DETERMINAREA GROSIMII COPERTEI ZĂCĂMÂNTULUI DE VALEA LAZULUI-PIETROASA, JUDEŢUL BIHOR, PRIN METODA SONDAJULUI ELECTRIC VERTICAL Miai Mafteiu 1, Miai Marinescu 2, Sanda Bugiu 3, Cristian Stanciu 4 1,2,3 Universitatea din Bucureşti, Facultatea de Geologie şi Geofizică, Str.Traian Vuia, nr.6, Bucureşti miai_mafteiu@yaoo.com, mmar54@yaoo.com, bugiu_sanda@yaoo.com 4 INCD GeoEcoMar, Str. Dimitrie Onciul, nr. 23-25, Bucureşti, cristian_stanciu@yaoo.com 1. ECHIPAMENTE, PARAMETRI MĂSURAŢI, TEHNICI DE LUCRU 1.1. Rezistivitatea aparentă Pentru determinarea rezistivităţii aparente ρ a s-a utilizează un dispozitiv cvadripolar AMNB care constă dintr-o linie de măsură AB prin intermediul căreia se injectează în subsol un curent (continuu sau pulsat) de intensitate I şi o linie de măsură MN cu ajutorul căreia se determină diferenţa de potenţial ΔV produsă ca urmare a injectării curentului I (Applied Geopysics in Hydrogeological and Engineering Practice, W.E. Kelly and Mares S., 1993). În cazul special al dispozitivului coliniar simetric s-a elaborat o formulă de calcul a rezistivităţii aparente care devine : a = AM. AN/MN. V/I unde K reprezintă un coeficient ce depinde de geometria dispozitivului de măsură desfăşurat la un moment dat AMNB. Rezistivitatea aparentă reprezintă o medie complexă a rezistivităţilor din imediata vecinătate a dispozitivului de lucru şi poate fi considerată egală cu a longitudinală a unui pacet de strate a cărui grosime este considerată AB/3. Sunt redate sintetic în figura I valorile ρ a pe diferite medii geologice cu marjele de variaţie ale acestui parametru. 1.2. Sondajul electric vertical (V) Sondajul electric vertical (V) constă în efectuarea, într-un anumit punct de observaţie, a mai multor măsurători de aparentă cu lungimi continuu crescătoare ale liniei de emisie AB. În acest fel se obţine o curbă de variaţie a rezistivităţii aparente în funcţie de semidistanţa AB, considerată a reprezenta adâncimea medie de investigaţie a dispozitivului. Această curbă (curba V) ilustrează modul de variaţie a rezistivităţii reale pe verticala punctului de observaţie. Pentru obţinerea unei imagini tridimensionale a subsolului investigat este necesară realizarea unui număr relativ mare de V-uri, cât mai uniform distribuite pe suprafaţa cercetată. Întotdeauna acest stil de interpretări trebuie etalonate pe baza unor informaţii directe obţinute din foraje sau din descoperte naturale sau antropice ale terenului cercetat (Geotecnical and Environmental Geopysics, 1990, S.H. Ward, G Edition Tulsa, Oklaoma). 1.3. Metodica de cercetare prin reţele de sondaje geoelelectrice Metodica de cercetare prin măsurători geoelectrice se stabileşte în funcţie de gradul de cunoaştere al zonei care face obiectul cercetării şi de particularităţile terenului. Informaţiile geologice fiind suficiente, se trece la faza măsurătorilor de detaliu, alegându-se pas cu pas reţeaua optimă de cercetare. După prelucrarea şi interpretarea integrată a datelor se construiesc secţiunile geoelectrice interpretative care dau imaginea spaţială a suprafeţei de alunecare pe roca de bază, din care se pot extrage informaţii cu caracter geologotenic. Aceste reprezentări pot fi luate în considerare la evaluarea volumului masei copertei, precum şi a grosimii zonei de alterare a rocii şi la conturarea unui program mai economic de cercetare-explorare prin foraje (Metode electrometrice adecvate studiului zonelor afectate de alunecări de teren, 1993, contract ICIM; Studiu privind fenomenele de dizolvare şi prăbuşire din zona de confluenţă a pârâului Slanic cu râul Trotuş.,1995, Salina Tg.Ocna). 