ژئوشیمی، کانی‌شناسی و تفسیر محیطی افق‌های وزیکولار در خاک‌های منطقة سگزی، شرق اصفهان

مقدمه
افق‌های وزیکولار معمولاً در زیر سنگ‌فرش بیابانی خاک‌های مناطق خشک دنیا تشکیل می‌شوند و نقش مهمی در ویژگی‌های هیدرولوژیک و تکامل پدوژنیک خاک‌های مناطق خشک دارند. تکامل افق‌های وزیکولار طی زمان سبب تشکیل سله و کاهش چشمگیر ظرفیت نفوذپذیری خاک‌ها، تشدید خشکی هیدرولوژیک برای گیاهان، ایجاد رواناب سطحی و تأثیر بر فرایندهای ژئومورفیک در مناطق خشک می‌شود (McFadden et al., 1987; Young et al., 2004; Turk and Graham, 2011). منافذ وزیکولی از ویژگی‌های مشخصة این افق‌هاست که منافذی جدا از هم با شکل‌های کروی تا بیضوی و با ابعادی در اندازة میکرومتر تا میلی‌متر هستند (Dietze et al., 2012). مطالعات نشان داده که ساختار وزیکولی منافذ در افق‌های وزیکولار با چندین فرایند حاصل شده‌است؛ شامل اول، به‌دام افتادن هوا و جابه‌جایی ذرات خاک طی خیس‌شدن خاک، دوم، گرم‌شدن هوای زیر سنگ‌فرش بیابانی و آزادشدن گاز دی‌اکسیدکربن در اثر گرم‌شدن خاک‌های آهکی، سوم، آزادشدن دی‌اکسیدکربن به دلیل تنفس خاک و چهارم، تکرار وقایع خیس‌شدن و خشک‌شدن یا انجماد و ذوب (McFadden et al., 1987; Turk and Graham, 2011). مقادیر زیاد ذرات شن در افق وزیکولار سبب ایجاد منافذ وزیکولی بزرگ‌تر و گردتر می‌شود؛ در حالی که کربنات کلسیم اثر معکوس دارد (Dietze et al., 2012). به‌طورکلی تکامل افق‌های وزیکولار با تشکیل منافذ حباب‌مانند وزیکولی و سپس با بزرگ‌شدن و اتصال منافذ و درنهایت با تخریب منافذ وزیکولی و تشکیل ساختمان ستونی و صفحه‌ای در خاک رخ می‌دهد (Young et al., 2004; Mohammed et al., 2020).
مطالعة روند تکاملی افق‌های وزیکولار در مناطق خشک جنوب استرالیا نشان داد که تکامل این افق‌ها به‌طور مستقیم به شیب اراضی و ابعاد سنگ‌ریزه‌ها بستگی دارد و اراضی با شیب کمتر و سنگ‌ریزه‌های کوچک‌تر، افق‌های وزیکولار تکامل‌یافته‌تری دارند (Brown and Dunkerley, 1996). ریشة گیاهان نیز بر منافذ وزیکولی شدیداً مؤثر است و مهم‌ترین عامل محدودکنندة منافذ وزیکولی در خاک محسوب می‌شود. ریشه‌ها با جذب آب و ایجاد مسیر ترجیحی برای جریان آب، ایجاد مسیر برای خروج هوا طی گسترش جبهة رطوبتی و تخریب فیزیکی منافذ طی رشد سبب تخریب منافذ وزیکولی می‌شوند و بنابراین افق‌های وزیکولار بیشتر در مناطق خشک با پوشش پراکندة گیاهی و بارش سالانة کمتر از 350 میلی‌متر مشاهده می‌شوند (Dietze et al., 2012).
افق‌های سطحی وزیکولار هنوز به‌عنوان یک افق مشخصة اصلی یا یک ویژگی حاصل از فرایند خاک‌سازی در سامانة رده‌بندی خاک آمریکایی (Schoenberger et al., 2012) معرفی نشده‌اند؛ با این حال این افق با نماد Av و در مواردی با عنوان یک افق اصلی با علامت V و در صورتی که حاوی کربنات‌های ثانویه باشد، با علامت Avk (McFadden et al., 1998; May et al., 2015) و در صورت تجمع رس با علامت Avt (Anderson et al., 2002) نمایش داده می‌شود. تجمع کربنات‌های ثانویه و رس در افق‌های وزیکولار به افزایش پایداری و مقاومت این افق‌ها درمقابل فرایندهای تخریب منجر می‌شود (Anderson et al., 2002; Dietze et al., 2012).
منطقة شرق اصفهان در بخش شرقی حوضة آبخیز رودخانة زاینده‌رود و در فلات مرکزی ایران قرار گرفته و در حال حاضر به دلیل خشکی شدید محیطی، فعالیت‌های انسانی مخرب و بیابان‌زایی، وضعیت زیست‌محیطی آن به‌شدت بحرانی است. منطقة سگزی در شرق اصفهان به دلیل شرایط خاص توپوگرافی و اکولوژی در حال حاضر یکی از کانون‌های بحران زیست‌محیطی و فرسایش بادی کشور محسوب می‌شود (بخشنده‌مهر و همکاران، 1392؛ پیری، 1396). با توجه به نزدیکی دشت سگزی به شهر اصفهان، شهرک‌های صنعتی و همچنین فرودگاه اصفهان و از سوی دیگر، وضعیت بحرانی فرسایش بادی و بیابان‌زایی در منطقه، مطالعات متعددی دربارة بیابان‌زایی، تخریب اراضی و فرسایش خاک در این منطقه انجام شده‌است؛ ازجمله بررسی فرایندهای فرسایش بادی در منطقة سگزی اصفهان با تله‌های نمونه‌بردار از ذرات غبار در ارتفاعات مختلف (کریم‌زاده، 1381)، کاربرد مدل‌های فرسایش بادی (اختصاصی و زارع چاهوکی، 1395)، استفاده از شبکة باور بیزی (network belief Bayesian) (بوعلی و همکاران، 1396)، استفاده از غبارسنج دیجیتال (پیری، 1396) و استفاده از تکنیک سزیم-137 (Gheysari et al., 2016). درمجموع وقوع فرایندهای بیابان‌زایی و فرسایش بادی در این منطقه عمدتاً به تأثیر فعالیت‌های مخرب انسانی (مانند زهکشی اراضی و کاهش رطوبت خاک، چرای بی‌رویه، برداشت غیراصولی گچ و استفادة نامناسب از اراضی) (کریم‌زاده، 1381؛ پیری، 1396) به‌ویژه طی یکصد سال اخیر نسبت داده شده‌است (تومانیان و همکاران، 1387).
با وجود تشکیل افق‌های وزیکولار در سطح خاک‌ها و لندفرم‌های منطقة شرق اصفهان (کریم‌زاده، 1381؛ بیات 1386) تاکنون مطالعة جامعی دربارة این افق‌ها در این کانون بحرانی زیست‌محیطی انجام نشده‌است. مطالعة حاضر با هدف بررسی ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی، ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی افق‌های وزیکولار در سطوح ارتفاعی لندفرم‌های مختلف اطراف پلایای سگزی در منطقة شرق اصفهان انجام شد.

