A recski mélyszinti kutatóakna, a vágathajtás és a megelőző mélyfúrásos kutatás összehasonlító tapasztalatai

Átírás

1 Földtani Közlöny, Bull of the Hungarian Gfeol. Soc. (1919) A recski mélyszinti kutatóakna, a vágathajtás és a megelőző mélyfúrásos kutatás összehasonlító tapasztalatai Dr. Zelenha Tibor Markó (5 ábrával) Béla A recski kutatóakna és a főfeltáró vágatok az első olyan létesítmények a mélyszinti ércesedés területén, melyben lehetővé vált a földtani, teleptani viszonyok, valamint a szerkezeti irányok és azok kitöltésének közvetlen térbeli meghatározása. A kutatóakna mélyítése és a vágathajtás során végzett rendszeres fogásonkénti földtani felvételnél az OÉA Rézérc Művei geológusai és geológus technikusai a nehéz felvételi adottságot ellenére is igyekeztek minden fontosabb adatot rögzíteni. Az itt közölt értékelt adatok csak a recski mélyszinti ércelőfordulás DK-i részét jellemzik, az egész lelőhelyet a főfeltáró vágatok és a második akna lemélyítése után lehet majd földtanilag értékelni. A cél az, hogy a fúrásokban észlelt adatokat, azok térbeli elhelyezkedését pontosítsuk és a bányászat számára adjuk meg azokat a szempontokat, melyek már a főfeltáró és kutató vágatok kihajtásánál fontosak lehetnek: pl. víz-, gázveszély, brecscsás zónák stb. A recski kutatóakna mélyítését 1970-ben kezdték meg abból a célból, hogy a korábbi mélyfúrásos kutatással kimutatott felsőeocén szubvulkáni andezithez kötött hintett, és a kontaktjában levő szkarnos rézércesedést bányászatilag megkutassák. A kutatóakna az ércet hordozó szubvulkáni andezittest fő tömegétől K-re helyezkedik el. Helyrajzilag a régi recski (lahócai) bányaüzemtől NYDNY-ra 600 m-re a Cserpadján található az Rm-38. sz. aknatengely fúrás mellett. I. A földtani szelvényezés és a dokumentáció A földtani szelvényezést és a minták összegyűjtését a végleges biztosítást jelentő betonozás előtt végezzük. Az aknában a fogásszelvények szerint 2 4 m-enként, míg a vágatokban 4 8 m-es előrehaladásnál történik a felvételezés. Az aknában a négy világtáj irányában teljes vastagságban, míg a vágatokban mindkét oldalon a vágatfallal párhuzamosan 4 m hosszban veszik a résrrúntát. 1. A földtani leírás az alábbi szempontokra terjed ki A kőzet és kőzetváltozat makroszkópos jellegei. A kőzettípusok elhatárolódása, üledékes és magmás kőzetek települése (padosság, elválás). A szerkezeti elemek dőlésiránya és dőlésszöge, a repedés vagy hasadékkitöltés anyaga, a repedések keletkezésének a sorrendje, az elmozdulásos jelenségeknél (vető, csúszólap) azok iránya és mértéke. A kőzetváltozás iránya, formája pl: infiltrációs szkarnos erek, anhidritesedés, karbonátosodás stb. Az ércesedésnél a nagyobb érces foltok és erek térbeli meghatározása (méret, vastagság, dőlésirány, dőlésszög), valamint az ércásványok társulása.

