Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

3. szám - Varsányi Zoltánné: Felszín alatti vízmozgási rendszerek elkülönítése a Dél-Alföldön – kémiai és izotópos vizsgálatok alapján

145 Felszín alatti vízmozgási rendszerek elkülönítése a Dél-Alföldön - kémiai és izotópos vizsgálatok alapján Varsányi Zoltánné Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék 6722. Szeged, Egyetem u. 2-6. Kivonat: A Szerző a felszín alatti vizek kémiai és izotópos összetétele alapján következtet a Duna-Tisza köz, Dél-Tiszántúl és a Körös medence felszíntől a pontusi/pannon határig teijedö rétegeinek, illetve a Maros hordalékkúp vizének mozgására, eredetére és a beszivárgás körülményeire Ioncsere, klorid koncentráció, földrajzi elhelyezkedés és összes oldott anyag tartalom alapján különböző vízmozgási rendszereket különít el. A vizek eredetére a víz stabil izotópok 8 értéke, a medencét kitöltő üledékek lehordási területeinek különbözőségére a 87Sr/86Sr izotóparány alapján tesz megállapításokat. Kulcsszavak: Dél-Alföld, vízmozgás, utánpótlódás, megcsapolódás, kémiai vízminőség, ioncsere, stabil izotópok, vízkor Bevezetés Hidrológiai szempontból a Pannon medence egy különböző léptékű vízáramlási rendszereket magába foglaló, nagy áramlási rendszernek tekinthető. Ebben a nagy rendszerben lokális, átmeneti és regionális áramlási részrendszerek különíthetők el. A lokális rendszerek a felszínközeli rétegekre, az átmeneti vízáramlási rendszer a nagy vastagságú, rossz vízáteresztő rétegekre települt, durvább szemcseösszetételű, negyedkon rétegekre, a regionális áramlási rendszer a mélyebb szintekre jellemző. A negyedkori rétegek vízáramlási viszonyait Erdélyi (1997) részletesen tanulmányozta, a mélyebb rétegekről azonban kevés információ áll rendelkezésre. Helyi hidrogeológiai tényezőktől függően a különböző vízáramlási rendszerek kommunikálhatnak egymással. A felszín alatti vizek tanulmányozása során az egyik legfontosabb kérdés az utánpótlódás, annak helye és ideje, ezért a tektonikai események ismerete kulcsfontosságú lehet egy adott terület hidrológiai viszonyainak tanulmányozásában. A mély részmedencék süllyedését és a közöttük kialakuló kiemelkedéseket elsődlegesen a középső miocén extenziós tektonika határozta meg. A késői miocénben és a pliocénben jellemző volt a viszonylag egyenletes süllyedés és gyors üledékképződés. A késői pliocénben és a pleisztocénben a kiemelkedések és süllyedések a miocénben kifejlődött vetők DNy-ÉK vonalát követték {Horváth és mtsai, 1988; Juhász és mtsai, 1998; M. Tóth, Juhász, 1997). A késői pleisztocénben bár általánosan jellemző volt a süllyedés, néhány terület, mint például a Duna-Tisza közi hátság és a Nyírség kiemelkedett, megteremtve ezzel a pleisztocén rétegek számára a csapadékvízből történő utánpótlódás lehetőségét (Urbancsek, 1963, Rónai, 1985). A medence északi részén húzódó hegylábakat a mélyebb rétegek beszivárgási területének tekintik {Rónai, 1985, Stute, Deák, 1989. A víz kémiai összetétele nem független a hidrodinamikai viszonyoktól. Ezért a felszín alatti vízáramlás megismeréséhez sok esetben nélkülözhetetlen segítséget jelent a kémiai adatok helyes interpretálása {Erdélyi, 1979). Üledékes környezetben mind a szervetlen, mind a szerves kémiai folyamatoknak nagy jelentősége van a kémiai vízminőség kialakításában. Az üledékes szerves anyag bomlása, C0

