فهرست مطالب

یافته های نوین زمین شناسی کاربردی - شماره 25 (بهار و تابستان 1398)
  • شماره 25 (بهار و تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/01/21
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمد حسین قبادی، حسن محسنی، سجاد احمدی* صفحات 1-16

    تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز در طراحی سازه‏های واقع در توده سنگ یکی از مسائل عمده در زمین‏شناسی مهندسی، عمران و معدن است، مقاومت فشاری تک محوری و مقاومت کششی از جمله این پارامترها هستند که به طور گسترده‏ای در طراحی سازه‏ها در توده سنگ استفاده می‏شوند. با توجه به این که آزمایش بار نقطه‏ای از یک سو هزینه و دشواری کمتری نسبت به آزمایش‏های مقاومت فشاری تک محوری و کششی دارد و هم چنین می‏تواند در محل پروژه و روی نمونه‏های با هندسه نامنظم نیز انجام شود، لذا می‏توان از آن به عنوان معیاری برای برآورد اولیه مهندسی در رابطه با مقاومت‏های کششی و فشاری سنگ‏ها استفاده نمود. در این پژوهش ارتباط میان این پارامترها با تحلیل‏های آماری بررسی شده و بهترین روابط تجربی برای آن ها ارائه گردیده است. هم چنین به علت گستردگی سنگ‏های کربناته در کشور و کاربرد آن ها در پروژه‏های عمرانی مختلف، ارتباط مقاومت‏های فشاری تک محوری، کششی و بار نقطه‏ای با ارزش ضربه‏ای سنگدانه که یکی از شاخص‏های بررسی کیفیت مصالح سنگی می‏باشد نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در رگرسیون تک متغیره بالاترین ضریب تعیین به مقدار 897/0، مربوط به رابطه بین مقاومت فشاری تک محوری با شاخص بار نقطه‏ای در حالت خشک و کمترین ضریب تعیین به مقدار 653/0، مربوط به رابطه بین مقاومت کششی برزیلی با ارزش ضربه‏ای سنگدانه در حالت خشک است، هم چنین استفاده از رگرسیون چند متغیره منجر به تخمین بسیار بهتری از مقاومت فشاری تک محوری شده است.

    کلیدواژگان: مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی برزیلی، شاخص بار نقطه‏ای، ارزش ضربه‏ای سنگدانه، سنگ کربناته
  • رضا احمدی*، نوشین افضلی صفحات 17-32

    در کانسار سرب و روی اره گیجه رباط خمین فعالیت های اکتشافی به دو روش غیرمستقیم و مستقیم در دو مرحله انجام شده است. در پژوهش حاضر ابتدا براساس اطلاعات اکتشافی مرحله اول یعنی داده های ژئوفیزیکی برداشت مستطیلی، عیارسنجی اکتشافات سطحی و اطلاعات زمین شناسی، با استفاده از روش دانش محور منطق فازی، مناطق امیدبخش مورد شناسایی قرار گرفت. برای دستیابی به این هدف، لایه های شاهد منطقه شامل داده های ژئوفیزیکی، گسل، ژئوشیمی و زمین شناسی در محیط نرم افزار ArcGIS تلفیق شد. برای وزن دهی و اولویت بندی لایه های اکتشافی، از میان روش های مختلف تصمیم گیری چندمعیاره، روش شباهت به گزینه ایده آل فازی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور تشکیل نمودار سلسله مراتبی نیز از روش دلفی (Delphi) استفاده شد و در این راستا چهار معیار اصلی دقت و قابلیت اطمینان نتایج، زمان و هزینه عملیات، تعداد داده ها و تفسیر نتایج، مد نظر قرار گرفت. در نهایت پس از رتبه بندی لایه های اطلاعاتی و براساس اولویت بندی آن ها، نقشه مناطق امیدبخش ماده معدنی با استفاده از روش مجموع وزن ها تهیه شد. سپس اکتشافات ژئوفیزیک عمقی منطقه به روش های مقاومت ویژه و قطبش القایی، از طریق تعیین میزان همبستگی خطی بین داده های ژئوفیزیکی بعد از مدل سازی وارون هموار با داده های عیارسنجی گمانه های اکتشافی عمیق (مرحله دوم عملیات اکتشاف) منطبق بر پروفیل های ژئوفیزیکی، اعتبارسنجی شد. در پایان براساس داده های عیارسنجی گمانه های موجود، صحت رویکرد پتانسیل یابی سرب و روی با درجه اعتباری در حدود 56 درصد، اعتبارسنجی گردید.