2 470 Földtani Közlöny 109. kötet, 3 4. füzet Hidrogeológiai megfigyelések: víz- olaj és gázjelenségek észlelési helye, megjelenési módja (osorgás, kifúvás, átitatás stb.) és időbeli mennyiségi változása. A külszíni és a talpi levegő, valamint a kőzet hőmérséklete a munkahelyeken illetve a vágatok falába mélyített fúrólyukakban elhelyezett állandósított elektromos hőmérő szondák adatai alapján. 2. Mintavétel A földtani szelvényezés során minden fogásból illetve képződményből dokumentációra, ásvány-kőzettani anyagvizsgálatra, az érces szakaszokból minősítő vizsgálatra és a főbb kőzettípusokból a kőzetfizikai jellemzők meghatározására veszünk mintát. Az összes kőzetmintáról a külszínen rövid leírást készítünk és ezzel kiegészítjük az aknatalpi földtani leírást. 3. A dokumentáció Az elsődleges dokumentáció a helyszíni megfigyeléseket és méréseket tartlmazza, míg az anyagvizsgálati adatok pontosításával kerül kidolgozásra a végleges földtani dokumentáció. A rajzos dokumentáció az akna kiterített hengerpalástján (1. ábra) a vágatoknál pedig az oldalfalak és a főte egy síkba terítésével valamennyi adatot vizuálisan is rögzít. II. Földtani-teleptani viszonyok A Recsk mélyszinti ércelőfordulás általános földtani leírását már korábban közöltük (ZELENKAT., CSEH NÉMETH J ). Éppen ezért itt csak a kutatólétesítmények által megismert újabb adatokat ismertetjük. 1. A recski kutatóaknában a fedőhegységi rétegsor maximálisan 1 m vastagságú alapbreccsával kezdődik, melyre 29 m vastagságú felsőeocén korú dolomitos márgaösszlet települ, majd m összvastagságú rétegvulkáni biotitos amfibolandezit képződmények következnek. Legfelül vékony negyedkori áthalmozott agyag és kavicsösszlet a Tarnapatak egykori teraszaként jelentkezik. A rétegvulkáni andezitösszletet m között egy ÉK-i dőlésű vető két részre osztja. A vetőtől lefelé kvarctartalmú andezit (a xq), felfelé pedig biotitamfibolandezit (a x) van (FÖLDESSY J ). A kvarcandezit (a xq) alsó része tengeralatti vulkanizmusra jellemző peperites szövetet mutat. A felső részen, a lávarétegek között elhelyezkedő kovásodott padok ÉNy-i, É-i 30 -os dőléssel jellemezhetők. A két fedőandezit típus ércesedés szempontjából is elkülönül. A felső biotitamfibolandezitre (а 2) az arany-ezüst tartalmú gélpirites erek a jellemzőek. Az alsó kvarcszemcsés andezitben (a xq) a pirit durvább kristályos. Gyakrabban fordul elő a kvarcerekhez és kovás padokhoz kapcsolódó szfalerit és fakóérc hintés. Ezek iparilag nem hasznosítható ércindikációk. 2. Az alaphegység középsőtriász kvarcit és mészkőrétegek váltakozásából áll, amelyekbe felsőeocén szubvulkáni andezittelérek, és apofizák nyomultak. Az üledékes összletekben erős metaszomatikus átalakulást észleltünk. A korábbi vizsgálatokkal összhangban (JÁBÁNYI KLÁRA 1975.) a felső kvarcit, felső mészkő, középső kvarcit, alsó mészkő összleteket tudtuk elkülöníteni. A felső szakaszon a kvarcitban kovásodás és agyagásványosodás a jelentősebb átalakulás. A mélyebb szinteken az erős szkarnos átalakulás miatt az eredeti üledékes kőzet szövete, jellege bizonytalanul állapítható csak meg. A kőzetminták vékonycsiszolatai vizsgálata az amfibolos szkarnos elváltozást a kvarcitos alapanyaggal azonosította, a gránátos szakaszok pedig a mészköves szakasznak felelnek meg (CSILLAG J ).