2. REZULTATELE INTERPRETĂRII INTEGRATE A INFORMAŢIILOR GEOELECTRICE Studiul a constat in realizarea a 37 sondaje electrice verticale (V numerotate -7) pe principalele căi de acces (curbe de nivel, poteci amont şi aval de drumul de pe valea Lazului), urmărind amplasarea lor cu precădere în puncte cu o serie de informaţii directe de topografie şi geologice. Ultimele 5 sondaje, -7, sunt efectuate la baza dealului, pe malul drept al p. Lazului. După prelucrarea datelor geoelectrice de teren s-au trasat 3 secţiuni geoelectrice longitudinale (pornind de la nord la sud:m amont de confluenţa Crişul Pietros/v. Lazului pe creasta abruptului, mijlocul pantei
amont de cariera existentă, curba de nivel de deasupra carierei existente pe v. Lazului - ) precum şi 3 transversale (pornind de la vest la est: la vest de cariera propusă, la est de carieră şi la est de zona proiectată) cuprinzând 98% din sondajele efectuate. Prin interpretarea datelor geoelectrice în termeni litologici, în corelare cu date de cartare geologică, s-au trasat: grosimea deluviului, pe minimul curbei de ; grosimea totală a copertei; liniile principale de fractură, de ordinul I, mai veci, orientate E-V şi de ordinul II, mai noi, orientate N-S. Grosimile copertei la sondajele,,,,, -,, 5- şi sunt recalculate cu cca 20% mai mari decât adâncimea minimului de citită pe curbele geoelectrice, după o serie de informaţii din teren, din aflorimente şi sondaje geoelectrice ce calculate pe zonele de fractură (noduri tectonice). 2.1. Secţiunile longitudinale Sunt plasate în general pe curba de nivel sunt reprezentative pentru evidenţierea elementelor morfostructurale ale rocii de bază şi în cazul de faţă a raportului geotenic dintre roca naturală, de bază cu materialul copertei. Secţiunea geoelectrică interpretativă longitudinală (Figura 1) este amplasată pe direcţia -, a fost trasată pe linia de cea mai mare pantă, pe marginea abruptului spre r. Crişul Pietros. De aceea aici apare grosimea cea mai mică a copertei, secţiunea traversând cele trei zone de fractură de ordinul II cu grosimi locale ale copertei, mai mari cu 15-20% faţă de întregul profil. Secţiunea geoelectrică interpretativă longitudinală (Figura 2) este amplasată pe aceeaşi direcţie cu prima secţiune, pe curba de nivel de la jumătatea pantei spre valea Lazului, secţiunea traversează aceleaşi trei zone de fractură de ordinul II, valorile de scăzând datorită traversării unei zone de fracturi de ordinul I, mai veci, orientate cvasi V-E pe traseul secţiunii. CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ LONGITUDINALÃ SCARA 1:0/ CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ LONGITUDINALÃ SCARA 1:0/ 9 5 0 100 800 900.00.00 380.00 360.00 0 50 260 0 100 800 560.00.00.00 0 izolinii de ordin II izolinii de ordin II Figura 1 Secţiunea geoelectrică interpretativă Figura 2 Secţiunea geoelectrică interpretativă CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ LONGITUDINALÃ SCARA 1:0/ 4.00 8 0.00 380.00 0 100 800 360.00 140 izolinii de ordin II Figura 3 Secţiunea geoelectrică interpretativă Secţiunea geoelectrică interpretativă longitudinală (Figura 3) este amplasată pe direcţia -, pe curba de nivel de deasupra carierei existente pe malul drept al văii Lazului, secţiunea prezintă o imagine geoelectrică având cele mai variabile grosimi ale copertei, deluviul de pantă fiind mai gros. 2.2. Secţiunile transversale Sunt orientate N-S sunt reprezentative pentru evidenţierea relaţiei spaţiale a materialului alunecat (deluviu) şi a rocii alterate cu roca de bază, precum şi pentru stabilirea celuilalt sistem tectonic mai veci de ordinul II.
