tionship between nickel and cobalt in the studied soils appears to be impossible without coccurrence of chromium, because rNi, Co <CD has a negative value.
Analysis of the f o r m of the regression equation for cobalt:
Ceo = 0.18 CCr — 0.04 N i — 18.5
shows a stronger relationship of cobalt with chro-mium than with nickel in the studied soils.
A l l the elements examined (Ni, Co, Cr, V, Cu, Pb, Mo, Bi) are characterized by a normal type of frequency distribution in the Radzimowice soils (Fig. 2). Results of the analysis of geochemical data con-f i r m ealier results ocon-f studies carried out by the present author on migration of metals in different environments of the hypergenesis zone in Poland (2, 5, 6). Р Е З Ю М Е В статье описаны р е з у л ь т а т ы статистической интерпретации данных геохимической съемки в районе Радзимовице. В ы я в л е н а прямая линейная корреляция Ni и Со, Ni и Cr, Со и Cr в . почвах (табл. 2) и сильная корреляционная связь между N i , С о и C r ( R N i , c o , c r = 0,91, т = 4 4 , 5 ) . Констатировано, что присутствие в почве ко-бальта не оказывает в л и я н и я на корреляционную связь никеля и хрома (rNi,cr/co = 0,73, т = 4,3), так-же как и никель не обусловливает связи хрома с кобальтом (гсг,со/Ni = 0,88. т = 6,5). В то же время, невозможна связь н и к е л я с кобальтом в исследо-г а н н ы х осадках без присутствия хрома, так как (Г]\ц,со/сг) приобретает отрицательную величину. А н а л и з уравнения регрессии, составленного д л я кобальта: СС о- 0 , 1 8 C e r — 0 , 1 4 N i — 1 8 , 5 указывает на более с и л ь н у ю связь кобальта с хро-мом, чем с никелем в исследованных почвах. Все изученные элементы (Ni, Со, Cr, V, Cu, Pb. Mo, Bi) характеризуются нормальным распределе-нием частости в почвах района Радзимовице (фиг. 2). Р е з у л ь т а т ы представленной интерпретации геохимических данных подтверждают ранее прове-денные исследования по миграции металлов в раз-ных условиях зоны гипергенеза на территории П о л ь ш и (2, 5, 6).
i GEOLOGIA INŻYNIERSKA
S Ł A W O M I R Ł O D Z I N S K I I n s t y t u t G e o l o g i c z n yZMIANY SKŁADU FIZYKO-CHEMICZNEGO WÓD
Z UTWORÓW OLIGOCEŃSKICH W REJONIE WARSZAWY
W okresie ostatnich kilkudziesięciu latkilkakrot-nie na łamach pism f a c h o w y c h zamieszczano uwagi na temat genezy i zmian mineralizacji w ó d z utworów trzeciorzędowych w r e j o n i e W a r s z a w y . Jednak dotych-czas zagadnienia te nie zostały dostatecznie i jedno-znacznie wyjaśnione.
Niniejszy artykuł o charakterze dyskusyjnym, choć oparty na bogatym dorobku poprzedników i licznym własnym materiale badawczym, nadal tych zagadnień nie r o z w i ą z u j e . Jego celem jest podkreśle-nie specyficznej mineralizacji w ó d z poziomu oligo-ceńskiego na tle dynamicznego r o z w o j u depresji rejonowej.
