Hydrogeologiczne właściwości przestrzeni porowej dewońskich skal węglanowych w Górach Świętokrzyskich

• Autorzy: Rzonca B.

Warianty tytułu

EN

Hydrogeological properties of Devonian carbonate rocks matrix at the Holy Cross Mountains, central Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

During research on the hydrogeological properties of Devonian carbonate rocks in the Holy Cross Mountains (Góry Świętokrzyskie) 141 samples of limestone and dolomite rocks were collected from natural out-crops and quarries located within the Southern (Kielecki) region of the Holy Cross Mountains. Using stan-dard laboratory methods open (interconnected) porosities, permeabilities (recalculated as hydraulic conductivity for water) and specific yield coefficients were determined. Open porosities of the limestones and dolomites are very low. Similar results were obtained with hydraulic conductivity testing, with slightly higher values in the dolomites than in the limestones. The specific yield in all cases was zero. Thus, the studied limestones and dolomites are among the least porous, permeable and yielding rocks in Poland. The test sample population is characterised by having open porosities with a log normal distribution and hydraulic conductivities with an irregular (bimodal) distribution resembling a log normal distribution. A slight corelation between the open porosity and the hydraulic conductivity was demonstrated. This may indicate a greater portion of the smallest pores contributing towards the sum total open porosity under test conditions; in natural hydraulic conditions they would be inactive. Their contribution must be quite signifi-cant (the lack of specific yields), but variable (low relation between open porosity and hydraulic conductivity). Discussed are also possible correlations between the studied parameters and the rock matrix structure (classified as either pelite, sparite or crystalline — no correlation was demonstrated), the occurrence of fractures (no correlation) or the sampling locations. Although it was not possible to show variability of parameters within particular tectonic structures, statistically significant differences were observed between structural features regarding the open porosity (but not for hydraulic conductivity).

Słowa kluczowe

PL

skała węglanowa; wapień; dolomit; porowatość otwarta; odsączalność; spływ jednostkowy; Góry Świętokrzyskie; dewon

EN

carbonate rocks; limestone; Devonian; matrix; porosity; conductivity; permeability; specific yield; Holy Cross Mountains

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 53, nr 5
• Strony: 400--409
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rzonca B.

• Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Wrocławski, pl. M. Borna 9, 50-205 Wrocław

