Az ImaGeo magszkennelés módszerei egy Mecseki fúrás nagyfelbontású értelmezésének példáján

  • Gyula Maros Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat
  • Enikő Szabadosné Sallay Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat
  • Szilvia Ádámné Incze Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat
  • István Gábor Hatvani Csillagászati és Földtudományi Kutató Központ Földtani és Geokémiai Intézet
  • Klára Palotás Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat
  • József Kovács ELTE TTK Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék
  • Ákos Gyenis Digital Foto Labor Kft.
  • Gyula Gróf Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
  • Szilárd Pásztor ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék
  • László Andrássy MÁELGI nyugdíjas munkatársa
  • József Mara Oplab Kft.
  • Levente Vihar Geo-Log Kft.
  • Gábor Szongoth Geo-Log Kft.
Kulcsszavak: magszkenner, LIPS, fúrás, fúrómag, homokkő, ciklicitás, keresztlemezesség, Magyarország, Mecsek hegység

Absztrakt

A saját fejlesztésű ImaGeo rendszer terepen, fúrásokban és bányatérségekben is nagy felbontású, digitális földtani dokumentációt és 3D földtani-tektonikai adatfelvételt tesz lehetővé, normál és UV fény megvilágításban egyaránt. A fúrásokban kapott adatok mélyfúrás-geofizikai akusztikus (Borehole televiewer, BHTV) vagy ellenállás (pl. Formation MicroImager, FMI) adatsorok felhasználásával újra orientálhatóak és ezzel részletes földtani elemzések megvalósítása válik lehetővé a valós térben. A rendszer részei a Magszkenner, a Fotórobot és a LIPS (Lézer gerjesztésű plazma spektrométer). Jelen cikk az ImaGeo rendszer módszereinek bemutatása mellett esettanulmányt közöl az Ibafa, Ib–4 fúrás mezozoos rétegsorának magszkenneléses eredményeiről különös tekintettel a Jakabhegyi Homokkő Formáció elemzésére. A Formáció vizsgálatát az adatok 45/13°-os (dőlésirány/dőlésszög) tektonikusan kibillentett helyzetből történt visszabillentés után valósítottuk meg. A magszkennelésből származó szemcseméret, rétegvastagság, dőlésirány és dőlésszög eloszlások vizsgálata alapján a Jakabhegyi Homokkő Formáció harántolt rétegsorát 5 szakaszra lehetett bontani. A szakaszhatárok nem korrelálnak a földtani dokumentáció szakaszainak határaival. A visszabillentett dőlések DDK, D és DNy felé mutatnak, de bizonyos mélységszakaszokban a tisztán Ny-i és K-i irányok is jelentősek. Mindezeket üledékszállítási főirányként értelmezzük. A szállítási irányok a formáció egészét tekintve is széles spektrumon oszlanak el. A rétegvastagság, dőlésirány és dőlésszög adatok ciklicitás elemzését vizuálisan, mintázatok felismerése útján és geomatematikai periodicitás elemzéssel vizsgáltuk. Ezek alapján több, különböző periódushosszúságú (deciméteres, 1, 3 és 8 méteres) ciklust lehetett meghatározni. A ciklusosság megállapítható a lemezvastagságban, a dőlésszögek és a dőlésirányok eloszlásában is. A hosszabb ciklusok leginkább a dőlésirányok eloszlásában mutatkoznak. A dőlésszögekben a vizuális, mintázatokon alapuló és a geomatematikai módszer is a 0,5 m körüli ciklust mutatta ki. A geomatematikai elemzés 2 párhuzamos ciklushosszt mutatott ki a dőlésirányokban és a dőlésszögekben. Ezek 1,3 és ~4,5 m ciklushosszúságú periódusok. A vizuális elemzés feltárt egy mintegy 50 m-es ciklust is, ezt geomatematikai úton nem lehetett igazolni.

Hivatkozások

Andrássy L., Maros Gy. 2011: A Bodai Aleurolit Formációban mért ImaGeo–LIPS elemoxidkoncentráció-értékek eloszlásának statisztikai vizsgálata (Bakonya, Bak–5 fúrás) — Magyar Geofizika, 52/2. pp. 62-78.