    کلیدواژگان: کانسار سرب و روی اره گیجه رباط خمین، پتانسیل یابی مواد معدنی، شباهت به گزینه ایده آل فازی، مدل سازی وارون، شبه مقاطع ژئوفیزیکی
  • یاسین عبدی*، غلامرضا خانلری صفحات 33-47

    مقاومت فشاری تک محوری، مدول الاستیسیته و مقاومت کششی برزیلی از جمله ویژگی های مهم سنگ ها هستند که به طور گسترده ای در مهندسی سنگ مورد استفاده قرار می گیرند. تعیین این ویژگی ها در آزمایشگاه یک فرآیند زمان بر، مشکل و پرهزینه است. لذا در این مطالعه سعی شده است که روابط تجربی برای تخمین ویژگی های مکانیکی ماسه سنگ ها با استفاده از سرعت سیر موج و چکش اشمیت به عنوان دو آزمایش غیرمخرب و ساده توسعه داده شود. به همین منظور تعداد 30 بلوک سنگی از نقاط مختلف سازند قرمز بالایی در غرب قم جمع آوری شده و پس از انجام عملیات مغزه گیری مورد آزمایش قرار گرفته اند. این آزمایش ها شامل تعیین سرعت موج، عدد سختی اشمیت، مقاومت فشاری تک محوری، مدول الاستیسیته و مقاومت کششی برزیلی می باشد. با استفاده از آنالیز رگرسیون خطی، بهترین روابط تجربی بین ویژگی های مکانیکی و سرعت موج یا عدد سختی چکش اشمیت پیشنهاد شده است. به منظور اعتبارسنجی روابط تجربی، آزمون t و F انجام شده است که نتایج صحت و اعتبار این روابط را تایید می کند. هم چنین، مقایسه بین نتایج نشان می دهد که سرعت موج در مقایسه با عدد سختی چکش اشمیت قابلیت بیش تری برای پیش بینی ویژگی های مکانیکی ماسه سنگ های مورد مطالعه دارد.

    کلیدواژگان: ویژگی های مکانیکی، چکش اشمیت، سرعت موج، ماسه سنگ، رگرسیون
  • ابراهیم اصغری کلجاهی *، مهین سلیمی چشمه منتش، مسعود حاجی علیلو بناب صفحات 48-61

    انقباض و تورم دو روی یک سکه بوده و هر خاکی که علائمی از انقباض و ترک خوردگی در موقع خشک شدن از خود نشان دهد، قابلیت تورم در اثر جذب رطوبت را نیز دارد. پدیده تورم پدیده ای برگشت پذیر است. مسیر اتوبان شمالی تبریز عموما متشکل از خاک های ریزدانه بوده و اکثرا از خاک های رسی و مارنی تشکیل شده است. با وجود عمر نسبتا کم این اتوبان، در قسمت های مختلفی از این مسیر تاثیر پدیده های مختلف زمین شناسی موجب بروز ترک ها و شکستگی های طولی و عرضی، اعوجاج در سطح روسازی اتوبان شده که یکی از این پدیده های مخرب تورم و انقباض خاک های ریزدانه است. در این تحقیق بعد از بررسی های محلی، نمونه برداری شده و با تعیین حد انقباض به کمک روش های مستیقم و غیرمستقیم، پتانسیل تورم خاک های ریزدانه محدوده این بزرگراه بررسی شده است.
    بر روی نمونه های اخذ شده آزمایش های دانه بندی، هیدرومتری، تعیین حد روانی، حد خمیری و حد انقباض و درصد تورم انجام گرفته است. بر اساس طبقه بندی یونیفاید همه نمونه ها در گروه CL قرار دارند. حد انقباض نمونه ها بین 12 تا 18 درصد و نشانه خمیری بین 10 تا 23 درصد، درصد تورم آزاد نمونه ها با استفاده دستگاه تحکیم یک بعدی (ادومتر) بین 3 تا 10 درصد تعیین شده است. هم چنین حد انقباض نمونه ها بر اساس حد روانی و شاخص خمیری به روش ترسیمی کاساگرانده برآورد شده و مشاهده گردیده که با مقادیر ارزیابی درصد تورم با آزمایشات، انطباق خوبی دارد. عدد فعالیت نمونه ها کمتر از 1 و مقدار مواد رسی 24 تا 34 درصد تعیین شده است. هم چنین پتانسیل تورم نمونه ها با سایر روابط تجربی و طبقه بندی های موجود بر اساس حد انقباض و نشانه خمیری و عدد فعالیت تعیین شده و مشاهده گردید که پتانسیل تورم این خاک ها کم تا متوسط است.

    کلیدواژگان: انقباض خاک، تورم خاک، روابط تجربی، بزرگراه شمالی تبریز
  • مهدی حسینی *، امیرحسین بابای جوزانی صفحات 62-71

    خاصیت حرارتی به معنای پاسخ ماده به اعمال حرارت می باشد. وقتی که یک ماده جامد، مقداری انرژی (در فرم حرارت) را جذب می کند درجه حرارت جسم و به دنبال آن ابعادش افزایش می یابد. انرژی ممکن است به مناطق خنک تر نمونه منتقل شود و حتی موجب ذوب شدن نمونه شود. ساز وکار انتقال گرما در سنگ ها بسیار پیچیده است. سنگ ها از کانی هایی با ترکیبات شیمیایی و درجات کریستالیزه شدگی مختلفی تشکیل شده اند؛ بنابراین خواص حرارتی سنگ ها نه تنها به فشار و دما ، بلکه به ترکیبات کانی شناسی، ساختار و هندسه حفرات، اندازه ذرات و شکل ترک ها نیز بستگی دارد. ظرفیت گرمایی، رسانایی حرارتی، انتشار حرارتی و انبساط حرارتی اصلی ترین خواص حرارتی سنگ ها می باشند که در مدل سازی عددی با در نظر گرفتن اثر درجه حرارت مانند مدل سازی چاه های نفت، مخازن ذخیره سازی گاز، محل دفن زباله های هسته ای و معادن عمیق کاربرد دارد. در این پژوهش دستگاهی برای تعیین یکی از این خواص که ضریب انبساط حرارتی می باشد ساخته شده است. برای بررسی کارایی دستگاه این ضریب در سنگ های ماسه سنگ، آندزیت، توف سبز کرج و سنگ آهک تعیین شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی این نوع سنگ ها که در کتاب ها موجود است تطابق دارد.