W o d y pochodzące z u t w o r ó w oligoceńskich mają w rejonie W a r s z a w y wysoką wartość użytkową ze względu na korzystny skład fizyko-chemiczny, od-izolowanie od w p ł y w ó w zewnętrznych i znaczne ciś-nienie złożowe ułatwiające eksploatację. W y k a z u j ą też równomierną temperaturę wynoszącą około 11°. Dlatego są one chętnie wykorzystywane. Znaczny po-bór spowodował powstanie depresji rejonowej, której pogłębianie zaznacza się coraz w y r a ź n i e j . T e nieko-rzystne zmiany ciśnienia mogą wpłynąć decydująco na cechy jakościowe wód. Dlatego rozpoznanie zmian składu fizyko-chemicznego wód poziomu oligoceń-skiego na obszarze W a r s z a w y ma zasadnicze znacze-nie dla oceny perspektywicznej wielkości poboru. Szczególnie istotne jest wyjaśnienie następujących zagadnień:
1) dopływu w ó d słonych z podłoża, co może mieć miejsce przy k r y t y c z n y m obniżeniu zwierciadła
U K D 5 5 6 . 3 1 4 . 0 6 . 5 5 1 . 7 8 1 . 5 : 5 5 6 . 1 8 : 6 2 8 . 1 1 2 . 1 ( 4 3 8 . 1 1 2 W a r s z a w a - r e j o n )
w ó d oligoceńskich a przed czym przestrzegał J. Samsonowicz (6);
2) stopniowego wysładzania w ó d oligoceńskich, na skutek wzmożenia dopływu wód infiltracyjnych o mniejszym zasoleniu, zmieniającym pierwotne w o
-dy pochodzenia syngenetycznego, co zakładał W . Olendski (5);
3) dopływu zabarwionych w ó d z miocenu w przy-padku istnienia znacznej różnicy ciśnień i słabej w z a j e m n e j izolacji.
Celem uchwycenia kierunków ewentualnych zmian składu fizyko—chemicznego w ó d zebrano archiwalne w y n i k i analiz oraz w latach 1967—1970 pobierano z dużą częstotliwością próbki wód z wytypowanych 35 studni. W y n i k i tych analiz stanowiły zasadniczy materiał porównawczy, ponieważ wykonywane były jednakowymi metodami w Laboratorium Głównym Instytutu Geologicznego. Jednocześnie bieżąco
otrzymy-wano od ważniejszych użytkowników wyniki analiz wód, pochodzące z laboratoriów Stacji Sanitarno--Epidemiologicznej i M.P.W. i K. W ten sposób obser-w o obser-w a n o skład fizyko-chemiczny obser-wód obser-w 50 studniach.
Porównanie różnoczasowych w y n i k ó w analiz w y k a -zało nieznaczne odchylenie od średnich wartości po-szczególnych jonów i ilości suchych pozostałości (ryc. 2). Spostrzeżenie to jest ogólnie zgodne z wnioskiem M. Bator i J. Jurkiewicz (1). Natomiast nie potwierdza się wniosek tych autorek, że zawartości chlorków wykazują tendencje spadkowe. Porównanie w y n i k ó w
Ryc. 1. Szkic rozmieszczenia suchych pozostałości i Cl— w wodach poziomu oligoceńskiego w rejonie
Warszawy.
s u c h a p o z o s t a ł o ś ć , C l w a r t o ś ć w m g / l , • 1 s t u d n i e z o b s e r w a c j a m i z m i a n s k ł a d u f i z y k o c h e m i c z n e g o ( w y
-b r a n e ) , — . - . - g r a n i c e m i a s t a .
Fig. 1. Sketch of distribution of dry residuum and CI— in waters of Oligocene horizons in the Warsaw
area.
d r y r e e l d u m , C l v a l u e s I n m g / I , • 1 ( s e l e c t e d ) w e l l s i n w h i c h c h a n g e s i n p h y s l c o c h e i m l c a l c o m p o s i t i o n w e
-r e -r e c o -r d e d , — . — . — c i t y b o u n d a -r i e s .
analiz z lat przedwojennych (2, 3, 6), cytowanych przez W. Olendskiego (5), M. Bator i J. Jurkiewicz (1) oraz współczesnych, potwierdza wniosek o względnej stabilności ilości Cl—. Bardzo interesująca jest punk-towa stabilność składu fizyko-chemicznego wód, tym bardziej że przestrzennie — szczególnie w kierunku równoleżnikowym — stwierdza się znaczne różnice w wagowych ilościach poszczególnych składników. Zmienność przestrzenną ilości suchych pozostałości i Cl— jako rozpatrywanych głównie składników ilu-struje ryc. 1.