3 Z e l en к a M ark 6: A recski mélyszinti kutatások összehasonlító tapasztalatai 471 A kutatóaknában az Rm-38-as aknatengely fúrásból nyert adatokkal összhangban az alaphegységi szakasz feltárásakor nem találtunk nagyobb ércfeldúsulást. A felső kvarcitösszletben max. 20 cm széles erekben pirit, szfalerit, galenit és fakóérc van. Ezek az erek az akna szelvényén belül elvégződnek. 350,00 m körül volt az első jelentős ércindikáció, amelynek középső részén főleg pirit és hintett kalkopirit volt egy erősen szkarnos szakaszon. Ezt mindkét irányban szfaleritből álló ércesedés kísérte (1. ábra). Nagyobb mélységben két számba vehető ércdúsulás volt. Az egyik 605,00 m a másik 1010,00 m körül. Mindkét ércdúsulás andezit és szkarn csatlakozásánál fordult elő, főként kalkopirit és pirit formájában (2. ábra). Egyúttal jó összehasonlítást tehetünk az aknatengely fúrás és a kutatóakna azonos szakaszainak Cu-eloszlásáról. Teleptani szempontból érdekes a 730,00 m és 770,00 m közötti pirrhotinos ércesedés, amely egy telérszerű andezittestnél oldalasán, a kontaktuson fejlődött ki. A 700-as szinten hajtott kutatóvágat az Rm 26-os fúrás környezetében elérte a szkarnos és a porfiros rézércet. A 700-as szinti főfeltáró vágatban néhány kisebb ércdúsulás mellett 468,00 528,00 m-ig szkarnosodott, illetve kvarceres andezitben jelentkezett a leg 1. ábra. A recski kutatóakna földtani szelvénye 340 és 390 m között. Jelmagyarázat: 1. Kvarcit, 2. Szkarnos mészkő, 3. Andezittelér, 4. Szkarn, 5. Breccsásodás, 6. Andezitinjektálás, 7. Kőzetrés, 8. Kalcitér, 9. Piritesedés, 10. Komplexérces ér Fig. h Geological section of the B,ecsk exploratory shaft between 340 and 360 m. L e g e n d: 1. Quartzite, 2. Skarnous limestone, 3. Andésite dyke, 4. Skarn, 5. Brecciation, 6. Andésite injection, 7. Lithoclasis, 8. Caicite streak, 9. Pyritization, 10. Complexe ore vein

4 472 Földtani Közlöny 109. kötet, 3 4. füzet 3. ábra. A Cu-eloszlás összehasonlítása a kutatóaknában és az aknatengely fúrásban Ô00 és 1100 m mélység között Fig. 2. Comparison of Ou distribution in the exploratory shaft and the borehole put down in the shaft axis, 900 to 1100 m depth range dúsabb ércesedés, amelyet az itt lemélyült Rm 26-os számú fúrás is harántolt. Az érc a központi szubvulkáni andezittest szkarnos szegélyéhez kapcsolódott. Maga a szubvulkáni andezittest is végig tartalmaz ércet, de ez nem éri el a szegélyi szkarnos környezetben jelentkező ércdúsulás mértékét. A szkarnos rézércesedéstől a mészkő felé piritesedést és pirrhotinos ércet, majd pedig az aposzkarnos szakaszon magnetites, pirites, pirrhotinos feldúsulást észleltünk. 395,00 m-ben egy szfalerites-magnetites, 560,00 m-ben pedig egy szfalerites, galenites, télért figyeltünk meg. Az utóbbi az Rm 26-os fúrásban és az oldalvágatban is jelentkezett. A 900-as szinti főfeltáró vágatban 165,00 m-nél kb. 0,5 m vastag kiékelődő szfalerites telér egy andezittelér breccsás zónájához csatlakozik 402,00 m és 432,00 m között több kisebb, max. 3 cm széles, kiékelődő szfalerites, pirites telér andezitbenyomuláshoz kapcsolódik. Mindkét vágatban a komplexérces erek EK DNy-i csapással jellemezhetőek. 3. Az aknamélyítés és vágathajtás földtani tapasztalatai: Az aknatengely fúrás és az akna közel párhuzamosan tárta fel a kőzeteket, így egy csavart felület mentén megismertük a kőzetek elhelyezkedését. A kutatóvágatok az aknától az Rm 26-os számú fúrás irányában egy ENy DK-i csapású szelvényben haladnak (3. ábra). A földtani adatok értékelésénél a fúrásban és az aknában, illetve a vágatok között a kőzetek azonosítása jelenti a legnagyobb nehézséget. A magmás és üledékes kőzetek dőlthelyzetű vagy telérszerű települése miatt a kőzettípusok a fúrásban és az aknában kissé eltérő mélységben je-

