که در تمام رسوبات رودخانه وجود دارند) و پلات کردن آنها روی دیاگرام مثلثی اسنید و فولک (1958) متوجه می‌شویم که بیشتر ذرات این رودخانه در محدودهی خیلی تیغه‌ای قرار دارد (شکل13) و علت آن ترکیب رسوبات و شکل اولیه آن‌هاست به طوری که با توجه به فراوانی خرده‌های دگرگونی، تیغه‌ای شکل بودن آنها (Bladed) تا پایین دست حوضه نیز مشاهده می‌گردد.
شکل (13) محل نمونه‌های برداشت شده بر روی مثلث فرم ذرات اسنید و فولک (1958)
رخساره
مطالعهی رخساره‌های رسوبی و آنالیز اندازهی دانه‌ها به تعیین محیط رسوبی و شناسایی فرآیندهای رسوب‌گذاری و نوع جریان کمک می‌نماید. توزیع اندازهی ذرات در رسوب به اختصاصات سنگ منشأ، فرآیندهای هوازدگی، سایش و جورشدگی انتخابی آنها در هنگام حمل و نقل بستگی داشته و بر روی انواع رخساره‌های رسوبی تاثیرگذار است (سنلدر و همکاران[24]، 2011: 196).
در حوضهی آبریز فاروب و رومان سه دسته رخسارهی گراولی (Gmm, Gci, Gmg, Gh)، ماسه‌ای (Sh) و گلی (Fm) شناسایی شده و بر اساس تقسیم‌بندی میال (2000) نامگذاری شده‌اند که در زیر به توصیف و تفسیر هر یک پرداخته شده است.
رخسارهی Gcm(گراول با لایه‌بندی توده‌ای، با قطعات فراوان)
این رخساره معرف طبقاتی است که بخش اصلی آن را گراولها تشکیل داده و بیشتر فضای بین آنها از ذرات ریزتر تشکیل شده است. این رخساره دارای ذرات نیمه زاویه‌دار بوده و جورشدگی ضعیفی از خود نشان می‌دهد. مطالعات (کاستیک و همکاران[25]، 2010: 156)، در جنوب غرب آلمان نشان داد که این رخساره نشاندهندهی انرژی بالای محیط در هنگام رسوب‌گذاری است و از ته نشست ذرات ریز جلوگیری می‌نماید. لذا طبقات به علت تشکیل در انرژی بالا و شرایط جریان آشفته حالت توده‌ای دارند. این رخساره مربوط به کف کانال یا پایین‌ترین بخش سدهای رسوبی است و معمولاً در رودخانه‌های بریده بریده با بستر گراولی تشکیل میشود (دینوکس و همکاران[26]، 2005: 336، سایدیکو و روبرت[27]، 2010: 306). این رخساره در طول کانال‌های حوضهی آبریز فاروب رومان که دارای شرایط مناسب بوده‌اند، ته نشست کرده و نشانگر انرژی نسبتاً بالای حاصل از تأثیرات وضعیت فیزیوگرافی حوضه همانند شیب بالا و افزایش شدت جریان است (شکل 14 الف و ب و د).
رخسارهی Gci (گراول با طبقه‌بندی معکوس، با قطعات فراوان)
این رخساره معرف طبقاتی است که بخش اصلی آن را گراولها همراه با قطعات فراوان تشکیل داده و دارای طبقه‌بندی معکوس‌اند (کاستیک و همکاران، 2005: 149، دینوکس و همکاران، 2005: 338). این طبقات حاصل جریان‌های خرده‌ای غنی از ذرات، با شدت جریان بالا هستند. این رخساره در بخش‌های بالای کانال‌های اصلی دارای انرژی بالا، شناسایی شده است (شکل 14 ب).
رخسارهی Gmm(گراول با لایه‌بندی توده‌ای، با ماتریکس فراوان)
این رخساره نشاندهندهی طبقات ضخیمی است که حالت توده‌ای داشته و به دلیل نزدیکی به منشأ کاملاً زاویه‌دار بوده و گراول‌هایی در اندازه‌های بسیار درشت تا ریز را شامل میشود و به طور عمده از ماتریکس تشکیل شده است. در این رخساره، رسوبات دانه ریز ماسه‌ای و گلی فضای بین دانه‌های گراولی را پر کرده‌اند. این رسوبات فاقد لایه‌بندی بوده و طبقه‌بندی تدریجی نیز در آنها دیده نمی‌شود. دارای جورشدگی بسیار ضعیف و ساختمان به هم ریخته‌اند که نشاندهندهی حمل و نقل کوتاه و نزدیکی به منشأ رسوبی می‌باشد (کاستیک و همکاران، 2005: 160، برتولدی و همکاران[28]، 2008: 49 ، بلری و مکفرسون[29]، 1994: 475)، در این کانال رسوبات به دلیل ته نشست ناگهانی و نزدیکی به منشأ کاملاً زاویه‌دار بوده و گراول‌هایی از اندازه‌های بسیار درشت تا ریز رسوب می‌کنند. این رخساره در بخش‌های اولیهی کانال فاروب رومان که نزدیک به منشأ است، شناسایی شده است (شکل14 ج).
