A rudabányai meddőhányók geofizikai kutatása és a Hámori-tó geofizikai kutatása Gyenes Gáborné – Bucsi Szabó László Rudabányán az ércek és ásványok bányászata régi időkbe nyúlik vissza. Kezdetben a felszíni oxidációs zóna termésréz anyagát és rézásványait hasznosították, majd vasércet termeltek itt, később ezüstöt, rezet, valamint ólmot bányásztak. A nagyüzemi vasércbányászat 1880-ban kezdődött, és egy évszázadon keresztül tartott. A bányák bezárását követően az ásványi kincsek egy része a föld alatt maradt, de a felszínen is jelentős értékekre bukkanhatunk az elhagyott meddőhányókon folytatott kutatás során. A technológiák fejlődésének következtében haszonanyag lehet a meddőhányókon lévő átalakult vas-oxidok, egyéb szulfidok maguk, a barit, ólom és cink ásványok, s általunk nem ismert, sejtett ritka földek. A GOP-1.1.2-08/1-2008-0002-es azonosítószámú projekt keretében: „Rudabánya ércelőfordulás kutatási fejlesztési programjával kapcsolatos földtani vizsgálatok” – on belül cégünk végezte a geofizikai méréseket. A korábbi terepi tapasztalatok alapján a következő módszerek alkalmazását láttuk célszerűnek: - sokelektródás szelvényezés: 8 vonalon - GPR , földradar mérések: 4 vonalon - VESZ szondázás : 53 pont – 10 szelvény - GP szondázás: 25 pont - mágneses totális tér és gradiense 600 pont A geofizikai méréseinket feldolgozva, meghatároztuk a sokelektródás felszín közeli fajlagos ellenállás, VESZ -ből a valódi ellenállás réteg-szelvényeket, GP -ből a gerjeszthetőség és a szennyezettség fajtája, erőssége paramétereket, mágneses mérésekből a totális tér intenzitását és gradiensét sikerült meghatározni. Az első területen az Ércelőkészítő mű mögötti depónián készültek a következő mérések. A következő 1.ábrán a Vesz mérések alapján szerkesztett geoelektromos szelvény látható. Rudabánya 1. meddõ 1. szelvény valódi ellenállása
RB103
RB102
RB101
RB106
RB105
RB104
RB107
RB108
0 -10 -20 -30 -40 -50
231
211 mBf
0
50
100
150
200
250
300
350
mélység (m)
251
400
szelvény menti távolság (m) 800
750
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
valódi fajlagos ellenállás (ohmm)
1.ábra
Az RB101-102, 103-104, valamint RB105-107 szondázási pontok között a felszín közelben egy nagy ellenállású (200-1000 ohmm) zóna figyelhető meg 1-5 m vastagságban, ami szárazabb, tömörebb anyagra utal. Az RB 102-103, valamint a 104-105 mérési pontok között lazább a szerkezete a meddő anyagának, több talaj kerülhetett közé és nagyobb a nedvesség tartalma, mert a környezethez képest kisebb fajlagos ellenállás értékeket kaptunk. Az RB103105 mérési pontoknál kb. 20 méteres mélységben, megjelenik egy nagyobb kiterjedésű nagy
ellenállású réteg, amit már nem a meddőhányó anyaga okozza, hanem feltehetőleg aljzat triász korú természetes kőzetei. A következő 2. ábrán a GP mérések eredményeiből láthatunk példákat. A szennyezettség mértéke és típusa az RB104 mérési ponton
A szennyezettség mértéke és típusa az RB101 mérési ponton Rudabánya 0.5
Háromkő Bt., 2011
WAV [ % ]
1
2
10
5
Rudabánya
20
0.5
50
Háromkő Bt., 2011
WAV [ % ]
1
2
10
5
20
50
1
1
2
- filtrációs
5
10
igen erősen szennyezett
- membrán
erősen szennyezett
- redox
gyengén szennyezett
- fémes
közepesen szennyezett
A polarizáció típusa:
AB/2 [ méter ]
20
erősen szennyezett
10
közepesen szennyezett
gyengén szennyezett
AB/2 [ méter ]
5
igen erősen szennyezett
2
A polarizáció típusa: - fémes - redox - membrán
20 - filtrációs
50
50
2. ábra
