Seriat GÓRNICTWO z. 149
1986 Nr kol. 900
Ireneusz TOMZA Oolanta LEBECKA Irena PLUTA
Główny Instytut Górnictwa
PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ WÓD Z UTWORÓW KARBOŃSKICH GÓRNOŚLĄSKIEGO ZAGŁąBIA WĘGLOWEGO
A WARUNKI GEOLOGICZNE
Stroszczenie. Badania naturalnej promieniotwórczości wód Górno- ślęskiego Zagłębia Węglowego dostarczyły wiele danych dotyczęcych zawartości izotopu 226Ra w wodach występujęcych w warstwach kar- bońskich. Zaobserwowano zróżnicowanie stężenia 226Ra w wodach z utworów karbońskich w zależności od nadkładu trzeciorzędowego, mezozoicznego czy czwartorzędowego. Stwierdzono również różnice w stężeniu izotopu 226Ra w wodach wypływajęcych z poszczególnych warstw litostratygraficznych karbonu górnego. Bardzo wysokie stęże
nia 22^Ra wykryto w wodach wypływajęcych ze stref zaburzonych tek
tonicznie.
OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA OBSZARU
Górnoślęskie Zagłębie Węgoowe mieści się w zasięgu górnoślęskiego wy- ryscyjskiego zapadliska przedgórskiego [l] . Zapadlisko górnoślęskie wy
pełnione jest molasowymi utworami karbonu górnego, których mięższość się
ga ponad 8500 m. Utwory te dzielę się na nadrzędne serie litostratygra- ficzne. Sę to: seria paraliczna (warstwy brzeżne), górnoślęska 3eria pias
kowca (warstwy siodłowe, rudzkie s.s.), seria mułowcowa (warstwy orzeskie, rudzkie s.l.) i krakowska seria piaskowcowa (warstwy libięskie, łaziskie).
Utwory karbonu górnego w południowo-wschodniej części zapadliska przy
kryte sę dobrze przepuszczalnymi utworami mezozoiku 1 czwartorzędu. Zasi
lanie karbońskich poziomów wodonośnych odbywa się bezpośrednio na ich wy
chodniach lub poprzez przepuszczalny nadkład. W części południowej i za
chodniej GZW utwory karbonu górnego sę niemal całkowicie przykryte nie
przepuszczalnymi ilastymi utworami trzeciorzędowymi, które utrudniaję in
filtrację wód.
450 I. Tomza, 0. Lebecka, I. Pluta
STĘŻENIE IZOTOPU 226Ra W WODACH Z UTWORÓW KARBOWSKICH W RÓŻNYCH WARUNKACH GEOLOGICZNYCH
Badania naturalnej promieniotwórczości wód wypływających z utworów kar- bońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wykazały wysokie stężenia izo- tropu radu - 226Ra [2] . Najwyższe stwierdzone stężenie radu w wodzie wy-
3 226 238
nosi 268 kBq/m , Oprócz izotopu radu Ra z szeregu uranu U, często
228 232
występuje izotop radu Ra z szeregu toru Th, Stężenie promieniotwór-
228 226
cze Ra jest na ogół niższe od stężenia Ra, jednakże w niektórych przypadkach zaobserwowano, że stężenia obu tych izotopów sę zbliżone.
Zróżnicowanie wód pod względem stężenia 226Ra było bardzo duże dla różnych kopalń, a nawet w wyrobiskach górniczych tej samsj kopalni.
Zaobserwowano, że wody o najniższym zakresie stężeń od O do 6,8 kBq/m3 wypływaję w wyrobiskach górniczych kopalń północno-wschodniej części GZW
(tabela 1). Na obszarze tym w nadkładzie karbońskim spotyka się utwory czwartorzędu lub mezozoiku i czwartorzędu.
