خوراکی . بهداشتی-درمانی . دانستی ها

تحلیل و بررسی منابع نمک در قشر سطحی زمین

حمید خیرالدین

استادیار دانشکده کویرشناسی دانشگاه سمنان

Hkhyrodin@yahoo.com

چکیده

نمک طعام جز مهمی از تبخیری های پرکننده حوزه های بزرگ و کانی تبخیری اصلی در دریاچه‌های نمکی و حوضه های شور عصر حاضر است. نظریه های متعدد و به طور جداگانه راجع به منشاء اصلی نمک وجود دارد. در یک حالت منبع نمک نتیجه عملیات تجزیه و تخریب فاکتورهای جوی روی سنگهای آذرین است که در نتیجه آن نمکهای محلول آزاد شده‌اند که استخراج آن‌ها به صورت روباز پیکانی می‌باشد. این نمک‌ها ممکن است به مرور توسط آبهای جاری سطح زمین به دریا ها حمل و در آنجا انباشته شوند. نمک ها همچنین از مواد خروجی کوه های آتشفشانی حاصل می‌شوند و غیره مستقیم وارد دریاها شده و در آنجا انباشته می گردند. در واقع منبع اصلی نمک ها را دریاها و انواع سنگهای معدنی تشکیل می‌دهند. این نمک‌ها بدون شک از یک قانون کلی پیروی می‌کنند و آن هم یک گردش بسته به دائمی بین دریا و خشکی در طول پیدایش و تکامل زمین است که تنوع زیادی در خصوصیات بافتی و لایه بندی نمک طعام وجود دارد، که بیشتر به محیط رسوبگذاری بستگی دارد. دریاچه ارومیه و دریاچه قم با ۳۷ و ۲۸ درصد املاح نمک از منابع مهم تولید نمک در ایران به شمار می روند. سنگ معدن نمک طعام هالیت است. در ایران معادن نمک سنگی در استان‌های آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، بوشهر، تهران، خراسان، خوزستان، زنجان، سمنان، قزوین، قم، کرمان، هرمزگان و یزد وجود دارد.

1- مقدمه

نمک، یک ماده شیمیایی با فرمول NaCl (کلرید سدیم ) است که به صورت بلورهای سفید مکعبی شکلريا، با دانه های ریز یا پودر شورمزه ای بدون بو می باشد و بدون آن هم هیچ غذایی خوشمزه نیست. (jackson alan 2003) . در واقع هر ماده‌ای که ما آن را به رنگ خاصی می بینیم، به این دلیل است که تراز های الکترونی آنها به یکدیگر نزدیک است. وقتی ماده قرمز دیده می شود به این علت است که این ماده ترازهای الکترونی آن طوری چیده شده است که تفاوت انرژی حالت پایه و حالت برانگیخته ی آن ماده به اندازه ی انرژی پرتوهایی از نور مرئی زرد، (تقریباً 600 نانومتر) آبی و سبز و بنفش ت(قریبا ۴۰۰ نانومتر است ). زیرا وقتی این پرتوها از نور سفید گرفته شود، نور قرمز به دست می آید. در واقع ما جسم را به آن رنگی می‌بینیم که آن رنگ را جذب نکرده باشد حال در نمک به رنگ سفید دیده می شود، تفاوت تراز های الکترونی در این ماده به اندازه‌ای زیاد است که الکترون ها نمی توانند قسمتی از نور سفید را جذب کنند و بقیه را ساطع کنند. باید اضافه کرد که نمک طعام به صورت جامد در معادن و ذخایر زیر زمینی با محلول در آب دریا وجود دارد. در ایران، منابع نمک در نواحی مختلف کشور دیده می شود که اغلب به شکل کوه های نمکی هستند و گاهی رگه های ضخیم نمک در آنها به چند کیل.متر می رسد.

مهمترین  نمک ها که بخ صورت یون وجود دارند شامل انواع کاتیونها و آنیونهای زیر می باشند.

فرمول شیمیایی تشکیل نمک را در زیر نشان می دهد.

پراکندگی انواع نمک از نظر آب و هوایی

1- حوزه کلریدی 2- حوزه سولفات کلریدی 3- حوزه کلرید سولفاتی 4- حوزه سولفات_کربناتی

اهمیت اقتصادی نمک بسیار حائز اهمیت است. کل تولید جهانی نمک در حال حاضر به بیش از ۲۰۰ میلیون تن در سال می رسد و از یک رشد حدود ۳ درصد برخوردار است به طوری که در آمریکا در سال ۲۰۰۶ به مرز ۲۰ میلیون تن رسیده است. نمک به روش مختلف فرآوری و تصفیه می‌شود که هدف از آن بالا بردن کیفیت نمک در حد ۹۹ درصد می باشد. مواد ناخالص نمک در درجه اول گچ و در درجه دوم مقداری آهن، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و راس می باشد.

