Hidrológiai Közlöny 1993 (73. évfolyam)
5. szám - Scheuer Gyula–Szöőr Gyula–Sümegi Pál–Balázs Éva–Hertelendi Ede–Schweitzer Ferenc: A magyarországi quarter és neogén édesvízi mészkövek termoanalitikai és izotópgeokémiei elemzése fácies és rétegtani értékeléssel
300 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1993. 73. ÉVF ., 1 . SZÁM rivatográffal történő méréseket tégely alakú mintatartóban, viszonylag nagy tömegű (» 1 g) minta bemérésével végeztük, mert ilyen körülmények között megfelelő információt kapunk a termobomlási folyamatokról a DTA-, DTG-, TG-görbék alapján, de az egyes diszszociációs lépések nem különülnek el egymástól. Ezért volt szükség a Mettler-termomérleggel végzett vizsgálatokra (DTG-, TG-analízis), amikor is tányérkás mintatartóban kis anyagmennyiségeket mértünk be (= 50 mg) és jól értékelhettük a karbonát bomlásának kezdetéig (<= 600 C-ig) lejátszódó folyamatokat, és következtethettünk a szervesanyag-tartalom jellegzetes különbségeire, és igen pontosan mérhettük az eltávozó kis anyagmennyiségeket. Nyilvánvaló, hogy a derivatográffal végzett méréseknél kapott DTA-görbelefutás ismerete és a kapcsolt termomikromérleges vizsgálat sem elegendő a bomlásfolyamatok részletező vizsgálatára, ezért a méréseket eltávozó termogázelemzéssel (QMS-EGA), a Derivatograph műszerhez csatlakoztatott tömegspektrométerrel ellenőriztük. A méréseket levegő atmoszférában végeztük. A karbonátminták ö 1 3 C és ö 1 80 mérése a következők szerint történt. A feltáráshoz 100%-os foszforsavat alkalmaztunk, melyet 85%-os foszforsavból foszforpentoxid hozzáadásával készítettünk (McCrea, J. M. 1950). A tömegspektometriás mérésekhez 1 cm 3 széndioxid gázra van szükség, amit úgy kaptunk, hogy a vákuumra leszívható kétujjas mintatartónk egyik ujjába 8 g mintát mértünk be, a másik ujjába 3 ml foszforsavat. A mintatartót evakuáljuk, majd 25 °C-on/24 óra termosztáljuk és elvégezzük a feltárást. A keletkezett széndioxid ö 1 3 C-értéke megegyezik a karbonátminta szénizotópos arányával, míg az oxigén izotópok a reakcióban keletkezett víz és széndioxid között a hőmérséklettől függően oszlanak el (Hertelendi, E. et al. 1986). Az oxigéneltolódások mérésére a tömegspektrométerbe a mintát széndioxid formában vittük be és a mintastandard gyors egymásutáni mérését számítógép-vezérelt kettős viszkózus gázbeeresztő rendszer biztosította. Strandadként KH-2 jelű karbonátból feltárt széndioxidot alkalmaztunk. A minta izotóparányát a nemzetközileg elfogadott PDB standardre számoltuk át. 3. Eredmények A termoanalitikai vizsgálatok tájékoztattak a minták kvalitatív- és kvantitatív összetételéről. A kőzetalkotók közül a karbonát és agyagásvány paragenezis, valamint a szervesanyag-tartalom volt leginkább informatív. A DTA-, DTG-, TG-, QMS-görbék együttes értékelése alapján jellegzetes genetikai, kőzet típusokat tudtunk elkülöníteni, továbbá utaltunk a minták koradiagenetikus állapotára is. Ezeket a tapasztalatainkat néhány típusminta termőanalitikai elemzésével szemléltetjük. Napjainkban és a holocén korban képződő, hévforrásoknál kivált karbonátok (1 ábra) szerves anyagot nem, vagy csak igen kis mennyiségben tartalmaznak, a TG-görbe Am 600 °C-értéke 0,2-0,5% között változik. A fonáskiválásokban ez ideig csak kalcitot, a béléscsövek kitöltő anyagából aragonitot is kimutattunk. A fiatal hidegvízű karsztforrások, rétegvizek, talajvizek kiválásaiban (2. ábra) a szervesanyag-tartalom jelentős Am 600 °C=l-3%), a karbonátásvány kalcit, az anyagásvány illit szerkezetű. A pleisztocén korban a hideg/langyos karsztforrásokból és a limnikus rendszerben kivált édesvízi mészkövek (3. ábra) termoanalitikai elkülönítése nem egyértelmű ez időszak forró vizeiből, a forrás szájádékánál kicsapódott, vagy tetartara gátasan kivált képződményektől (4. ábra). A két típust szemléltető ábrákat összehasonlítva jól látható, hogy mindkét esetben a jellemző karbonátásvány kalcit. Az agyag-ásványalkotó illit (-montmorillonit) a hidegvízű, ületve kaolinit (montmorillonit) a meleg és forró vízből kivált típusnál. Különbség a szervesanyag-tartalom vonatkozásában is tapasztalható, ami a DTA-görbék lefutásaival és a A600 °C-tartományban eltávozó szerves széndioxid arányával mutatható ki. Az 5. ábrán látható termoanalitikai görbék a hazai pannóniai finális vulkanizmusa során lejátszódó bazaltömléseket kövtő, maar-jellegű hiperszalin-eutrofizáló medencékben kivált olajpalák (Jámbor, A et. G. Solti, 1975) környezetében létrejött édesvízi mészkövek jellegzetes összetételét szemléltetik. A minták jellemző karbonátásványa dolomit, agyagásvány alkotója montmorillonit. A szervesanyag-tartalom kevés (Am 600 °C=0.5-1.0%) és finomdiszperz állapotban van. Hazánk területén Molnár B.et al (1981) írta le először a futóhomok területek buckái közt a hiperszalin (-oligotroph) tavi dolomitiszap képződését, amely jelzetes ana- és szindiagenetikus litifikációs folyamatok során kalcitot, magnezitokalcitot és sztöchiometriailag is igazolt dolomit ásványt tartalmazó mészkő, karbonát, protodolomit, dolomit rétegekké alakul. Korábbi termoanalitikai vizsgálataink során (Borsy Z. et. Szöőr Gy., 1981; Szöőr Gy. et. al, 1986) az Alföld D, DK-i területein a holocén és a pleisztocénkori rétegekben azonosítottunk dolomitos mésziszaptartalmú pelites üledékeket, amelyek in situ képződmények lévén, a rétegsorokban markáns klímajelzőnek bizonyultak. A közelmúltban vizsgáltuk meg az édesvízi mészkőösszletekkel fedett középhegységeink lábánál elterülő peremi síkságon feltárt, mind ez ideig tisztázatlan rétegtani és kronológiai helyzetű üledéksorokat. A felsőpannoniai (pliocén) fluviatilis és limnikus (delta?) összletben jellegzetes sötétvörös/sötétszürke karbonátos agyagrétegek, fosszilis talajszinteket, valamint világos színárnyalatú, általában fehér és több esetben plasztikus konzisztenciájú karbonátiszapokat tártunk fel, amelyek CaC0 3-tartalma 20-70% értékek között változott. A 6. ábra a Budai-hegységtől K-re, a Duna által elválasztott, hegylábi síkságon, Mogyoród község térségében lévő típusminták elemzését szemlélteti. A képződmények faciológiai jellemzését és genetikájuk tisztázását a következő termoanalitikai eredmények segítették. A 6. ábrán az A-jelű termoanalitikai elemzés a mik-
