Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 2. szám - Molnár Béla - Jenei Mária - Bedbur, Echart - Schmitt, Manfred: Tavak és tavi karbonátok sajátosságai a Duna-Tisza közén
] Tavak és tavi karbonátok sajátosságai a Duna-Tisza közén Molnár Béla1 - Jenei Mária2 - Bedbur, Echart3 - Schmitt, Manfred4 'Szegedi Tudományegyetem, Földtani és Őslénytani Tanszék, 6722. Szeged, Egyetem u.2-6, e:mail: molnarhfflgeo.u-szeged.hu 2Alsó-Tiszavidéki Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség, 6721. Szeged, Felső Tiszapart 17. e: mail.maria, jenei@freemail.hu 3Cristian-.\lbrecht Universität Geologische und Paleontologische Institut, 24118. Kiel, Olshauscnstrasse, 40-60, e:mai: eh@gni.uni-kiel.tle 4Geochemische Analyse, GCA-Labor, 3139. Sehnde-Niedersachsen Glückaufstrasse, e:mail: ms@gca-isolab.de Összefoglalás: A dolomit mesterségesen 100 °C alatt nem állítható elő. A Duna-Tisza közi sekély szikes tavakban azonban ez alatt a hőmérséklet alatt is képződik. A karbonát-képződés és azon belül a dolomit-képződés kritériuma, hogy a vízben kalcium és magnézium legyen, valamint az, hogy a C05/Ca arány egynél nagyobb, a Mg/Ca arány pedig legalább 7-12 között alakuljon. A Duna-Tisza közén vizsgálatra szikes tavakat és mesterséges gödröket jelöltünk ki, valamint öt helyen talajvíz megfigyelő kutat létesítettünk. A vízmintavételi helyekről több mint három éven át havonta vízmintákat vettünk, hogy az éves változásokat is észlelni tudjuk. Összehasonlításként a Dunából és a Tiszából, valamit arid és humid területek tavaiból is gyűjtöttünk ugyanebből a célból vízmintát. A vizek pH értéke, összes oldott sótartalma mind a talaj, mind pedig a felszíni vizeknél területenként igen jelentős különbségeket mutatott, és szélső értékben pH 6,7 és közel 10, az összsótartalom pedig 1000-11 000 mg/1 között volt. Vannak olyan vizek, amelyek Mg/Ca aránya a nagy magnézium tartalmú kalcit kiválását teszi lehetővé. Ezeknél a magnézium a kalcit rácsszerkezetébe koragenetikusan beépül és dolomittá alakul. A CCf/Ca minden víztípusnál nagyobb mint egy, sőt sokszor jóval nagyobb, ami dolomitképződést eredményezhet. A Duna, a Tisza, a talaj-és felszíni vizek stabil izotóp vizsgálata alapján négy csoport különíthető el. A vizsgálatok igazolták, hogy a dolomit a legkisebb negatív, vágj' éppen pozitív stabil izotópértékkel rendelkezik, vagyis a legmelegebb időszakban, a legerősebb vízpárolgás idején vált ki, a kalcit pedig a pkisebb párolgási időszakban, vagy a növények széndioxid-elvonó hatása idején. A Karbonátokban a stabil izotóp, a szervesanyag-tartalom és a szerves szén alapján két típus különíthető el. Az uralkodólag szerves származásúaknái, a növények széndioxid elvonó hatása okozta a kalcitkiválást és ezek kalcit összetételűek. A szervetlen karbonátoknál a kiválást a párolgás okozta és ezek főleg dolomit összetételűek. Kulcsszavak: felszíni talaj-és tóvizek, valamint karbonátok kémiai é szerves és szervetlen széntartalom vizsgálata Bevezetés A Duna-Tisza közi tavi karbonátok elterjedésével, földtani kifejlődésével, szöveti megjelenésével, geokémiai és kristálytani összetételével, valamit diagenezisével már foglalkoztak (Miháltz I.