5 Z e l e n k a M a r k ó : A recski mélyszinti kutatások összehasonlító tapasztalatai 473 Fig. 3. ábra. Földtani szelvény a kutatóakna és az Rm-26. fúrás között a 700 és a 900-as szinteken 3. Geological section between exploratory shaft and borehole Km-26, at 700 and 900 m altitude lentkeznek. Az érintkezési zónák, kontakt övek szabálytalan formái a feltárások alapján sokkal bonyolultabbak, mint ahogy ezt a fúrásokból meg lehetett állapítani. Bár az aknatengely fúrásról igen részletes földtani leírást készítettek a felvételező geológusok a rétegek és képződmények elhatárolódásának leírása a korlátozott megfigyelési lehetőségek miatt mégsem teljesen pontosak. Az aknában a kőzettípusok határlapjai ritkán voltak jól meghatározhatók. Az érces szakaszok fúrási és bányászati adatainak összevetése alapján megállapíthatjuk, hogy mind a fedőhegységben, mind az alaphegységben előforduló teléres jellegű réz és polimetallikus ércek igen korlátozott kiterjedést és követhetőséget mutatnak. A metaszomatikus jellegű polimetallikus (Zn, Pb, Cu) és rézércesedés ezzel szemben jó egyezést mutat az aknában, vágatokban és a kutatófúrásokban. Bm 26-os fúrás 700-as Tágat 825, ,00 m 468,00 528,00 m Átlag Ou % 0,80 0,90 ílemzési értékek %-os aránya 0, ,11 0, ,31-0, ,61 1, ,01 1, , Földtani Közlöny

6 474 Földtani Közlöny 109. kötet, 3 4. füzet Az Rm 26-os fúrásban a 137,00 m függőleges vastagságban feltárt érces szakaszt a vágat 60 m vízszintes vastagságban harántolta. Az ércesedés intenzitásának mértékét az alábbi táblázat mutatja a kutatóvágatban és az Rm 26-os sz. fúrásban. A fenti adatok ma még nem elegendők arra, hogy az érctesteket kontúrozhassuk, ezt csak a részletes bányabeli fúrásos kutatás adatainak ismeretében végezhetjük majd el. III. Szerkezeti viszonyok A bányászati létesítményekben mért szerkezeti adatokat egy önálló rendszerben értékeltük. A mérési adatokat Billings diagramban ábrázoljuk, dőlésirány szerint 16 szeletre osztottuk fel a diagramot. Egy-egy szelet 22,5 -os cikket képvisel. A dőlésszögek szerint 4-es beosztást végeztünk: 0 30 ; ; ; Ennek alapján a kutatóakna és a főfeltáró vágatok több mint 2000 db. kőzetrésmérésének tapasztalatai a következők: 1. A fedőhegység és az alaphegység kőzetréseinek összehasonlítása 1.1. A fedőhegységi és alaphegységi kőzetek eltérő összetöredezettséget mutatnak, melyen belül az uralkodó szerkezeti irányok és azok százalékos gyakorisága a következő: Fedőhegység Alaphegység Csapásirány Dőlésirány ÉÉNY DDK 17% KÉK 9% ÉK DNY 24% ÊNY 14% 1.2. A kitöltések anyagi jellegét tekintve a dőlésirányok gyakoriságát a 4. ábra tünteti fel. Az alaphegységi és a fedőhegységi kőzetek repedései eltérő mértékben kitöltöttek (alaphegység 75%, fedőhegység 57%). A repedések súlyponti csapásiránya os szöget zár be egymással Az idős alaphegységi törések határozzák meg az ércesedés, a jelentős kőzetváltozások (szkarnosodás, anhidritesedés, agyagásványosodás, kovásodás), a bányászatra veszélyt jelentő víz-gáz beáramlások szerkezeti vonalhoz való kötöttségét. Ezen, a vulkanizmussal együtt járó és a fiatal tektonikus mozgások lényegesen nem változtattak Az alaphegységben az ÉK DNy-i csapású és ÉNy-i dőlésű törési síkok uralkodnak. Ezek mellett várható leginkább a víz és gáz beáramlása is. A víz a repedések 5%-ánál, a gáz pedig csak 1%-nál jelentkezik. Ezen irányok mellett is csak kis mennyiségű vízbeáramlást és minimális, rövid ideig tartó gázkifúvást tapasztaltak. A fedőhegység vízvezető övei nem jelentenek veszélyt Az andezittelérek eltérő iránya az alap- és fedőhegységben azt bizonyítja, hogy a szubvulkáni andezit apofizái az alaphegységben többnyire megrekedtek A breccsás övek igen változó képet adnak. Az ÉÉK-i dőlésű ércesedés utáni polimikt breccsás erek mind az alaphegységben, mind a fedőhegységben egyaránt megtalálhatók.