    کلیدواژگان: حرارت، ضریب انبساط حرارتی، سنگ
  • محمد حسین قبادی، سید سجاد کراری *، حسین الماسی کیا صفحات 72-84

    در این مقاله، پتانسیل کارستی شدن با استفاده از پارامترهای لیتولوژی، بارش، شیب، پوشش گیاهی، تراکم آبراهه ها و فراوانی شکستگی ها به روش تحلیل سلسله مراتبی در محیط نرم افزار ARC GIS Version 10.2 انجام شده است. در این روش، لایه ها به صورتی زوجی نسبت به هم مقایسه و وزن دهی شده اند. به منظور بررسی این لایه ها، دو گروه در نظر گرفته شده است. گروه اول: میانگین بارش سالانه، جنس سازندها و تراکم شکستگی ها می باشد. گروه دوم: شیب، پوشش گیاهی و تراکم آبراهه ها می باشد.گروه اول اهمیت بیش تری در توسعه کارست دارد. این دو گروه به طور جداگانه وزن دهی شده و سپس دو گروه نسبت به هم مقایسه و وزن دهی شده اند. بیش ترین وزن در گروه اول مربوط به لایه میانگین بارش سالانه و در گروه دوم تراکم آبراهه بیش ترین وزن را به خود اختصاص داده است. حدود 70 درصد وزن به لایه اول مربوط می شود. نوار باریکی از بخش های شرقی تا شمال شرقی استان خوزستان دارای پتانسیل منابع آب کارستی می باشد. جهت صحت سنجی مدل ارائه شده از چشمه های بزرگ موجود در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. نتایج نشان دهنده انطباق بالای مدل ارائه شده با حوضه آبگیر چشمه های موجود در منطقه می باشد.

    کلیدواژگان: کارست، ARCGIS، پتانسیل یابی، AHP، خوزستان
  • سجاد چهره قانی *، محمد دادرسی، عارف علی پور، مجتبی مختاریان، حجت حسین زاده صفحات 85-96

    معدن سنگ آهک رشکان با تولید حدود سه میلیون تن، تامین کننده خوراک سنگ آهک کارخانه سیمان ارومیه است. نزدیکی این معدن به راه آهن ارومیه و هم چنین جاده اصلی ارومیه-مهاباد، به همراه آثار مخرب لرزش و صدای ناشی از انفجارهای معدن بر مناطق مسکونی و محیط زیست اطراف سبب شده است تا استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی، یکی از گزینه های ادامه عملیات استخراج این معدن باشد. در این تحقیق با استفاده از شاخص قابلیت استخراج و بر اساس ویژگی های ژئومکانیکی توده سنگ آهک معدن رشکان، امکان استخراج مکانیزه این معدن بررسی شده است. برای انجام این پژوهش، در 18 سینه کار مختلف از مجموع 8 زون ژئومکانیکی معدن سنگ آهک رشکان، پارامترهای ژئومکانیکی شامل هوازدگی، مقاومت سنگ، فاصله داری درزه ها و فاصله سطوح لایه بندی، با برداشت های صحرایی و آزمایشگاهی اندازه گیری و تعیین شده اند. براساس روش امتیازدهی شاخص قابلیت استخراج، زون های (7)، (1 و 6)، (8)، (3 و 5) به ترتیب در طبقات قابلیت استخراج حاشیه ای، خیلی سخت، سخت و نسبتا سخت قرار می گیرند. در ادامه با توجه به عدم قطعیت های محتمل در نتایج حاصل از سیستم طبقه‏بندی، یکی از آخرین روش های طبقه بندی کاربردی مبتنی بر امتیازدهی پیوسته، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که برآورد هر دو روش امتیازدهی پیوسته و مرسوم برای سه زون 1، 6 و 8 مشابه بوده و برای زون های 3، 5 و 7 روش امتیازدهی پیوسته حاکی از شرایط استخراج آسان تری است. بر اساس نتایج این تحقیق شرایط ژئومکانیکی توده سنگ معدن آهک رشکان برای استخراج مکانیزه و استفاده از ماشین های استخراج پیوسته سطحی مساعد بوده و پیشنهاد می شود برای انتخاب صحیح نوع و توان ماشین استخراجی، تحلیل فنی-اقتصادی بر اساس هزینه سرمایه گذاری و عملیاتی هریک از گزینه های مختلف انواع ماشین آلات نسبت به هم و شرایط فعلی معدن صورت گیرد.