3- ویژگیهای پتروگرافیکی نمک طعام

در مقطع نازک، نمک طعام ایزوتوب است. نمک طعام معمولاً رخ قوی و سطوح شکستگی را نشان می دهد. خواص مشخصه‌ نمک طعام در مقطع نازک رلیف خیلی کم، است کیلواژ مکعبی و تنها کانی که ممکن است با سیلویت Stlvite اشتباه شود

4- مواد و روش ها

1- نمک های موجود در رسوبات و مواد مادری رسوبی

نمک ها  در وهله اول از سنگهای رسوبی و رسوبات دریایی منشاء می‌گیرند. اولین املاح توسط بخارات و گازهای مواد مذاب درونی (ماگما) تولید و سپس به آب دریاها وارد گشته است. بنابراین و با توجه به محتوای شیمیایی سنگهای پوسته جامد زمین، املاح مستقیماً  از کانیهای اولیه، سنگریزه ها و سنگ های موجود به وجود آمده‌اند، تقریباً ۷۵ درصد از سطح زمین را رسوبات مختلف پوشانده است که ۸۰ درصد آنها از رسوبات دریایی است. در این رسوبات دریایی به طور متوسط به ۸_۵ درصد املاح مجتمع است. تخریب کانی های بی شمار موجود در سنگ های رسوبی منجر به انتقال املاح به خاک می شود. نمک های آزاد شده مجدداً تحت تاثیر اکسیداسیون، هیدرولیز و انحلال قرار گرفته و تحریک می یابند. اکثراً ممکن است مقدار قابل توجهی از آنها در اثر انحلال باران و انتقال به رودخانه ها مجدداً به دریا برسند و یا در شرایطی که آب زیرزمینی حاوی املاح به سطح خاک نزدیک باشد در ارتباط با بارندگی ها و درجه حرارت محیط در لایه های خاک به بالا و پایین حرکت نمایند. انتقال نمک از رسوبات دریایی دورانهای گذشته زمین شناسی که غالباً از راه‌هایی از قبیل خشک شدن و عقب نشینی دریاها و اقیانوسها نتیجه می شود، حائز اهمیت است.

کانیهای اولیه فراوانی پس از تخریب، مسئول آزاد شدن و تجمع املاح نمک فراوان در اقلیم های خشک و نیمه خشک می باشند. از این کانی ها، اولیوینMgFe) 2 SO4)، هورنبلند، آلبیت یا فلدستاپ و واژیت حائز اهمیت است.

تداوم تبخیر شدید ماه های گرم تابستان در مناطق خشک و نیمه خشک همزمان با چین خوردگی زمین در دوره‌های گذشته موجب پس روی دریا از ساحل بوده است، چنانکه به مرور زمان در نقاط پست ساحلی، اراضی و جلگه‌های تحت تاثیر آب دریا توسعه یافته و یا جدیداً به وجود آمده اند. از این اراضی باقی مانده از پس روی دریا در ایران، می‌توان از سواحل دریاچه های شور مختلف (ارومیه و قم ) و سواحل دریای خزر (در قسمت شمال شرقی و شمالی و شمال غربی)، سواحل پست خلیج فارس در خوزستان و برخی از سواحل دلتای رودخانه ها نام برد. اکثر کویر های نمکی مناطق خشک و نیمه خشک از بقایای دریاهای پس رفته نتیجه شده است که محل ذخیره میلیاردها تن نمک است. رسوبات نمکی و گچی ایران( اکثراً از مارنهای گچی و نمکی) بیشتر در دوران سوم زمین‌شناسی به وجود آمده است (عطاالله قبادیان ۱۳۶۳).

5-  لاگون ها

امروزه بزرگترین و مهمترین منبع نمک در جهان لاگون ها به شمار می روند. در سواحل دریای خزر لاگن هایی وجود دارند که به صورت دریاچه‌های کوچک به وسیله تنگه باریکی با دریای خزر مربوطند و جز آب شور آب دیگری به جز آن ها نمی ریزد. و دائما از وسعت آنها کاسته شده و در حال خشک شدن میباشند. لاگون کارابو گاس بزرگترین لاگون در دریای خزر است. به طور کلی حدود ۱۱۰ میلیون تن نمک کلرید در اثر تبخیر به وسیله این لاگن یا گودال از دریای خزر کشیده شده، وارد خشکی می‌گردد. در حدود ۳۰۰ هزار تن نمک روزانه از این لاگون استخراج می‌شود. شکل (1)

شکل ۱:  تشکیل لاگون کارا_بوگاس و تبخیر آب دریای خزر را در سال 2004 که بزرگترین دریاچه نمکی جهان است را نشان می دهد. دریای خزر دارای 1/3 در صد املاح است و PH  آب  آن ۷/۵ گزارش شده است. دلیل اصلی کمی املاح در دریای خزر، جمع‌آوری نمک از اراضی پست و گودالی تحت تاثیر آبدار موسوم به لاگون ها که املاح آب را جذب و رسوب می دهند می باشد.

