تعیین منشأ سولفات در چشمه‌های کارستی با استفاده از ایزوتوپ سولفور، جنوب غرب ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی

2 استاد آبهای زیرزمینی دانشگاه شهید بهشتی

3 شهید بهشتی

10.22034/iwrr.2024.427890.2727

چکیده

آبخوان‌های کارستی که یکی از منابع اصلی تامین آب شرب خوزستان می‌باشند، بسیار آسیب‌پذیر هستند. هدف از این تحقیق بررسی هیدروژئوشیمی یون‌های اصلی و تعیین منشأ سولفات در چشمه‌های گوگردی، چشمه‌های غیر گوگردی (چشمه‌های آلوده شده با نفت)، و شورابه‌های نفتی در جنوب غرب ایران با استفاده از ایزوتوپ پایدار سولفور می‌باشد. بدین منظور پس از بررسی و مطالعات صحرایی شش نمونه آب زیرزمینی گوگردی، هفت نمونه آب زیرزمینی غیر گوگردی و شش نمونه شورابه نفتی جمع آوری و مورد سنجش یون‌های اصلی و ایزوتوپ‌های پایدار δ34SSO4 و δ18OSO4 قرار گرفت. نمودار‌های ترکیبی هیدروشیمی به منظور استنباط برهمکنش سنگ / آب و شناسایی فرآیندهای هیدروژئوشیمی استفاده شد. نمودارهای ایزوتوپی δ34SSO4 و δ18OSO4 و نمودارهای ترکیبی سولفات و یون‌های اصلی به منظور شناسایی منشأ سولفات مورد استفاده قرار گرفتند. نمونه‌های آب زیرزمینی سه رخساره آنیونی خاص سولفاته - کلسیک از انحلال گچ، بی کربناته – کلسیک از انحلال کلسیت، و کلروره - سدیک از آلودگی شورابه‌های نفتی را نشان می‌دهند. با توجه به نمودارهای ترکیبی سه فرآیند برهمکنش آب و سنگ (انحلال ژیپس، انحلال کربنات و انحلال هالیت) در آبخوان‌های کارستی مورد مطالعه مشخص شد. مقادیر ایزوتوپی δ34SSO4 آب-های زیرزمینی بین 06/18 تا 06/33 و مقادیر ایزوتوپی δ18OSO4 بین 07/11 تا 07/16 تغیر می‌کند. نتایج نشان داد که سولفات حاصل برهم‌کنش آب و سنگ‌های تبخیری (انحلال گچ در سازند گچساران و یا گچ موجود در مخزن کربناته) می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of sulfate sources in karst springs using sulfur isotops, southwest Iran

نویسندگان [English]

  • Narges Bayat 1
  • Hamid Reza Nassery 3
1 Shahid Beheshti University
2
3 Shahid Beheshti University
چکیده [English]

Karstic springs, which are one of the main sources of drinking water supply in Khuzestan, are highly vulnerable to contamination. The aim of this research is to investigate the hydrochemistry of major ions and determine the origin of sulfates in sulfuric springs, non-sulfuric springs (springs contaminated with oil), and oil brines in southwestern Iran using stable sulfur isotopes. For this purpose, six samples of sulfuric groundwater, seven samples of non-sulfuric groundwater, and six samples of oil brines were collected and analyzed for major ions and stable isotopes δ34SSO4 and δ18OSO4. Hydrochemical composition diagrams were used to infer the rock/water interaction and identify hydrogeochemical processes. Isotopic diagrams of δ34SSO4 and δ18OSO4, as well as combined diagrams of sulfates and major ions, were used to identify the origin of sulfates. Groundwater samples exhibit three specific anionic facies: sulfate-calcic resulting from gypsum dissolution, bicarbonate-calcic from calcite dissolution, and chloride-sodic from contamination by oil brines. Based on hydrogeochemical and isotopic composition diagrams, three interacting processes of water and rock (gypsum dissolution, carbonate dissolution, and halite dissolution) in the karstic aquifers under study were identified. Among these processes, gypsum dissolution appears to be the primary contributor to the composition of solute in karstic aquifers. The isotopic values of δ34SSO4 in groundwater range from 18.06 to 33.06, and the values of δ18OSO4 range from 11.07 to 16.07, indicating that sulfate is derived from the interaction of water and evaporitic rocks (gypsum dissolution in the Gachsaran Formation or gypsum present in carbonate reservoirs).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sulfuric and Non-Sulfuric Springs
  • oil field water
  • Hydrogeochemistry
  • sulfur isotopes
  • southwest Iran

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 05 فروردین 1403
  • تاریخ دریافت: 09 آذر 1402
  • تاریخ بازنگری: 23 اسفند 1402
  • تاریخ پذیرش: 05 فروردین 1403