    کلیدواژگان: قابلیت استخراج توده سنگ، معدن آهک رشکان، ماشین های استخراج پیوسته سطحی
  • مهدی صفری *، محیا منوچهری نیا صفحات 97-108

    محدوده ی مورد مطالعه ی اسکوق در غرب کمربند چین خورده البرز-آذربایجان و شهرستان میانه واقع شده است. سنگ های غالب در این منطقه شامل سنگ های آتشفشانی و آتشفشانی – رسوبی با سن ائوسن – الیگوسن بوده که قسمت اعظم منطقه را پوشانده است. هم چنین توده های نفوذی الیگوسن پسین با ترکیب حدواسط، واحدهای سنگی منطقه را قطع کرده اند. کانی زایی فلزی عموما شامل مس و منگنز در محدوده اسکوق اغلب در سنگ های آتشفشانی و آتشفشانی – رسوبی ائوسن رخ داده است. تصاویر ماهواره ایSentinel2 و Landsat8به منظور انجام روش های مختلف طبقه بندی نظارت شده، و تهیه نقشه زمین شناسی در این پژوهش استفاده شده است. در این مطالعه پس از انجام پیش پردازش های لازم به طبقه بندی نظارت شده تصاویر با روش های مختلف انجام شد و در نهایت با انجام مطالعات میدانی بهترین روش بر اساس شواهد زمین شناسی انتخاب شد. در نهایت پس از محاسبه ماتریس خطا، میزان صحت داده ها، ضریب کاپا و با مقایسه با نمونه های شاهد و نمونه برداری ها و مقاطع نازک زمین شناسی به اعتبارسنجی روش ها پرداخته شد. پس از نمونه برداری ها و تجزیه های آماری، مشخص شد که روش نقشه برداری زاویه طیفی بهترین تطابق را با واحدهای زمین شناسی منطقه نشان می دهد.

    کلیدواژگان: طبقه بندی نظارت شده، نقشه برداری زاویه طیفی، روش بیش ترین شباهت، اسکوق، آذربایجان شرقی
  • عذرا اسدی کرم، افشین قشلاقی * صفحات 109-123

    در این مطالعه غلظت و گونه سازی فلزات در خاک و هم چنین نمونه گیاه درمنه، در اطراف یک منطقه کانه زایی و دگرسانی (معدن مس پورفیری ایجو، استان کرمان)، مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور تعداد 34 نمونه خاک و 8 نمونه گیاه درمنه، جمع آوری و به روش های استاندارد تجزیه شدند. هم چنین بر روی برخی از نمونه های خاک مطالعات گونه سازی انجام گرفت. نتایج نشان داد که غلظت فلز Cu در محدوده مربوط به زون دگرسانی پتاسیک (به طور میانگین mg/kg 25/457) و عناصر Pb، Zn و As در محدوده مربوط به زون دگرسانی آرژیلیک، بیش ترین غلظت و غنی شدگی را دارا هستند (به ترتیب mg/kg 137، mg/kg 06/580 و mg/kg 06/47). نتایج محاسبه شاخص های ژئوشیمیایی نیز نشان داد که بیش ترین ضریب غنی شدگی و ضریب زمین انباشت مربوط به عناصر آرسنیک، سرب و روی در زون دگرسانی آرژیلیک است و فلز مس نیز بالاترین ضرایب ژئوشیمیایی را در زون دگرسانی پتاسیک نشان می دهد. نتایج استخراج ترتیبی آشکار ساخت که فلزات مورد مطالعه، در فاز تبادل پذیر (89/1 % از غلظت کل) کمترین غلظت را داشته و تمرکز بالایی در فاز باقی مانده دارند (70/79 %). بر اساس ارزیابی غلظت فلزات در گیاه درمنه و هم چنین محاسبه شاخص های بیوژئوشیمیایی مشخص شد که بالاترین ضریب انتقال متعلق به فلز Z و کمترین مقدار آن متعلق به فلز Cr است. هم چنین بالاترین ضریب زیست تمرکز، برای فلز Cu بدست آمد. این مطالعه به طور کلی نتیجه می گیرد که اگرچه منشا بیش تر فلزات در خاک منطقه (در شرایط فعلی) طبیعی است؛ اما تشدید فعالیت های معدنکاری و استخراج کانسنگ در آینده می تواند باعث افزایش غلظت فلزات و یا دسترس پذیری آن ها در محیط خاک و گیاه شود.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، عناصر سنگین، گونه سازی، گیاه درمنه، معدن مس ایجو
  • شکوفه جمشیدوند، رضا زارعی سهامیه *، یاسین عبدی، احمد احمدی خلجی، امین جمشیدی صفحات 124-136

    هدف از این مطالعه بررسی تاثیر ناهمسانگردی بر روی رفتار مقاومتی و الگوهای گسیختگی اسلیت های منطقه بروجرد در آزمایش برزیلی می باشد. به این منظور تعداد 6 بلوک از نقاط مختلف واقع در شمال و شرق بروجرد انتخاب شده است. بعد از آماده سازی نمونه ها و ارزیابی خصوصیات سنگ شناسی و فیزیکی آن ها، آزمایش مقاومت کششی برزیلی در 7 زاویه ناهمسانگردی (زاویه بین جهت بارگذاری و سطح ناهمسانگردی) شامل صفر، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه بر روی نمونه های دیسکی شکل انجام شده است. نتایج نشان می دهد که برای تمامی نمونه ها، حداکثر مقاومت کششی برزیلی در زاویه 90 درجه حاصل شده است. در حالی که کمترین مقاومت کششی در زوایای 15 و 30 درجه مشاهده شده است. هم چنین شاخص ناهمسانگردی برزیلی برای تمامی نمونه ها تعیین شده است. مشاهده الگوهای گسیختگی نمونه ها بعد از آزمایش برزیلی حاکی از وجود سه نوع گسیختگی غالب در جهت ناهمسانگردی (PA)، در عرض ناهمسانگردی (AA) و شکستگی منحنی شکل (CF) می باشد. هم چنین زاویه انتقال تغییر نوع گسیختگی غالب از شکستگی در جهت ناهمسانگردی به شکستگی در عرض ناهمسانگردی برای نمونه های مورد مطالعه تعیین شده است. در نهایت، ارتباط بین طول شکستگی ها و مقاومت کششی برزیلی نمونه ها بررسی شده است.