مواد و روش‌ها
منطقة مطالعه
منطقة مطالعه در مرکز ایران و در شرق شهر اصفهان و در اطراف پلایای سگزی قرار دارد (شکل 1). شرق اصفهان از دیدگاه زمین‌شناسی، در زون سنندج- سیرجان واقع است (جعفریان، 1365) و ساختار کوه- دشت (Basin and Range) دارد که درنتیجة فعالیت‌های کوه‌زایی دوران سوم و تا حدودی اوایل کواترنری است (جعفریان، 1365؛ کریم‌زاده، 1381؛ بیات، 1386). آخرین فاز رسوب‌گذاری مخروط‌افکنه‌ای در منطقة شرق اصفهان طی دورة مرطوب هولوسن ابتدایی تا میانی رخ داده‌است (Jones et al., 2014). مطالعات پیشین نشان می‌دهد که منطقة شرق اصفهان تغییرات محیطی بسیار شدیدی از میوسن تاکنون تجربه کرده‌است (تومانیان و همکاران، 1387؛ بیات و همکاران، 1392). همچنین ترکیب ایزوتوپی کربنات‌های پدوژنیک در خاک‌های منطقه نشان می‌دهد تغییرات رطوبتی این منطقه با افزایش خشکی محیطی از پلیستوسن میانی تاکنون همراه بوده‌است (Bayat et al., 2018).
 
 
شکل 1. موقعیت منطقة مطالعه و محل نقاط نمونه‌برداری از افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده در اطراف پلایای سگزی، شرق اصفهان
Fig. 1. Location of study area and sampling points of vesicular horizons around the Segzi playa, eastern Isfahan

براساس آمار ایستگاه هواشناسی شرق اصفهان در بازة زمانی 1997 تا 2015، اقلیم فعلی منطقة خشک و میانگین بارندگی و دمای سالانه به ترتیب حدود 107 میلی‌متر و 3/15 درجة سلسیوس است. جهت وزش باد غالب در منطقة اصفهان در بیشتر ماههای سال غربی است؛ اما نکتة بسیار مهم آن است که در ماههای گرم و خشک سال (خرداد- شهریور) جهت وزش باد غالب شرقی است که با توجه به خشک‌بودن سطح اراضی در این موقع از سال، امکان انتقال غبار از منطقة شرق اصفهان به شهر اصفهان را ایجاد می‌کند (کریم‌زاده، 1381). سرعت آستانة فرسایش بادی در دشت سگزی 5/3 متر بر ثانیه است و با وقوع بادهای با سرعت 12 تا 16 متر بر ثانیه امکان انتشار گرد و غبار تا شهر اصفهان وجود دارد (پیری، 1396).
پوشش گیاهی طبیعی منطقة مطالعه‌شده بسیار پراکنده و عمدتاً شامل بوته‌های بیابانی با مسیر فتوسنتزی C3 است (بیات، 1386). کاربری اراضی دشت سگزی در حال حاضر شامل کشت آبی (عمدتاً گندم، جو و صیفی‌جات)، اراضی لخت و بدون استفاده (شوره‌زار)، اراضی مسکونی، شهرک‌های صنعتی، کوره‌های آجرپزی و گچ‌پزی و معادن شن است. آب زیرزمینی در مخروط‌افکنه‌ها و فلات‌های منطقه عمیق است و اثری از فعالیت آب زیرزمینی در خاک‌ها و لندفرم‌های مطالعه‌شده مشاهده نشد.

مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی
لندفرم‌های مطالعه‌شده شامل سطوح قدیمی باقی‌مانده در جنوب منطقه با شیب عمومی بسیار کم (بیات، 1386)، مخروط‌افکنة زفره با میانگین شیب حدود 2 درصد، شعاع حدود 3/6 کیلومتر و مساحت حدود 309 کیلومترمربع و با غالب‌بودن سنگ‌های آتشفشانی بازالتی، آندزیتی و همچنین سنگ‌های دولومیتی در شمال شرق (Jones et al., 2014) و پدیمنت شهرک صنعتی جی در شمال غرب منطقة مدنظر است (شکل 1).
تعداد هفت نمونه از افق‌های وزیکولار شامل دو نمونه RP1 و RP2 از سطوح قدیمی باقی‌مانده در دو سطح ارتفاعی 1539 و 1549 متر، سه نمونه ZA1، ZA2 و ZA3 از مخروط‌افکنة زفره در سه سطح ارتفاعی 1623، 1764 و 1901 متر و دو نمونه JP1 و JP2 از پدیمنت شهرک صنعتی در دو سطح ارتفاعی 1542 و 1557 متر برداشت شد. ویژگی‌های نقاط نمونه‌برداری در جدول 1 آورده شده‌است. همچنین سنگ همراه با افق‌های وزیکولار برای آزمایش‌های کانی‌شناسی و ژئوشیمیایی انجام شد.
جدول 1. ویژگی‌های مکانی و محیطی نقاط نمونه‌برداری از افق‌های وزیکولار در شرق اصفهان
Table 1. The geographic and environmental characteristics of the sampling points of vesicular horizon in eastern Isfahan
کد نمونه
Sample code    طول جغرافیایی
Latitude    عرض جغرافیایی
Longitude    ارتفاع (متر)
Elevation (m)    لندفرم
Landform    زمین‌شناسی
Geology
Remnant paleosurface سطوح قدیمی باقی‌مانده
RP1    52 06 14E    32 26 31N    1542    Remnant of gravelly alluvial paleosurface    Coarse gravelly alluvial deposits
RP2    52 11 55E    32 24 19N    1552        
Zefreh alluvial fan مخروط‌افکنة زفره
ZA1    52 10 42E    32 45 10N    1623    Alluvial fan    Alluvial from cretaceous igneous rocks
ZA2    53 13 35E    32 48 58N    1764        
ZA3    52 15 06E    32 52 25N    1901        
پدیمنت شهرک صنعتی جی Jey pediment
JP1    51 51 47E    32 40 55N    1542    Pediment    Alluvial from limestone and shale
JP2    51 51 04E    32 40 59N    1557        