Na linii Wisły uwidacznia się wyraźny „próg hydrochemiczny", od którego na wschód następuje bardzo szybkie zmniejszanie się ilości wagowych. Np. suche pozostałości w wodach pomiędzy Śródmieściem a Drewnicą (odległość 10 km) obniżają się od 600
(studnia nr 5) do 330 mg/l a nawet 250 mg/l (stud-nia nr*, 7), zaś C l - od 140 do 18 mg/l. Zaznacza się zatem niemal dwukrotne zmniejszenie ilości suchych pozostałości i ponad siedmiokrotne Cl—. Jako przy-kład wyraźnych różnic w ilościach poszczególnych składników wód mogą służyć! wykresy dla studni nr 5 i 6 (i*yc. 2), zlokalizowanych bardzo blisko sie-bie na linii W - E .
Dla wyjaśnienia tak różnego przestrzennie składu wód w jednym) poziomie wodonośnym i wartości obiektywnej pobieranych analiz wykonano szereg przekrój ów hydrogeologicznych, na. które naniesiono zafiltrowanie w studniach warstwy wodonośnej. Oka-zało się, że przeważnie ujmowano środkowe fragmen-ty warstwy. Zatem w p ł y w wód z utworów otaczających — podścielającej kredy, czy wyżejległego m i o -cenu był wykluczony. Należy podkreślić, że przystro-powe czy przyspągowe zafiltrowanie nie w p ł y w a ł o na zróżnicowanie składu fizyko-chemicznego wód od otaczającego tła. Tak więc sugestie J. Samsonowicza nie znalazły jak dotychczas potwierdzenia, mimo że ciśnienie piezometryczne wód z oligocenu w stosun-ku do stanu pierwotnego zostało bardzo poważnie obniżone, a wody z kredy dążąc do równowagi h y -drostatycznej powinny zasadniczo wpływać na wzrost zasolenia i ogólnej mineralizacji wód w poziomie leżącym wyżej. Brak widocznych w p ł y w ó w wód kre-dowych potwierdza fakt, że stropowe partie kredy mają znaczną wodoszczelność. Nie stwierdzono r ó w -nież wzrostu zabarwienia wód oligoceńskich, czy zmniejszenia się mineralizacji wskutek intensywniej-szego dopływu wód z miocenu.
Przestrzenny rozkład mineralizacji w y k a z u j e sto-sunkowo duże podobieństwo w kierunku południko-w y m (ryc. 1). Taki układ można południko-wytłumaczyć kie-runkami podziemnych przepływów wód głównie z po-łudnia i ze wschodu (5, 6). Nie jest wykluczone, że w pradolinie Wisły istnieją liczniejsze niż stwier-dzono „okna" ułatwiające kontakt wód czwartorzę-dowych z trzeciorzędowymii (okolice Jeziorny, a także Garwolina, Grójca, Błonia). Również wzajemne od-izolowanie wód z utworów miocenu i oligocenu może być w kierunku wschodnim mniejsze, a słabo zmineralizowane wody poziomu mioceńskiego mogą w p ł y -wać na obniżenie mineralizacji wód z oligocenu. T e przyczyny mogą między innymi decydować o m n i e j -szej mineralizacji wód w obszarach leżących na wschód od Wisły. Natomiast brak jest zupełnie w y -tłumaczenia dla stabilności składu fizyko-chemicz-nego wód w tych samych studniach w ciągu długich okresów czasu (ryc. 2).