Secţiunea geoelectrică interpretativă transversală (Figura 4). Pe secţiunea care traversează dealul pe la cota cea mai mică se remarcă cele mai mici valori de, date de un granodiorit cu mai multe elemente petrografice mai bazice. Secţiunea geoelectrică interpretativă transversală (Figura 5). Secţiunea a evidenţiat pe sondajul o zonă de fractură paralelă cu valea Crişului, compartimentul nordic fiind mai compact din punct de vedere petrografic (roca mai compactă şi cu mai multă silice). Secţiunea geoelectrică interpretativă transversală (Figura 6). Amplasată spre limita estică, amont a zonei cercetate, secţiunea prezintă o imagine a unei roci fracturate pe partea de mijloc a pantei dinspre v. Lazului. CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ TRARSALÃ SCARA 1:/ CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ TRARSALÃ SCARA 1:/ 8 0 50 100.00 430.00 410.00.00 0 510.00.00 490.00 470.00.00 8 0 0 50 100 izolinii de ordin I izolinii de ordin I Figura 4 Secţiunea geoelectrică interpretativă Figura 5 Secţiunea geoelectrică interpretativă CTIU GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ TRARSALÃ SCARA 1:/ 550.00 0 530.00 510.00.00 490.00 470.00 0 50 100 izolinii de ordin I Figura 6 Secţiunea geoelectrică interpretativă 2.3. Hărţile de şi de grosimi S-au prezentat pe ărţi, prin metode statistice blocurile separate tectonic, numerotate de la 1-12. Criteriul a fost rezistivimetric (maximele fiind atribuite zonelor pozitive economic- rocă mai compactă) şi litologic (grosimile cele mai mici ale deluviului). Harta geoelectrică interpretativă la -2,00m adâncime (Figura 7). Imaginea geoelectrică evidenţiază pe diapazonul 0,00-2,00m adâncime valorile cele mai mici de, corespunzătoare unui deluviu şi al unei coperte alterate (grus, nisip, argile, etc.). Se conturează totuşi o serie de compartimentări, care se vor accentua spre adâncime. Harta geoelectrică interpretativă la -8,00 adâncime (Figura 8). Construită din informaţii geoelectrice aflate în general sub limita roca alterată/roca vie arta este imaginea clară a unei mase de rocă împărţită în blocuri de sistemele tectonice destul de cunoscute în geologia granodioritului de Pietroasa. Harta geoelectrică interpretativă la -20,00 adâncime (Figura 9). Construită din informaţii geoelectrice aflate mult sub limita roca alterată/roca vie arta arată aceeaşi imagine a unei mase de rocă împărţită în blocuri. Singurele zone care rămân slab rezistive (probabil cu rocă alterată în profunzime, tectonizată sau cu cimism mai puţin acid) sunt cele determinate de blocul 3 şi 11.
