نشریه زمین شناسی مهندسی

---

در تقسیم‌بندی محیط‌های قاره‌ای محیط‌های رودخانه‌ای از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند؛ زیرا وظیفه انتقال مواد رسوبی را از سطح قاره‌ها بر عهده دارند. مطالعه کمی این محیط‌ها با نگرش برحوضه زهکشی آن‌ها صورت می‌گیرد (پیتز و فوستر 1985). مطالعه حاضر نیز بر اساس چنین نگرشی و با عنایت خاص به تأثیر زیرحوضه‌ها برتجمع کانی‌های سنگین صورت گرفته است حوضه مورد نظر بخش شمال غربی حوضه قارچی شکل دز است که بین دومنطقه زمین‌شناسی متفاوت یعنی زاگرس خرد شده و سنندج – سیرجان قرار دارد. دشت بروجرد– دورود نیز حد فاصل این دو زون را پوشش داده است. روش رتبه‌بندی «استرالر(1952)» در این بررسی بکار گرفته شده است و بنا به دلایل ذکر شده در متن مقاله زیرحوضه‌های درجه سوم جهت تعیین تمرکز کانی‌های سنگین انتخاب شده‌اند. رتبه حوضه اصلی در محدوده مورد بررسی از درجه ششم است که نسبتاً رتبه بالایی به شمار می‌رود. نیز آنومالی‌های زهکشی حداقل به تعداد 4 نمونه در این مساحت دیده می‌شود که روی سه نمونه آن‌ها گسل‌ها و روی یک نمونه لیتولوژی منطقه مؤثر است. از سوی دیگر گسل‌ها در توسعه و تکوین زیرحوضه‌های درجه سوم بسیار مؤثرند. بالا بودن رتبه حوضه و فراوانی زیرحوضه‌های درجه کم در بخش‌های مرتفع سبب شده است که حوضه از بلوغ خوبی برخوردار باشد به‌طوری که تعداد رتبه‌های بالا حدود 25/0 رتبه‌های پایین است. کانی‌های سنگین عمده در زیرحوضه‌ها آندالوزیت و کیانیت است که اغلب به بخش سنندج – سیرجان حوضه و نیز در رابطه با عدد تراکم زیرحوضه‌های درجه سوم هستند . زهکشی اصلی حوضه درجه ششم از نوع زهکش نوع اول(consequent ) معرفی شده است.

---

در اکثر مناطق ایران آب‌های زیرزمینی که تامین‌کننده اصلی آب کشاورزی، شرب و مصارف صنعتی هستند در حال حاضر شدیداً تحت تأثیر برداشت بی‌رویه قرار گرفته است. با توجه به عدم امکان جای‌گزینی این منبع آب ارزشمند، محافظت از آن امری ضروری به نظر می‌رسد. دشت قزوین به علت شرایط خاص خود و وجود واحدهای صنعتی و فعالیت‌های کشاورزی، شهرها و شهرک‌‌های صنعتی متعدد در حال حاضر از مناطق بحرانی و آسیب‌پذیر است. در این مقاله برای برآورد آسیب‌پذیری دشت قزوین از روش DRASTIC استفاده شد. به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) نقشه آسیب‌پذیری آب‌خوان تهیه و مقدار شاخص DRASTIC عمومی از 35 تا 108 در کل منطقه برآورد شد. با توجه به شاخص DRASTIC عمومی تقریباً 11 درصد از سطح منطقه دارای آسیب‌پذیری کم و در حدود 43 درصد از سطح منطقه آسیب‌پذیری متوسط و در حدود 37 درصد آسیب‌پذیری زیاد و 10درصد آسیب‌پذیری بسیار زیاد داشتند. طبق نقشه آسیب‌پذیری DRASTIC محدوده باتلاق و اراضی بایر واقع در شرق و مرکز دشت دارای آسیب‌پذیری زیاد بودند و با میزان افزایش نیترات و همچنین مقدار هدایت الکتریکی در منطقه مطابقت دارد. با در دست داشتن این شاخص می‌توان برای حفاظت از آب‌خوان و حریم کیفی آن تدابیری اندیشید.