وضعیت منافذ افق‌های وزیکولار مطابق با راهنمای تشریح خاک‌رخ (Schoenberger et al., 2012) بررسی و شاخص تکامل افق وزیکولار با استفاده از ضخامت و ویژگی‌های منافذ (ابعاد و فراوانی) مطابق با روش  Turk and Graham (2011)محاسبه شد. در این روش، نخست مشخصات منافذ خاک کمّی می‌شود و سپس اعداد به‌دست آمده پس از نرمال‌شدن، در ضخامت افق وزیکولار ضرب می‌شوند. به‌منظور دریافت جزئیات بیشتر دربارة نحوة محاسبة این شاخص به منبع Turk and Graham (2011) مراجعه شود.
نمونه‌ها پس از برداشت از صحرا و انتقال به آزمایشگاه و هوا خشک‌شدن، از الک دو میلی‌متر عبور داده شدند. درصد حجمی سنگ‌ریزه (2 میلی‌متر تا 5/7 سانتی‌متر) اندازه‌گیری شد. توزیع اندازة ذرات به روش پیپت (Gee and Bauder, 1986) تعیین و جداسازی اجزای شن و سیلت به ترتیب به روش الک خشک و روش پیپت انجام شد. ذرات شن در پنج طبقه شن خیلی درشت (1- 2 میلی‌متر)، شن درشت (5/0- 1 میلی‌متر)، شن متوسط (25/0- 5/0 میلی‌متر)، شن ریز (1/0- 25/0 میلی‌متر) و شن خیلی ریز (05/0- 1/0 میلی‌متر) و ذرات سیلت در سه طبقه سیلت درشت (20- 50 میکرون)، سیلت متوسط (5- 20 میکرون) و سیلت ریز (2- 5 میکرون) و رس (کمتر از 2 میکرون) تفکیک شد. منحنی تجمعی ذرات برای افق‌های مطالعه‌شده با استفاده از مقادیر تجمعی ذرات و اندازة ذرات در مقیاس فی (لگاریتم منفی قطر ذره در پایه 2) رسم شد.
ویژگی‌های هدایت الکتریکی (EC) و واکنش خاک (pH) در نسبت 2:1 آب به خاک اندازه‌گیری شد (Thomas, 1996). مقدار کربن آلی خاک به روش اکسایش تر (Nelson and Sommers, 1996) و کربنات کلسیم معادل به روش تیتراسیون برگشتی (Loeppert and Suarez, 1996) انجام شد. کانی‌شناسی کلی ذرات به روش پودری و با استفاده از روش تفرق اشعة ایکس در زاویة 2Ө بین 2 تا 80 درجه مطالعه (Soukup et al., 2008) و شناسایی کانی‌ها مطابق با روش‌های استاندارد و کاربرد نرم‌افزار Xpert highscore انجام شد (Harris and White, 2008). عناصر اصلی و کمیاب در نمونه‌های وزیکولار و همچنین سنگ‌های همراه به روش اسپکتروسکوپی فلورسنس اشعة ایکس (X-ray fluorescence: XRF) اندازه‌گیری شد.

یافته‌ها
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی افق‌های وزیکولار
افق‌های وزیکولار بررسی‌شده در زیر سنگ‌فرش بیابانی تشکیل شده‌اند (شکل 2). سنگ‌ریزه‌ها در سطوح باقی‌ماندة قدیمی شدیداً گرد شدند و در سطح مخروط‌افکنه‌ها ذرات زاویه‌دار بودند. مقادیر سنگ‌ریزه در سطوح باقی‌ماندة قدیمی و پدیمنت شهرک صنعتی جی بیش از 50 درصد و در مخروط‌افکنة زفره کمتر و در دامنة 18 تا 32 درصد بود (جدول 2). وجود این سنگ‌ریزه‌ها سبب ایجاد زبری در سطح زمین و میکروتوپوگرافی در منطقه شده‌است (شکل 2). وجود زبری سطحی می‌تواند سبب تلاطم در جریان هوا، جداسازی و رسوب‌گذاری ذرات غبار شود (Gerson and Amit, 1987; McFadden et al., 1998). ضخامت افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده در محدودة 3 تا 6 سانتی‌متر در منطقه متغیر بود و روی مخروط‌افکنة زفره با افزایش ارتفاع ضخامت افق بیشتر می‌شد (جدول 2). ضخامت افق‌های وزیکولار معمولاً کم و در بیابان‌های جنوب غرب ایالات متحدة آمریکا بین 5/0 تا 8 سانتی‌متر (McFadden et al., 1992; Sweeney et al., 2013) و در جنوب استرالیا 5/1 تا 5 سانتی‌متر گزارش شده‌است (May et al., 2015).
 
شکل 2. سنگ‌فرش بیابان در سطح مخروط‌افکنة زفره همراه با پوشش گیاهی بسیار کم و پراکنده (سمت راست)؛
افق وزیکولار تشکیل‌شده در زیر سنگ‌فرش بیابانی (سمت چپ)
Fig. 2. Desert pavement on the Zefreh alluvial fan (right-side image) with sparse vegetation;
The vesicular horizon beneath the desert pavement (left-side image)

جدول 2. بعضی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده
Table 2. Selected physical and chemical properties of the studied vesicular horizons
هدایت الکتریکی
EC    کربن آلی
Organic carbon    کربنات کلسیم معادل
CCE    سنگ‌ریزه
Gravel    شن
Sand    سیلت
Silt    رس
Clay    (Si+C)/S    بافت
Texture        pH    ضخامت (سانتی‌متر)
Thickness (cm)    کد نمونه
Sample code
dS/m    %                        
    Remnant paleosurface سطوح قدیمی باقی‌مانده
1.5    0.27    40.3    53    63.5    28.8    7.8    0.57    SL        7.5    4    RP1
9    0.11    40.5    38    47.7    44.3    8.6    1.1    L        7.7    5
    RP2
    Zefreh alluvial fan مخروط‌افکنة زفره
2.2    0.13    24.1    23    72.1    20.1    7.8    0.38    SL        7.1    3    ZA1
0.2    0.13    22    32    71.1    25.4    3.5    0.40    SL        7.3    5    ZA2
0.2    0.15    22.3    18    56.6    30.2    4.2    0.52    SL        7.8    6    ZA3
    پدیمنت شهرک صنعتی جی Jey pediment
0.2    0.23    56.5    53    64.3    28.3    7.4    0.55    SL        8    6    JP1
0.9    0.23    54.8    50    59.6    34.8    5.6    0.67    SL        7.9    5    JP2