Andrássy, L., Németh, B., Vihar, L. 1998: Theoretical and Practical Problems, of the Application of Laser-Induced Plasma Emission Spectroscopy in Geological Prospecting OPTICA’98. 5th Congress of Modern Optics, Prceedings of SPIE, Vol. 3573, pp. 351-354. https://doi.org/10.1117/12.320963

Andrássy, L., Zilahi-Sebess, L., Vihar, L. 2003: Theoretical and statistical investigation of elemental concentration distributions determined by laser-induced atom emission spectra on geological samples – Geophysical Transaction 44/2, pp. 95-138.

Balla, Z., Gyalog, L., 2009: Geology of the north-eastern part of the Mórágy Block. Explanatory notes to the geological map-series of the north-eastern part of the Mórágy Block (1:10,000). Regional map series of Hungary. — Geological Institute of Hungary, 2009, 216 p.

Barabás, A. – Barabás-Stuhl, Á. 2005. Geology of the Lower Triassic Jakabhegy Sandstone Formation, Hungary, SE Transdanubia. Acta Geologica Hungarica, 48 (1), pp. 1-47.

Barabásné Stuhl Á. 1967: Jelentés a mecsekhegységi felsőpermi üledékek ciklusos üledékképződéséről — Kézirat, J0085 Mecsekérc Adattár, 27 p.

Barabásné Stuhl Á. 1979: Mikroflóra vizsgálatok a mecsek-hegységi perm és alsó-triász üledékekben, különös tekintettel a perm-triász időszakok közötti határ kérdésére. — Kézirat, Mecsekérc adattár

Barabásné Stuhl Á. 1993: A Jakabhegyi Homokkő Formáció in Haas J. (ed.) Magyarország litsztratigráfiai alapegységei — Magyar Állami Földtani Intézet, 278. p.

Benedek, K., Bőthi, Z., Mező, Gy., Molnár, P. 2009: Compartmented flow at the Bátaapáti site in Hungary. — Hydrogeology Journal 17 (5), pp. 1219–1232.

Böckh J. 1976: Pécs város környékének földtani és vízi viszonyai — Földtani Intézet Évkönyve 4. pp. 150-328.

Bunn, A. G. 2008: A dendrochronology program library in R (dplR), Dendrochronologia, 26, 115–124,. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2008.01.002

Chikán G., Chikán Gné, Kókai A. 1984: A Nyugati-Mecsek földtani térképe. 1:25 000. – Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest

Chikán G., Konrád Gy. 1982: A Nyugat-Mecseki földtani térképezés újabb eredményei. – A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése 1980-ról, 169–186.

Cooley, J. W. – Tukey, J.W., 1965.: An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series, Math. Comput. 19: pp. 297–301.

Csicsák J. 1988: A Jakabhegyi Homokkő Formáció „átmeneti rétegeinek” kőzettan-geokémiai vizsgálata — Szakdolgozat, ELTE,

Gyalog L., Füri J., Borsody J., Maros Gy., Pásztor Sz. 2010: Geological Mapping of the Bátaapáti Tunnels (A bátaapáti vágatok földtani dokumentálása) — A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése, 2009 pp. 305-329.

Haas, J. – Péró, CS. 2004: Mesozoic evolution of the Tisza Mega-unit. International Journal of Earth Sciences 93, pp. 297–313. https://doi.org/10.1007/s00531-004-0384-9

Halász A. 2011: A Bodai Aleurolit Formáció ciklussztratigráfiai vizsgálata PhD Doktori értekezés, Pécsi Tudományegyetem, 129 p.

Hatvani, I. G., Kern, Z., Leél-Őssy, S., & Demény, A. (2018). Speleothem stable isotope records for east-central Europe: resampling sedimentary proxy records to obtain evenly spaced time series with spectral guidance. Earth System Science Data, 10(1), 139-149. https://doi.org/10.5194/essd-10-139-2018

Hámos G., Sámson M., Bernáth Gy., Csurgó G., Darvas K., Konrád Gy., Kovács A. Cs., Kovács L., Krupa Á., Ludmann L., Maros Gy., Máthé Z., Rőczei N., Somodi G., Szegő I. 2017: Ib–4 fúrás dokumentáló és értékelő jelentése, — Kézirat, RHK-N-004/17, RHK Kft. Adattár, Paks, 228 p.