A nagy ellenállású száraz felső rétegek alatt egy átmeneti közepes ellenállású zóna figyelhető meg, ami alatt átlag 8-10 méter mélyen megváltozik a meddő anyaga, mivel nagyságrenddel lecsökken az ellenállás. A GP mérési eredményekkel összevetve a VESZ mérés eredményeit, azt figyelhetjük meg, hogy a szelvény RB101, 104, 106, 107 mérési pontjainál ezen a mélységszinten kis ellenállású, jó vezetőképességű, erősen szennyezett gócok vannak. A szennyezés típusát tekintve domináns a fémes, és a redox polarizáció. A terület erre a részre eső mágneses mérési eredményei azt mutatják, hogy itt magasabb értékeket mértünk, mert a kapott adatok több 100 száz, helyenként 1000 nT eltérést mutatnak a háttérhez (általános földi tér értékéhez) képest. A szelvény ÉK-i részén kb.425 m szelvény menti távolságnál egy nagy! +800 nT/m-es anomália figyelhető meg. A gerjesztett polarizációs mérés alapján, itt igen erősen szennyezett a terület az RB107 pont környezetében van ez a nagy mágneses anomália, amit a fémes és elektrokémiai polarizáció együttesen okoz, feltehetőleg a meddő anyagában lévő magasabb érces tartalom miatt, ami a sziderites vasérc pörkölése következtében keletkezett oxidos vas ásványoktól, magnetites-anyagból ered. A következő 3. ábra az I. szelvény mentén készült mágneses térerősség értékeit ábrázolja. DNy.
R U D A B Á N Y A, I. meddõ I. mágneses térerõsség szelvény
ÉK.
mágneses térerõsség (nT)
51000
50000
49000
48000
47000
mágneses térerõsség (nT) alsó állás felsõ állás
0 Háromkõ Bt. 2011.
100
200 300 szelvénymenti távolság (m)
400
500
3. ábra
A következő példák, amit ismertetni szeretnénk a mérési eredményeink a Felsőtelekes település közelében levő 3. számú meddőhányóról. A 4. ábrán, a területen készült geoelektromos- földtani szelvény látható. A szelvények a meddőhányón kívül eső kaszálóról, kvázi „tiszta” területről indultak.
A geoelektromos szelvényen megfigyelhető, hogy a terület Ny-i részén a Ref1-FT101 mérési pontok között alacsony ellenállású, vízszintesen rétegzett agyagos üledékek települnek. és az FT102 mérési pontnál jelenik meg a meddő anyaga, még kis vastagságban, majd az FT104 mérési pont környezetében már eléri a 10 méteres vastagságot a szárazabb, tömörebb meddő anyag. Az FT 106 - 107 mérési pont környezetében nem mutatható ki a száraz meddő, csak a természetes pannon kőzetek, feltehetőleg itt ér véget a depónia, és az FT 108 ponton mért nagy ellenállást a felszín közelben a beton placc és az alatta levő durvább összetételű triász korú alapkőzet okozza.
4. ábra
A sokelektródás szelvényen is jól látható (5. ábra), hogy a szelvény 80 fm-es szakaszáig a kis ellenállású természetes agyagos kőzetek települnek, majd azt követően markáns szerkezeti változás figyelhető meg. A fedőben és alatta kb.6-9 méteres mélységig magas ellenállás értékű meddő anyag van, egészen a 340 fm-es szakaszig, ahol lecsökken az ellenállás (15-30 ohmm) és 30 méteren keresztül feltehetőleg agyagos összetételűvé válik az összlet, Ezt követően ismét nagy ellenállás értékeket kaptunk, a szelvény ezen szakaszán a beton placc található.
5. ábra
A REF1 referencia pont ismét meglepetéssel szolgált, mert a GP mérés szerint kb. 5 m mélységig közepesen szennyezett a föld, amit nagyrészt a redox - potenciál okoz. Ez azt jelentheti, hogy a csurgalékvíz idáig elszivárgott. Az FT101 és 103 mérési pontokon igen erős a szennyezés mértéke, amit a redox és fémes polarizáció együttesen okoz és a szennyezés nemcsak a felső néhány méteres mélységszinten van jelen, hanem 10 méteres mélységben is detektálható.
