دانشگاه تبریز هیدروژئولوژی 2588-3011 10 1 2025 08 23 Evaluation of hydrogeochemical evolution and water-rock interaction processes in the Dargaz border aquifer ارزیابی تکامل هیدروژئوشیمیایی و فرآیندهای واکنش آب و سنگ در آبخوان مرزی درگز 12 34 20897 10.22034/hydro.2025.66560.1332 FA حسین محمدزاده استاد، گروه زمین‌شناسی و رئیس گروه پژوهشی تحقیقات آب‌های زیرزمینی و ژئوترمال (متآب)، پژوهشکده آب و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. فاطمه فنودی دانشجوی کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. Journal Article 2025 03 27 The Dargaz plain, located north of the Hezar-Masjed Mountains along Iran’s northern border with Turkmenistan, is the only major plain in this region. Due to the significance of the Dargaz aquifer in meeting region's water demands, the strong dependence of local livelihoods on groundwater, and the area’s strategic importance in terms of passive defense, an accurate knowledge of the aquifer system is essential. To identify the factors controlling groundwater quality, the dominant hydrogeochemical processes, and the evolutionary trend of groundwater chemistry, 45 water samples were collected from various sources and the results of the chemical analysis of the samples were examined using various hydrogeochemical techniques. Furthermore, to understand the stratification, subsurface geological structures of the aquifer, changes in thickness and lateral continuity of the layers, and the interconnection between alluvial and karst aquifers, lithological cross-sections in different directions of the plain and 3D models of the aquifer were obtained from the interpretation of geophysical data and 83 well logs. The results indicate that groundwater in the Dargaz aquifer evolves along the flow path from recharge zones in the northwest toward discharge areas in the southeast and east. Water–rock interaction, accompanied to a lesser extent by evaporation, is the main processes controlling groundwater chemistry. The hydrochemical facies change from carbonate type-reflecting recharge from the Tirgan formation-to sodium–calcium sulfate type, influenced by the evaporitic minerals of the Sarcheshmeh, Pestehligh, Chehel-Kaman, and Neogene formations. Lithological cross-sections and 3D models reveal considerable variation in alluvial thickness across the aquifer. In the southern aquifer, thick clay deposits, limited recharge, and the absence of major springs near the Allah-Akbar heights restrict hydraulic connectivity between alluvial and karstic aquifers, which is observed only in the southeastern areas near Chapeshlu and Parkand. However, in the northern aquifer at the beginning of the Darongar river, there is a possibility of alluvial aquifer feeding from the limestone heights of the Tirgan formation (from the Shamkhal karst valley). دشت درگز تنها دشت شمال ارتفاعات هزار مسجد در مرز شمالی کشور بوده و در مرز ترکمنستان واقع شده است. با توجه به اهمیت آبخوان‌ درگز در تأمین نیازهای آبی منطقه و وابستگی شدید معیشت مرزنشینان منطقه به آب‌های زیرزمینی و اهمیت منطقه از نظر پدافند غیرعامل، شناخت دقیق سیستم آبخوان ضرورت دارد. جهت بررسی عوامل مؤثر بر کیفیت آب زیرزمینی، فرآیند غالب کنترل‌کننده کیفیت آب زیرزمینی، و روند تکامل هیدروژئوشیمیایی آب‌های زیرزمینی دشت درگز، تعداد 45 نمونه آب از منابع آبی منطقه نمونه‌‌برداری و با استفاده از تکنیک‏های هیدروژئوشیمیایی مختلف، نتایج آنالیز شیمیایی نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، برای فهم لایه‌بندی، ساختارهای زمین‌شناسی زیرسطحی آبخوان، تغییرات ضخامت و پیوستگی جانبی لایه‌ها، و ارتباط آبخوان‌های آبرفتی با کارستی، مقاطع عرضی لیتولوژی در راستاهای مختلف دشت و مدل‌ سه‌بعدی آبخوان، از روی تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی و لاگ‌های 83 حلقه چاه به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد در آبخوان درگز، تکامل هیدروژئوشیمیایی آب زیرزمینی در مسیر جریان آب‌های زیرزمینی، از مناطق تغذیه در شمال‌غرب به سمت مناطق تخلیه در جنوب‌شرق و شرق صورت می‌گیرد و واکنش آب و سنگ و تا حدی تبخیر، عامل اصلی تعیین‌کننده شیمی آب‌های زیرزمینی است. تیپ آب‌ها از کربناته (به‌دلیل تغذیه از سازند تیرگان) به سولفاته سدیک-کلسیک، به‌دلیل تاثیر کانی‌های تبخیری سازندهای سرچشمه، پسته‌لیق، چهل‌کمان و رسوبات نئوژنی تغییر می‌کند. نتایج مقاطع عرضی زمین‌شناسی و مدل سه‌بعدی لیتولوژی نشان دهنده تغییرات ضخامت آبرفت‌ها در آبخوان می‌باشد. در آبخوان جنوبی به ‌دلیل ضخامت زیاد رسوبات رسی، تغذیه کم و عدم ظهور چشمه‌های پرآب در پیرامون ارتفاعات الله‌اکبر‌، ارتباط آبخوان آبرفتی با کارستی تنها در مناطق جنوب شرقی چاپشلو و پرکند وجود دارد. اما، در آبخوان شمالی در ابتدای رودخانه درونگر، احتمال تغذیه آبخوان آبرفتی از ارتفاعات آهکی سازند تیرگان (از دره کارستی شمخال) وجود دارد. https://hydro.tabrizu.ac.ir/article_20897_ad26bd0234bab26a4bd9c08d41dcecfc.pdf