وبلاگ

1-1- کلیات

 

گنبدهای نمکی ساختمان‌های زمین‌شناسی گنبدی شکلی هستند که به واسطه کمتر بودن چگالی لایه‌های نمک نسبت به سنگ‌های اطراف و نیز تحت تاثیر یک لرزش ناگهانی مانند زلزله و یا نیروهای تکتونیکی، شروع به بالا آمدن نموده و به صورت برجستگی‌های دایره­ای و یا بیضوی شکل اغلب در تاقدیس­ها و نقاط ضعف پوسته زمین رخنمون پیدا کرده‌اند. اهمیت اقتصادی آنها به دلیل قرارگیری مخازن نفتی در ساخت­های همراه با گنبدهای نمکی و نیز وجود ذخایر متعددی از نمک، پتاس، اکسیدهای آهن، گوگرد و خاک سرخ است.

 

سالهاست که پژوهشگران مختلف از جمله زمین­شناسان در پی آنند تا با بهره گرفتن از تکنولوژی‌های پیشرفته به اطلاعات بیشتر و دقیق­تری در خصوص پدیده‌ها و منابع مختلف زمینی از جمله گنبدهای نمکی دست یابند و در این راستا فن­آوری سنجش از دور تحولات عظیمی در پیشبرد این اهداف پدید آورده است. از این فن­آوری می‌توان در اکتشاف مواد معدنی، نفت و آب زیرزمینی، مطالعات زیست محیطی و مهندسی و همچنین نقشه­ برداری منابع زمینی بهره برد. در سنجش از دور، بازتاب امواج الکترومغناطیسی پس از برخورد با پدیده‌های مختلف زمین، بوسیله سنجنده‌هایی که بر روی سکوهای مختلف تعبیه شده ­اند ثبت و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

 

1-2- طرح موضوع و اهمیت آن

 

فراوانی گنبدهای نمکی در ایران، بخصوص در پهنه زاگرس چین‌خورده و خلیج فارس، بررسی‌های ویژه‌ای از دیدگاه ­های مختلف سنگ­شناختی، زیست محیطی و اقتصادی می­طلبد. با توجه به اینکه ذخایر مناسبی از هالیت، گوگرد، گچ، هماتیت، پتاس (گنبد پل)، خاک سرخ (گنبد هرمز) و … در آنها یافت می‌شود، لازم است که تحقیقات بیشتری در این زمینه­ها صورت گیرد تا بتوان مواد باارزش مناسب بسیاری از صنایع را از این گنبدها استخراج و در داخل کشور تولید کرد. داده‌های استر برای محدوده وسیعی از تحقیقات استفاده می‌شود. هدف پروژه استر توسعه شناخت عوارض محلی و ناحیه­ای در سطح زمین و اتمسفر است. یکی از این اهداف مطالعه پدیده‌های زمینی سطوح تکتونیکی و تاریخچه زمین از طریق نقشه‌برداری دقیق توپوگرافی و سازندهای زمین شناختی است. استفاده از داده‌های استر با توجه به کارایی و توان تفکیک طیفی و مکانی بالای آنها، روز به روز در حال افزایش است. تهیه یک نقشه زمین‌شناسی از گنبدنمکی سیاه‌تاق، به گونه‌ای که واحدهای سنگی درهم آمیخته سری هرمز را تا حد امکان تفکیک کند، به عنوان یکی از اهداف این پژوهش، کار جدید و باارزشی محسوب می‌شود. این موضوع بخصوص در زمان شناسایی نقاطی که دسترسی به آنها دشوار بوده و یا زمان­بر می‌باشد، اهمیت و نقش سنجش از دور را پررنگ­تر می‌کند. ضمن اینکه با بهره گرفتن از نقشه تهیه شده به عنوان خروجی کار، می‌توان در مورد حضور یا عدم حضور پتانسیل اقتصادی در مناطق دور از دسترس با اطمینان بیشتری صحبت کرد.