افق‌های مطالعه‌شده شوری زیادی نداشتند و EC آنها 2/0 تا 2/2 دسی‌زیمنس بر متر متغیر بود؛ جز نمونة RP2 که در نزدیکی یک میکروپلایای بسیار شور (سیان نمکی) قرار گرفته‌است و EC آن 9 دسی زیمنس بر متر بود (جدول 2). با توجه به موقعیت سطوح باقی‌ماندة قدیمی و نبود آب زیرزمینی، شوری سطحی این افق احتمالاً به دلیل انتقال نمک به‌وسیلة گرد و غبار است. مقادیر pH افق‌های مطالعه‌شده در محدودة 1/7 تا 0/8 و میزان کربنات کلسیم معادل 22 تا 56 درصد متغیر بود (جدول 2). این افق‌ها فاقد کربنات ثانویه بودند و کربنات‌های موجود منشأ اولیه داشتند. مقادیر کربن آلی در تمام نمونه‌ها کم و در محدودة 11/0 تا 27/0 درصد بود (جدول 2) که به علت حاکمیت اقلیم خشک و پوشش گیاهی بسیار پراکنده در منطقه است (شکل 2).
نتایج توزیع اندازة ذرات نشان‌دهندة غالب‌بودن ذرات شن در تمام نمونه‌ها بود و همة نمونه‌ها حاوی مقادیر کم رس (کمتر از 10 درصد) بودند. این موضوع حاکی از هوادیدگی بسیار کم در نمونه‌ها و ورود ذرات از منشأ محلی و فواصل نزدیک به درون افق‌هاست. جز نمونة فلات سیان با بافت لوم، بقیة افق‌ها بافت لوم شنی داشتند (جدول 2). در همة نمونه‌ها، شن درشت و سیلت درشت، دو بخش غالب خاک بودند (شکل 3). نکته جالب توجه اینکه مقادیر شن خیلی ریز، خیلی کم بود و دربین دو بخش غالب سیلت درشت و شن ریز قرار گرفته است و آنها را جدا می‌کند. در شکل 3 نیز نمودار تجمعی توزیع ذرات نشان داده شده که در اندازة فی 3 (محدودة شن خیلی ریز) شیب نمودار کاهش یافته است که نشان از کم‌شدن ناگهانی این بخش از ذرات دارد و ذرات خاک را به دو بخش تقسیم کرده‌است.
 
شکل 3. نمودارهای فراوانی ستونی توزیع اندازة ذرات (شکل‌های بالا) و نمودارهای تجمعی توزیع اندازة ذرات نمونه‌های برداشت‌شده از لندفرم‌های مطالعه‌شده؛ رس C:؛ سیلت ریز FSi:؛ سیلت متوسط MSi:؛ سیلت درشت CSi:؛ شن خیلی ریز VFS:؛ شن ریز FS:؛ شن متوسط MS:؛ شن درشت CS:؛ شن خیلی درشت VCS:
Fig. 3. Frequency histograms (top images) cumulative curves of particle size distribution of the studied vesicular horizons; C: Clay, FSi: Fine silt, MSi: Medium silt, CSi: Coarse silt, VFS: Very fine sand, Fs: Fine sand, MS: Medium sand, CS: Coarse sand, VCS: Very coarse sand

شاخص افق وزیکولار
مقادیر شاخص افق وزیکولار محاسبه‌شده برای نمونه‌های مدنظر در جدول 3 نشان داده شده که این شاخص در دامنة 81/0 تا 27/3 متغیر است (جدول 3).
جدول 3. فراوانی قطر منافذ و شاخص افق وزیکولار (VHI) برای افق‌های مطالعه‌شده
Table 3. Pores diameter frequency vesicular horizon index (VHI) of the studied vesicular horizons; M: Many, C: Common, F: Few

کد نمونه
Sample code    منافذ خیلی ریز
(کمتر از 1 میلی‌متر)    منافذ ریز
(1 تا 2 میلی‌متر)    منافذ متوسط
(2 تا 5 میلی‌متر)    شاخص افق وزیکولار
VHI
Remnant paleosurface سطوح قدیمی باقی‌مانده
RP1    M    C    F    2.18
RP2    -    -    -    -
Zefreh alluvial fan مخروط‌افکنة زفره
ZA1    F    C    -    0.81
ZA2    M    C    -    1.81
ZA3    F    M    M    3.27
پدیمنت شهرک صنعتی جی Jey pediment
JP1    F    F    -    1.26
JP2    M    M    C    3.18

ویژگی‌های کانی‌شناسی
پراش‌نگاشت‌های افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده در شکل 4 نشان داده شده‌است. وجود پیک‌های 26/4، 04/3، 46/2، 13/2، 98/1 و 82/1 آنگستروم و پیک‌های 86/3، 04/3، 84/2 و 50/2 آنگستروم به‌ترتیب نشان‌دهندة وجود کانی‌های کوارتز و کلسیت در تمام افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده است. مقادیر نیمه‌کمّی کانی‌ها در نمونه‌های مدنظر در جدول 4 نمایش داده شده‌است که نشان‌دهندة فراوانی کانی‌های کوارتز و کلسیت به‌عنوان کانی‌های اصلی در خاک‌های مطالعه‌شده هستند.
 
شکل 4. پراش‌نگاشت‌های  XRDنمونه‌های پودری افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده؛ کلسیت Cal:، بیوتیت Bt:، کوارتز Qz:، موسکویت Ms:، کائولینیت Kln:، سپیولیت Sep:، پالیگورسکیت Plg
Fig. 4. XRD diffractograms of powdery samples of vesicular horizons; Cal: Calcite, Bt: Biotite, Qz: Quartz, Ms: Muscuvite, Kln: Kaolinite, Sep: Sepiolite, Plg: Palygorskite