    کلیدواژگان: ناهمسانگردی، مقاومت کششی برزیلی، الگوی گسیختگی، اسلیت، بروجرد
  • منوچهر امیری * صفحات 137-152

    آب تعدادی از چاه های کشاورزی استان همدان (از جمله در پیرامون روستای همه کسی)، دارای جوششی از گاز بوده و مزه ترش، گس و سوزنده دارد. شناسایی منشاء و روند تغییر ترکیب آن، برای برنامه ریزی و ادامه ی استفاده از آن مهم می باشد. لذا در این پژوهش، منشاء ناهنجاری و روند تغییر ترکیب آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. به همین منظور، تعداد شش حلقه چاه آب گازدار شناسایی و هدایت الکتریکی آب آن ها، 15 مرتبه در طی سه سال (هر سال پنج بار) اندازه گیری گردید و روند تغییرات آن توسط نرم افزار SPSS مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، از هر چاه یک نمونه آب برداشت و برای تعیین مقادیر قلیائیت کل، هدایت الکتریکی، کاتیون ها و آنیون ها مورد تجزیه قرار گرفت. سپس شاخص های شیمیایی آن محاسبه و به کمک دیاگرام های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که آب تمامی چاه ها، جزو آب های تازه، کم عمق و از تیپ Ca-Mg-HCO3 می باشد. در این آب ها، غلظت دی اکسیدکربن محلول به بیش از 1000 میلی گرم بر لیتر می رسد. بنابراین، نا هنجاری شیمیایی آب چاه ها، ناشی از واکنش بین آب و سنگ مخزن و دخالت سیالات گرمابی گازدار است. بخشی از سنگ مخزن از آهک و بخش دیگر آن از رسوبات مارنی و تبخیری (مربوط به محیط های کولابی) تشکیل شده است. بررسی آماری روند تغیبرات ترکیب آب چاه ها، نشان می دهد که مقدار هدایت الکتریکی آن ها بطور معنی داری با گذشت زمان کاهش می یابد که اولا مهر تائیدی بر دخالت سیالات گرمابی در واکنش آب-سنگ است و ثانیا امیدی برای بهتر شدن کیفیت آب چاه های کشاورزی در آتی می باشد.

    کلیدواژگان: آب نامتعارف، سیالات گرمابی، واکنش سنگ- آب، همه کسی، همدان
  • مسعود حیدری آقاگل *، محمد مهدی خطیب، سید مرتضی موسوی صفحات 153-164

    گسل اردکول به طول 125 کیلومتر با سازوکار امتدادلغز راست گرد در بخش شمال زمین درز سیستان جای دارد. این گسل در 10/05/1997 زمین لرزه ای به بزرگی 3/7 Mw را در منطقه موجب شد و دراز ترین دگرریختی همراه با زمین لرزه را سده های اخیر ایران موجب گشت. مقایسه مقادیر گشتاور لرزه ای، زمین شناسی و ژئودتیک نشان می دهد که تغییرات مقادیر نرخ گشتاور ارتباط مستقیمی با طول گسل دارند به نحوی که هرچه میزان طول گسل افزایش پیدا کند میزان گشتاور آن نیز افزایش یافته و در نتیجه میزان انرژی بالاتری را آزاد می کند. بررسی نرخ تغییرات گشتاور گسل اردکول نشان می دهد که میزان آزاد شدن انرژی در بخش شمالی نسبت به بخش جنوبی بیش تر است این بدان معنا است که در تکه های شمالی تعداد زمین لرزه های بیش تری روی داده و در نتیجه تعداد سرشاخه های فعال گسل در این بخش بیش تر بوده است. به طور کل میزان گشتاور گسل اردکول از شمال به جنوب در حال کاهش بوده و درنتیجه در بخش جنوبی انرژی بیش تر ذخیره شده و یا صرف دگرشکلی شده است بنابراین تکه های جنوبی نسبت به تکه شمالی درخطر بروز زمین لرزه قرار دارند.