 

1-3- هدف و روش تحقیق

 

گنبدهای نمکی به دلیل نفوذ در لایه‌های  بالایی و به همراه آوردن قطعاتی از آنها به سطح زمین، تنوع سنگ‌شناختی فوق­العاده­ای دارند و از لحاظ نظم و ترتیب، به شدت بهم ریخته­اند، بنابراین تهیه نقشه زمین‌شناسی از یک گنبدنمکی به گونه‌ای که به خوبی واحدهای سنگی را تفکیک کند کار مشکلی است و تنها با تکیه بر کار میدانی نمی‌توان یک نقشه دقیق تهیه کرد. توسعه روش­های نقشه­ برداری انواع سنگها، یکی از هدف­های اصلی سنجش از دور زمین‌شناسی بوده است. در این تحقیق سعی بر آنست که با بهره گرفتن از داده‌های SWIR و VNIR سنجنده استر، به شناسایی ویژگی­های طیفی و بارزسازی دقیق­تر واحدهای سنگ­شناختی پرداخته، به کمک تفاوتهای موجود آنها را رده­بندی کرده تا اندیس­های معدنی معرفی و شناخت بیشتری در خصوص منابع معدنی این گنبد حاصل شود. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه گنبدهای نمکی صورت گرفته، و منابع فراوانی نیز وجود دارد، اما این تحقیق در زمینه بررسی سنگ‌شناسی و اقتصادی در نوع خود جدید می‌باشد. مراحل انجام کار به طور خلاصه به صورت زیر است:

 

1- گردآوری تصاویر استر و نقشه زمین‌شناسی مناسب از منطقه مورد مطالعه، و همچنین جمع­آوری سایر اطلاعات و منابع

 

2- بازدید میدانی و برداشت نمونه‌ها

 

3- تهیه مقاطع نازک و بررسی‌های میکروسکوپی

 

4- تهیه طیف صحرایی (آزمایشگاهی) و طیف تصویر

 

5- آنالیزهای طیفی

 

6- پردازش اولیه تصویر (تصحیح جوی)

 

 

 

7- پردازش­های پیشرفته شامل: تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA)، کسر کمترین نوفه (MNF) و اندیس خلوص پیکسل (PPI) به منظور استخراج عضوهای خالص تصویر که می‌توان خالص­ترین طیف پیکسل­ها را در تصاویر بدست آورد، و اجرای الگوریتم انطباق سیمای طیفی (SFF)

 

8- بررسی و مقایسه داده‌های بدست آمده از مطالعات میکروسکوپی با داده‌های طیفی و تهیه نقشه سنگ‌شناسی به عنوان خروجی الگوریتم‌ها

 

9- آنالیز XRD  

 

10- بحث و نتیجه ­گیری وجمع­بندی

 

1-4- مطالعات گذشته به روی موضوع موردنظر

 

مطالعات زیادی به روی گنبدهای نمکی از زمان­های قدیم تا کنون صورت گرفته، اما نتایجی که  با بهره گرفتن از فن­آوری سنجش از دور به دست آمده باشد بسیار اندک است.

 

طیبی و همکاران (2011) با تلفیق داده‌های SWIR و VNIR استر و یک نوع پردازش زمین رقمی، نواحی متاثر از دیاپیرهای نمکی در جنوب شرقی شیراز (کنارسیاه و جهانی) را با روشMLP  نقشه­ برداری کرد. در تحقیق ایشان، مدل شبکه عصبی MLP با چندین محدوده آموزشی بین 01/0 و 1/0 به روی داده L1B استر اجرا شد و نتایج به وسیله ماتریس الحاقی مقایسه شدند تا در نهایت واحدهای سنگ‌شناختی این 2 گنبد شناسایی و نقشه‌برداری شود.

