Hidrológiai tájékoztató, 1978

Lányi János-Kakas Kristóf-Rezessy Géza-Szalay István: A geofizikai kutatás lehetőségei a karbonátos hegységek peremén

A geofizikai kutatás lehetőségei a karbonátos hegységek peremén LÁNYI JÁNOS—KAKAS KRISTÓF—REZESSY GÉZA—SZALAY ISTVÁN Eötvös Loránd Geofizikai Intézet A hegységperemeken ha a medencealjzatot takaró fedőösszletből nem lehet nagy mennyiségű ivóvizet kitermelni, akkor még jó vízadó lehet a karsztvizet tároló karbonátos medencealjzat. A geofizikai kutatás célja itt is szerkezetkutatás: a medencealjzat mélységének, domborzatának, tektonikájának és a medencealjzaton belül a karbonátos kőzetek elterjedésének a felderítése. Hasznos még a vízfúrások mélyítése előtt az ún. biztonsági geofizikai mérés is, amikor a fúrás viszonylag ismert (vagy ismertnek feltételezett) vízadóra települ. A geofizikai kutatás ilyen alkalmazása lényegesebben olcsóbb (a fúrás költségének 5—10%-a), célja a megfelelő fúróberendezés kiválasztása a mélység pontosabb ismeretében, illetve a fúrás jobb helyre telepítése. Adott fúrási ponton a biztonsági mérés egyszerűbb esetben egyetlen geofizikai módszerrel (vertikális elektromos szondázás, vagy szeizmikus refrakciós mérés) is elvégezhető, de az esetek többségében több módszer alkalmazása szükséges. A költségesebb, nagy felbontóképességű módszereket azonban csak az olcsóbb gravitációs (és földmágneses) mérések eredménye alapján leszűkített területrészeken alkalmazzuk. 1. A karsztvíztároló karbonátos képződmények geofizikai kutatásának alapjai A karsztvíz kutatása geofizikai módszerekkel a mészkő és dolomit kutatására vezethető vissza. A karbonátos képződményekben nagy a szeizmikus hullámok terjedési sebessége (V = 5000—6000 m/s) és nagy a fajlagos elektromos ellenállásuk (o = 500—oo ohmm), ezért fizikai paramétereikkel jól elkülöníthetők a környező anyagos és homokos összetételű képződményektől, amelyekben az átlagos hullámterjedési sebesség jelentősen kisebb (V = 1500—2500 m/s) és kisebb a fajlagos ellenállásuk is (g = 5—50 ohmm). Meg kell azonban jegyeznünk, hogy a karsztosodás fokával és a homok—agyag-tartalom növekedésével a karbonátos kőzetekben a hullámterjedési sebesség és ellenállás is csökken, a nem karbonátos képződményeké pedig a kötőanyag és a vízzel való telítettség függvényében változik, ezért a fizikai paraméterek — mint hidrogeológiai jellemzők — csak földtani-szerkezeti megfontolásokkal együtt értelmezhetők. 2. A karsztvízfeltárást előkészítő geofizikai mérések tapasztalatai A kutatási feladatok többfélék lehetnek. A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézettel, az Országos Vízkutató és Fúró Vállalattal, valamint a tanácsi szervekkel és esetenként a vízfeltárást szorgalmazó vállalatokkal együttműködve az ELGI 1968 óta számos tervezett fúrás környékén végzett méréseket. Ezekből a következő példákat szeretnénk — a teljesség igénye nélkül — bemutatni. 2.1. Kismélységű karsztvízkutatás. Egyszerű karsztvízkutatási feladat volt Lesenceistvándnál a Balaton északi partján. Itt karsztvízmegfigyelő kutat kívántak minél kisebb költséggel telepíteni. A terület északkeleti részén mikrogravitációs mérések helyi maximumot határoltak körül. Ez arra utalt, hogy ott a triász fődolomitból álló medencealjzat emelt helyzetben van. Ezt a sasbércszerűen kiemelt rögöt geoelektromos szondázásokkal határoltuk körül, a lépcsősen magasba emelkedő vetőrendszert pedig egy dőlésirányban telepített szeizmikus refrakciós szelvény határozta meg. A rög tetejére telepített fúrás (Le—10) miocén márga alatt 103 m-ben érte el a fődolomitot, a szeizmikusgeoelektromos úton meghatározott 100 m helyett. A karsztvízszín a fúrásban a felszíntől 3 m-ig emelkedett. Megjegyezzük, hogy a rendkívül kis mélységeltérés (3%) a terület kedvező földtani felépítésének, az egyszerű kétréteges modellnek köszönhető. Általánosabb a 10—15%-os mélységeltérés. 2.2. Közepes mélységű karsztvízkutatás. Karsztvízfúrások telepítése során fontos a mészkőben (dolomitban) húzódó vetők ismerete, mivel ott a karsztosodás miatt a vízmozgás lehetősége nagyobb. A legkedvezőbb vízfeltárás a törésrendszerek kereszteződéseinél várható. Ha a vetőt a geofizikai méréseknek sikerült meghatározniuk, állandóan visszatérő probléma, hogy a fúrást a vető melyik részére telepítsük. Sokan a vető alsó szakaszára telepített fúrás mellett érvelnek. Nemegyszer előfordult, hogy a vető felső szárnyán képződött karsztüreg, alsó szárnyán pedig vagy nem képződött (mert pl. a karni márga védte a karsztosodástól) vagy ha képződött is, a belemosódott agyag jobban eltömte az üregeket, mint felül, ahol a fiatalabb üledék1. ábra. Vetőre telepített karsztvíz fúrás előnye Itt a „B" fúrás olcsóbb és több vizet ad, mint az „A" fúrás (Budai hegység előtere) 1. Felsőtriász mészkő és dolomit; 2. Karni márga; V vízadó szakasz 25