Hidrológiai tájékoztató, 2011

TERÜLETI VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Kele Sándor: A máriaremetei édesvízi mészkő U-soros kormeghatározása és paleokörnyezeti rekonstrukciója

vek radiometrikus koradatai alapján (Ruszkiczay-Rüdiger et al., 2005, Kele et al., 2009, Kele et al., 2011a). A minimális kiemelkedési / bevágódási ráta (a továbbiakban: ráta) a következőképp számítható: i (ráta) = [települési magasság (mm)-Duna tszf-i magassága (mm)] / kor (év) A máriaremetei édesvízi mészkő radiometrikus korának és települési magasságának ismeretében a terület kiemelkedési rátája 0,44 mm/év-nek adódott, ami hozzávetőlegesen megegyezik a Kele et al. (2009) által a Gellérthegyi édesvízi mészkövek koradataiból számolt 0,470,52 mm/év-es értékkel, míg a rózsadombi édesvízi mészkövek koradataiból (Kele et al., 2011a) számolt 0,20-0,25 mm/év-es értéknek közel kétszerese. A 0,44 mm/év kiemelkedési ráta a terület viszonylag gyors kiemelkedésére utalhat a Budai-hegység átlagos kiemelkedési sebességéhez (Kele, 2009) viszonyítva, és alátámasztja a Wein (1977) által leírt szelektív tektonika elméletét a Budai-hegységben a középső-pleisztocén idején. A stabilizotópos adatok értelmezése A máriaremetei édesvízi mészkövet Scheuer et al. (1993) karsztvíz eredetűnek írta le, míg stabilizotópos összetételét egy minta vizsgálatával 8

1

3C (PDB)= 1,14 %o és 5

I

80 (PDB)= -9,05 %o-nek határozta meg. A jelen tanulmányban közölt stabilizotópos adatok a Scheuer et al. (1993) által közölteknél pozitívabb 8

1

3C és negatívabb 8

1

80 értékeket eredményeztek (7. táblázat). Figyelembe véve a mészkő kifejlődését, valamint pozitív 8

1

3C értékeit a máriaremetei édesvízi mészkő a termális (thermogene) travertínók közé sorolható Pentecost (2005) osztályozási rendszere alapján. A travertínók 8

1

80 értékeinek kialakításában résztvevő számos tényező körül a legfontosabb a karbonátot lerakó víz oxigénizotópos összetétele és a kiválás hőmérséklete. Ha feltételezzük, hogy a mészkő képződése stabilizotópos egyensúly alatt ment végbe, akkor a képződési hőmérséklet (T) számításához az O'Neil et al. (1969), valamint a Friedman és O'Neil (1977) által meghatározott összefüggések használhatóak fel: 10

3 Ina = (2,78 x 10«) / T

2 - 2,89 ahol <x= (8

,

8O

karboná

t + 10

3) / (8

1

8O

vi

z + 10

3) A 8

1

8O

karboná

t értéket egyensúlyi kiválás esetén tehát a lerakó víz hőmérséklete és izotópos összetétele (8

1

8O

ví

z) határozza meg. A kiválási hőmérséklet számításához a máriaremetei édesvízi mészkőre jellemző átlagos S

l

8Okarbonát = 19,8 %o (SMOW) értékeket használtam fel, azonban a hőmérséklet számításához szükséges még a mészkövet lerakó víz oxigénizotópos összetételének (8

1

8O

vi

z) ismerete is. Figyelembe véve, hogy U-soros kormeghatározásaim alapján a mészkő képződése mintegy 400 ezer éve, a Mindel/Riss interglaciális idején ment végbe, valamint, hogy a jelenlegi interglaciálisra a -9 - -10 %o-es 8

1

8O

ví

z érték a jellemző (Babidorics et al. 1998), és feltételezve, hogy a Mindel/Riss interglaciális csapadékvizének összetétele hasonló volt a jelenlegi csapadékvízéhez (8

1

8O

vi

z = -9,3-10 %o), a fenti egyenlet segítségével 33,2-36,9 °C kiválási vízhőmérséklet valószínűsíthető a máriaremetei édesvízi mészkő esetében. Ha feltételezzük, hogy a máriaremetei mészkövet lerakó víz mintegy 20 ezer évvel a mészkő képződése előtt, a Mindéi glaciális idején szivárgott be, és hosszas felszín alatti tartózkodást követően lépett a felszínre, lerakva az édesvízi mészkövet, akkor a -14—11 %o-es glaciális időszakokra jellemző 8

l

8O

ví

z értékkel számolhatunk, és a fenti egyenletet használva 14,2 - 28,1 °C kiválási hőmérsékletet kaphatunk. A fenti egyenlettel azonban csak közelítő értékek számolhatóak a kiválás hőmérsékletére vonatkozóan, ugyanis a közelmúltban készült tanulmányok (pl. Kele et al., 2008, Derne ny et al., 2010, Kele et al., 201 lb) kimutatták, hogy az édesvízi mészkövek képződése során végbemenő kalcitvíz frakcionációs folyamatok a fenti egyenlettől kismértékben eltérő összefüggést követnek. Kele et al. (2008) alapján a Friedman és O'Neil (1977) által meghatározott egyenlet mintegy 8 °C-kal becsli alá a valós hőmérsékletet a forráskilépési pontnál. Tekintettel arra, hogy a máriaremetei mészkő esetében a forráskilépési pontot nem sikerült meghatározni így a kiválás becsült hőmérsékletét a Friedman és O'Neil (1977) által meghatározott egyenlet segítségével számoltam, hangsúlyozva, hogy a kapott hőmérsékleti értékek csak közelítő értéknek tekinthetőek. A máriaremetei édesvízi mészkő 8

I

3C értéke (7. táblázat) hasonló a hegységből eddig vizsgált pleisztocén édesvízi mészkő előfordulások (pl. Budakalász, Kele et al., 2003) összetételéhez (-0-3 %o, Kele, 2009) ami arra utalhat, hogy a mészkő karbonát anyaga, valamint a mészkövet lerakó víz C0

2 tartalma feltehetően ugyanabból a karbonátos kőzetből és C0

2 forrásból származik, mint a Budai-hegység többi travertínójának esetében. Összefoglalás Vizsgálataim alapján a máriaremetei édesvízi mészkő egy kisebb méretű, hévízforrások által táplált tó üledéke, amely 402±18 ezer éve, a Mindel/Riss interglaciális idején képződött, nagy valószínűséggel az interglaciális során beszivárgó vízből és a kiválás hőmérséklete 33,2-36,9 °C lehetett. A máriaremetei előfordulás koradatából és települési magasságából számolt kiemelkedési ráta 0,44 mm/év, ami jóval meghaladja a rózsadombi területre Kele et al. (201 la) által számolt 0,20-0,25 mm/év kiemelkedési rátát, utalva a Budai-hegység szelektív kiemelkedés történetére a középső-pleisztocén során. A máriaremetei mészkő radiometrikus kora alapján a Budai-hegységben a középső-pleisztocén idején az Ördögárok-ÉNy-i végében, mintegy 400 ezer éve indulhatott meg az édesvízi mészkőképződés, amit később nagymértékű hidrogeológiai átrendeződés követhetett, és a hévforrás-tevékenység fokozatosan a Duna-völgye felé mozdulhatott el további jelentős édesvízi mészkő előfordulásokat hozva létre a Dunaés mellékpatakjainak völgyei mentén. Köszönetnyilvánítás Köszönet illeti a Magyar Tudományos Akadémia Nemzetközi Együttműködési Irodáját és a tajvani National Research Council-t (NRSC) az U/Th mérésekhez 89