6- گنبد های نمکی

یکی دیگر از منابع مهم نمک گنبد نمکی است. در بیشتر نقاط جنوب ایران از شرق به غرب برجستگی های گنبدی شکل در طبقات رسوبی دوران دوم و سوم مشاهده می‌شود که در مرکز آنها ستون‌های نمکی قرار دارد. این ساختمان‌ها را به نام گنبد نمکی یا (Salt domes) می‌نامند.

منشاء گنبدهای نمکی ایران بیشتر مربوط به اختلاف چگالی و همچنین در ارتباط با فشارهای تکتونیکی می‌دانند. این گنبدهای نمکی در جنوب ایران در طول محورهای شرقی_غربی چین خوردگی ها شناخته شده و در خلیج فارس جزایر کوچکی را تشکیل داده‌اند. گنبدهای نمکی نمکی جنوب ایران اکثراً چین خوردگی های دوران دوم و سوم را سوراخ نموده اند، بر روی سطح زمین ظاهر شده اند و با رسوبات این دوره همبری داشتند و سن آنها از ژوراسیک قدیمی تر می باشد. این گنبدهای نمکی منابع مهم تولید نمک در ایران به حساب می آیند.

7- بخش های مختلف گنبد نمکی

شامل سه قسمت است:

۱- هسته یا بخش مرکزی گنبد که از نمک است

2- بخش احاطه  کننده که  معمولاً از بخش مرکزی جوانتر است

3- پوش سنگ که سطح فوقانی گنبد را می‌پوشاند

8-  نمک های موجود در باد ها و طوفان‌های شدید

از املاح انتقالی توسط باد NaCl در درجه اول اهمیت قرار دارد. نمکهای حمل شده توسط باد را سالیانه در محدوده ۲۰ الی ۵۰۰ کیلوگرم در هکتار بیان می‌کنند. در منابع مختلف و با استفاده از ترکیبات نشاندار رادیواکتیو، مسافت انتقال املاح و ذرات جامد ریز معلق توسط باد تا ۶۰۰ کیلومتر گزارش شده است. در سواحل دریاها و اقیانوس ها بادهای شدید و طوفان مقداری از آب شور دریا را از سطح امواج آب به صورت قطرات ریز، برداشت و تا حاشیه چند کیلومتری اراضی ساحلی می رساند.

9- نفوذ آب دریاها و دریاچه ها

در مناطق ساحلی دریاچه ها و دریاها آب شور با درجات شوری مختلف (در مورد دریاچه ارومیه با میانگین درجه شوری بیش از ۲۵۰ گرم در لیتر) به اراضی پست اطراف نفوذ می‌کند که این عمل یا از طریق بالا آمدن آب در فصول پر و یا از طریق نفوذ زیرین آب شور اتفاق می‌افتد. در هر صورت خاکها از این طریق شدیداً تحت تاثیر املاح قرار و موجب تجمع نمک می گردند .

شکل ۲ درصد یون های متعدد در آب دریا نشان می دهد.

10- بارندگی های حاوی  نمک

ترکیب املاح منتقل شده به خاک از راه بارندگی‌ها یعنی املاح موجود در جو نسبت به فاصله منطقه از دریا تغییر می‌کند در نزدیکی اراضی ساحلی و در فواصل دورتر یعنی درون خشکی asre منتقل شده از طریق بارندگی‌ها در مقایسه حدود ۱۰ تا ۲۵ درصد نمک های حاصله از تخریب کانیهای اولیه در مناطق خشک و نیمه خشک را شامل می‌شود در شرایط عادی مقدار کلرید و سولفات موجود در بارندگی ها تا حدود ۳۲ میلی گرم در لیتر می رسد در سواحل دریا های شور و مناطق پرجمعیت و صنعتی کره هضم این مقدار است و چهار فراوانی در هوای آلوده یافت می شود که همراه با ۳۲ حل شده در آب باران مسئول اصلی باران های اسیدی است در شهرهای بزرگ و صنعتی مقدار استان منتقل شده به زمین گاهی به بیش از ۸۰ کیلوگرم در هکتار در سال بالغ می شود از بین رسوبات شور دریای برخی ط کره زمین در اثر چین خوردگی های دوران‌های گذشته کوه های نمکی کوچک و بزرگی تشکیل شده‌اند که گاه گاهی توسط بارندگی ها و جریانهای سطحی املاح آنها به اراضی مجاور هم و تجمع حاصل می کنند

11- آب سطحی شور و سدیمی موجود در سطح کره زمین

1-11 دریاها و دریاچه‌ها

منشاء دیگر نمک املاح آب های شور و قلیا هستند رودخانه های شور و دریاچه های شور دریا ها و اقیانوس ها مقدار املاح و اقیانوس ها به طور متوسط حدود ۳۵ تا ۱۳۵ گرم کره زمین حاوی املاح بیشتر از مقدار نمک دریا و دریاچه در جدول زیر خلاصه شده است.

611