 

در سال 2011 تنگستانی و همکاران با بهره گرفتن از داده‌های بازتابی و گسیلشی سنجنده استر، واحدهای سنگی افیولیت نیریز را نقشه‌برداری کردند. در این تحقیق، داده‌ها با بهره گرفتن از روش طیف مرجع و تصحیح اتمسفری و توپوگرافی (ATCOR-3) کالیبره شده و سپس با الگوریتم SFF مورد ارزیابی قرار گرفتند. طیف‌های واحدهای سنگی بوسیله طیف‌سنج­های ASD و FTIR اندازه‌گیری و به عنوان عضوهای انتهایی در الگوریتم SFF استفاده شدند. انطباق سیمای طیفی (SFF) که تفاوت در شدت بازتاب طیف‌ها را بررسی می‌کند، طبقه ­بندی­های دقیق­تر و بهتری در محدوده SWIR نسبت به VNIR+SWIR و TIR ارائه می‌دهد.

 

توکلی (2008) با بکارگیری داده‌های استر و TM لندست، روش‌های آنالیز مولفه‌های اصلی (PCA) و نقشه­بردار زاویه طیفی (SAM) را به منظور تفکیک واحدهای سنگ‌شناختی دیاپیرهای نمکی جهانی و کنارسیاه، ادغام کرد. وی همچنین پردازش بسط ناهمبستگی را به روی باندهای حاصل از فاکتور شاخص بهینه اجرا کرد و از طریق نسبت­گیری طیفی با بهره گرفتن از داده‌های گرمایی استر، موفق به بارزسازی هالیت در گنبدهای نمکی شد، بطوریکه در هیچ کدام از پردازش­ها این عمل میسر نبود.

 

عزیزی و همکاران (1389) با بهره گرفتن از داده‌های فروسرخ کوتاه‌موج (SWIR) استر، دگرسانی­های هیدروترمالی را در ناحیه شرق زنجان استخراج کردند. ایشان از روش وابسته به لگاریتم (LRM) و تبدیل کسر کمترین نویز (MNF) به منظور اجرای شاخص خلوص پیکسل (PPI) استفاده کردند. سه روش وزنی انطباق سیمای طیفی (SFF)، نقشه‌برداری زاویه طیفی (SAM) و رمزگذاری دوتایی (BE) برای شناسایی انواع کانی بکار برده شد. در این تحقیق دو زون اصلی پروپیلی تیک و فیلیک-آرژیلیک از یکدیگر تفکیک شدند.

 

ملندز-پاستور[1] و همکاران (2010) از تکنیک­های طیف­نمایی تصویری مانند MF و MTMF برای نقشه‌برداری خاک­های شور در ناحیه جنوب شرقی اسپانیا بین شهرهای الچه و آلیکانته استفاده کردند. دو رویکرد متفاوت برای نقشه‌برداری خاکهای شور بکار برده شد: 1) استفاده از طیف تصویر نواحی آموزشی شور و غیر شور و 2) استفاده از طیف نمک به عنوان نماینده طیف خاکهای شور. در نهایت ارزیابی دقت با بهره گرفتن از تکنیک ROC بررسی شد و مشخص گردید که تکنیک MTMF نسبت به MF نتایج بهتری را نشان می‌دهد و رویکرد تصویر پایه به عنوان بهترین روش برای نقشه‌برداری و به تصویر کشیدن خاک­های شور شناخته شد.

 

داده‌های بازتابی VNIR و SWIR استر برای نقشه‌برداری حاشیه غربی بیابان کالاهاری واقع در نامیبیا موثر واقع شدند. تیم تحقیقاتی گومز[2] (2004) با بهره گرفتن از تکنیک تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) به روی 9 باند استر، به منظور کاهش اطلاعات اضافی در باندهای با همبستگی بالا، موفق به نقشه‌برداری این ناحیه شدند و نتایج قابل قبولی بدست آوردند.

