تعیین منشا و سازوکارهای تشکیل چشمه‌های گوگردی و آبگرم تاقدیس سیاهکوه، جنوب غرب ایران، با استفاده از خصوصیات هیدروژئوشیمی و ایزوتوپی

چشمه های گوگردی و آبگرم دهلران و دویرج با مشخصات فیزیکوشیمیایی متفاوت از تاقدیس سیاهکوه واقع در شمال شهر دهلران، جنوب غربی استان ایلام تخلیه می شوند. به منظور تعیین مشخصات چشمه های گوگردی و آبگرم تاقدیس سیاهکوه بررسی های زمین شناسی، هیدروژئولوژیکی، هیدروژئوشیمیایی و ایزوتوپی انجام گرفت. پایش آبدهی، دما، اسیدیته، میزان گاز سولفید هیدروژن و اکسیژن محلول در محل و آنالیز شیمی یون های اصلی در آزمایشگاه به مدت یک سال به طور ماهانه انجام گردید. سنجش ایزوتوپ های پایدار دوتریوم (2h)، اکسیژن 18 (18o) و سولفور 34 (34s) در دو دوره خشک و مرطوب به منظور تعیین منشا آبها انجام شد. نمودارهای ترکیبی هیدروشیمی به منظور شناسایی فرآیندهای هیدروشیمی غالب استفاده شد. ژئوترمومتری مبتنی بر هیدروشیمی به منظور تعیین دمای مخزن و روابط بین ایزوتوپ های پایدار با خط آب جوی محلی و جهانی به منظور تعیین منشاء آب چشمه ها انجام گردید. درنهایت با جمع بندی یافته های زمین شناسی، هیدروژئولوژی و هیدروژئوشیمی مدل مفهومی سازوکار چشمه ها ارایه شد. بررسی زمین شناسی و هیدروژئولوژی نشان داد که گسل های عمیق موجود در تاقدیس سیاهکوه باعث ارتباط هیدرولیکی سازندهای کارستی ایلام و سروک با سازند تبخیری قدیمی و زیرین شده اند. دمای بالای چشمه ها به دلیل گردش عمیق آب های نفوذی حاصل از ریزش های جوی در امتداد شکستگی ها و گسل ها می باشد. بررسی های ژئوترمومتری سیلیس دمای مخزن چشمه های گوگردی دهلران و دویرج را به ترتیب حدود °c70 و °c38 نشان داد. منشاء گاز سولفید هیدروژن (h2s) چشمه ها، فعالیت باکتری های احیاء کننده سولفات تشخیص داده شد. علیرغم وجود شورابه ها در میدان های نفتی و گازی در منطقه، نسبت های na/cl، so4/cl و tds/br نیز نشان داد که شوری آب چشمه های گوگردی دویرج و دهلران انحلال سازندهای تبخیری می باشد. آنالیز ایزوتوپ پایدار گوگرد 34 نیز منشاء سولفات موجود در آب چشمه ها را سازندهای تبخیری نشان داد. آنالیز ایزوتوپ های پایدار دوتریم و اکسیژن 18 منشاء چشمه های آبگرم و گوگردی دهلران و دویرج را ریزش های جوی منطقه تعیین نمود.

Source determination and formation mechanisms of sulfur and thermal springs of SiahKuh anticline, southwest of Iran, using hydrogeochemistry and isotope characteristics

Dehloran and Doiraj Sulfur and thermal springs having different physicochemical characteristics are both discharged from the Siahkouh anticline located north of Dehloran city, southwest of Ilam province. Geological, hydrogeological, hydrogeochemical and isotopic studies were performed to determine the properties of the springs. Monitoring of discharge, temperature, pH, amount of hydrogen sulfide and dissolved oxygen in situ, and analysis of major ion chemistry in the laboratory were arranged for one year in a monthly intervals. Deuterium, oxygen 18, and sulfur 34 stable isotopes were measured in two dry and wet periods to determine the source of water. Hydrochemical composite diagrams were used to identify the dominant hydrochemical processes. Hydrochemicalbased geothermometry and relationships between stable isotopes and comparing with local and global meteoric water lines were performed to determine the source of springs water. Finally, by using the findings of geology, hydrogeology and hydrogeochemistry, a conceptual model is presented for springs formation. Geological and hydrogeological studies showed that the deep faults in Siahkouh anticline have caused hydraulic connection between Ilam and Sarvak karstic formations with old and deep suited evaporite formation. The high temperature of the springs is due to the deep circulation of meteoric waters along fractures and faults. The origin of hydrogen sulfide (H2S) in the springs’ water is the activity of sulfate reducing bacteria. Despite the presence of brines in the oil and gas fields in the study area, the Na/Cl, SO4/Cl and TDS/Br ratios showed that the salinity of Doiraj and Dehloran sulfur springs is the dissolution of evaporite formations. Analysis of sulfur stable isotope (34S) also revealed the source of dissolved sulfate in spring water is evaporite formations. Analysis of Deuterium, oxygen 18 stable isotopes in the springs determined the origin of these springs is the local precipitation.