Tektonikai, szerkezetföldtani kutatások

A Föld állandó mozgásban és változásban van, kérgét a lemeztektonikai mozgások formálják. A tektonika és a szerkezetföldtan ezeknek a változásoknak a nagyobb, illetve kisebb léptékű jelenségeivel foglalkozik, és ezek vizsgálatával igyekszik térben és időben tipizálni, rekonstruálni a történéseket.
A tektonikus mozgásokat osztályozhatjuk működési idejük szerint is. A földtörténeti múltban lejátszódott mozgások hátrahagyott nyomaik, törések, gyűrődések miatt jelentősek szá-munkra. A jelenben is aktív erőterek azonban, - amelyekkel a neotektonika foglalkozik -, földrengések által veszélyeztethetik épületeinket, létesítményeinket.
A szerkezetföldtani folyamatok azok képződési körülményeitől függően eredményezhetnek töréseket, hajlításos formaelemeket, képlékenyen átalakult kőzeteket. Ezek részletes elemzésével következtethetünk az azokat létrehozó erőtér tulajdonságaira, működési idejére. Ez a kutatás a hazai föld megismerése szempontjából alapkutatási, és például a hulladék elhelyezési problémák megoldása szempontjából húsbavágó, alkalmazott kutatási jelentőséggel is bír.
A radioaktív hulladékokat olyan, biztonságos földtani környezetben kell elhelyezni, amely garantálja a sugárzó anyagok szükséges elszigetelését a bioszférától. Ez a földtani szigetelés kőzetekből áll, amelyeket törések, repedések járnak át, gyűrődések, erő hatására átkristályosodott zónák bontják meg homogenitását. Ezek összekötő utakat jelenthetnek a felszínalatti vizek áramlása által a bioszféra felé. Ezért elengedhetetlen részletes kutatásuk mind a nagy, mind a kis- és közepes aktivitású hulladékok esetében. Az előbbit tekintve a Mecsek hegységben, az utóbbi esetben pedig a Mórágyi rög területén folytatunk kutatásokat.

Elvi földtani szelvény a Mórágy képződményein keresztül

Dél-Dunántúl, a Mórágyi rög kutatása

Ezen a területen részben, dinamikusan átkristályosodott granitoid kőzeteket találunk, amelyeket nagyobb törészónák, ásványos kitöltésekkel bezáródott törések, repedések járnak át. A terület térképezésével, mélyfúrások, kutatóárkok és kutatóvágatok részletes szerkezetföldtani felvételével vizsgáljuk ezek térbeli elhelyezkedését, rendszereit, kapcsolatait, következtetünk áteresztő képességére, az egyes törések hosszára, az egyes erőterek időbeli egymásutániságára. A kutatás jelen fázisában sok tízezer mérési adat áll rendelkezésünkre, amelyek segítségével a sűrűbben feltárt területeket jól tudjuk jellemezni, szerkezeti modellt alkothatunk amely keretbe foglalja tapasztalatainkat. A kutatásban nagy hasznát vesszük a mélyfúrások fúrómagjainak térben orientált vizsgálatára kifejlesztett ImaGeo magszkennernek és értékelő szoftvereinek.
Mecsek hegység, a Bodai Aleurolit kutatása
Ezen a területen egy speciális, egykori sivatagi környezetben leülepedett tavi üledékes kőzettel van dolgunk, amelyen azonban szintén nyomot hagytak a perm időszak óta lezajlott tektonikai mozgások. Ezek elsősorban törésekben nyilvánultak meg. Itt szintén térképezést és mélyfúrások szerkezeti elemzését folytatjuk le, amelynek célja szintén a terület tektonikai modelljének megalkotása.

Neotektonikai kutatások

Ennek keretében, az elmúlt években rendkívül szerteágazó módszer-együttest teszteltünk és ezzel kialakítottuk a hazai domb- és hegyvidékek neotektonikai kutatásának módszerét. Eredményeinket egy tanulmányban tettük közzé. A továbbiakban a Somogyi-dombság területén alkalmazzuk a módszer-együttest.

Módszer és műszerfejlesztés

A rendkívül nagy mennyiségű és részletességű szerkezetföldtani adat felvételére és kiértékelésére fejlett, világszínvonalú módszerekre van szükségünk.
Ezért kifejlesztettük az ImaGeo Mobil Fúrómagszkennert, amely a fúrómagok nagy részletességű digitális kiértékelését teszi lehetővé és a fúrólyukban mért lyukfal-televíziós módszer alapján képes azok eredeti térbeli helyzetének rekonstruálására. A hozzá tartozó, szintén saját fejlesztésű szoftverrendszerrel kifinomult és sokrétű szerkezetföldtani értékelést valósíthatunk meg.
Az ImaGeo magszkennerrel egybeépítettünk egy lézer indukciós plazma spektrométert (LIPS), amelynek segítségével a szkennelt kép alapján, nagy pontossággal kijelölhetően és dokumentálhatóan kémiai elem meghatározást végzünk. Ezzel a laboratóriumi meghatározásokhoz képest kisebb pontossággal, de olcsón és nagy mennyiségben készíthetünk méréseket.
Fejlesztés alatt áll az ImaGeo magszkenner szoftvereinek szélesebb körű felhasználására egy vágat illetve terepi feltárás szkenner kifejlesztése is.