جدول 4. نوع و مقادیر کانی‌های موجود در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده
Table 4. The kind and amount of minerals in the studied vesicular horizons
کائولینیت
Kaolinite    سپیولیت
Sepiolite    پالیگورسکیت
Palygorskite    موسکویت
Muscovite    بیوتیت
Biotite    انهیدریت
Anhydrite    گچ
Gypsum    کلسیت
Calcite    کوارتز
Quartz    کد نمونه
Sample code
Remnant paleosurface سطوح قدیمی باقی‌مانده
n.d.    n.d.    XX    n.d.    XX    tr    n.d.    XXXX    XXX    RP1
n.d.    n.d.    n.d.    XX    n.d.    n.d.    n.d.    XXXXX    XXX    RP2
Zefreh alluvial fan مخروط‌افکنة زفره
n.d.    XX    n.d.    n.d.    n.d.    n.d.    XX    XXX    XXXXX    ZA1
n.d.    n.d.    n.d.    XXX    n.d.    n.d.    n.d.    XXX    XXXX    ZA2
n.d.    n.d.    n.d.    XX    X    n.d.    n.d.    XXX    XXXXX    ZA3
پدیمنت شهرک صنعتی جی  Jey pediment
n.d.    XX    n.d    n.d.    XX    n.d.    n.d.    XXXX    XXX    JP1
XX    n.d.    n.d.    XX    XX    n.d.    n.d.    XXXX    XXX    JP2

کانی‌های میکایی در مقادیر کمتر نسبت به کانی‌های کوارتز و کلسیت وجود داشتند و به‌وسیلة پیک‌های 51/4، 46/2 و 98/1 آنگستروم برای کانی بیوتیت در سطح قدیمی باقی‌مانده، بالاترین سطح مخروط‌افکنة زفره و هر دو سطح مخروط‌افکنة شهرک صنعتی جی شناسایی شدند؛ در حالی که کانی میکایی مسکویت در فلات سیان و سطوح میانی و بالایی مخروط‌افکنة زفره با پیک‌های 46/4، 20/3، 55/2 و 47/2 آنگستروم مشخص شده‌است. کانی گچ فقط در پایین‌ترین نقطة مخروط‌افکنة زفره و با پیک‌های 56/7، 27/4، 06/3، 87/2 و 68/2 آنگسترومی شناسایی شد و سطوح قدیمی باقی‌مانده هم حاوی مقادیر بسیار کم کانی انهیدریت با پیک‌های 87/3 و 47/2 آنگستروم بود.
کانی‌های فیبری پالیگورسکیت و سپیولیت فقط در بعضی نمونه‌ها شناسایی شدند. پالیگورسکیت فقط در نمونة RP1 و با پیک‌های 4/10، 4/6 و 54/1 آنگسترومی وجود داشت. سپیولیت فقط در پایین‌ترین سطوح مخروط‌افکنة زفره (ZA1) و پدیمنت شهرک صنعتی (JP1) و به‌وسیلة پیک‌های 60/7، 50/4، 36/3 و 54/1 آنگسترومی شناسایی شد (جدول 5). همراهی سپیولیت و گچ در پایین‌ترین سطح مخروط‌افکنة زفره و پالیگورسکیت و انهیدریت در فلات بهاران مشاهده شد.

ویژگی‌های ژئوشیمیایی
ویژگی‌های ژئوشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب در جدول 5 نشان داده شده‌است. فراوان‌ترین عناصر اصلی در تمام نمونه‌های مطالعه‌شده، SiO2 و CaO هستند که با نتایج کانی‌شناسی و فراوانی کانی‌های کوارتز و کلسیت در تمام نمونه‌ها همخوانی دارد. فراوانی اکسیدهای آهن و آلومینیوم در نمونه‌های مطالعه‌شده به دلیل حضور این عناصر در آلومینوسیلیکات‌هاست (Chen et al., 2022). در بین عناصر کمیاب، بیشترین فراوانی در عنصر استرانسیوم مشاهده شد که به دلیل همراهی این عنصر با کربنات‌هاست (Ding et al., 2019). در بین عناصر دیگر، غلظت بسیار زیاد کبالت (129 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در سطوح باقی‌ماندة قدیمی مشاهده می‌شود که در مقایسه با میانگین جهانی کبالت در خاک‌ها (10 تا 15 میلی‌گرم بر کیلوگرم) خیلی بیشتر است (Han and Singer, 2007). با توجه به اینکه در شرایط قلیایی خاک‌های مطالعه‌شده، بسیاری از عناصر غیرمتحرک هستند (Schaetzl and Thompson, 2015)، مقایسة ترکیب عنصری افق‌های وزیکولار و سنگ همراه برای عناصر متحرک انجام شد که در بخش تفسیر نتایج و بحث به تفصیل بررسی می‌شود.
جدول 5. غلظت عناصر اصلی و فرعی در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده و سنگ همراه
Table 5. Concentration of major and trace elements in the vesicular horizons and associated coarse fragments
کد نمونه
Sample code    SiO2    Al2O3    Fe2O3    CaO    MgO    Na2O    K2O    TiO2    P2O5    SO3    LOI    Co    Cr    Ni    Sr    V    Zr    Zr/Al2O3
(×10-5)
    %    mg kg-1    
Remnant paleosurface سطوح قدیمی باقی‌مانده
RP1    61/35    93/9    31/5    76/19    70/3    68/1    52/1    52/0    19/0    34/1    24/22    129    18    88    900    17    8    0/9
RP2    65/37    29/9    88/3    63/19    54/3    59/1    26/1    59/0    19/0    32/1    04/21    16    30    72    653    16    10    0/12
Coarse fragment    20/39    35/10    82/5    69/17    68/3    47/0    22/2    42/0    07/0    06/0    54/19    12    88    69    553    53    177    -
Zefreh alluvial fan مخروط‌افکنة زفره
ZA1    19/31    77/8    38/6    89/16    97/3    94/1    38/1    57/0    n.d.    85/5    16/25    32    11    79    153    15    4    1/5
ZA2    52/41    44/9    55/5    32/14    72/3    09/2    49/1    63/0    24/0    14/0    22/21    21    12    87    150    16    8    5/9
ZA3    05/40    52/9    40/5    63/14    72/3    13/2    51/1    60/0    22/0    13/0    17/22    22    55    22    682    16    12    1/14
Coarse fragment    30/45    97/9    67/5    72/11    16/3    96/1    77/2    73/0    15/0    03/0    24/18    59    146    26    879    152    125    -
پدیمنت شهرک صنعتی جی Jey pediment
JP1    88/30    93/8    54/5    75/25    5/4    55/0    39/1    50/0    26/0    16/0    38/23    77    32    26    184    19    12    0/15
JP2    65/37    29/9    88/3    63/19    54/3    59/1    26/1    59/0    19/0    32/1    10/21    12    22    33    155    18    11    2/13
Coarse fragment    72/9    02/2    47/1    59/46    16/1    44/0    87/0    12/0    05/0    039/0    10/37    36    18    30    262    34    22    -

