Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
3. szám - Fekete József–Sajgó Csanád–Horváth István–Kárpáti Zoltán: Összefüggés hazai hévizeink izotópos kora, hőmérséklete, szerves- és szervetlen fáciesei között
53 Összefüggés hazai hévizeink izotópos kora, hőmérséklete, szerves- és szervetlen fáeiesei között Fekete József 1, Sajgó Csanád', Horváth István 2, Kárpáti Zoltán' 'Magyar Tudományos Akadémia, Geokémiai Kutatóintézet, 1112. Budapest, Budaörsi út 45. E-mail: f eke tej (ív geochem.hu 2Magyar Állami Földtani Intézet, 1143. Budapest, Stefánia út 14. '1032. Budapest, Kiscelli utca 13. Kivonat Magyarország különböző területeiről gyűjtött hévizek geokémiai fáciesét tanulmányoztuk. A vizeket viszonylagos koruk szerint, D O értékeik alapján csoportosítottuk. A korcsoportokon belül a fiatal és az idősebb (keverék) vízmintákat szervesanyag-tartalmaik alapján, illetve az oldott illékony és félillékony (gázkromatografálható) vegyületeik összetétele alapján „éretlen" és „érett" alcsoportokba soroltuk. Az idős, egykori pórusvizek csoportján belül a kis mintaszám miatt nem képeztünk alcsoportokat. A szerves alkotók (fenolok, alkilbenzolok stb.) alapján elkülönített alcsoportok hőmérséklete jellegzetesen különbözik, szervetlen összetevőik közt is jelentős eltérés tapasztalható (nátrium-, hidrogénkarbonáttartalom). A szerves anyagok eltérő eredetére utalhat a keverék vizek csoportjában az alcsoportok eltérő "O értéke és a jódtartalom egy nagyságrenddel nagyobb mennyisége. Kulcsszavak: hévizek geokémiája, hévizeink osztályozása, szerves fácies. Bevezetés A Pannóniai-medence mélységi vizei jelentős menynyiségben tartalmazhatnak oldott szerves anyagokat. A több mint tizenöt éve, a Johan Béla Országos Közegészségügyi Intézetben megkezdett kutatások (amelyekhez később a MTA Geokémiai Kutatóintézete és a Magyar Állami Földtani Intézet is csatlakozott) során vizsgált több száz víz közel felében mutattak ki illékony, mono-, di- és poliaromás szerves vegyületeket (PAH): alkil-benzolok, alkil-tiofének, tetrahidrotiofén, tetrahidrotiopyrén alkil származékai, alkil-dihidro-indének, etil-indán, alkilfenolok, tetralin és metil származékai, naftalin és alkil származékai, 1,1-bifenil és metil, etil és hidroxi származékai, alkil-benzotiofének, 1,2-dihidro-acenaftilén, dibenzofurán és metil származékai, 9H-fluorene és metil származékai, xantán, dibenzotiofén és metil származékai, fenantrén és metil származékai, 9H-karbazol, mono-, diés trimetil-karbazolok, fluorantén, pyrén, 1 lH-benzofluorén és zsírsavak stb. (összesen több mint 500 féle vegyület). Megfigyelhető, hogy a hőmérséklet növekedésével a vízben oldott huminsavak mennyisége általában csökken, míg a felsorolt szerves vegyületeké nő. A különböző homológ sorok megjelenése hőmérsékleti küszöbökhöz kötött: legkorábban (~80°C) az aromás szénhidrogének, később (~90°C) a fenolok, majd a zsírsavak jelennek meg. A hőmérséklet növekedésével a szerves vegyületek mennyisége nő, az egyes homológ sorokon belül pedig csökken a nagyobb szénatomszámú tagok relatív koncentrációja, azaz a rövidebb szénláncúak aránya nő, vagyis demetileződés játszódik le (Kárpáti et al. 1995, 1996a, b, 1999). Jelen kutatás keretében közel negyven, Magyarország területéről származó hévízmintát vizsgáltunk szervetlen, izotópos és szerves összetevőkre a szervetlen és szerves jellemzők hőmérsékletfüggése, illetve a szerves és szervetlen alkotók/fáciesek párhuzamos vizsgálata céljából. Az általunk kiválasztott kutak szürőzése 157 - 2264 m mélység tartományban van; a vízadó kőzetek főleg későpannóniai koriak. A vizek kifolyó hőmérséklete 38 és 99 °C közt változik, ám a hőmérséklet értékek nem mutatnak szoros összefüggést a kutak mélységével, ami a földtani felépítés és a geotermikus gradiens változatosságával magyarázható. Egy olyan mintát (Nagyhegyes 6) is bevontunk a vizsgálatba összehasonlításként, amely nem tekinthető hévíznek (18°C kifolyó hőmérséklet), ennek ellenére szervetlen és szerves kémiai jellege nem tér el a hévizekétől. Ennek vízadó kőzete pleisztocén kori. A vizsgált minták zöme nátrium-hidrogén-karbonátos (vagy ahhoz nagyon közel áll), a három legidősebb (0%ohez közeli d l xO SMow értékkel) nátrium-klorid fáciesü. Jelen írásban stabilizotóp mérések alapján kapott csoportokon belül oldott szerves alkotók alapján kapott alcsoportok hidrogeokémiai összehasonlítását végezzük el. Földtani háttér Mivel a minták szerte az országból származnak, az adott területek földtani felépítése rendkívül változatos (1. ábra). A harmad- és negyedidőszaki üledékek vastagsága 2000 és 7000 m között változik, az alapkőzet mélységétől függően. A felső-pannóniai és az erre települő rétegek, illetve az alsó-pannóniai üledékek különböző kőzettani összetétellel jellemezhetők, és így vízföldtani szempontból eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. A felsőpannóniai alsó rétegekben sok helyen megtalálható homokos-kavicsos deltaüledékek kiváló vízvezető képességének köszönhetően a meteorikus (és az egykori meteorikus) vizek rövid idő alatt nagyon mélyre jutnak. Az alsó-pannóniai képződmények felső részén kis porozitású, rendkívül kis vezetőképességű rétegek települnek. A kompakció nem tart lépést a gyors medence-süllyedéssel és betemetődéssel. A tömörödő üledékekből kipréselődő pórusvizek által létrehozott túlnyomás vízzáró potenciál felületet alakít ki az alsó-pannóniai üledékek felső részén (Tóth és Almási 2001). A potenciál felület felett az egykor üledékbe zárt pórusvizek keverednek a csapadék eredetű vizekkel, ami megváltoztatja eredeti vízkémiai és izotópos összetételüket is. A pórusvizek meteorikus vizekkel történő keveredése (hígulása) nem az egyetlen folyamat, ami meghatározza a keverék vizek jellemzőit, mivel anion- és kation-arányaik ritkán esnek egybe az egyre híguló tengervízével. Ez részben a kőzet-víz kölcsönhatással, a finomszemcsés üledékek ionszürő és -cserélő tulajdonságaival és nem utolsó sorban az eltérő szerves-anyag-tartalommal magyarázható. A vizek jellemző paramétereit az 7. táblázat tartalmazza. A vizsgált minták részben megegyeznek a Vető et al. 2004a által gázképződés szempontjából tárgyaltakkal.