Bibliografia

• 1. ADAMS J.E. & FRENZEL H.N. 1950 - Capitan barrier reef, Texas and New Mexico. Jour. Geol., 58: 289-312.
• 2. BIELEC B. 1999 -Własności hydrogeologiczne przestrzeni porowej skał zwięzłych z obszaru Polski. Biblioteka Główna, AGH Kraków.
• 3. BIELEC B., BORCZAK S. & MOTYKA J. 1993 - Właściwości hydrogeologiczne przestrzeni porowej skał dolnej kredy na Niżu Polskim. Tech. Poszuk. Geol., Geosynopt. i Geoter., 4: 51-55.
• 4. BODIN J., DELAY F. & DE MARSILY G. 2003 - Solute transport in a single fracture with negligible matrix permeability: 1. Fundamental mechanisms. Hydrogeol. Jour., 11: 418-433.
• 5. BORCZAK S., LEŚNIAK T.C. & MOTYKA J. 1994 - Właściwości hydrogeologiczne przestrzeni porowej dolnokarbońskich wapieni i dolomitów czatkowickich. Prz. Geol., 42: 653-657.
• 6. CHOQUETTE P. W. & PRAY L. C. 1970 - Geologic nomenclature and classification of porosity in sedimentary carbonates. AAPG Bull., 54: 207-250.
• 7. CZARNOCKI J. 1938 - Ogólna mapa geologiczna Polski, ark. Kielce. Państw. Inst. Geol.
• 8. CZARNOCKI J. 1948 - Przew. XX Zjazdu Polskiego Tow. Geol. Rocz. Pol. Tow. Geol., 17. Kraków: 237-299.
• 9. CZERMIŃSKI J. 1960 - Rozwój litologiczny serii węglanowej dewonu południowej części Gór Świętokrzyskich. Pr. Inst. Geol., 30: 31-104.
• 10. DULIŃSKI W. 1965 - Aparat do badania przepuszczalności z uszczelnieniem pneumatycznym. Wiad. Naft. 7: 117-118,8: 163-164.
• 11. DUNHAM R.J. 1962 - Classification of carbonate rocks according to depositional texture. [W:] HamW.E. (red.), Classification of carbonate rocks. Amer. Ass. Petrol. Geol. Mem., 1: 108-121.
• 12. FILONOWICZ P. 1980 - Objaśnienia do mapy geologicznej Polski 1 : 200 000; ark. Kielce. Wyd. Geol.
• 13. GRISAK G.E. & PICKENS J.F. 1980 - Solute transport through fractured media. 1. Effect of matrix diffusion. Water Resources Research, 16,4: 719-730.
• 14. GZYL G., ŁUSZCZ M. & RZONCA B. 2001a - Charakter wypełnień form krasowych w kamieniołomach „Trzusklawica” i „Kadzielnia” w rejonie Kielc. Współcz. Probl. Hydrogeol., Wrocław, 10, 2: 487-492.
• 15. GZYL G., ŁUSZCZ M. & RZONCA B. 2001b - Wpływ wypełnionych form krasowych na parametry filtracyjne dewońskich skał węglanowych w okolicy Kielc (Góry Świętokrzyskie) - wyniki wstępne. Współcz. Probl. Hydrogeol., Wrocław, 10, 1: 19-24.
• 16. HERMAN G. 1996a - Mapa hydrogeologiczna Polski 1 : 50 000; ark. 851 Morawica; część tekstowa. Państw. Inst. Geol.
• 17. HERMAN G. 1996b - Mapa hydrogeologiczna Polski 1 : 50 000; ark. 852 Daleszyce; część tekstowa. Państw. Inst. Geol.
• 18. KLECZKOWSKI A. & MULARZ S. 1964 - Przyczynek do metodyki wyznaczania porowatości skał dla celów hydrogeologicznych. Prz. Geol., 12: 103-105.
• 19. KLECZKOWSKI A.S. (red.) 1990 - Objaśnienia mapy obszarów Głównych Zbiorników Wód Podziemnych (GZWP) w Polsce wymagających szczególnej ochrony 1 : 500 000. IHiGI AGH, Kraków: 38.
• 20. KRAJEWSKI S. & MOTYKA J. 1999 - Model sieci hydraulicznej w skałach węglanowych w Polsce. Biul. Państw. Inst. Geol., 388: 115-138.
• 21. MAŁOSZEWSKI P. & ZUBER A. 1993 - Tracer experiments in fissured rocks: Matrix diffusion and the validity of models. Water Resources Research, 29: 2723-2735.
• 22. MOTYKA J. 1988 - Węglanowe osady triasu w olkusko-zawierciańskim rejonie rudnym jako środowisko wód podziemnych. Zesz. Nauk. AGH, 1157, Geologia, 36: 109.
• 23. MOTYKA J. 1998 - A conceptual model of hydraulic networks in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hydrogeol. Jour. (1998) 6: 469-482.
• 24. MOTYKA J., PULIDO-BOSCH A., BORCZAK S. & GISBERT J. 1998 - Matrix hydrogeological properties of Devonian carbonate rocks of Olkusz (Southern Poland). Jour. Hydrology, 211: 140-150.