بحث
ویژگی‌های شیمیایی نمونه‌های مطالعه‌شده، نشان‌دهندة مقادیر بسیار اندک شوری، کربن آلی و pH قلیایی آنها بود (جدول 1) که مشابه افق‌های وزیکولار در بیابان موهاوی کالیفرنیا هستند (McFadden et al., 1998). به‌نظر می‌رسد که فراوانی کربنات‌ها نقش مهمی در کنترل pH داشته‌است (Schaetzl and Thompson, 2015).
بررسی نمودارهای توزیع اندازة ذرات نشان داد که تمام افق‌های مطالعه‌شده توزیع دونمایی (Bimodal)، یکی در بخش شن و دیگری در بخش سیلت، داشتند (شکل 3). شن خیلی ریز کمترین مقدار ذرات را تشکیل می‌داد و به‌صورت مشخص دو گروه شن و سیلت را جدا کرده‌است. وجود الگوی توزیع دونمایی در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده نشان‌دهندة منشأ دوگانة ذرات و فعال‌بودن دست‌کم دو فرایند در انتقال ذرات به افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده است (Sweeney et al., 2013; Karimi et al., 2017). 
با توجه به اینکه سطوح قدیمی باقی‌مانده شیب بسیار کم (شیب حدود 2/0 درصد) و فعالیت سیلابی بسیار محدود دارند، به‌نظر می‌رسد عمدة ذرات با فرایندهای بادرفتی (جهش و سوسپانسیون) به افق‌های سطحی این لندفرم منتقل شده باشند. در مخروط‌افکنه‌ها معمولاً با افزایش ارتفاع و نزدیک‌شدن به حوضة آبخیز آن، افزایش مقادیر ذرات درشت قابل انتظار است (Blair and McPherson, 2009)؛ اما افزایش ذرات ریز با ارتفاع در مخروط‌افکنه‌های مطالعه‌شده، نشان‌دهندة افزایش ذرات با فرایندهای بادرفتی و نقش طوفان‌های غبار در انتقال ذرات غبار به ارتفاعات بیشتر است. مطالعات نمونه‌برداری غبار به‌وسیلة تله‌های رسوب‌گیر هم نشان داده‌است ذرات غبار غالب در منطقة سگزی در ابعاد ذرات سیلت هستند (کریم‌زاده، 1381).
منحنی تجمعی توزیع اندازة ذرات (شکل 3) در سطوح قدیمی باقی‌مانده Sمانند است (شکل 3). این امر خیزش در ناحیة میانی منحنی را نشان می‌دهد که درواقع ناشی از اضافه‌شدن چشمگیر ذرات سیلت است (Karimi et al., 2017). در لندفرمهای دیگر، منحنی تجمعی عموماً شکل کروی دارد (شکل 3) که نشان‌دهندة تأثیر هر دو بخش شن و سیلت در محیط مخروط‌افکنه است. فقط در بالاترین سطح مخروط‌افکنة زفره منحنی کمی حالت Sشکل یافته‌است (شکل 3) که ناشی از اضافه‌شدن چشمگیر ذرات سیلت به این بخش است. در اندازة 3 فی در منحنی‌های تجمعی اندازة ذرات (شکل 3)، منحنی کمی تخت می‌شود که به دلیل این است که شن خیلی ریز در همة نمونه‌ها نسبت به سایر اجزا خیلی کمتر است و این وضعیت در نمودار فراوانی اندازة ذرات (شکل 3) به‌وضوح مشاهده می‌شود.
درمجموع در تمام لندفرم‌های مطالعه‌شده، هم مقادیر ذرات سیلت و هم مقادیر نسبت سیلت + رس به شن با ارتفاع افزایش یافته‌است (جدول 2) و با توجه به اینکه هم مقدار ذرات ریز (سیلت + رس) (Brown and Dunkerley, 1996; Young et al., 2004) و هم ضخامت افق وزیکولار (Turk and Graham, 2011) شاخص‌های تکامل افق‌های Av محسوب می‌شوند، در منطقة شرق اصفهان با افزایش ارتفاع، تکامل افق‌های وزیکولار بیشتر می‌شود.
علاوه بر این مقادیر شاخص افق‌های وزیکولار (VHI) برای افق‌های مطالعه‌شده با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود و بیشترین مقدار این شاخص در مرتفع‌ترین نقطة نمونه‌برداری، نمونة ZA3 در ارتفاع 1901 متر و نمونة JP2 در ارتفاع 1557متری پدیمنت شهرک صنعتی بود. افق وزیکولار در این مناطق به‌صورت اسفنجی‌شکل بود (شکل 5). این موضوع احتمالاً درنتیجة افزایش رطوبت در بخش بالایی لندفرم‌ها، تشدید فرایندهای خیس‌شدگی و خشک‌شدگی است که از مهم‌ترین فرایندهای تشکیل منافذ وزیکولی هستند (McFadden et al., 1987, 1998)؛ علاوه بر این، افزایش مقدار ذرات ریزدانه با افزایش ارتفاع نیز می‌تواند شرایط را برای تشکیل منافذ وزیکولی بهبود بخشیده باشد.

 
شکل 5. منافذ وزیکولی در نمونه‌های الف) RP1، ب) ZA1، ج) ZA3 و د) JP2
به توسعة حفره‌ها و اندازة بزرگ‌تر آنها در نمونه‌های ZA3 و JP2 دقت کنید.
Fig. 5. Vesicular pores in a) RP1, b) ZA1, c) ZA3 and d) JP2 samples; Note the expansion of pores and their larger size in the ZA3 and JP2 samples