7 Z ele п к a M а г к ó : A recski mélyszinti kutatások összehasonlító tapasztalatai ábra. A recski kutatóakna repedéskitöltéseinek gyakorisági diagramjai Fig. á. Frequency diagrams of fissure-fills in the Recsk exploratory shaft 1.7. Az ércvezető repedések a fedőhegységben gyakoribbak, de többnyire csak pirittel kitöltöttek. A fedőhegységben az E D-i és a K Ny-i csapás, az alaphegységben az ÉNy DK és ÉK DNy-i csapás az uralkodó ércvezető irány Csak az alaphegységben található szkarnos és anhidrites repedéskitöltés, valamint gázkifúvás. A fedőhegységben van viszont a kovás kitöltések és az olajos átitatás nagyobb hányada. 2. Az alaphegységi kőzettípusok kőzetréseinek összehasonlítása Az ércesedés szempontjából fontos alaphegységi kőzetekben mért kőzetrések a 3 fő képződménytípusra (mészkő, kvarcit, szubvulkáni andezit) bontva az alábbi tendenciát mutatják A legfontosabb uralkodó szerkezeti irány megegyezik mindhárom kőzettípusban A dőlési szög szerint vizsgálva a repedésadatokat megállapítható, hogy az azonos dőlésű kőzetrés lapok a mélység felé meredekebbé válnak. 11*

8 476 Földtani Közlöny 109. kötet, 3 4. füzet Mészkő Kvarcit Szubvulk. and. Csapásirány Dőlésirány ÉK DNY ÉNT 24% 13% ÉK DNY 28% ÉNT 19% ÉK DNY 22% ÉÉNT 12% 2.3. Az alaphegységi kőzetek repedéskitöltöttségének mértéke típusonként változó : mészkő 89% kvarcit 65% szubvulkáni andezit 78% 2.4. A repedések súlyponti csapásiránya és dőlésiránya mindhárom kőzetben majdnem egyező. Ez azt jelenti, hogy a szubvulkáni andezit szerkezeti irányai inkább hasonlítanak az idősebb mellékkőzetekéhez, mint a vele egykorú fedőhegységi rétegvulkáni andezithez. Tehát a lassan lehűlő szubvulkáni andezittest kihűlési repedései elsősorban a környezet repedési irányait követték A szkarnosodás vagy az andezitteléreket vagy az eredeti kőzetrétegzést követi A 0,5 2,0 m vastag andezittelérek uralkodóan EK DNy-i csapásirányúak A víz- és gázveszély mindhárom kőzetben a nyílt ÉNy-i és DDK-i dőlésű síkok, ill. breccsás övek mellett jelentkezik. A szubvulkáni andezitben alig észleltünk vízbeáramlást. A mészkő és a kvarcit csak akkor jelent nagy víz- és gázveszélyt, ha a kőzet ép, és nem átalakult. A maximális vízbeáramlás 150 l/perc volt, Kalcitos és anhidrites kitöltésű repedések rövid ideig tartó gázkifúvását, többnyire vízkilövellés is kísérte A breccsás övek viszonylag jelentősek mindhárom kőzetben (6 8%). Többnyire vetős törésekhez kapcsolódnak Az anhidrites kitöltések a szubvulkáni andezitben uralkodnak (40%), de a többi kőzetben is jelentősek. A karbonátos áterezések a mészkőben a leggyakoribbak (22%). Ezen kitöltések az agyagásványos bevonatokkal együtt az ÉK DNy-i csapású repedések mentén jelentkeznek a leggyakrabban Az ércvezető repedések 6 7%-os gyakorisággal fordulnak elő és két fő csapásirányhoz kötöttek: ÉK DNy; ÉNy DK; amelyek többszöri felhasadást mutatnak. A kalkopirites-pirites erek dőlése főleg ÉNy-i és DNy-i anhidrit és karbonát kísérettel. A molibdenites erek szintén ÉNy-i és DNy-i dőlésűek, de