رخسارهی Gmg(گراول با طبقه‌بندی تدریجی، با ماتریکس فراوان)
این رخساره نسبت به رخسارهی Gmm دارای اختلافاتی است. به طور مثال وجود درصد گراول بیشتر و گردشدگی بهتر، این رخساره در شرایطی مشابه با رخسارهی Gmm تحت تأثیر جریان‌های با قدرت بالا تشکیل شده و معمولاً دارای فرم پهن و گسترده است. در رودخانهی فاروب رومان این رخساره با رخساره‌های Gmm و Gcm دیده میشود (شکل 14 الف و ج).
رخسارهی Gh (گراول با قطعات فراوان، با لایه‌بندی افقی)
این رخساره دارای قطعات فراوان است و بر اثر مهاجرت سدهای طولی و یا به شکل رسوبات باقی مانده در کف کانال تشکیل می‌گردد (میال، 2006: 53، کیم و همکاران[30]، 2009: 112). در این رخساره مرز زیرین نامشخص و در بعضی مواقع اصلاً وجود ندارد. این رخساره در بالا دست رودخانهی مورد مطالعه با فراوانی اندک و به صورت دانهی پشتیبان از گراول‌های ریزدانه با متوسط اندازهی 5 میلیمتر (گرانول) همراه با مقادیری ماتریکس و با لایه‌بندی مشخص بوده که همراه با رخساره‌های Gmg, Gmm, Sh دیده میشود (شکل 14 ج).
رخسارهی ماسه‌ای (Sh) (ماسه با لایه‌بندی افقی)
تنها رخسارهی ماسه‌ای شناسایی شده در رودخانهی فاروب رومان رخسارهی Sh است. این رخساره با ضخامت بسیار کمی در قسمت میانی طول رودخانهی مورد مطالعه و به صورت لایه‌ای مسطح دیده میشود که ذرات آن در محدودهی ماسهی متوسط تا درشت قرار می‌گیرند و رخساره‌های Gh و Gmm در پایین و بالای آن قرار گرفته‌اند (شکل14 ج). رخسارهی Sh در داخل کانالها معمولاً نشاندهندهی مرحلهی عقبنشینی نهایی سیلابی شدن فصلی است (خالیفا و کاتنون[31]، 2008: 95).
رخسارهی گلی (Fm) (گل با لایه‌بندی توده‌ای)
این رخساره حاوی ریشه گیاهان و ترک‌های گلی بوده و در اثر فعالیت ریشهی گیاه ساخت‌های رسوبی آن از بین رفته و طبقات حالت توده‌ای به خود گرفته‌اند (شکل 14د). ضخامت این رخساره در منطقهی مورد مطالعه بین 20 تا 50 سانتی‌متر است. در مواردی که این رخسارهی رسوبی با ضخامت کم دیده میشود، میتوان آن را مربوط به رسوب‌گذاری بار معلق در دشت سیلابی و یا به صورت پوشش گلی روی سدها در داخل رودخانه در نظر گرفت (میال، 2006: 52).
با توجه به رخساره‌های رسوبی شناخته شده، عناصر ساختاری شناخته شده (جدول 2)، مدل رسوبی رودخانهی فاروب رومان با در نظر گرفتن مدل‌های ارائه شده (میال، 2006: 61) ترسیم شده و مورد بررسی قرار گرفته است.
شکل (14) رخساره‌های رسوبی موجود در رودخانهی فاروب رومان، الف)رخسارهی Gcm و Gmg، ب)رخسارهی Gci و Gcm، ج)رخسارهی Gmm,Gh,Sh,Gmg، د) رخسارهی Fm,Gcm
جدول (2) عناصر ساختاری و مجموعه رخساره‌های رسوبی موجود در رودخانهی فاروب رومان
|
تفسیر |
مجموعه رخساره‌های رسوبی |
عناصرساختاری |
|
معرف رسوبات پرکنندهی کانال، مرز پایین فرسایشی، دارای شکل هندسی به صورت عدسی شکل و گسترده |
Sh, Gh, Gcm, Gmm, Gmg |
CH |
|
جریان خرده‌دار در نواحی نزدیک به منشأ، وجود ساختارهای ورقه‌ای شکل ضخیم، مرزهای فرسایشی، ذرات درشت گراولی فراوان، جورشدگی ضعیف و عدم وجود چینه‌بندی |
Gci, Gcm, Gmm,Gmg |
SG |
|
حاصل مهاجرت سدهای گراولی و یا به صورت رسوبات باقی مانده در کف کانال، معمولاً دارای شکل هندسی عدسی شکل و گسترده |
Sh, Gmm |
GB |
|
حاوی رسوبات ریز خارج از کانال، فرم توده‌ای و ورقه‌ای |
Fm |
FF |
مدل رسوبی
الف) رودخانهی بریده بریدهی گراولی با رسوبات جریان ثقلی
این نوع رودخانه در بالادست حوضهی آبریز فاروب رومان وجود دارد و بیشتر رسوبات آن گراولی و دارای جریان‌های گراویته‌ای رسوبی است. رسوبات این رودخانه حاصل جریان‌های واریزه‌ای همراه با فرآیندهای انتقال دوباره هستند (بلری و مکفرسون[32]، 1994: 484). رخساره‌های سنگی Gmm, Gcm و Gci شاخص این نوع رودخانه هستند (میال، 2006: 63). عنصر ساختاری آن SG است، که به فرم کشیده و باریک در داخل کانال مشاهده شده است و ضخامت آن حدوداً یک متر است (شکل 15).