W oparciu o wyniki kilkuset różnoczasowych ana-liz sponad 100 studzien można stwierdzić, że w ostatnich latach mineralizacja wód z oligocenu w poszczególnych obszarach utrzymuje się na tym sa-mym poziomie. Występują pewne okresowe różnice (ryc. 2) w ilościach wagowych pojedynczych skład-ników, jednakże bez wyraźnych tendencji ich wzro-stu lub malenia. Dotyczą one również chlorków. Nie oznacza to jednak, że dalsza eksploatacja nie w p ł y -nie radykal-nie na ilościowe zmiany makroskładników w wodach oligoceńskich. O prawdopodobieństwie ta-kich zmian, świadczyć może występowanie maksy-malnych ilości poszczególnych jonów wi obszarach największego obniżenia naturalnego ciśnienia wód. W stosunku do krańców miasta różnice ciśnień do-chodzą do 1,5 at. Powinno zatem następować ciągłe i systematyczne zmniejszanie się ogólnej mineraliza-cji w tym również i Cl— z kierunku wschodniego ku zachodowi, na skutek radialnego dopływu wód mniej zmineralizowanych do centrum leja. Dotych-czasowe obserwacje nie potwierdziły jednak takich tendencji (ryc. 2). Warto podkreślić, że w kierunku zachodnim mineralizacja wód jest bardzo różna i obok suchych pozostałości dochodzących do 500 mg/l występują studnie, w których same Cl— wartość tę przekraczają (Wyszogród) lub mają ich znaczne ilości (Teresin).
Na podstawie dokonanych obserwacji można stwierdzić, że intensywny pobór wód z poziomu oli-goceńskiego w) okolicach Warszawy i dynamiczny
DIy.i.meni a.' • -,<"ha pOlDstaiosc o -HCOj- e - Cl-e -SIlj2- v - C~2>
studnia
Hr 1
mgl"'5/
l 600•
••
•
00• ••
••
••
•
•
•
•
•
500 500 ~oo 0 ° 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 i4IO 0 0 0 300 "00 200 100 100 <i SI g e g g g g e g g 100 eV ~~~Ki
.'7
f
r
i
0 1966 1967 19" '969 If110 0 ro ...Sfudnia.
Nr2
mg/l ~OO•
~O•
o·
•
•
• •
300 ~ JI/Q 0 ° 0 200 200 lOO 100i
v~
0r~
,
/j,
hi/(, 1967 1968Sfudnia
Nr 3
ms/L"'9I
L 6DO•
•••••
••
•••
• • • •
•
I•
•
•
500 SIlO 0 400 ° 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 'tOO 300 0 300 200..
..
"
..
..
..
Oil g .. g g .. SI Q ....
SI g lOO,...
o g
n;ng
%g~Kili e'f/l!i
~
ii
TO'" 1~ 19f?1 1S1i5 196(, 1967 1961 '969 1970Rye. 2. Wykresy zmian podstawowych skladnik6w fizyko-chemicznych w wodach poziomu
oligoceitskie-go z wybranych studzien.
Fig. 2. Diagrams of changes of basic physico-chem-icat components in waters of OUgocene horizon,
recorded in selected wells.
rozwaj depresji rejonowej nie spowodowal dotych-czas istotnych zmian w skladzie fizyko-chemicznym wad. Natomiast wplyw czynnikaw geologicznych na wody tego poziomu nie jest nadal jednoznacznie wy-jasniony.
LITERATURA
1. Bat 0 r M., J u r k i e w i c z J. - Sklad chemicz-ny w6d oligocenskich w Warszawie na przestrze-ni lat 1960-1966. Tech. Posz." 1967, nr 23.
2. K irk 0 r T. - Wody wgl~bne m.st. Warszawy i okolic. Gaz, Woda ... 1938, nr 6.
3. Le win ski J. - Badania hydrogeologiczne oko-lic Warszawy. Roboty publ. 1921, t. 3.
4. L 0 d z ins k i S. - Zaleznosc zmian cisnienia i skladu chemicznego od eksploatacji wad
pozio-mu trzeciorz~dowego w rejonie Warszawy. 1969
(maszynopis w Inst. Geol.).
5. 0 1 end ski W. - 0 genezie mineralizacji wad artezyjskich niecki mazowieckiej. Prz. geol. 1960, nr 7.
6. S a m son 0 W i c z J. - Badania hydrogeologicz-ne nad poziomami wad artezyjskich w Warsza-wie. 1942 (maszynopis w Inst. Geo1.).