Hámori-tó geofizikai mérések A megrendelői kérésére vízi geofizikai méréseket végeztünk a Hámori-tavon az üledék, illetve az iszapvastagság és a vízmélység meghatározása érdekében. A munka magában foglalt 35 db. 100 m AB max. terítésű vízi vertikális elektromos szondázást (VESZ mérést) , valamint3.db vízi szonár (halradar) szelvényt a tavon keresztül. A mérés után kapott adatok a Vesz mérésből a fajl. ellenállás és a szonár mérésből adódó vízmélység. Vízi radar méréskor a hullámcsomagok a szilárd aljzatról visszaverődnek, s a beépített feldolgozó rendszer biztosítja, hogy láb mértékegységben közvetlen megkapjuk a mélységét, s ugyanakkor olvasható az aljzat, a tó fenekének jellege. A kétféle mérés eltérő fizikai alapja lehetővé teszi, hogy a közöttük levő mélységkülönbség alapján a laza, iszapos aljzatot, amely mechanikailag folyékony zagyként viselkedik, de elektromos vezetőképessége különbözik a víztől, - elválasszuk, megmutassuk. A következő 5. ábrán a vízmélység területi eloszlását és az aljzatmélység eloszlását mutatjuk be. HÁMORI TÓ vízmélység eloszlás vizi radar mérés alapján
3/10
2/10
1/10 HTV34 No.1 HTV33
308600
308600 3/9
2/9
1/9 3/8
308500
308500
2/8
HTV32 HTV31 HTV30 No.2
1/8 2/7 3/7
HTV29
308400
308400
X eov (m)
HTV28 HTV27
1/7
3/6
HTV26 HTV25 HTV24 HTV23 HTV22
308300
2/6
308300
HTV21 HTV20
1/6
No.3 HTV19 2/5
HTV18
HTV17
3/5
HTV16 1/5
308200
HTV15
308200
2/4
HTV14 No.4
HTV13
3/4
HTV12 2/3
1/4
HTV11 HTV09 HTV10
3/3
HTV08
308100
308100
HTV07
1/3
HTV06
2/2 No.5
HTV05
2/1 HTV04
3/2 HTV03 HTV01
1/2
3/1
HTV02
308000
308000
1/1
766700
766800
766900
767000
767100
767200
767300
Y eov (m)
radar GPS pontok 0
iszapminta vétel
1
2
3
4
5
6
7
Vízmélység (m)
VESZ szondázási pont
HÁROMKŐ BT. 2010.
5. ábra
Az ábrán jól látható, hogy a szelvény azon részén, ahol a forrás táplálja a tavat kis víz mélységek vannak, s a tó körül a széleken is ez a tendencia. A tó középső részén látható, hogy mélyül a víz, és a csónakkölcsönző, és Palota-szálló közötti részen figyelhető meg hogy 5-7 méter között változik a vízmélység. A VESZ pontokon kapott legalsó nagy fajlagos ellenállású értékekhez tartozó mélység adatok alapján szerkesztettük meg az eloszlás képet. Az ábrán jól látszik, hogy a tó középvonalán,és a terület Dk-i részén mélyebben kezdődik az aljzat IRODALOM 1 - Háromkő Ltd. 2006, Geophysical and hydrophysical measurements for the detailed environmental exploration of TOKA-creek and its watershed, Miskolc
2 - Godfrey, K.A. “Monitoring for hazardous waste leaks.” Civil Engineering, v.57, p. 48-49. Leak Detection for Landfill Liners1998, Karen Hix, Technology Status Report, for U.S. E.P.A. Technology Innovation Office
3 - Campos, D., Choteau, M., Aubertin, M. and Bussière, B. 2002, Using Geophysical Methods to Image the Internal Structure of Mine Waste Rock Piles, Department-CGM, Ecole Polytecnnique de Montreal, Canada