ب) رودخانهی بریده بریدهی کمعمق با بار بستر گراولی
این حالت در قسمت میانی و پایین دست رودخانه تشکیل شده است. عمق رودخانه در این قسمت نسبت به بالا دست کمتر میشود. رسوبات عمدتاً درشت هستند و به فرم بار بستر حرکت می‌کنند. عنصر ساختاری GB در این مدل غالب است و شامل توده‌های رسوبی مسطح همراه با سطوح متعدد فرسایش داخلی است و مجموعه‌های متنوعی از نهشته‌های گراولی جریان کششی در آن حضور دارند. عنصر ساختاری CH رسوبات داخل خود کانال را شامل میشود که غالباً دانه درشت هستند. عنصر ساختاری خارج کانال FF شامل رسوبات دانه‌ریز بوده و بر اثر طغیان رودخانه به وجود آمده است. از رخساره‌های رسوبی که در این بخش از کانال تشکیل شده‌اند، میتوان به رخساره‌های Gmm، Gcm، Gmg، Gh، Sh و Fm اشاره نمود.
شکل (15) مدل‌های رسوبی رودخانه فاروب رومان همراه با شکل شماتیکی از رخساره‌های رسوبی موجود در هر مدل
نتیجه‌گیری
مطالعات رسوب‌شناسی رودخانهی فاروب رومان نشان می‌دهد که این رودخانه از نوع بریده بریده با بار بستر گراولی است. میانگین اندازهی ذرات رسوبی 753/35 تا 77/3 میلیمتر و میانه بین 886/48 تا 594/4 میلیمتر در تغییر است. در کل رودخانه چهار ناپیوستگی و پنج پیوستگی رسوبی شناسایی شده که این ناپیوستگی‌ها بر اثر عوامل مختلفی همچون ظهور سنگ بستر، ورود کانال‌های فرعی، فعالیت‌های تکتونیکی و تغییر لیتولوژی به وجود آمده است. جورشدگی رسوبات در این رودخانه بد تا بسیار بد، کجشدگی در تمام نمونه‌ها مثبت (به سمت ذرات ریز) و کشیدگی از پهن تا متوسط است. فرم بیشتر ذرات رسوبی در این رودخانه تیغه‌ای است که ممکن است در ارتباط با ترکیب و شکل اولیه ذرات باشد. طبق نتایج تست لس آنجلس دربارهی درصد سایش سنگهای فراوان موجود در این حوضه، بیشترین میزان سایش متعلق به شسیت‌ها بوده و بعد از آن به ترتیب کنگلومرا و آهک قرار دارند. شیست به علت وجود سطوح ضعف قابلیت فرسایشپذیری و سایش بیشتری نسبت به سنگ آهک و کنگلومرا دارد. در کنگلومرا وجود سیمان ضعیف در بین سنگ‌ها، باعث سایش و هوازدگی بیشتر آنها نسبت به سنگ آهک میشود. به همین دلیل است که وجود سنگ آهک در قسمت‌های پایین دست رودخانه محتملتر است. در حوضهی آبریز فاروب و رومان سه دسته رخساره گراولی (Gmm,Gmg,Gh, Gci) و ماسه‌ای (Sh) و گلی (Fm) شناسایی شده است. بر اساس مجموعه رخساره‌ها و عناصر ساختاری، مدل رسوبی این رودخانه بریده بریدهی گراولی با رسوبات جریان ثقلی در بالا دست و بریده بریدهی کم عمق گراولی در قسمت‌های میانی و پایین دست رودخانه است.
1- Okeyode& Jibiri
[2]- Nicols
[3]- Sainath et al.,
[4]- Parker
[5]- Ferguson et al.,
[6]- Lewin & Brewer
[7]- Rice& Church
[8]- Landwehr & Rhoads
[9]- Gomez et al.,
[10]- Le Pera & Sorriso-Valvo
[11]- Lisle et al.,
[12]- Nelson et al.,
[13]- Kjemperud et al.,
[14]- Folk
[15]- Sneed & Folk
[16]- Miall
[17]- Wohl & Merritt
[18]- Sear & Newson
[19]- Rengers & Wohl
[20]- Koykka
[21]- Knighton
[22]- Davey & Lapointe
[23]- Rice & Church
[24]- Snelder et al.,
[25]- Kostic et al.,
[26]- Deynouxa et al.,
[27]- Siddiqui & Robert
[28]- Bertolodi et al.,
[29]- Blair & McPherson
[30]- Kim et al.,
[31]- Khalifa & Catuneanu
[32]- Blair & Mcpherson
)