 

بر اساس بررسی خواص طیفی سنگ‌های تیپیک پوسته زمین، چندین شاخص کانی شناسی شامل شاخص کوارتز (QI)، شاخص کربنات (CI) و شاخص میفیک (MI) به منظور تشخیص ترکیب شیمیایی یا کانی­شناسی سنگ‌های کربناتی و سیلیکاتی با بهره گرفتن از داده‌های استر، پیشنهاد شده‌است. این شاخص ­ها به روی تصاویر داده‌های فروسرخ گرمایی مناطقی در چین و استرالیا بکار برده شد (نینومیا[3] و همکاران، 2005) و منجر به بارزسازی سنگ‌های سیلیکاتی، کربناتی و همچنین سنگهای میفیک-الترامیفیک گردید.

 

1-5- مطالعات پیشین به روی منطقه

 

 در سال 1998 یک تیم تحقیقاتی از جمهوری چک گنبدهای نمکی جنوب ایران را مطالعه و آنها را از نقطه نظر ساختاری، مورفولوژیکی، مراحل تکامل، محتوای سنگ‌شناسی و کانه­زایی بررسی کردند. گزارش این تحقیق در دسترس می‌باشد (بوساک و همکاران، 1998). مطالعات دیگری بر روی گنبدهای نمکی در زمینه تکتونیک و آب­شناسی صورت گرفته‌است از جمله اینکه در سال 1385 بر روی رودخانه شور دهرم و تاثیر گنبدهای نمکی دهرود، خوراب و کنارسیاه بر آن، تحقیقی صورت گرفت که طی آن معلوم شد سالانه حدود 170 هزار تن املاح که بیش از 70% آن را نمک تشکیل می‌دهد، وارد رودخانه شده و آب آن را از لحاظ شرب و کشاورزی غیرقابل مصرف می‌کند (معیری و احمدی­نژاد، 1385).

 

بررسی گنبدهای نمکی از دیدگاه ژئوتوریسم یا زمین گردشگری، راهکاری نوین برای تبیین و تشریح ویژگی­های زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی آن می‌باشد و همچنین سبب توسعه صنعت توریستی منطقه می‌گردد. نمکشار، چشمه­های کارستی، آبراهه‌های نمکی و اشکال زیبای نمک­های گل­کلمی، غار نمکی و غیره از جمله پدیده‌های جالب توجه گنبدهای نمکی می‌باشند، در این راستا عفیفی و قنبری (1388)، به بررسی جاذبه­های ژئوتوریستی گنبدهای نمکی لارستان، به ویژه گنبد کرمستج، پرداختند.

 

1-6- موقعیت جغرافیایی و آب و هوایی منطقه مورد مطالعه

 

منطقه مطالعاتی در شهرستان لارستان واقع در جنوب استان فارس می‌باشد (شکل 1-1). لارستان با وسعت حدود 1147000کیلومترمربع بزرگترین شهرستان استان فارس محسوب می‌شود که از نظر جغرافیایی در عرض27 درجه و 38 دقیقه شمالی و طول 54 درجه و 20 دقیقه شرقی قرار دارد. شهر لار از جنوب به صحرای نیمه و سنخود و جاده اصلی لار- بندر لنگه و کوههای تنگ خور و روستای کرمستج و از غرب به شهر جدید لار و از شرق به روستای براک و فرودگاه بین ­المللی لارستان محدود می‌شود. منطقه مورد مطالعه در جنوب شهر لار و شرق روستای کرمستج واقع شده‌است (شکل 1-2). این ناحیه دارای آب و هوای گرم و خشک و زمستان­های معتدل و تابستان­های بسیار خشک است. میزان بارندگی لارستان طی آمار 20 ساله ایستگاه هواشناسی فرودگاه لارستان 8/198میلی­متر می‌باشد. بیشترین بارندگی سالانه مربوط به ماه­های دی و بهمن است که ویژگی بارش در این ماه­ها شدت کم و زمان بارش طولانی می‌باشد، اما بارش در ماه­های تیر و مرداد به حداقل می­رسد. در این شهرستان وسیع جمعاً 21 دشت مستقل وجود دارد که 10 دشت آن جزء دشت­های بسته محسوب می‌شود. 4172 حلقه چاه، 42 رشته قنات فعال و 4 چشمه آب، کل منابع آبی است که در امر کشاورزی فعالیت دارند.