---

هدف این تحقیق بررسی تأثیر کانی‌شناسی و خواص ژئوشیمیایی سنگ‌دانه‌‌ها بر خصوصیات مکانیکی بتن است. برای تحقق این امر، سنگ‌دانه‌‌هایی با خواص پترولوژی مختلف از معادن فعال گردآوری شده و به آزمایشگاه منتقل شده است. نمونه‌های انتخاب شده شامل آندزیت، بازالت، گرانیت، گنایس، آهک، لوماشل، ماسه¬سنگ، دولومیت، توف و دیوریت است که دارای خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی مختلفی هستند. نتایج این تحقیق نشان داد که خواص فیزیکی و مکانیکی کانی‌ها خواص مقاومتی بتن را تحت تأثیر قرار می‌دهند و مشخص شد که خصوصیات نامطلوب بتن با چه کانی‌هایی کنترل می‌شود. همچنین در این تحقیق مشخص شد که سنگ‌دانه‌های با کانی‌های سوزنی و ورقه‌ای و همچنین کانی‌های که در معرض فرسایش قرارگرفته‌اند در خواص نامطلوب بتن تأثیر زیادی دارند. در این تحقیق بیش‌ترین مقاومت 28 روزه بتن مربوط به سنگ‌دانه دولومیتی با مقاومت فشاری 33 مگاپاسکال، و کم‌ترین مقاومت مربوط به سنگ‌دانه لوماشلی با 13 مگاپاسکال است.

---

شاخص دوام وارفتگی¹، پارامتر مهندسی مهمی در ارزیابی زوال‌پذیری² سنگ‌ها در برابر عوامل هوازدگی شیمیایی و فیزیکی است و ارتباط نزدیکی با ویژگی‌های مکانیکی سنگ‌ها دارد. قابلیت وارفتگی سنگ‌ها و تأثیرپذیری آن‌ها از فرایندهای هوازدگی، از مسائل مهم در طراحی و اجرای پروژه‌های عمرانی و معدنی است. هدف از این پژوهش، بررسی و ارزیابی تأثیر تعداد چرخه‌های آزمایش دوام در شرایط مختلف pH محیط و تأثیر ترکیب کانی‌شناسی بر دوام وارفتگی سنگ است. برای این منظور 5 نمونه از توف با ترکیب کانی‌شناسی مختلف از رخ‌نمون‌های شمال شهر قزوین انتخاب شد. آزمایش دوام وارفتگی بر روی نمونه‌ها در پانزده سیکل و با pH‌های متغیر از محلول اسیدی انجام شد. هم‌چنین آزمایش دوام وارفتگی روی نمونه‌ها در شرایط اشباع، بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی و بررسی‌های پتروگرافی نمونه‌ها انجام گرفت. به‌علاوه در پایان سیکل 15 به‌منظور ارزیابی تأثیر ترکیب کانی‌شناسی بر روی شاخص دوام، ترکیب کانی‌شناسی نمونه‌ها قبل از انجام آزمایش به‌همراه رسوبات باقی مانده در کف مخزن دستگاه دوام، با آنالیزهای XRD بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که شاخص دوام وارفتگی نمونه‌ها وابسته به مقدارpH  محلول در شرایط اسیدی نیست. بر این اساس میزان دوام وارفتگی نمونه‌ها بیش‌تر متاثر از ویژگی‌های کانی‌شناسی، بافتی و میزان هوازدگی است. هم‌چنین هم‌بستگی خوبی بین شاخص بار نقطه‌ای و شاخص دوام وارفتگی در سنگ‌های بررسی شده نشان داده شد.

---

سنگ‌هایمارنی از جمله سنگ‌های ضعیف هستند کهبه‌دلیل قابلیتتورم،شکفتگی زیاد و مقاومت و دوام‌‌‌پذیری کم در اجرای سازه‌های مهندسی باعث مشکلاتی می‌شوند. نداشتن شناخت کافی از ویژگی‌هایزمین‌شناسیمهندسی، علت مشکلات این نوع سنگ‌هاست. در این پژوهش به‌منظور تعیین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی سنگ‌های مارنی ساخت‌گاه سد صفا، بر روی نمونه‌های حاصل از حفاری گمانه‌ها، آزمایش‌های حدود اتربرگ، وزن مخصوص، تخلخل و درصد رطوبت، آزمایش مقاومت فشاری تک محوری (UCS)، آزمایش برش مستقیم، آزمایش تورم، آزمایش مقاومت فشاری محصور (سه محوری) و همین‌طور آزمایش‌های پراش اشعه ایکس (XRD) و فلور سانس اشعۀ ایکس(XRF) صورت گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان می‌دهد که نوع و مقدار کانی‌های موجود در مارن به‌ویژه کانی‌های رسی و درصد کربنات کلیسیم موجود در آن از عوامل مؤثر و تأثیرگذار بر ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی این نوع سنگ‌هاست.