2 vagy szerves savak keletkezése ugyanis meghatározó szerepet játszik a víz-kőzet kölcsönhatásban {Kharaka és mtsai, 1985). Ahhoz, hogy átfogó és megbízható képet kapjunk egy terület rétegvizeinek eredetéről és kémiai összetételének kialakulásáról, célszerű a hidrológiai, hidrogeológiai, ásványtani és vízkémiai ismeretek szintetizálásán túl a vizek stabil és radioaktív izotóp adatait is értékelni. A Dél-Alföld vizeinek kémiai öszszetételével több szerző is foglalkozott {Rónai, 1985, Erdélyi, 1976, Varsányi, 1994), a terület izotóp-geokémiai vizsgálatáról azonban csak kevés tanulmány látott napvilágot {Deák és mtsai, 1993, Deák, Coplen, 1996, Varsányi, Ó. Kovács, 1997). Jelen munka célja a dél-alföld felszín alatti vizeire vonatkozó vizsgálataink eredményeinek összefoglalása (Varsányi, 1989, Varsányi, 1994, Varsányi, Ó. Kovács, 1994, Varsányi és mtsai, 1997, Varsányi és mtsai, 1999), és egy átfogó geokémiai modell létrehozása a felszíntől a pontusi/pannon határig terjedő rétegekben tárolt víz minőségének kialakulására, a vizek utánpótlódására, mozgására, a regionális és átmeneti vízáramlási rendszer kapcsolatára vonatkozóan. Geológiai háttér Vizsgált területünk az Alföld déli, délkeleti része, délen és keleten az országhatár, északon a Békés/Hajdú-Bihar illetve Békés/Szolnok és a Csongrád/Szolnok megyehatár, nyugaton a Duna határolja (1. ábra) A 250-6000 m mélységben elhelyezkedő .palaeozós aljzatra miocén, pliocén és kvarter üledékes rétegek települtek. A dolgozatban Bemor és mtsai (1993) sztratigráfiai felosztását használjuk. A Pannon medence kifejlődése a miocénben kezdődött a Kárpátok kiemelkedésével és a belső terület süllyedésével. Az oligocénben a Pannon tenger még összeköttetésben volt a Meditenán tengerrel, majd a középső miocénben, a kapcsolat megszűnése után, kialakult a Pannon tó (Horváth, Pogácsás, 1988). A teriilet süllyedése a későbbiekben különböző helyeken különböző mértékben folytatódott, aminek következménye a nem egyenlete;: üledék vastagság. Lithológiai és paleo-geomorfológiai tényezők folyamatos üledékképződésre engednek következtetni (Horváth és mtsai, 1988Juhász és mtsai, 1998, M.Tóth, Juhász, 1997). Az 1000-3000 m tengeri üledéksor felett 1000-3000 m vastagságú tavi, majd 50-600 m folyóvízi üledék helyezkedik el. A tavi üledékek kétféle típusú környezetet reprezentálnak: az egyik egy finom szemcseméretü üledékekkel jellemezhető, mély, brakvízi környezet, a másik egy sekélyebb vizű delta környezet, ahol jellemző az agyagmárga és homokrétegek váltakozása, és a karbonát-tartalmú és lignitcsíkos agyagrétegek jelenléte az üledékben. A homok aránya ezekben az üledékben elérheti a 40-50 %-ot (Bérezi és mtsai, 1988). A késő miocénre (pannon, MjPa) tavi, az ezt követő pontusira (M3P0) tavi és delta üledékképződés jellemző. A pliocénben a tavi és folyóvízi üledékek egyaránt megtalálhatók, sokszor váltakozó rétegsort alkotnak (Rónai, 1985). Mind a pliocénben, mind a pleisztocénben a meg-megújuló mozgások az üledékek ciklusos jellegét eredményezték (Molnár, 1973) A pleisztocén után az eolikus üledékképződés vált jellemzővé. A tavi üledékek kvarcot, csillámot, montmorillonitot, illetve illit-monimorillonit kevert szerkezetet, karbonátokat, Na és K-fbld]»tot, kloritot és kaolinitet tartalmaznak (Varsányi, 1975, Viczián, 1982), a folyóvízi üledékek legjellemzőbb ásványai a kvarc, földpát, kalcit, dolomit, illit-montmorillonit kevert szerkezet és a klorit (Viczián, 1982, Varsányi, Ó. Kovács, 1994). A nem egyenletes süllyedés a vizsgált területen két részmedence kialakulásához vezetett, amelyeket a Battonya-Pusztaföldvár hátság választ-