-Faragó M. (1946), Kri- ván P. (1953), Molnár B.( 1980, 1991), Molnár B.-Szó- noky M.-Kovács S. (1981), Molnár B.- Botz, R. 1996). Voltak kisebb vízkémiai vizsgálatok is (Szépfalusi J. (1970). Hiányoztak azonban a több évre kiterjedő talaj- és tóvíz vízkémiai változások , amelyek világossá tehetik, hogy az adott földtani és meteorológiai viszonyok mellett a vizek geokémiai változásai a kalcit és a dolomit kiválását hogyan teszik lehetővé. Jelen munkában elsősorban ezt kívánjuk pótolni és egyéb olyan vizsgálatokat, amelyek elősegítik a karbonátfajták kiválásának tisztázását. A területen a dolomit megjelenése azért érdekes, mert 100 °C alatt nem, vagy csak különös körülmények között állítható elő. A dolomitképződéssel nemzetközileg is sok kutató foglalkozott, mert keletkezése számos esetben igen ösz- szetett, másrészt a szénhidrogéneket is többször ilyen kőzetek tartalmazzák, ezért diagenezisük (pórusképződésük) megismerése fontos feladat. A Duna-Tisza közi karbonát-képződés aktuálgeológiai folyamatként e kérdést megoldását is segítheti.. Mivel a vizsgált terület jelentős része a Kiskunsági Nemzeti Parknak (a továbbiakban KNP) a része, így munkánkkal annak élettelen természeti értékei állapot- felmérését is segítjük. A nemzetközi irodalom szerint a dolomitképződést a következők határozzák meg (Morrow, G. W. (1982): 1. A legtöbb természetes oldatban a dolomit termodinamikailag stabil, termodinamikai átalakulása a kalciton át a dolomitig tart. izoptóp geokémiai vizsgálata, sziksók röntgen-elemzése, karbonátok 2. A kristályrács nagyfokú rendezettsége a Ca2+, Mg2+ és a C032’ ionok hidratációs viselkedése miatt a dolomit kiválását termodinamikailag akadályozhatja. 3. A három paraméter összjátéka határozza meg, hogy ezek a tényezők milyen mértékben gátolják vagy segítik a dolomitképződést. a/ A kristályosodás sebessége a kicsapódó Ca-Mg karbonát kristálytani rendezettségét szabályozza, a telített oldatok hígulása redukálja a kristályosodási arányt. b/ Az oldatok Mg/Ca aránya meghatározza, hogy a Ca-Mg karbonáton belül a karbonátba mennyi Mg2+ épül be. Ez az arány a gipsz és anhidrit kicsapódásakor gyakran megemelkedik, mert a vízből a kalciumot felhasználja és ez kedvezően hat a dolomitképződésre. (Ilyen pl. a Perzsa öböl árapály feletti öve). c/ Ha az oldat C03/Ca aránya nagyobb, mint egy úgy az a dolomit kicsapódását elősegíti (Ez az arány a talajvizekben emelkedhet, ha magmás kőzet mállik, vagy szulfát anaerob bakteriális reakció van jelen. 4. A térfogat megmaradás törvénye szerint a reakció a következő: (2X)CaC03 + Mg2+ + XC032 = CaMg(C03)2 + (l-X)Ca2+ Ahol az X= az aragonit dolomitosodásakor 0,11, a kalcit dolomitosodásakor pedig 0,25. A dolomitképződésnél a dolomitot alkotó három ionnak (Ca2+, Mg2+, C032'nak), az oldatnak és a szilárd fázisnak a folyadék mozgása közbeni változása jelentős tényező. A karbonát diagenetikus folyamatait fizikai és kémiai tényezők határozzák meg, fontos azonban az üledék természete is. Ilyen tényezők pl. a törmelékszemcsék összetétele és a pórusvíz minősége, beleértve összetételét, valamint a pórusrendszerben a folyadék tartalmat és a folyadék mozgásának sebességét.