Medenceanalízis

A medenceanalízis kutatások célja a Kárpát medence nagy medencéinek (Nagyalföld, Kisalföld, Dráva-medence) fejlődéstörténeti vizsgálata, elsősorban a medencéket kitöltő több ezer méter vastag idősebb miocén, pannon és negyedidőszaki korú, tengeri, tavi, folyóvízi eredetű üledékes kőzetek részletes vizsgálata alapján. A medencék felszínalatti kőzettömegébe mélyült több ezer szénhidrogén- és vízkutató, valamint földtani alapfúrások rétegsora és karotázs szelvényeik alapján a kőzetösszlet tagolását és részletes üledéktani-őskörnyezeti értékelését végezzük. A fúrásszelvények alapján kijelölt üledékképződési egységek medenceméretű korrelációja szeizmikus szelvények segítségével történik.
Egyik központi kutatási tevékenységünk a legfiatalabb, negyedidőszaki rétegek részletes vizsgálata, amelynek kapcsán elsősorban a földtörténeti közelmúlt klímaváltozásainak (glaciális-interglaciális ciklusok) az üledékképződésre gyakorolt hatását elemezzük. Kiemelt kutatási feladatunk a hazai nagyaktivitású hulladékok végleges elhelyezésre szolgáló telephely illetve felszín alatti kutatólaboratórium helyének kiválasztásához kapcsolódó kutatásokban való részvétel. A potenciális befogadó permi aleurolit kőzet részletes üledéktani-kőzettani vizsgálatával hozzájárulunk a legmegfelelőbb mélységi térrészek kiválasztásához.

A miocén és a pannóniai képződmények vizsgálata keretében típusszelvények részletes őslénytani-üledéktani feldolgozásával vizsgáljuk a szarmata-pannon kőzetrétegtani és időhatárt. A pannóniai medencekitöltő üledékek vizsgálata során több részmedencében (Duna-Tisza közén, DK-Alföld, Alföld É-i része, Dráva-medence) alapfúrások alapozva végezzük el azok szekvencia-sztratigráfiai tagolását, és az elkülönített szekvenciákat szeizmikus szelvényháló mentén medence méretekben korreláljuk.

A medencekitöltő nagyvastagságú pleisztocén képződményeknek vizsgálata során kiindulási területünk a Körös medence volt, mivel itt két alapfúrásban (Dévaványa, Vésztő) paleomágneses koradatok álltak rendelkezésre. További alapfúrások korábbi üledéktani és őslénytani alapadatainak újraértelmezése, illetve új mérési eredmények (mágneses szuszceptibilitás) alapján megállapítottuk, hogy az üledékösszlet ciklusos felépítésű. Az üledékciklusokat a Föld pályaelem változásainak ciklusaival, az excentricitás 100 ezer éves, illetve a tengelyferdeség 40 ezer éves ciklusaival korreláltuk, geomatematikai módszereket is alkalmazva. Kidolgoztuk az üledékbeáramlás és a klímaváltozások kapcsolatának modelljét is. A korábbi ásványtani (mikromineralógiai) adatok Cluster-analízis segítségével történt újraértékelése alapján pontosítottuk az üledékbeszállítási irányokat. A Körös medence vízkutató fúrásainak karotázs szelvényei alapján a nagyvastagságú negyedidőszaki alluviális rétegösszlet medenceméretű korrelációját karotázsok egyedi fácies értelmezése, illetve a szelvények mentén szerkesztett keresztirányú szelvénysorozatok segítségével végeztük el. Elkészítettük a terület negyedidőszaki képződményeinek fácies térképét is. Az elkövetkező években a Körös medencében kialakított vizsgálati módszer együttes segítségével megkezdjük más részmedencék nagyvastagságú negyedidőszaki üledékeinek vizsgálatát is, 2004-2006-ban a Jászsági medence hasonló szemléletű részletes feldolgozását végezzük.
A negyedidőszaki képződmények kutatása keretében magasrepülésű légifelvételek és digitális terepmodellek kiértékelése segítségével vizsgáljuk a Körösök vidékének vízhálózat fejlődését is, elsősorban az egykori ős-medrek részletes elemzése alapján. A vizsgálatokat sekélyfúrások anyagának üledéktani, őslénytani feldolgozásával, és a harántolt kőzet-együttes optikai lumineszcens kormeghatározásával egészítjük ki.

A medenceperemi neotektonikai vizsgálatok témakörben, kapcsolódva a Tektonikai Osztályon végzett neotektonikai tevékenységhez, az Érmellék vidékén, a Somogyi- és a Gödöllői-dombságban végzünk neotektonikai méréseket és készítünk elemzéseket, amelyeket morfotektonikai megfigyelésekkel is kiegészítünk. A medence-peremi területek kezdeti eredményeink szerint többfázisú neotektonikai folyamatok színterei. E kutatási téma keretében foglalkozunk a magyarországi krioturbációs jelenségek kritikai vizsgálatával is. Az ország középső és keleti területein számos feltárás újravizsgálata alapján megállapítottuk, hogy a korábban krioturbációnak tartott üledékdeformációs bélyegek döntő része fiatal (negyedidőszaki) szeizmikus tevékenység hatására jött létre.

A nagyaktivitású hulladékok végleges elhelyezését célzó nyugat-mecseki permi Bodai Aleurolit Formáció szedimentológiai és kőzettani vizsgálata során újonnan mélyülő fúrások részletes feldolgozását végezzük el, amelynek célja az aleurolit egykori képződési körülményeinek minél pontosabb rekonstruálása. Ez lehetővé teszi a nagyvastagságú és egyveretű rétegsor finomabb tagolását üledékes bélyegek alapján, illetve az egyes, jól azonosítható üledékes fáciesek térbeli korrelációját a kutatási területek különböző részei között. Ennek alapján a BAF izolációs szempontból legmegfelelőbb rétegei nagy megbízhatósággal kijelölhetőek lesznek az egykori üledékgyűjtő területén.