---

یکی از آزمایش هایی که برای بررسی خصوصیات سایندگی دانه های خاک استفاده می شود، آزمایش LCPC می باشد. دستگاه آزمایش LCPC برای اندازه گیری سایش ذرات در حد پبل های ریز (3/6-4 میلی متر) طراحی شده است. در این پژوهش برای بررسی تاثیر پارامتر های زمین شناسی در مقدار سایش کانیها، تعدادی از مهمترین کانیهای ساینده از نقاط مختلف ایران جمع آوری شده است. در ابتدا مقادیر سایش و شکنندگی این کانیها مطابق با سه استاندارد AFNOR P18-553، AFNOR P18-579 وP18-560 AFNOR که به ترتیب مربوط به مراحل آماده سازی نمونه برای انجام آزمایش، روش انجام آزمایش و آنالیز اندازه دانه ها به کمک الک های آزمایشگاهی میباشد، اندازه گیری شده است. در ادامه تاثیر پارامترهای زمین شناسی موثر بر میزان سایش نمونه ها که شامل پنج پارامتر شکل، اندازه، زاویه داری، درجه اشباع محیط و پتروگرافی دانه ها میباشد، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان اثر گذاری این پارامتر ها بر سایندگی نمونه ها بر اساس استاندارد ISO 5725 NF که مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرار پذیری و قابلیت تولید مجدد یک روش استاندارد با آزمایشهای درون آزمایشگاهی (بر پایه شاخص طبقه بندی X 06-041 ) میباشد، بررسی گردیده است. در انتها پس از کسب اطمینان از تاثیر معنی دار این پارامتر ها بر سایش کانیها، به کمک نرم افزار SPSS میزان سایندگی برای انواع کانیهای با سختی کمتر از هفت در مقیاس موس پیش بینی شده است.

---

دوام­پذیری در پژوهش‌های زمین­شناسی مهندسی پارامتری مهم ­است که میزان تخریب‌پذیری سنگ را در مقابل فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی نشان می­دهد. این پدیده به ترکیب شیمیایی، تخلخل و بافت سنگ وابسته است. در این پژوهش با انجام آزمایش‌های دوام‌پذیری در محلول­های با pH‌های متفاوت اثر خصوصیات کانی‌شناسی روی دوام‌پذیری سنگ بررسی شده تا درک بهتری از ارتباط بین ترکیب شیمیایی سنگ و دوام‌پذیری به‌دست آید. نتایج نشان داده که شرایط محلول اسیدی روی سنگ­های غنی از کربنات کلیسم مؤثر است در حالی‌که سنگ­های دارای سیلیس زیاد، تحت تأثیر این شرایط قرار نمی­گیرند. دوام‌پذیری این گروه از سنگ‌ها به بافت سنگ وابستگی زیادی دارد.

---

تأثیرات زمین‌شناسی سطحی بر حرکت‌های لرزه‌ای، قابل قبول و شناخته شده است و این آثار را می‌توان عاملی مهم در جنبش ناشی از زمین‌لرزه قلمداد کرد. بررسی شدت و پراکندگی خرابی‌ها در زلزله‌های دهه‌های اخیر، اهمیت اثرات ساختگاهی و شرایط زمین‌شناسی سطحی را بیش از پیش نمایان ساخته است. از دیدگاه مهندسی اهمیت زلزله‌ها به‌دلیل تأثیراتی است که این زلزله‌ها در سازه‌هایی نظیر سدها، نیروگاه‌ها، پل‌ها، مناطق مسکونی و تأسیسات صنعتی ایجاد می‌کند که در اکثر موارد این سازه‌ها نه در سطح توده‌های سنگی بلکه بر سطح زمین یعنی روی لایه‌های آبرفتی واقع بر سنگ بستر بنا می‌شوند. اثر لایه‌های خاک بر امواج زمین لرزه ماحصل یک فرایند پراکنشی پیچیده است که تحت شرایط پایدار خاک این اثر می‌تواند به‌صورت بزرگ‌نمایی دینامیکی باشد که از آن به‌عنوان تشدید یاد می‌شود. به‌منظور تعیین اثر ساختگاه و تأثیر دادن آن در ویژگی‌های جنبش نیرومند زمین روش‌های متعددی وجود دارد، که از میان آن‌ها روش‌های عددی، کم هزینه‌تر و بازه مکانی بیش‌تری را تحت پوشش قرار می‌دهند و به‌همین دلیل معمولاً از این روش‌ها برای ارزیابی تحلیل پاسخ در برابر ارتعاشات زلزله استفاده می‌شود. در این مقاله سعی شده است با استفاده از داده‌های حاصل از حفاری 5 گمانه در ساختگاه شهر طبس به بررسی اثر ساختگاه در این شهر و هم‌چنین مقایسه روش‌های عددی تحلیل ساختگاه نظیر تحلیل خطی معادل و غیرخطی برای دوره‌های بازگشت‌ زلزله 75، 475 و 2475 سال با استفاده از نرم‌افزارهای EERA و NERA پرداخته شود. با جمع‌بندی میزان تقویت و هم‌چنین حداکثر شتاب در سطح زمین می‌توان این نکته را بیان کرد که منطقه
دیهشک و نواحی مرکزی شهر طبس بیش‌ترین شرایط تشدید را دارد. از طرف دیگر منطقۀ جنوب محله سرآسیاب و سپس ناحیۀ امام‌زاده بیش‌ترین سختی و کم‌ترین تشدید دارد. براساس پژوهش‌های صورت گرفته، پیشنهاد می‌شود تا برنامه توسعۀ شهری بیش‌تر به‌سمت امام‌زاده حسین‌بن‌موسی الکاظم (ع) هدایت شود تا ضمن برخورداری ار ساختگاه مناسب‌تر رعایت فاصله‌داری از زون گسلش نیز اعمال شود. با توجه به برآورد دست بالای EERA و همچنین رفتار غیرخطی خاک برای زلزله با دوره بازگشت بالا (2475 سال) از نرم‌افزار NERA برای تحلیل اثر ساختگاه استفاده شد تا بتوان حداکثر شتاب سطح واقع‌بینانه‌تری را به‌دست آورد. 