150
lOO 10/1Studnt"a Nr It
'"'ilL m9!1 SOIl 1•
•
••
•
••
•
•
•
[500•
.00j
••
, \00 0 0 0 0 C)"
°
0 0 " 0 0i
3001
;.\00studnta Nr 5
mJL
m3/
1bOOr
•••••••••••
• •
•
•
[BOO• •
500 • IDO II
lOOOOOOO OO OO
0'"
\00°
°
0 ') 301/- 100 200 lOO .. g . . . Q . . . g .. SI..
..
0"
Q ~IOD lOO V vvvvvgvvvv V V V'"
V vI
D ~"
...
e"
r.-1I959~
e1~" ~
e 1965 e IJ!"~
..
IQ~7,
1968,
19b9 1970Studnia Nr6
~/l mg/l•
•
rOD
'tOO•
~•
0 0 () .lOO '00 200 r200 I I 100r
'OOt!z
~v"'v
t
,t
v ; 0,.,
,
!:_J.O 1967 19.8 1969 1970studn/a
Nr 7
..,IL
'"'ill JIJO lOOeo
. 0 . 0 . 0• °
0 .0 o ••
l1li 100 IGG lOO V".,
Y 0....
,::
1969 1970 SUMMARYThe waters originating from Oligocene strata of the Warsaw area have very high utilization value. Their physico-chemical composition is not uniform throughout their occurrence area. To the west from the Vistula river the highest minerallization occurs; to the east the minerallization rapidly decreases. Long-term water consumption caused a dynamic development of the regional depression. Theoretic-ally, a decrease in the water pressure may bring about qualitative changes of the physico-chemical composition, as suggested by the previous authors (J. Samsonowicz, W. Olendski), i.e.:
(1) influx of salty waters from the underlying Cret-aceous strata;
(2) gradual freshening of waters in result of increas-ing inflow of waters characterized by lower salinity;
(3) the effect of Miocene coloured waters, in the case of too high mutual pressure difference.
A comparison of the r,esults of physico-chemical analyses made at various times showed the present aerial stability in waters composition; the observed fluctuations in quantities of various components did not display any tendencies towards their decrease or increase. It does not mean, however, that further exploitation will not effect radical quantitative changes in macrocomponents of Oligocene waters along with the development of regional depression.
Р Е З Ю М Е Воды, приуроченные к олигоценовым породам в окрестностях Варшавы, играют важную роль в водоснабжении. И х физико-химический состав не везде одинаков. Наиболее сильно минерализован-ная вода распространена западнее долины Вислы, к востоку минерализация вод резко снижается. Долговременное потребление вод вызвало динами-ческое развитие местной депрессии. Снижение на-пора вод может вести к изменению качественного состава, о чем упоминали предыдущие исследова-тели (Я. Самсонович, В. Олендски). Изменения мо-гут выражаться в следующем: 1) притоке соленых вод из подстилающих меловых пород, 2) постепен-ном опреснении вод вследствие повышенного при-тока вод меньшей солености, 3) влиянии окрашен-ных миоценовых вод в случае большой разницы напоров. Сопоставление физико-химических анализов, проведенных в разное время, показывает простран-ственную стабильность состава вод, а отмеченные колебания в содержании отдельных компонентов не проявляют стремления к постоянному уменьше-нию или увеличеуменьше-нию. Однако, это вовсе не значит, что дальнейшая эксплуатация не повлияет резко на количественные изменения микрокомпонентов в водах олигоцена по мере углубления районной депрессии. Z Y G M U N T D R W I Ę G A , M I E C Z Y S Ł A W J A S T R Z Ą B P r z e d s l ę b . G e o f i z y k i G N — K r a k ó w , P r z e d s i ę b . P o s z u k . N a f t o w y c h - W o ł o m i n
ZAGADNIENIE STOSOWANIA PROFILOWANIA TERMICZNEGO DO OKRESLANL*