    کلیدواژگان: اردکول، زمین درز سیستان، گشتاور لرزه ای، گشتاور زمین شناسی
|
  • Mohammad Hosein Ghobadi, Hasan Mohseni, Sajad Ahmadi* Pages 1-16

    Determination of geotechnical parameters required for design of rock mass structures are one of the major issues in the engineering geology, civil and mining. Uniaxial compressive strength and tensile strength are among of these parameters which are widely used in the design of structures in rock mass. Among them, the point load index test not only has less cost and difficulty than uniaxial compressive strength and tensile strength tests; but also can be carried out at the site of the project and on samples with irregular geometry; therefore, it can be used as a criterion for the initial engineering judgment regarding tensile and compressive strength of rocks. In the research, the relationship between these parameters is analyzed with statistical analysis and the best experimental relations are presented. Moreover, due to the vast spatial occurrences of carbonate rocks in the country and their application in various development projects, the relationship between uniaxial compressive strengths, tensile strength and point load strength with aggregate impact value is also studied, which is one of the indicators for assessing the quality of materials stone. In the bivariate equations, the highest coefficient of determination is 0.897, that related to the relationship between the uniaxial compressive strength and the point load index in dry condition and the lowest coefficient of determination is 0.653, that relates to the relationship between the Brazilian tensile strength and the aggregate impact value in dry condition, also the use of multivariate regression leads to a much better estimate of uniaxial compressive strength.

    Keywords: Uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength, point load index, Aggregate impact value, Carbonate rock
  • Reza Ahmadi*, Nooshin Afzali Pages 17-32

    In Robat-Arregijeh Pb-Zn deposit, various exploration activities have been carried out through two methods, indirect and direct in two stages. In current research, at first, depending on the exploration data in first stage including geophysical data surveyed by gradient configuration, surface explorations and geology information, promising areas were detected using knowledge driven fuzzy logic method. To achieve this goal, various layers of evidence including geophysical, faults, geochemical and geological layers were prepared in ArcGIS environment. Afterward for weighting and prioritization of exploration layers, among the variety of multi-criteria analysis and decision making (MADM) methods, fuzzy TOPSIS method was selected due to high sensitivity and accuracy in decision making. In order to perform hierarchical chart, Delphi method was also employed. In this regard, four criteria comprising accuracy and reliability of the results, time and cost of operation, number of data and interpretation of the results were considered. After ranking the informational layers and according to them prioritize, final mineral potentials map was produced using weighted sum method. Then, deep geophysical exploration in the region was validated through determination of linear correlation between geophysical data after smooth inverse modeling with lead-zinc assay of deep exploratory boreholes (related to the second stage of exploration operation) located on the geophysical profiles. Finally after ranking the informational layers, the mineral potential map was validated with accuracy percentage of about 56% through the existent borehole assay data.

    Keywords: Khomein-Robat-Arregijeh Pb-Zn deposit, Mineral potential mapping, Fuzzy TOPSIS, Inverse modeling, Geophysical pseudo-sections
  • Y. Abdi*, G. R. Khanlari Pages 33-47

    Uniaxial compressive strength (UCS), modulus of elasticity (E) and Brazilian tensile strength (BTS) are important properties of intact rock which are used widely in rock engineering. The determination of these parameters in laboratory is difficult, expensive and time consuming. Thus, it has been attempted that the empirical equations to estimate the mechanical properties of sandstones using P-wave velocity and Schmidt hardness as two non-destructive and easy tests were developed. For this purpose, 30 rock blocks of sandstone have been collected from several parts of Upper red formation in southwestern Qom and they were tested in the laboratory. The laboratory tests include the determination of P-wave velocity and Schmidt hardness, and mechanical properties include the uniaxial compressive strength, modulus of elasticity and Brazilian tensile strength. Empirical equations have been developed for estimating the mechanical properties from P-wave velocity and Schmidt hardness using regression analysis. To check the validity of the empirical equations, t and F test were performed, which confirmed the validity of the proposed empirical equations. Moreover, the results show that P-wave velocity appears to be more reliable than the Schmidt hardness for estimating the mechanical properties.

    Keywords: Mechanical properties, P-wave velocity, Schmidt hardness, Sandstone, Regression
  • Ebrahim Asghari, Kaljahi*, Mahin Salimi, Masoud Hajialilue, Bonab Pages 48-61

    Shrinkage and swelling has been opposed and any soils that drying shows mark of shrinkage and cracking; is ability of swell when absorbs water. Soil swelling is reversible phenomenon. That’s mean shrinks the soil after decreasing moisture; so it is natural checked the phenomenon shrinkage, also.
    Tabriz Northern Highway route is located on fine-grain soils that have been creation of clay and marl soils. This highway has a very young age but effect of geological phenomena on the various pieces of this route has caused creation longitudinal and transverse fractures and cracks, that one of the destructive phenomena is swell and shrinkage of the fine-grain soils. In this research, after local investigation, sampling has been done and by determining the shrinkage limit with using indirect and direct methods, the swelling potential of fine-grained soils of this highway has been investigated. On the samples has conducted tests of particle-size analysis, determination of limits Atterberg, and free swell. All specimens were classified as CL according to the USCS classification. Activity of samples is less than 1 and clay content is between 24 and 34 percent. Shrinkage limit between 12 to 18 percent, plasticity index between 10 to 23 percent, and free swell with use consolidation device (Oedometer) between 3 to 10 percent has been determined. Also, shrinkage limit of samples has been determined by drawing Casagrande curve based on plasticity index and liquid limit and this result was obtained that is a good accordance between free swell and tests. At last swelling potential of samples has been determined based on empirical relationships and swelling potential of soils is between low to medium.