Holzkämper, S., Mangini, A., Spötl, C., and Mudelsee, M. 2004: Tim- ing and progression of the Last Interglacial derived from a high alpine stalagmite, Geophys. Res. Lett., 31, L07201. https://doi.org/10.1029/2003gl019112

Kassai M. 1969: A Jakabhegyi homokkőöszlet fácies- és korkérdései — Doktori értekezés, MÁFI

Kassai M. 1973: A délkelet-dunántúli paleozóos rétegsorok fáciesmeghatározásának problémái — Földtani Közlöny 103., pp. 383-402.

Kassai M. 1984: The Jakabhegy Sandstone Formation and its interregional stratigraphic relations — Acta Geol. Hung. 27(3-4), pp. 289-293.

Kereszturi, Á., Duvet, L., Gróf, Gy., Gyenis, Á., Gyenis, T., Kapui, Zs., Kovács, B., Maros, Gy. 2019: Characterization and first results of the planetary borehole-wall imager — methods to develop for in-situ exploration Open Astronomy 28/1 Published Online: 2019-03-26. | DOI: https://doi.org/10.1515/astro-2019-0001

Konrád Gy. 1997: A DK-Dunántúl alsó- és középső-triász képződmények szedimentológiai vizsgálatának eredményei — Kandidátusi értekezés, 119 p.

Konrád Gy., Sebe K., Halász A., Halmai Á. 2010: A Délkelet-Dunántúl földtani fejlődéstörténete – recens analógiák — Földrajzi Közlemények 134. 3. pp. 251-265.

Kovács, J., Szabó, P., Szalai, J. (2004):Talajvízállás adatok idősoros vizsgálatai a Duna – Tisza közén –Vízügyi Közlemények 86 : 3-4 pp. 607-624. , 18 p.

Kovács, J, Kiszely-Peres, B, Szalai, J, Kovácsné, Székely I. (2010): Periodicity in shallow groundwater level fluctuation time series on the Trans-Tisza Region, Hungary, Acta Geographica AC Geologica et Meteorologica Debrecina 4-5 pp. 65-70. , 6 p.

Kulander, B.R., Dean S. L., Ward B. J.: 1990: Fractured Core Analysis: Interpretation, Logging, and Use of Natural and Induced Fractures in Core — AAPG Methods in Exploration series No. 8., 88 p. https://doi.org/10.1306/99a4d0a5-3318-11d7-8649000102c1865d

Lomb, N.R., 1976.: Least-squares frequency analysis of unequally spaced data. Astrophysics and Space Science, 39, pp. 447-462. https://doi.org/10.1007/bf00648343

Mader, D. 1992: Evolution of Paleoecology and Paleoenvironment of Permian and Triassic Fluvial Basins in Europe. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York, 852. p.

Maros, Gy., Palotás, K. 2000: Evaluation of planar features in Boreholes Üveghuta Üh–22 and Üh–23 with CoreDump software (Az üveghutai Üh–22 és Üh–23 fúrásban észlelt síkszerű jelenségek értékelése CoreDump szoftverrel) — A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése 1999-ről, pp. 315–340.

Maros, Gy. and Pásztor, Sz. 2001: New and oriented core evaluation method: ImaGeo — European Geologist No. 12., pp. 40–43.

Maros Gy., Gróf Gy., Gyenis Á., Pásztor Sz., Palotás K. 2006: Új módszer a bányatérségek földtani–tektonikai–vízföldtani dokumentálásában (New method in the geologic–tectonic–hydrogeologic documentation of shefts and tunnels) — Abstract, VIII. EMT Bányászati, kohászati és földtani konferencia, Sepsiszentgyörgy 2006 április, p. 253.

Maros, Gy., Andrássy, L., Zilahi Sebess, L., Máthé, Z. 2008: Modelling the Boda Aleurolite Formation (BAF) based on core analyses using a laser-induced plasma spectrometer — First Break, Vol. 26. pp. 143-152.

