Zawartość Na, Ca, Cl i proporcje między tymi składnikami jako wskaźnik pochodzenia przejawów wodnych w złożu Wieliczka

• Autorzy: Winid B. , Witczak S.

Warianty tytułu

EN

Na, Ca, Cl relations in mine waters from the Wieliczka Salt Mine as an indicator of their origin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Procesy kształtujące chemizm wód (w większości solanek) Kopalni Soli Wieliczka mogą być opisane za pomocą związków między poszczególnymi jonami. Wody infiltracyjne dopływające do złoża ługują jego rozpuszczalne składniki, przede wszystkim halit. Dlatego też podstawowymi składnikami chemicznymi wód rejonów złóż soli są jony Na+ i Cl-. W wypadku wód, których mineralizacja związana jest z ługowaniem złóż soli kamiennej, wartość wskaźnika [wzór] powinna wynosić około 1, ponieważ takie proporcje między jonami występują w kryształach soli kamiennej. Wartości tego wskaźnika (w zdecydowanej większości wycieków oscylujące wokół 1), a także proporcje między zawartością Na+, Ca2+ i Cl- przedstawione na diagramie "deficyt Na - nadmiar Ca" wskazują, że głównym czynnikiem decydującym o chemizmie tych wód jest proces rozpuszczania halitu. Świadczy to o infiltracyjnym charakterze przejawów wodnych złoża Wieliczka.

EN

Processes which affect the chemical components of waters (mostly brines) of the Wieliczka Salt Mine can be described by the relationships between the main ions. Infiltration waters leaking into the deposit are dissolving its soluble components, primarily halite (NaCl). Na+ and Cl- are the main chemical components of water connected with the salt deposit. For water mineralized by the dissolution of salt, the molar ratio [formula] is close to 1 because such proportions between ions appear in crystals of the rock-salt. The proportion between Na+ and Ca2+ reflects the following processes: ion exchange, evaporation, dissolution and precipitation of the halite, calcium sulphates and carbonates, and also dolomitization and dedolomitization. Hence these processes can be represented by the diagram "deficit Na - excess Ca". The diagram shows evidence of infiltrating origin of water circulating in the the Wieliczka salt deposit.

Słowa kluczowe

PL

hydrogeochemia; złoża soli; wskaźniki hydrochemiczne; zagrożenie wodne; kopalnia soli; Wieliczka

EN

Wieliczka Salt Mine; hydrogeochemistry; salt deposit; hydrochemical ratios; water danger

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 33, z. 4
• Strony: 421--438
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Winid B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Witczak S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Appelo C.A.J. & Postma D., 2005. Geochemistry, Groundwater and Pollution. A.A. Balkema Publishers, 1-649.
• Boles J.R., 1982. Active albitization of plagioclase, Gulf Coast Tertiary. American Journal of Science, 282, 165-180.
• Chi.G. & Savard M.M., 1997. Source of basinal and Mississippi Valley-type mineralizing brines: mixing of evaporated seawater and halite-dissolution brine. Chemical Geology, 143,121-125.
• Davisson M.L. & Criss R.E., 1996. Na-Ca-Cl relation in basinal fluids. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60,15, 2743-2752.
• Dingman R.J. & Angino E.E., 1969. Chemical composition of selected Kansas brines as aid to interpreting change in water chemistry with depth. Chemical Geology, 4, 325 -339.
• Garlicki A. & Wilk Z., 1993. Geologiczne i hydrogeologiczne tło awarii wodnej na poziomie IV Kopalni Soli Wieliczka. Przegląd Geologiczny, 41,3, 183-192.
• Johnson K.S., 1981. Dissolution of Salt on the East Flank of the Permian Basin in the Southwestern USA. Journal of Hydrology, 54, 75-93.
• Kleczkowski A.S., 1979. Hydrogeologia ziem wokół Polski. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 1-183.
• Kloppmann W., Negrel Ph., Casanova J., Klinge H., Schelkes K. & Guerrot C, 2001. Halite dissolution derived brines in the vicinity of Permian salt dome (N German Basin). Evidence from boron, strontium, oxygen, and hydrogen isotopes. Geochimica et Cosmochimica, 65, 22,4087-4101.
• Kumar M.B., 1983. Character of meteoric leaks in the salt mines of south Louisiana, USA. Journal of Hydrology, 66, 351-368.
• Land L.S. & Milliken K.L., 1981. Feldspar diagenesis in the Frio Formation, Brazoria County, Texas Golf Coast. Geology, 9, 314-318.
• Macioszczyk A., 1987. Hydrogeochemia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 1-475.
• Merino E., 1975. Diagenisis in Tertiary sandstones from Kettleman North Dome, California. I Diagenetic Mineralogy. Journal of Sedimentary Petrology, 45, 320-336.
• Parkhurst D.L., 1995, User's guide to PHREEQC - a computer program for speciation, reaction-path, advective-transport, and inverse geochemical calculations. US Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 95-4227.
• Plummer L.N., Parkhurst D.L., Fleming G.W. & Dunkle S., 1988. A computer program incorporating Pitzer's eąuations for calculation of geochemical reactions in brines. US Geological Survey, Water-Resources Investigations report 88-153.
• Pazdro Z. & Kozerski B., 1990. Hydrogeologia ogólna. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 1-623.
• Toboła T., 1999. Petrograficzna i geochemiczna charakterystyka soli mioceńskich w Polsce. Wydział GGiOŚ AGH, Kraków (praca doktorska).
• Vengosh A. & Rosenthal E., 1994. Saline groundwater in Israel: its bearing on the water crisis in the country. Journal of Hydrology, 156, 389-430.
• White D.E., Hem J.D. & Warning G.A., 1963. Tabulation and discussion of chemical analyses many previously unpublished, representing subsurface waters from many geologic environments with descriptions of the sources of the water. Geological Survey Professional Paper, 440- F,
• Winid B., 2003. Wycieki solanek związane ze złożami soli kamiennej i znaczenie analizy ich parametrów w obserwacji warunków hydrogeologicznych na przykładzie Kopalni Soli Wieliczka. Wydział WNiG AGH, Kraków (praca doktorska).
• Winid B. & Witczak S., 2004. Bromide concentration in mine waters from the Wieliczka Salt Mine as an indication of their origins and migrations of flow paths in the salt de-posit. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 1A, 277-283.
• Witczak S. & Pietras J.S., 1978. Prognozowanie ruchu zanieczyszczeń w zmiennym polu hydrodynamicznym na przykładzie dużego zbiornika odpadów poflotacyjnych. XXXVIII Sesja Naukowa, Zeszyty Naukowe AGH, AGH, Kraków, 221-237.
• Wittrup M.B. & Kyser T.K., 1990. The petrogenesis of brines in Devonian potash deposits of western Canada. Chemical Geology, 82, 103-128.
• Zuber A., Grabczak J. & Kolonko M., 1979, Environmental and Artificial Tracers for Investigating Leakages into Salt Mines. Isotope Hydrology, 1978,1,45-65.
• Zuber A. & Duliński M., 2004. Badania izotopowe wód kopalnianych Wieliczki wykonane w latach 1973-2004: rezultaty i ich interpretacja (praca niepublikowana).