---

در این مطالعه نسبت به شناسایی عوامل مهم در ریزش دیواره معادن طلای موته از جمله دیواره شرقی معدن چاه خاتون پرداخته است. بنابراین با توجه به تنوع شیست­ها در معادن طلای چاه­خاتون و سنجده (دو معدن فعال در این مجتمع معدنی) با مطالعه کانی شناسی سنگ­های شیستی در معدن طلای موته، در راستای تشخیص عوامل مختلف در تغییرات مقاومت سنگ انجام گردیده است. لذا تعداد ده نمونه از شیستهای دیواره معادن در حال استخراج طلای موته در دیواره­هایی از معدن که ایجاد مشکل یا دارای اهمیت بیشتری در طرح استخراجی این معادن داشت، جهت انجام مطالعات کانی شناسی آزمایشات XRD و XRF انجام شده است. همچنین روی این شیستها آزمایش­های مقاومت فشاری تک محوری^[1] و برزیلین^[2] به منظور برآورد خواص مکانیکی و تعیین کیفیت توده سنگ در دیواره های معدنی اقدام گردیده است. نتایج حاکی از این است که مقاومت فشاری تک­محوری و برزیلین در شیستها نسبت مستقیم با درصد Sio₂ داشته و با میزان Al₂o₃ نسبت عکس دارد و همچنین با ساختارهای ثانویه نسبت عکس دارد. عواملی نظیر وجود ساختارهای ثانویه، سطح تورق ممتد، اندازه ذرات و ترکیب کانی­شناسی نقش مهمی در نحوه شکست این سنگها بازی می­کند. مقاومت فشاری تک محوری شیستها از 10 مگاپاسکال تا 72 مگاپاسکال و مقاومت برزیلین از 1.9 تا 10.2 مگاپاسکال متغیر می باشد. کمترین مقاومت فشاری تک محوری در سنگهای شدیداً هوازده با درصد سیلیس متوسط می­باشد. نوع کانی­های رسی در پایداری دیواره معدنی مؤثر می باشد، با این حال وجود کانی رسی مونتموریلونیت در دیواره شرقی معدن چاه خاتون مشاهده گردیده و با وجود درصد سیلیس بالا مقاومت سنگ در حد متوسط می­باشد. مقاومت فشاری تک محوری نمونه­های تر و خشک در سنگهایی که کانی موسکویت و کانی رسی مونتموریلونیت در آن وجود داشته، تفاوت بیشتری با سایر سنگها داشته است. به طوریکه سنگهای دارای کانی رسی ایلیت مقاوم تر از کانیهای اسمکتیت و مونتیموریلونیت دار می­باشند. به طور کلی مقاومت شیستها به عوامل مختلفی وابسته می­باشد و اهمیت کانی شناسی شیست با توجه به دخالت در تشکیل ساختار های ثانویه در آن از اهمیت بالایی برخوردار است.