800 7 700 6 600 5 0 4 400 3 300 2 200 1 100 0 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 251 231 211 mbf 0-10 -20-30 -40-0 100 1 200 2 300 3 400 RB101 RB102 RB103 RB104 RB105 szelvény menti távolság (m) RB106 RB107 RB108 mélység (m) 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 RB103-105 mérési pontoknál kb. 20 méteres mélységben, megjelenik egy nagyobb kiterjedésű nagy
igen erősen szennyezett igen erősen szennyezett erősen szennyezett közepesen szennyezett gyengén szennyezett AB/2 [ méter ] erősen szennyezett közepesen szennyezett gyengén szennyezett AB/2 [ méter ] 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 RB101 mérési ponton A szennyezettség mértéke és típusa az RB104 mérési ponton 1 WAV [ % ] Rudabánya Háromkő Bt., 2011 1 10 0.5 2 5 20 1 Rudabánya WAV [ % ] Háromkő Bt., 2011 1 10 0.5 2 5 20 2 2 A polarizáció típusa: 10 5 20 - fémes - redox - membrán - filtrációs 10 5 20 A polarizáció típusa: - fémes - redox - membrán - filtrációs 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. 51000 mágneses térerõsség (nt) 000 49000 48000 47000 mágneses térerõsség (nt) alsó állás felsõ állás 0 100 200 300 400 0 szelvénymenti távolság (m) Háromkõ Bt. 2011. 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.
1/10 3/10 No.1 HTV33 2/10 HTV34 3/9 1/9 3/8 1/8 2/9 2/8 HTV32 HTV31 HTV30 No.2 HTV27 3/7 HTV28 1/7 2/7 HTV29 3/6 HTV26 HTV25 HTV24 HTV23 HTV22 1/6 2/6 No.3 HTV19 HTV18 HTV20 HTV21 1/5 3/5 HTV14 2/5 HTV15 HTV16 HTV17 No.4 1/4 3/4 2/4 HTV10 HTV11 HTV12 HTV13 1/3 3/3 HTV06 HTV05 2/3 HTV07 HTV08 HTV09 1/2 No.5 HTV02 2/2 3/2 HTV03 HTV04 HTV01 1/1 3/1 2/1 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 308600 308600 3080 3080 308400 308400 X eov (m) 308300 308300 308200 308200 308100 308100 308000 308000 766700 766800 766900 767000 767100 767200 767300 Y eov (m) radar GPS pontok iszapminta vétel 0 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