کانی‌های کلسیت و کوارتز، کانی‌های غالب در لندفرم سطوح قدیمی باقی‌مانده با مواد مادری آهکی بودند. در سطوح قدیمی باقی‌مانده، کانی پالیگورسکیت همراه با انهیدریت و بیوتیت و در بخش شرقی (مقطع سیان) فقط مسکویت شناسایی شد (جدول 4). درمقابل در مخروط‌افکنة زفره کوارتز کانی اصلی بود و کلسیت ازنظر فراوانی در مکان دوم قرار داشت که بازتاب‌دهندة فراوانی مواد مادری آتشفشانی است. در بخش پایینی این لندفرم، کانی فیبری سپیولیت شناسایی شده‌است؛ در حالی که با افزایش ارتفاع در سطح مخروط‌افکنه، کانی فیبری حذف شده‌است و کانی‌های میکایی (مسکویت و بیوتیت) افزایش یافته‌اند (جدول 4). با توجه به اینکه با افزایش ارتفاع، مقدار سیلت در سطح مخروط‌افکنة زفره افزایش می‌یابد (جدول 2) و از سوی دیگر، کانی‌های میکایی بخش اصلی ترکیب کانی‌شناسی غبار در منطقة شرق اصفهان را تشکیل می‌دهند (کریم‌زاده، 1381)، به‌نظر می‌رسد کانی‌های میکایی منشأ غبار در خاک‌های مخروط‌افکنة زفره داشته باشند. 
در پدیمنت شهرک صنعتی جی هم مانند سطوح قدیمی باقی‌مانده، کلسیت، کانی اصلی و غالب و کوارتز، کانی فرعی بود؛ علاوه بر این، در بخش پایینی مخروط‌افکنه، کانی‌های موسکویت و سپیولیت و در بخش بالایی، کانی‌های بیوتیت و کائولینیت شناسایی شده‌اند. در این منطقه هم مانند مخروط‌افکنة زفره، کانی فیبری سپیولیت فقط در بخش پایینی مخروط‌افکنه مشاهده می‌شود. دربارة کانی‌های فیبری با توجه به همراهی این کانی‌ها با گچ و انهیدریت، منشأ اتوژنیک این کانی‌ها در نمونه‌های مطالعه‌شده پیشنهاد می‌شود (Neaman and Singer, 2011). درمجموع، کوارتز و کلسیت، کانی‌های غالب در همة نمونه‌ها بودند که تغییراتی همراه با کانی‌های میکایی و فیبری نشان دادند. 
مطالعة کانی‌شناسی خاک‌های منطقة شرق اصفهان نشان داده‌است در افق‌های با تکامل پدوژنیک، کانی‌های اسمکتیت و پالیگورسکیت، منشأ اتوژنیک و کانی‌های کوارتز، کائولینیت و کلریت حتی در بخش رس، منشأ توارثی داشتند (بیات و همکاران، 1390)؛ بنابراین می‌توان دریافت که در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده، کانی کوارتز به‌ارث رسیده از مواد مادری، کانی‌های کلسیت و میکایی حاصل از مواد مادری و بخشی ناشی از اضافه‌شدن به‌وسیلة باد و کانی‌های فیبری احتمالاً منشأ اتوژنیک دارند.
ژئوشیمی رسوبات شواهدی از منشأ رسوبات و فرایندهای هوادیدگی را آشکار می‌کند (Chen et al., 2022). مقادیر عناصر اصلی و کمیاب برای افق‌های وزیکولار و سنگ‌های همراه (جدول 5) نشان می‌دهد نمونه‌های سطوح قدیمی باقی‌مانده در ارتفاع‌های مختلف، ترکیب شیمیایی مشابه با یکدیگر و کاملاً متفاوت با سنگ مادری دارند. مقادیر بسیار نزدیک TiO2 و P2O5 در افق‌های وزیکولار و بسیار متفاوت با سنگ همراه نشان داد که این افق‌ها منشأ یکسانی دارند و همچنین از هوادیدگی سنگ همراه حاصل نشده‌اند. در مخروط‌افکنة زفره با افزایش ارتفاع، مقادیر عناصر Al، Na، K، Cr و Zr افزایش و مقادیر عناصر Fe و Rb کاهش می‌یابند و این روند با تجمع کانی‌های میکایی در بخش بالایی مخروط‌افکنة زفره هماهنگی دارد (جدول 5).
مقایسة ویژگی‌های ژئوشیمیایی افق‌های وزیکولار با سنگ همراه نشان داد که در سطوح قدیمی باقی‌مانده، مقادیر SiO2، Al2O3 و Fe2O3 کمتر و SO3 و LOI بیشتر نسبت به سنگ همراه هستند. افق‌های وزیکولار مخروط‌افکنة زفره در مقایسه با سنگ همراه، اکسیدهای سیلیسیم و آلومینیوم کمتر و اکسیدهای سدیم، کلسیم، منیزیم و گوگرد بیشتری داشتند؛ در حالی که در پدیمنت شهرک صنعتی با مواد مادری آهکی اکسیدهای سیلیسیم، آلومینیوم، آهن، گوگرد، منیزیم، سدیم و پتاسیم بیشتر و اکسید کلسیم کمتری داشتند (جدول 5). درمجموع در تمام لندفرم‌ها غنی‌شدگی SO3 نسبت به مواد و در لندفرم‌های با مواد مادری غیرآهکی افزایش مقادیر CaO هم مشاهده شد (شکل 6). با توجه به اینکه لندفرم‌های مطالعه‌شده متأثر از آب زیرزمینی نبودند، اضافه‌شدن این مواد از طریق فرایندهای بادرفتی و به‌صورت اضافه‌شدن یون‌های محلول، کربنات‌ها و به‌ویژه گچ به سطح این لندفرم‌ها بوده‌است. مطالعات نشان داده‌است ذرات غبار فعلی در منطقة سگزی آهکی و حاوی مقادیر زیادی گچ است (کریم‌زاده، 1381)؛ بنابراین مشخص می‌شود که غبار قدیمی منطقة شرق اصفهان هم مشابه با غبار فعلی و گچی-آهکی بوده‌است.

 
      
شکل 6. مقایسة عناصر متحرک در افق‌های وزیکولار در لندفرم‌های مطالعه‌شده و سنگ‌های همراه (CF)
Fig. 6. Comparison of immobile elements in vesicular horizons in the studied landforms and associated coarse fragments (CF)

نسبت عناصر غیرمتحرک (Zr، Ti و Al) در خاک‌های مناطق خشک برای شناخت منشأ رسوبات و بررسی همگنی مواد مادری استفاده می‌شود (Sweeney et al., 2013; Chen et al., 2022). در این مطالعه از نسبت زیرکونیوم به آلومینیوم برای بررسی منشأ خاک‌های مطالعه‌شده استفاده شد. استفاده از این نسبت نشان داد که با افزایش مقدار سیلت، نسبت فوق و درواقع در مقادیر ثابت آلومینیوم، مقدار عنصر زیرکونیوم در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده به‌صورت خطی افزایش می‌یابد (شکل 7). مطالعات پیشین هم، همبستگی قوی رسوبات بادرفتی و عنصر زیرکونیوم را نشان داده‌است. زیرکونیوم در ترکیب کانی‌های زیرکون (ZrSiO4) و بدلیت (ZrO2) دیده می‌شود و تحرک بسیار اندک و پایداری بسیار زیاد درمقابل فرایندهای سطحی زمین دارد (Waroszewski et al., 2018; Scheib et al., 2013). مطالعات نشان داده‌است فرایندها و چرخه‌های رسوبی می‌توانند سبب غنی‌شدن رسوبات بادرفتی با عنصر زیرکونیوم شوند که این غنی‌شدگی می‌تواند به‌وسیلة یک فرایند سادة تک‌مرحله‌ای مانند جورشدگی تا چندین چرخه فرایندهای رسوبی باشد (Chen et al., 2022). درمجموع، نتایج ژئوشیمیایی و به‌ویژه نسبت زیرکونیوم به آلومینیوم نشان داد که مقدار سیلت، کنترل‌کنندة شاخص‌های ژئوشیمیایی در خاک‌های مطالعه‌شده است و منشأ سیلت و ذرات غبار در لندفرم‌های مختلف منطقة سگزی یکسان و احتمالاً از منشأ محلی است. این نتیجه‌گیری با مطالعة کانی‌شناسی رسوبات بادرفتی منطقه به‌وسیلة تله‌های رسوب‌گیر همخوانی دارد (کریم‌زاده، 1381).
 