általában laposak. A polimetallikus érkitöltések (szfalerit, galenit, pirit) a felsőbb szinteken főként KDK-i és ÉÉK-i, a mélyebb szinteken és a vágatokban ÉNy-i dőlésűek A kőzeteket átszelő törések jó része vető, amelyek mellett elmozdulást tapasztalhatunk. A kőzeteket főként nyomásos hatás érte, ezért préselődési nyomok, ill. a hatóerőkre oldalirányú elmozdulással reagáló nyírási felületek keletkeztek. a) A törések kora dőlésüket tekintve: legidősebb törések: ÉNy-i; DNy-i; NyÉNy-i, többször felújult törések: DK-i; ÉNy-i; KDK-i, legfiatalabb törések: D-i; É-i; ÉÉK-i; ÉÉNy-i. b)az elmozdulás irányát tekintve: dőlésirányú elmozdulás: NyÉNy-i; KDK-i; Ny-i csapásirányú elmozdulás: D-i; É-i; ÉNy-i.

9 Z e lenk a M a г к 6: A recski mélyszinti kutatások összehasonlító tapasztalatai 477 A Recsk mélyszinti érckutatás bányaföldtani vizsgálatai csak az elmúlt években indultak meg. A fentebb vázolt első adatokból levonható következtetések azt mutatják, hogy a részletes és megbízható többirányú bányaföldtani felvételezés az alapja a további kutatások és a termelés biztonságos tervezésének és kivitelezésének. A nagy méretű bányabeli kutatás részletes adatai az egész ércelőfordulás teleptani-szerkezeti képét tisztázni fogják. Köszönetünket fejezzük ki az elsődleges bányaföldtani felvételezést végző valamennyi geológusnak és geológus technikusnak, akik közül külön ki kell emelnünk a rendszeres munkát végző DOÓE István, HANÁK Tibor, NAGY Imre kollegákat. Comparative results of exploratory shaft-sinking and tunnel-driving and exploratory deep drilling at the Recsk ore deposit Dr. T. Zelenka B. Marko The geological-ore genetic conditions of the deep-situated ore deposit at Recsk were previously sketched on the basis of drilling results. The data of the exploratory shaft of 1202 m depth and the main drift tunnels driven therefrom at 900 and 1100 m depths have been the first informations that have enabled the authors to precise and verify deep drilling results by a regular and detailed mining geological survey. The mode of occurrence of the major rock types and the spatial position of the ore mineralization and more than 2000 canal samples were examined and evaluated statistically in terms of dip direction, dip angle and infilling. These results have shown exactly the position of the rocks constituting the overburden and the substratum, respectively, their contact, the size of tectonic deformation and the tectonic movements that preceded and that followed the ore mineralization. In addition to all these, the orientations of fracture zones, essential from the viewpoint of further mining operations, as well the directions of structures implying water and gas hazards, could be determined. Mining-geological surveying confirmed the geological interpretation of deep drilling results and, in addition, with its detailed data, it contributed to new discoveries as to the position and geometry of the ore bodies, important from both the practical and scientific viewpoints.