Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

5. szám - Hunyadfalvi Zoltán: Üledékes ciklusok kimutatása laza üledékből röntgen computertomográf alkalmazásával

280 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 5. SZ. A kőzetoszlop felső 180 centiméteres szakaszán megjelenő durvább frakciók utalnak az áramló közeg jelenlétére, tehát a folyóvízi hatásra. Az uralkodó szemcseméret a finom aleunt-agyag (F > 7). Az alsó időszakos áramlási zónában a durva aleurit az előforduló legnagyobb szemcseméret (F = 4), míg a felső időszakos áramlási zónában az apróhomokos finomhomok (F = 3). Ez a betelepülés 5 centiméter vastagságú, alján eróziós diszkordancia található. {Sümegi P. el al., 2002) A rendelkezésre álló adatok feldolgozása igazolta azt a korábbi feltételezést, hogy a nagyobb, katasztrófaszerű áradásokon túl, olyan kisebb árvizek is éreztették hatásukat, amelyek kisebb energiájú fenékáramlások formájában finom üledéket terítettek szét a morotva teljes hosszában. 3. Mérések röntgen computer tomográfiái CT-vel történő mérések során a vizsgálatokat roncsolódás nélkül lehet elvégezni. Ez különösen a konszolidálatlan üledékek esetében fontos szempont, hiszen a műanyag védőtokban lévő kőzetmintán - abban az esetben, ha a tok átlátszó - csupán makroszkópos leírást végezhetünk. A CT-vel lehetőség van a minta belső szerkezetének feltárására A műszer lehetővé teszi sorozatfelvételek készítését is. Ebben az esetben 1 mm a legvékonyabb virtuális szelet, így a legapróbb fizikai változás is nyomon követhető. Ez a típusú mérési mód elsősorban az ún. feltöltéses méréseknél válik valóban hasznossá. A legkisebb felbontásnak köszönhetően a centiméteres tartományban dolgozva is elegendő csupán egyetlen „mintavétel", az adatok reprezentativitása mégis megbízható marad A sugárforrás által kibocsátott sugárzás áthalad a mintán, és egy része elnyelődik. Az elnyelődés függ a minta sűrűségétől. A gyengített sugárzás a detektorba érkezik, ahol az 'imager' segítségével képpé alakul. Az 'imager' a mérési értékekhez egy skálát rendel, melyet a CT kifejlesztőjének tiszteletére Hounsfield skálának hívunk. A skála értékei a Hounsfield Egységek (HE). A Hounsfield Egység (HE), az adott minta sűrűség állapotára vonatkozó számérték, amely a felvételezés során egy háromdimenziós, ún. voxel értéket ír le. Egy 12 bites CT képen ez az érték -1024 HE-től, +3071 HE-ig terjed. A víz értéke például 0 HE, a vákuumé -1024 HE. A PC-s feldolgozó szoftver ezt a skálát feltolja +1024 értékkel, vagyis ott a vákuum értéke nulla. 3. l.A minta előkészítése A minta nem igényel különösebb előkészítést. A műszer térbeli kiteijedéséből adódóan azonban csak két méter hoszszúságú darabok mérhetők le egyszerre, így hosszabb fúrómagok esetében a darabolást igen körültekintően kell elvégezni. A lerögzítés előtt el kell dönteni, milyen irányú felvételt szeretnénk készíteni, a hossztengelyre merőlegest, vagy azzal párhuzamost. Ha a mintát nem mozdítjuk el, a mérések többször megismételhetők, mert az asztal előtolása milliméter pontosságú és pozícionálása szoftveresen történik. 3.2. Adatmegjelenítés A sűrűségállapotot tükröző számadatok egy Osiris nevű megjelenítő programmal vállnak láthatóvá. A magok belső szerkezetének feltárulásán kívül, lehetőség van különböző mintaterületek kijelölésére (Roi), amelyek adatai később feldolgozásra kerülnek. A program lehetőséget ad négyszögletes, kör alakú, ovális, vonalszerű, illetve szabálytalan alakzatok felvételére. A képen síkszerűen megjelenő alakzatok valójában háromdimenziósak. A virtuális szeletek vastagsága 1, 2, 3, 5, és 10 milliméter, az adott vizsgálat tárgyától függően. Az egy szeletre vonatkozó adatmátrix mérete: 512 * 512. a digitálisan tárolt adatok könnyedén konvertálhatók más feldolgozó programokba. 4. Az üledékciklusok vizsgálata 4. l.A ciklusok fogalmának áttekintése Ciklusnak vagy ritmusnak nevezzük azt a szedimentológiai egységet, amely ismétlődő litológiai elemekből áll. A különböző litológiai elemek összekapcsolódhatnak (ABC). A legegyszerűbb esetben olyan ismétlődésről van szó, amikor csupán két eltérő litológiai tartalmú kifejlődés ismétlődik (ABABAB). Fontos megemlíteni, hogy egyes szerzők szerint a ciklusoknak lehetőség szerint azonos vastagságúnak (

Sander, 1936) kell lenniük, és kifejlődésüket tekintve genetikailag kapcsolódniuk kell egymáshoz (Von Bubnoff, 1948). Erre legjobb példát a varvok szolgáltatnak. Kendall (1947) szerint csak is akkor használható a ciklus terminológia, ha az adott képződmény időben regulárisán ismétlődik. Duff, P. McL. D. et al. (1967) javasolja, hogy az időben regulárisán ismétlődő sorozatokat periodikus ciklusoknak nevezzük el. Vannak ciklusok, amelyek annyira finom üledékekből állnak, hogy azonosításukhoz számítógépes matematikai statisztikai módszerek szükségesek (Mer

nam, 1972; Schwarzacher, 1975). Számítógépes analízissel lehetőség van függőleges profilok adatainak kiértékelésére, és a geológiai tartalommal való összevetésére. A kisebb ciklusok leginkább milliméter, vagy centiméter nagyságrendűek, és rövid ideig ható változások során keletkeznek. A dolgozatban ilyen kisebb ciklusok bemutatására kerül sor. A mintában szabályos ismétlődés tapasztalható, ezért az elemzés tárgyát képező ciklus az ún. periodikus ciklusok fogalomkörébe tartozik. 4.2. Eredmények A matematikai-statisztikai számítások és a matematikai modell kidolgozása a Statgraphics 3.3 nevű programmal készültek. A magmintán egy 0, 125 méter hosszúságú függőleges szakasz lett felmérve. A szakaszról kapott 387 mérési adat alapján kiszámolható, hogy a felbontás a milliméteres tartományba esik, vagyis 0,32 milliméterenként „vettünk" mintát. Ez a mintasűrííség olyan mértékű felbontást biztosít, amelyet csupán a pásztázó elektron mikroszkóp képes felülmúlni. A makroszkóposán homogén minta valójában nagyfokú heterogenitást mutat. Az adatsorból elkészített idősor is ezt támasztja alá. Az ábrán bal, illetve jobb kéz felé kimozduló csúcsok a heterogenitáson túl a szemcseméret időbeni változásáról, valamint a meder energiaviszonyairól is képet adnak. A bal kéz felé csökkenő Hounsfield értékek kisebb sűrűséget jelentenek. Ez adódhat abból, hogy a kőzet kevésbé kompakt, vagy nagyobb a hézagtérfogat, nagyobbak a szemcsék, esetleg mindhárom tényező együttesen előidézheti a sűrűség csökkenését. A szemcseméret növekedése egyúttal az energiaviszonyok megváltozásával is jár. A nagyobb sebességű áramló közeg a finomabb szemcséket felkapja, elszállítja, és csak az ele-