    Keywords: Soil shrinkage, Soil swelling, Experimental relations, Tabriz northern highway
  • M. Hosseini*, A. H Babaei Jozani Pages 62-71

    Thermal property means the material's response to heat application. When energy (in the form of heat) is absorbed by a solid material, its temperature, and subsequently its dimensions, increase. The energy may be transferred to the cooler regions of the sample and may even melt the sample. The mechanism of heat transfer in rocks is very complicated. Rocks are composed of mineral particles with various chemical compositions and various degrees of crystallization. Therefore, the thermal properties of rocks depend not only on the pressure and temperature, but also on the mineralogical composition, the structure and geometry of pores, the size of the particles and the shapes of cracks. The main thermal properties of rocks include heat capacity, thermal conductivity, thermal diffusivity and thermal expansion, which they are needed for numerical modeling, considering the effects of temperature, including the modeling of oil wells, gas storage caverns, nuclear waste disposal site, and deep mines. In the present study a device for determining one of these properties, the coefficient of thermal expansion, is developed. To evaluate the efficiency of the device, the values of this coefficient in the sandstone, andesite, the green tuffs of the Karaj formation and limestone are determined. The results are consistent with the results of the experimental studies on rocks found in the literature.

    Keywords: heat, the coefficient of thermal expansion, rock
  • M. H. Ghobadi*, S. S. Karrari, H. Almasikia Pages 72-84

    determining the potential of karst is necessary to study the resources of karst water. This is paper the potential of karstification with use of lithology, precipitation, slop, vegetable, stream, density and frequency of fractures has been carried out with Analysis hierarchy method in ARC GIS Version 10.2 environment. In this method, the layers are compared and weighed in a pair manner. In order to the examination of layers have been considered two groups. The first group: Average rainfall annual, lithology of formations and fracture density. The second group is slope, vegetation and density stream. The first group is more important in development of karst. The two groups were separately weighed and then the two groups were compared and weighed. Translation error The highest weight in the first group was related to the average precipitation annual, and in the second group, the density of the stream had the highest weight. the first layer is attributed the weight of About 70%. The narrow strip from eastern to northeastern parts of Khozestan province has karstic potential of water sources. The validation model has been used the proposed large springs in the study area. The results show high adaptation the model with springs of basin in the area.

    Keywords: Karst, ARCGIS, Potential, AHP, Khozestan
  • Sajjad Chehreghani*, Mohammad Dadrasi, Aref Alipour, Mojtaba Mokhtarian, Hojjat Hoseynzade Pages 85-96

    The Rashakan limestone mine as supplier of Urmia cement plant is producing about 3 million tons of limestone ore. The proximity of this mine to the Urmia railway and the main transit road of Urmia-Mahabad, as well as the destructive effects of vibration and noise caused by mine explosions on residential and environmental area, has caused the use of continuous surface miner machines as one of options for continuation of mining operations. Determining the ease of rock mass extraction, which is referred to as the excavatability index, has a vital role in the decision making stage for the selection of methods and extraction machines. This paper investigate the feasibility of mechanized extraction based on the geomechanical characteristics of Rashtkan limestone mine rock mass. In 18 different sections of the of 8 geomechanical zones of the mine, geomechanical parameters including weathering, uniaxial compressive strength (UCS), joint spacing and layers thickness were measured by field and laboratory surveys. Based on the diggability index rating method, the excavatability of the zone (7), (1, 6), (8), (3 and 5) is classified in the hard, relatively hard, easy and very easy excavation classes. In the following, considering the uncertainties in the results of the classification systems, one of the most recent applied classification methods based on continuous rating is used. The results show that the estimation of both continuous and conventional rating methods for the three zones of 1, 6 and 8 is the same and for the zones of 3, 5 and 7, the continuous rating method suggests easier excavation condition. According to the results of this research, the geomechanical conditions of Rashakan limestone rock mass are appropriate for mechanized extraction and the use of continuous surface miner machines. It is recommended that in order to correct selection of the type and capacity of extractive machinery a technical and economic analysis be conducted based on the investment and the operational costs of each of the different options for different types of machines.

    Keywords: Rock mass excavatability, Rashakan limestone mine, Continuous surface miner machines
  • mahdy safary*, mahya manouchehrinia* Pages 97-108

    The Skavagh study area is located in the western of the Alborz-Azarbaijan folded belt. The dominant rocks in this area are volcanic and volcanic-sedimentary rocks with the Eocene-Oligocene age which have covered most of the area. As well, the late Oligocene intrusive bodies with intermediate composition have cut the rocky units of the area. Generally, metal mineralization in the Skavagh area is copper and manganese which has occurred in the Eocene volcanic and volcanic-sediments rocks. In this research, satellite images of Sentinel 2 and Landsat 8 have been used to perform different methods of supervised classification and prepare a geological map. In this study, after performing the necessary pre-processing, the supervised classification of the images was carried out in different ways, and finally, by conducting field studies, the best method was selected based on the geological evidence. Finally, after calculating the error matrix, the accuracy of the data, Kappa coefficient and by comparing with the index samples and sampling and the thin sections of the geology, the method was validated. After sampling and statistical analysis, it was determined that the spectral angle mapping method showed the best match with the geological units of the region.

