خصوصيات فيزيكي، شيميايي، ميكرومورفولوژيكي و كاني‌شناسي رسي خاك‌هاي حاوي زيوليت منطقه رفسنجان

سابقه و هدف: زيوليت از جمله كاني هاي رسي آلومينوسيليكات آبدار آنيوني با فرم ساختماني سه‌بعدي است كه كاربردهاي فراواني در رفع آلودگي خاك‌ها، رسوبات و منابع آب از عناصر سنگين دارد. اين پژوهش با هدف بررسي خصوصيات فيزيكي، شيميايي، كاني شناسي رسي و ميكرومورفولوژيكي خاك هاي برش طولي رفسنجان- سرچشمه در قالب يك رديف پستي‌بلندي و مواد مادري انجام گرفت. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه از پديمنت‌هاي پوشيده واقع در جنوب غربي رفسنجان شروع و تا 65 كيلومتري جنوب‌غربي اين شهر يعني منطقه سرچشمه امتداد دارد. رژيم هاي رطوبتي و حرارتي منطقه به‌ترتيب اريديك و مزيك مي‌باشند. در اين پژوهش ابتدا با استفاده از نقشه هاي توپوگرافي، نقشه هاي زمين شناسي و تصاوير ماهواره اي گوگل ارت، اشكال اراضي و سازندهاي زمين شناسي موجود در منطقه شناسايي شدند. اشكال مختلف اراضي شامل پديمنت پوشيده (خاكرخ 1)، پديمنت سنگي (خاكرخ هاي 2 و 3) و كوه (خاكرخ هاي 4، 5، 6 و 7) هستند. شكل اراضي پديمنت پوشيده از رسوبات سنگريزه اي جوان، پديمنت سنگي از آركوزها و توف ها و كوه از سنگ هاي تراكي‌بازالتيك و دولريتيك تشكيل شده‌اند. در مجموع هفت خاكرخ متاثر از سازندهاي مختلف زمين شناسي در اشكال اراضي فوق‌الذكر حفر، نمونه برداري و تشريح گرديد. خصوصيات فيزيكي، شيميايي، كاني شناسي رسي و ميكرومورفولوژي نمونه‌هاي خاك تعيين و در نهايت خاك ها با استفاده از سيستم هاي رده بندي آمريكايي و طبقه بندي جهاني رده‌بندي شدند. يافته‌ها: بر اساس بررسي هاي صحرايي و آزمايشگاهي، افق هاي مشخصه كلسيك، ژيپسيك، آرجيليك و كمبيك در اين خاك‌ها شناسايي شدند. زيرگروه هاي تيپيك هاپلوكلسيدز، تيپيك كلسي آرجيدز، تيپيك توري‌ارتنتس و تيپيك هاپلوكمبيدز بر اساس سامانه رده‌بندي آمريكايي جدا شدند. در سامانه رده بندي جهاني، خاك ها در گروه هاي مرجع كمبي‌سول، كلسي‌سول و رگوسول جاي گرفتند. تشكيل افق Btk در خاكرخ هاي 4 و 5 به اقليم مرطوب گذشته نسبت داده شد. بررسي مقاطع نازك، كاني خاكستري زيوليت به شكل كاملاً شعاعي (مخروطي شكل) با خاموشي موازي را نشان داد. عوارض خاك‌ساخت كربنات كلسيم به‌صورت پوشش، پوشش هاي زيرسطحي و نودول، عوارض خاك‌ساخت گچ به‌صورت عدسي شكل و صفحات در هم قفل شده و رس به صورت پوشش هاي رسي در مقاطع نازك شناسايي شدند. كاني‌شناسي بخش رس خاك هاي منطقه مورد مطالعه حاكي از وجود كاني هاي رسي كايولينيت، ايليت، پالي گورسكيت و اسمكتيت مي باشد. سازندهاي حاوي زيوليت منطقه حضور شابازيت با پيك هاي رده اول، دوم و سوم 64/0، 59/0 و 29/0 نانومتر و ناتروليت با پيك هاي رده اول و دوم 42/0 و 3/0 نانومتر را همراه با ناخالصي‌هاي كلسيت و كوارتز نشان دادند. زيوليت نوع ناتروليت در خاك هاي منطقه مورد مطالعه شناسايي شد كه در خاك نسبت به فاصله از سازند زمين‌شناسي حاوي زيوليت روند كاهشي نشان داد. منشا كاني زيوليت در خاك‌هاي منطقه مورد مطالعه به ارث رسيده از مواد مادري مي‌باشد. نتيجه‌گيري: نتايج پژوهش نمايانگر نقش مهم پستي‌بلندي و مواد مادري در تغييرپذيري خصوصيات خاك‌ها مي‌باشد.

Background and Objectives: Zeolite is a group of anionic hydrated aluminosilicates with a tridimensional structure which has great implications in remediation of water, sediment and soil resources. The present research aims at physicochemical investigation, clay mineralogy and micromorphology of soils along Rafsanjan-Sarcheshmeh lithotoposequence, southeastern Iran. Materials and Methods: The study area starts from mantled pediments, southern west of Rafsanjan and extends to Sarcheshmeh town. Soil moisture and temperature regimes of the area were aridic and mesic, respectively. Topography and geology maps together with Google Earth images were used to investigate different landforms and geological formations in the area. Mantled pediment (pedon 1), rock pediment (pedons 2 and 3) and mountain (pedons 4, 5, 6 and 7) were among dominant landforms recognized in the area under study. Mantled pediment is composed of younger gravel sediments. On the other hand, arkose and tuff are dominant in rock pediment. Besides, mountain geomorphic surface show high proportion of tracky basaltic and doloritic rocks. Seven pedons affected by geological formations on different landforms were described and sampled. Physicochemical analyses together with clay mineralogy and micromorphological observations performed and Soil Taxonomy and WRB were used for soil classification. Results: Calcic, gypsic, argillic and cambic diagnostic horizons were identified according to field and laboratory investigations. Soils were classified as Typic Haplocalcids, Typic Calciargids, Typic Torriorthents and Typic Haplocambids using Soil Taxonomy. Cambisols, Calcisols and Regosols were also found according to WRB classification system. Presence of Btk horizon in pedons 4 and 5 was attributed to more available humidity of paleoclimate. Micromorphological observations showed grey radial (fan shape) zeolite crystals with parallel extinction. Calcite coatings, hypocoatings and nodules were among calcium carbonate pedofeatures identified. Lenticular and interlocked plates of gypsum and clay coatings were also observed during micromorphological investigations. Kaolinite, illite, palygorskite and smectite clay minerals were determined. Chabazite with first, second and third order peaks of 0.64, 0.59 and 0.29 nm and natrolite with first and second order peaks of 0.42 and 0.3 nm together with calcite and quartz impurities were investigated in zeolitic geological formations of the area using X-ray diffractometers. Natrolite was the only zeolite found in soils under study and showed a decreasing trend with distance from zeolitic geological formations. Zeolite in soils of the area seems to be inherited from parent material. Conclusion: Results of the study showed role of topography and parent material on variability of soil properties in the area.