• 25. MOTYKA J., SZCZEPAŃSKA J. & WITCZAK S. 1971 - Zastosowanie wirówki do badania współczynnika odsączalności i dynamika oddawania wody przez skałę. Techn. Poszuk., 37: 38-43.
• 26. MOTYKA J. & ZUBER A. 1992 - Przepływ znaczników i polutantów przez węglanowe skały szczelinowe: 1 - porowatość matrycy jako najważniejszy parametr. [W:] Problemy hydrogeologiczne południowo-zachodniej Polski. Konf. Nauk., Wrocław: 103-109.
• 27. OHLE E.L. 1951 - The influence of permeability on ore distribution in limestone and dolomite. Economic Geology, 7: 667-706 (part I), 8: 871-908 (part II).
• 28. PACIURA W. & PRAZAK J. 1999 - Odwodnienie kamieniołomu Ostrówka w miedziance koło Kielc. [W:] Przew. wycieczek hydrogeologicznych. IX Symp. Współcz. Probl. Hydrogeol. Wyd. Państw. Inst. Geol., Warszawa-Kielce: 11.
• 29. PAZDRO Z. & KOZERSKIB. 1990 - Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol.
• 30. PRAZAK J. 1996 - Mapa hydrogeologiczna Polski 1 : 50 000; ark. 815 Kielce; część tekstowa. Państw. Inst. Geol.
• 31. PRAZAK J. 1999 - Problemy ujęcia komunalnego wód podziemnych Kielce-Białogon. [W:] Przewodnik wycieczek hydrogeologicznych. IX Symp. Współcz. Probl. Hydrogeol. Państw. Inst. Geol.Warszawa-Kielce: 6-8.
• 32. PRAZAK J. 2002 -Antropogeniczne zmiany składu jonowego wód szczelinowo-krasowych poziomu środkowo- i górnodewońskiego w Górach Świętokrzyskich. Biul. Państw. Inst. Geol., 404: 165-176.
• 33. PRILL R.C. & JOHNSON A.J. 1963 - Centrifuge technique for determining time-drainage relations for a natural sand. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap., 450 E: 177-178.
• 34. PRILL R.C. 1961 - Comparison of drainage data obtained by centrifuge and column - drainage methods. U.S. Geol. Surv. Profess. Pap. 424D: 399-401.
• 35. RÓZKOWSKI J., MOTYKA J., BORCZAK S. & RÓŻKOWSKI K. 2001 - Własności hydrogeologiczne matrycy skalnej wapieni górno- jurajskich Wyżyny Krakowskiej w świetle badań laboratoryjnych. [W:] Współcz. Probl. Hydrogeol., 10: 253-256.
• 36. RZONCA B. 2000 - Wyniki analizy próbnych pompowań w węglanowych skałach dewońskich w Górach Świętokrzyskich. [W:] Inżynieria Środowiska, Zesz. Nauk. AGH, 5:175-183.
• 37. RZONCA B. 2001 - Parametry filtracyjne węglanowych skał dewońskich w Górach Świętokrzyskich - interpretacja wyników próbnych pompowań w warunkach ustalonych i nieustalonych. [W:] Współcz. Probl. Hydrogeol., Wrocław, 10, 1: 257-262.
• 38. RZONCA B., BORCZAK S. & PRAZAK J. 2003 - Wstępna ocena własności hydrogeologicznych matrycy dewońskich skał węglanowych (G. Świętokrzyskie). [W:] Współcz. Probl. Hydrogeol., Gdańsk, 11, 1: 211-214.
• 39. RZONCA B. & PRAZAK J. 2002 - Zmienność parametrów filtracyjnych węglanowych skał dewońskich w Górach Świętokrzyskich. Biul. Państw. Inst. Geol., 404: 233-248.
• 40. TOMCZYK H. 1974 - Struktury epok tektonicznych bajkalskiej, kaledońskiej i waryscyjskiej. Góry Świętokrzyskie. [W:] Pożaryski W. (red.), Budowa geologiczna Polski, t. 4: Tektonika. cz. 1, Niż Polski. Wyd. Geol.: 128-197.
• 41. WILK Z., MOTYKA J., BORCZAK S. & MAKOWSKI Z. 1985 - Własności mikrohydrauliczne utworów wapienia muszlowego i retu południowej części monokliny śląsko-krakowskiej. Ann. Soc. Geol. Pol., 55: 485-508.
• 42. ZUBER A. & MOTYKA J. 1994 - Matrix porosity as the most important parameter of fissured rocks for solute transport at large scales. Jour. Hydrology, 158: 19-46.
• 43. ZUBER A. & MOTYKA J. 1998 - Hydraulic parameters and solute velocities in triple-porosity karstic-fissured-porous carbonate aquifers: case studies in southern Poland. Environmental Geol., 34: 243-250.