Nelson, R.A., Lenox, L.C., Ward, B.J., JR., 1987, Oriented core: Its use, Error and Uncertainty: American Association of Petroleum Geologists, Bulletin, v. 71, p. 357–367. https://doi.org/10.1306/94886eb1-1704-11d7-8645000102c1865d

Özkaya, S.I. 2019: Fracture modeling from borehole image logs and water invasion in carbonate reservoirs with layer-bound fractures and fracture corridors — Journal of Petroleum Science and Engineering, 179, pp. 199-209., https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.04.052

Parti G. 1986: A Jakabhegyi Homokkő Formáció tavi rétegeinek kőzettani- geokémiai vizsgálata. — Szakdolgozat.

Paulsen, T.S., Wilson, T.J., Moos, D., Jarrard, R.D., Wilson, G.S. 2000: Orientation of CRP-2A Core, Victoria Land Basin, Antarctica — Terra Antarctica 7/3. pp. 271-278.

Paulsen, T.S., Jarrard, R.D., Wilson, T.J. 2002: A simple method for orienting drill core by correlating features in whole-core scans and oriented borehole-wall imagery — Journal of Structural Geology 24., pp. 1233-1238. https://doi.org/10.1016/s0191-8141(01)00133-x

Payenberg, T.H.D., Lang, S.C., Koch, R. 2000: A simple method for orienting conventional core using microresistivity (fms) images and a mechanical goniometer to measure directional structures on cores — Journal of Sedimentary Research, 70/2, pp. 419–422. https://doi.org/10.1306/d4268c16-2b26-11d7-8648000102c1865d

Potts, G.J., Reddy, S.M. 1999: Construction and systematic assessment of relative deformation histories — Journal of Structural Geology 21, pp. 1245-1253. https://doi.org/10.1016/s0191-8141(99)00036-x

R Core Team: R: A Language and Environment for Statistical Com- puting, R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, 2018.

Rider, M., Kennedy, M. 2011: The Geological Interpretation of Well Logs. Rider-French Consulting Ltd., Scotland, 432 p.

Scargle, J. D. (1982). Studies in astronomical time series analysis. II - Statistical aspects of spectral analysis of unevenly spaced data. Astrophysical Journal. 263: 835. https://doi.org/10.1086/160554

Schmidt, P.W. and Anderson, J.C. (1992), ‘Orientation of drill core using palaeomaqnetism in coal exploration’, Australian Coal Geology 8, 18–20.

Schulz, M. and Mudelsee, M.: REDFIT: estimating red-noise spec- tra directly from unevenly spaced paleoclimatic time series, Comput. Geosci., 28, 421–426. https://doi.org/10.1016/s0098-3004(01)00044-9

Szabó J. 1965: A mecseki felső permi és alsó szeizi rétegek ferderétegzettségi adatainak földtani értékelése — Földtani Közlöny 95.1, pp. 40-46.

Toropainen, V. 2010: Core Drilling of Drillhole ONK-PVA8 in ONKALO at Olkiluoto 2010 — Kézirat, Posiva OY Olkiluoto, Working Report 2010-84, 34 p.

Vágó Z. 1980: A Jakabhegyi Homokkő Formáció leírása és fáciesének meghatározása üledékföldtani vizsgálatok alapján — Kézirat, Mecsekérc adattár, Diplomaterv, 57 p.

Vadász E. 1935: A Mecsekhegység. Magyar tájak földtani leírása — A Magyar Királyi Földtani Intézet kiadványa, 180 p.

Weber, H. 1994: Analyse geologischer Structuren mit einem Bohrkernscanner (Analysis of geological structures using the DMT Corescan mashine) Felsbau 12. Pp. 401-403.

Wyllie, D.C., Mah, C.W. 2005: Rock slope engineering civil and mining — Spon Press, London, 430 p.

Zemanek, J., Glenn, E.E., Norton L.J., Caldwell, R.L. 1970: Formation evaluation by inspection with the borehole televiewer. Geophysics 35. Pp. 254-269. https://doi.org/10.1190/1.1440089

Zilahi-Sebess, L., Mészáros, F., Szongoth, G. 2000: Characterisation of fracture zones in granite, based on well-logging data at the Üveghuta Site (A gránit töréses öveinek jellemzése mélyfúrás-geofizikai adatok alapján az üveghutai telephelyen). — A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése 1999-ről, pp. 253–272.

Megjelent
2020-03-22