    Keywords: Supervised classification, spectral angle mapping, most likely method, Skavagh, eastern Azarbaijan
  • Ozra Asadin Karam*, Afshin Qishlaqi Pages 109-123

    Heavy metal concentration and speciation in soils and native plants around the Ijo copper mine (Kerman province) are investigated in the present study. For this purpose, 34 soil samples (0-40 cm in depth) and 8 native plants (Artemisia sp.) are collected and analyzed by means of standard methods. In addition, chemical forms of heavy metals are determined by Tessier five-stage extraction procedure. The results obtained indicated that Cu (457.25 mg/kg on average) in potassic alteration zone and As, Pb and Zn in argillic (47.06, 137 and 580 mg/kg on average, respectively) have the highest concentrations. The calculated enrichment factor (EF) and geo accumulation indices (Igeo) also confirmed this distribution pattern. The results of sequential extraction method indicated that all the metal studied have relatively low proportion in the exchangeable fraction (F1, 1/89 % of their total contents) and high contribution in the residual fraction (79/70 % of total contents) implicating their main geogenic sources in the soils. Levels of heavy metal in Artemisia and based upon the calculated biogeochemical indices (Transfer factor-TF and Bioconcentration factor-BCF), it was revealed that Zn and Cr (Mn as well) have the highest and lowest transfer factors, respectively. Also, the highest BCF are calculated for Mo, Cd and Cu. This study generally concludes that although the metals in soils are inherited mainly from the natural or lithogenic source in the study area, intensive exploitation and mining activities might enhance the soil metal contamination rate and make metals more available that it should be considered in future assessments.

    Keywords: Ijo copper mine, Soil contamination, Speciation, Heavy elements, Artemisia sp
  • Sh. Jamshidvand, R. Zarei Sahamieh*, Y. Abdi, A. Ahmadi Khalaj, A. Jamshidi Pages 124-136

    This study deal with the effect of anisotropy on strength behavior and failure patterns of Borujerd area slates under Brazilian test conditions. For this purpose, 6 rock blocks were taken from different locations in north and east of Borujerd. After sample preparation and assessment of mineralogical and physical properties, the Brazilian tensile strength test was performed on the disc-shaped samples in 7 anisotropy angles (between the loading direction and anisotropy plane) including 0, 15, 30, 45, 60, 75 and 90°. The results indicate that the maximum BTS is observed at β = 90° for all samples. While, the lowest value of BTS corresponds to anisotropy angles (β) equal to 15° and 30°. The observation of failure patterns of samples after Brazilian test shows that there are three types of dominant failure patterns including parallel to the anisotropy (PA), across the anisotropy (AA) and curved fracture (CF). Transitional angle, which indicates the change in dominant failure pattern from parallel to the anisotropy to across the anisotropy, were also determined. Finally, the relationship between fractures length and Brazilian tensile strength was determined for selected slates.

    Keywords: Anisotropy, Brazilian tensile strength, Failure pattern, Slate, Borujerd
  • M. Amiri* Pages 137-152

    Groundwater in some of the agricultural wells of Hamadan Province (including around the Hamehkasi village) has bubbles of gas and physically its taste is sour, bitter and burning. To postulate its origin and the trend of variation of the composition is important task for planing and continous using. Therefore, in this research, the origin of anomalies and the trending of its composition change was evaluated. For this purpose, six gaseous wells were identified and their electrical conductivity was monitored15 times over three years (five times each year). The trending of their electrical conductivity changes were evaluated by SPSS software. Additionally, from each well, one sample was collected and for determination of the total alkalinity, Electrical Conductivity, Cations and Anions were analyzed. Thier chemical indices were calculated and evaluated by using different diagrams. The results showed that the water of all wells is fresh, show the Ca-Mg-HCO3 type. In these waters, the concentration of soluble carbon dioxide is more than 1000 mg/L. The abnormal composition of wells water due to from reaction between the water and the reservoir rock with involvement of hydrothermal fluids. Part of the reservoir rock consists of lime and the other part consists of marl and evaporite sediments. The statistical analysis of trending of water composition change indicates that the electrical conductivity decreases significantly over time, which firstly, confirms the involvement of hydrothermal fluids in rock-water reaction and secondly, it will be the hope of improving the water quality in future.

    Keywords: poor quality water, Hydrothermal fluids, Rock-water reaction, HamehKasi, Hamadan
  • masoud Heydari Aghagol*, Mohammad Mehdi Khatib, seyed morteza mossavi Pages 153-164

    Ardakol fault with the length of 125 km and dextral strike-slip mechanism is located in the northern part of Sistan suture zone. This fault caused an earthquake with the magnitude of 7/3 Mw in the region on 10/05/1997 and caused the longest coseismic rupture associated with earthquakes in recent Iranian centuries. Comparison of seismic moment, geological and geodetic values shows that the changes in moment ratio are directly related to the length of the fault, as the length of the fault increases, the moment increases as well, and as a result it releases higher levels of energy. The study of the moment and fractional changes for the Ardakul fault shows that the energy released rate in the northern part is higher than that of the southern section, which means that in the northern parts, more earthquakes occur and therefore the number of active faults is larger. In general, the seismic moment of the Ardakol fault is decreasing from north to south and as a result, more energy is stored in the South or deformation in the southern part, so, southern parts are in danger of more earthquakes.

    Keywords: Ardakol, Sistan suture zone, seismic moment, geological moment