2 550 2,6 4 650 1,2 5 675 2,2 6 2,4 7 3 1,2 8 650 2,6 10 775 2,4 HARTA GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ A REZISTIVITÃTII LA -20,0m ADÂNCIME SCARA 1:0 7 5 0 0 0 2 1 8 9 750 650 550 475 425 375 6 325 275 4 225 2 550 2,6 4 650 1,2 5 675 2,2 6 2,4 7 3 1,2 8 650 2,6 10 775 2,4 HARTA GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ A REZISTIVITÃTII LA -2,0m ADÂNCIME SCARA 1:0 7 5 4 0 8 9 6 4 6 3 3 3800 0 4 6 3 3 3800 0 4 1-37 statii sondaj geoelectric izolinii de 1-37 statii sondaj geoelectric izolinii de Figura 7 Harta geoelectrică interpretativă la -2,00m Figura 8 Harta geoelectrică interpretativă la -8,00m 7 2 1,2 HARTA GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ A REZISTIVITÃTII LA -8,0m ADÂNCIME SCARA 1:0 7 6 5 8 9 4 0 0 0 2 1 750 650 550 475 425 375 325 275 225 180 6 3 3 3800 0 4 1-37 statii sondaj geoelectric izolinii de Figura 9 Harta geoelectrică interpretativă la -20,00 Harta grosimii materialului deluvial (Figura 10). Separarea deluviului de roca alterată sau roca de bază a utilizat valoarea primului minim al curbei de măsurate pe fiecare sondaj geoelectric. Se consideră că minimul geoelectric cel mai aproape de suprafaţa terenului reprezintă efectul limitei deluviu/rocă, acolo unde deobicei pe fine planuri de alunecare cu aport argilos se infiltrează apele pluviale Harta grosimii copertei zăcământului Valea Lazului (Figura 11).Valorile grosimii sunt calculate statistic, corelând informaţiile geoelectrice şi de cartare geologică, accentuând mărimea în zone de fracturare (minim pe noduri tectonice). CONCLUZII Măsurătorile geoelectrice au avut posibilitatea de a evidenţia: - dezvoltarea în suprafaţă şi pe adâncime a grosimii copertei - separarea geoelectrică a zonelor cu grad diferit de alterare - poziţionarea spaţială a unor.
HARTA GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ A GROSIMII COPERTEI ZÃCÃMÂNTULUI SCARA 1:0 7 5 7 2 1,2 8 9 6 4 6.8 6.2 5.8 5.2 4.8 4.4 4.0 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 7 2 1,2 6 7 5 HARTA GEOELECTRICÃ INTERPRETATIVÃ A GROSIMII DELUVIULUI SCARA 1:0 8 9 4 5.5 5.2 4.8 4.4 4.0 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 6 3 3 3800 0 4 grosime TOTALÃ COPERTÃ 6 3 3 3800 0 4 grosime deluviu 1,6 izolinii de GROSIME 1,6 izolinii de GROSIME Fig. 10 Harta grosimii materialului deluvial Fig.11 Harta grosimii copertei zăcământului Valea Lazului Zonele de fractură trasate pe secţiuni şi ărţi, din informaţii conexe (geofizice corelate geologic) au o poziţie informativă, datorită distanţei de cca -m între sondajele electrice. Din interpretarea informaţiilor reies pe ărţi imagini coerente ale unor zone de consistenţă variabilă a compartimentelor. Maximele de (pozitive de altfel pentru procesul de exploatare) sunt datorate atât gradului de compactitate a rocii de bază, cât şi a creşterii locale a procentului de silice. Teoretic, în lipsa unor analize de fizici pe eşantioane (, silice, etc) valorile mai mari de Omm (aici -8 Omm) ar reprezenta roca compactă. Valorile de grosime, determinate geoelectric pot fi luate cu titlu cantitativ pe cele 37 locaţii de sondaje geoelectrice măsurate (conform tabelului 1), iar pe întreaga arie cercetată, de pe ărţi (figurile 10 si 11), grosimile pot fi acceptate informativ, cu o eroare de 10%. Tabelul 1 Valorile de grosime estimate in fiecare din cele 37 de locatii V V 1.38 4.8 2.32 2.31 4.72 6.24 2.97 0.77 2.5 6.48 3.63 2.31 4.14 4 1.84 2.64 2.2 3.22 2.53 5 4.72 3.19 2.97 3.8 2.42 2.07 3.63 2.09 1.8 7 3.41 1.54 8 2.97 3.96 1.76 9 5.83 1.87 2.2 0.55 2.53 BIBLIOGRAFIE Metode electrometrice adecvate studiului zonelor afectate de alunecări de teren, 1993, contract ICIM Studiu privind fenomenele de dizolvare şi prăbuşire din zona de confluenţă a pârâului Slanic cu râul Trotuş.,1995, Salina Tg.Ocna Applied Geopysics in Hydrogeological and Engineering Practice, W.E. Kelly and Mares S., 1993, Elsevier Publising Co. Geotecnical and Environmental Geopysics, 1990, S.H. Ward, G Edition Tulsa, Oklaoma.