WYSOKOŚCI WYTŁOCZENIA CEMENTU POZA RURY OKŁADZINOWE
Z UWZGLĘDNIENIEM PROFILOWANIA AKUSTYCZNEGO
Podstawową metodą stosowaną dotychczas wwiert-nictwie n a f t o w y m przy określaniu wysokości wytło-czenia cementu poza rury okładzinowe jest profilo-wanie termiczne, oparte na wykorzystaniu ciepła wydzielającego się przy wiązaniu cementu. Wydzie-lające się ciepło przekazywane jest przez rury okła-dzinowe do płuczki wiertniczej lub wody wypełnia-jącej otwór wiertniczy. W czasie zachodzącej reakcji egzotermicznej wiązania cementu wydzielają się znaczne ilości ciepła uzależnione od następujących czynników:
1) asortymentu (gatunku) cementu,
2) ilości roztworu cementowego uzależnionego od stopnia skawernowania otworu w danym prze-dziale głębokościowym,
3) jakości i ilości stosowanych opóźniaczy bądź przy-spieszaczy reakcji wiązania cementu dodawanych do roztworu cementowego,
4) rodzaju domieszek dodawanych do suchego ce-mentu (np. popiół),
5) głębokości, na jaką wytłoczono roztwór cemento-w y i panującej cemento-w niej naturalnej temperatury skał, uzależnionej w danym rejonie badań od wielkości stopnia geotermicznego.
Pokrótce rozpatrzmy w p ł y w niektórych czynników wpływających na wielkość anomalii geotermicznej przy wiązaniu cementu.
Asortyment cementu
Z praktyki wiertniczej wiadomo, że cementy róż-nych asortymentów różnią się wielkościami maksy-malnych temperatur powstających w procesie reak-cji egzotermicznej wiązania masy cementowej oraz upływem czasu, jaki jest liczony od momentu roz-poczęcia wiązania cementu do powstania maksymal-nej temperatury. Na podstawie danych zaczerpnię-tych z literatury (2) dla różnych asortymentów ce-mentu maksymalne temperatury powstają w grani-cach 6—16 godz. od momentu rozpoczęcia wiązania cementu, a zatem ilości ciepła wydzielanego przy wiązaniu różnych roztworów cementowych są niejednakowe. Stwierdzono również na podstawie w y
-U K D 5 5 0 . 8 3 2 . 6 : 6 2 2 . 2 4 5 . 4 2 : 5 5 0 . 8 3 2 . 4 4
ników badań termicznych, że ilość ciepła w y d z i e l a j ą cego się przy wiązaniu roztworu cementowego w z r a -sta:
a) ze wzrostem zawartości w cemencie krzemianu wapnia ЗСаО • SiOj,
b) ze zmniejszeniem współczynnika wodnocementowego wyrażonego stosunkiem w a g o w y m ilości w o -dy do ilości w a g o w e j suchego cementu.
Ilość roztworu cementowego zależna od stopnia skawernowania otworu w danym przedziale głębo-kościowym.
Jak dowiodły doświadczenia uzyskane z interpre-tacji wykresów profilowań termicznych wykonanych do określenia wysokości wytłoczenia cementu poza rury okładzinowe — zwiększenie anomalii geotermicznej w danym przedziale głębokościowym p r z y -pisywane jest wzrostowi średnicy otworu p o w y ż e j wartości nominalnej i na odwrót zmniejszenie ano-malii geotermicznej w danym przedziale głębokoś-ciowym występuje przy zmniejszeniu średnicy otwo-ru.
Zależność anomalii geotermicznej przy określaniu wysokości wytłoczenia cementu poza rurami okła-dzinowymi od wielkości gradientu geotermicznego. W rejonie działania Przedsiębiorstwa Poszukiwań Naftowych w Wołominie średnie wartości gradientu
geotermicznego Gś r kształtują się dla poszczególnych
utworów geologicznych następująco ( w °C/100 m). I. Dla synklinorium lubelskiego w utworach: a) kredy b) jury c) triasu d) permu e) karbonu f ) dewonu — 1,07^—2,23, — 1,06—2,91, — 1,54—1,70, — 1,29—1,98, — 1,78—3,39, — 1,38—2,63.