شکل 7. رابطة مقدار سیلت و نسبت زیرکونیوم به اکسید آلومینیوم در افق‌های وزیکولار مطالعه‌شده
Fig. 7. The relationship between the amount of silt and the ratio of zirconium to aluminum oxide in the studied vesicular horizons

دربارة سن افق‌های وزیکولار، مطالعات سن‌یابی به روش‌های رادیوکربن و لومینسنس در بیابان‌های جنوب غرب ایالات متحده (هم‌عرض با مرکز ایران) نشان داده‌است که سطوح ژئومورفیک با سن کمتر از 1000 سال، افق‌های وزیکولار ندارند (Young et al., 2004) و افق‌های وزیکولار در دورة زمانی 6300 تا 3000 سال قبل و به‌ویژه حدود 5000 سال قبل و در دوره‌های با شدت زیاد غبار هولوسن میانی تشکیل شده و از آن زمان پایدار مانده‌اند (McFadden et al., 1987, 1998; Anderson et al., 2002). 
دربارة سن افق‌های وزیکولار در مرکز ایران اطلاعاتی در دست نیست، اما به‌تازگی مطالعة ژئوشیمی و سن‌یابی اورانیوم/توریم استالاگمیت‌ها در غار گل زرد در جنوب البرز نشان داده‌است دو دوره با افزایش ناگهانی غبارآلودگی (Dustiness) در مرکز ایران طی هولوسن میانی و در حدود 4510 و 4260 سال قبل رخ داده‌است (Carolin et al., 2019)، همچنین دورة مهم خشکی در پلایای گاوخونی و تجمع رسوبات بادرفتی در بستر پلایای گاوخونی در حدود 4500 سال قبل به‌وسیلة سن‌یابی رادیوکربن مشخص شده‌است (جلیلیان و همکاران، 1399). این نتایج با دورة زمانی افزایش فعالیت‌های بادرفتی و رسوب غبار در جنوب غرب آمریکا همخوانی دارد و می‌تواند در تشکیل افق‌های وزیکولار در مرکز ایران هم مؤثر بوده باشد، اما سن‌یابی دقیق افق‌های وزیکولار در مرکز ایران در مطالعات آینده پیشنهاد می‌شود.
درمجموع با اینکه تومانیان و همکاران (1387) و Toomanian and Saleni (2020) بر این باورند که تا یکصد سال پیش فرسایش بادی در حوضة زاینده‌رود وجود نداشته و فرسایش بادی به‌طور ناگهانی از دهة 1960 در منطقه شروع شده‌است، اما با توجه به اینکه روند خشکی محیطی منطقة شرق اصفهان از پلیستوسن میانی آغاز شده (Bayat et al., 2018)، آخرین دورة مرطوب‌تر از شرایط فعلی در منطقه در اوایل هولوسن رخ داده و حدود 6 هزار سال پیش خاتمه یافته (Jones et al., 2014) و دوره‌های با افزایش غبار در ایران مرکزی طی هولوسن میانی رخ داده‌است (Carolin et al., 2019). تشکیل افق‌های وزیکولار در منطقة مطالعه‌شده احتمالاً با شروع خشکی شدید و فرایندهای فرسایش بادی و رسوب‌گذاری غبار از هولوسن میانی روی داده‌است.
نتیجه‌گیری
افق‌های وزیکولار در سطح خاک‌ها در لندفرم‌های مختلف منطقة شرق اصفهان و اطراف پلایای سگزی شناسایی شد. شواهد مختلف فیزیکی مانند توزیع اندازة ذرات دونمایی حاصل از تجمع ذرات شن متوسط و سیلت درشت و افزایش مقادیر سیلت و نسبت ذرات ریزدانه به شن با افزایش ارتفاع زیاد نشان‌دهندة نقش فرایندهای بادی در اضافه‌شدن ذرات ریزدانه به خاک‌های مطالعه‌شده بود.
شواهد کانی‌شناسی و ژئوشیمیایی هم تأییدکنندة تأثیر غبار بر تشکیل این افق‌ها بود؛ به طوری که اضافه‌شدن کانی‌های میکایی همراه با ذرات سیلت در سطوح ارتفاعی بالاتر رخ داده‌است. بررسی ژئوشیمیایی افق‌های وزیکولار و کاربرد نسبت‌های Zr/Al2O3 نشان می‌دهد ترکیب غبار گذشته و فعلی منطقة شرق اصفهان یکسان و گچی-آهکی است و ذرات سیلت کنترل‌کنندة شاخص Zr/Al2O3 در سطوح ارتفاعی لندفرم‌های مطالعه‌شده هستند و همچنین لندفرم‌های مختلف در منطقة مطالعه‌شده منشأ یکسان ذرات سیلت دارند.
با توجه به اینکه مطالعات نشان داده تشکیل افق‌های وزیکولار در سطح خاک‌های بیابانی عمدتاً طی هولوسن میانی و در 5000 سال گذشته رخ داده‌است، وجود افق‌های متکامل وزیکولار در منطقة سگزی اصفهان نشان‌دهندة دورة بلندمدت فرسایش بادی و رسوب غبار گچی‌آهکی در منطقه بود و فرسایش بادی در این منطقه فرایندی طبیعی و طولانی‌مدت است و به یکصد سال اخیر محدود نیست؛ بنابراین منطقة شرق اصفهان به‌طور طبیعی اکوسیستم حساس به فرایندهای فرسایش بادی و رسوب غبار دارد و فعالیت‌های مخرب انسانی می‌تواند سبب تشدید این فرایند طبیعی شود.

تشکر و قدردانی
از معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد برای همکاری با این پژوهش و حمایت مالی از طریق طرح پژوهشی شمارة 52231/2 مصوب 13/03/1399 تشکر و قدردانی می‌شود.