Tabela 1 Zakresy stężeń 226Ra w wodach wypływajęcych z warstw karbońskich
północno-wschodniej części GZW,
gdzie w nadkładzie występuję utwory mezozoiku i czwartorzędu Serie
litostratygraficzne
warstwy litostratygraficzne
Zakresy stężeń 226Ra, kBq/m3 Krakowska
seria piaskowca
libięskie 0 - 0.1
łaziskie 0 - 2,6
Seria orzeskie 0 - 0.4
mułowcowa
rudzkie (s.l.) Górnoślęska
seria piaskowcowa
rudzkie (s.s.)
siodłowe 0 - 6,8
Seria paraliczna
porębskió jakiowickie gruszowekie
0 - 6,8
Odmienne zawartości izotopu 226Ra stwierdzono w wodach pozostałej czę
ści Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, gdzie w nadkładzie występuję utwo
ry trzeciorzędowe. W utworach karbońskich tej części Zagłębie stwierdzo
no wody zawierajęc izotop 226Ra w stężeniach od ułamka do kilkuset kBq/m3 (tabela 2). Wody te różnię się zasadniczo Składem chemicznym w porównaniu z wodami północno-wschodniej części GZW. Przede wszystkim sę to solanki o dużej mineralizacji zawierajęco między innymi jony baru 1 strontu.
451
Tabela 2 Zakresy stężeń Ra spotykane w wodach
wypływających z warstw karbońskich, gdzie w nadkładzie występuję utwory trzeciorzędowe Seria
litostratygraficzna
Warstwy litostratygraficzne
Zakres stężeń 226Ra, [kBq/m3]
Krakowska libiąskia
piaskowcowa łaziskie 0,04 - 35,7
Seria orzeskie 0.2 - 112,4
mułowcowa
rudzkie (s.l.)
0,04 - 48,2 Górnośląska
seria piaskowcowa
rudzkie (s.s.)
siodłowe 0,04 - 268,0
Seria paraliczna
porębskle jaklowickie gruszowskie
0,0 - 55,2
Badania stężeń izotopu 226Ra w wodach utworów karbońskich GZW potwier
dziły generalnie podział Zagłębia na dwa rejony różniące się zawartością tego izotopu - obszar północno-wschodni oraz pozostała część GZW. w re
gionach tych panują również odmienne warunki hydrogeologiczne [3] . Grani
ce tych obszarów wyznacza zasięg występowania izolujących osadów trzecio
rzędu.
Szczegółowe badania stężeń izotopu 226Ra w wodach wypływających z róż
nych warstw litostratygraficznych wykazały duże zróżnicowanie. Oak przed
stawiono w tabelach 1 i 2. z poszczególnych warstw litostratygraficznych wypływają wody o różnych zakresach stężeń radu. Najwyższe stężenia izoto
pu 226Ra stwierdzono w wodach wypływających z warstw siodłowych, a następ
nie orzeskich. Zaobserwowano również, że wody o wysokich stężeniach Ra w większości kopalń GZW wypływają w strefach zaburzeń tektonicznych, czy
to typu uskokowego, czy fałdowego, np, uskok kłodnicki. Zjawisko to można wiązać z odmiennymi warunkami hydrogeologicznymi panującymi w tych stre
fach lub możliwością wystąpienia zjawiska ascanzji wód migrujących głów
nie z kierunku południowego.
WNIOSKI .
Badania naturalnej promieniotwórczości wód utworów karbońskich pozwoli
ły podzielić obszar Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na dwa rejony róż
niące eię zawartością 226Rat
452 I. Tomza, 3. Lebecka, I. Pluta poć
- obszar północno-wschodni, gdzie izotop Ra występuje w wodach w ma
łych ilościach (od 0 do 6,8 kBq/m3 ),
- pozostały obszar GZW, gdzie występuję wody zawierajęce izotop 226Ra w znacznych stężeniach (do 268 kBq/ra^).
W rejonach zalegania izolujęcych utworów trzeciorzędowych występuję wyso
kie stężenia radu w wodach.
Najwyższe stężenie Ra spotykano w wodach wypływajęcych z piaskowców warstw siodłowych.
Strefy zaburzone tektonicznie sę miejscami, w których spotyka się wody o anomalnie wysokich stężeniach 226Ra.
LITERATURA
fi] Kotas A. : Zarys budowy geologicznej Górnoźlęskiego Zagłębia Węglowe
go. Materiały LIV Zjazdu PTG, 1982* s. 45-66.
[2] Tomza I., Lebecka 3., Pluta I.: Promieniotwórczość wód występu jęcych w utworach karbońskich GZE. Komunikaty GIG (w druku).
[3] Różkowski A., Wilk Z. j Zagadnienia hydrogeologiczne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i jego północno-wschodniego obrzeża. Materiały LIV Zjazdu PTG 1982, s. 72-86.
Recenzent: Prof. dr hab. Andrzej Zastawny
PAAHOAKTHBHOCTb BOA KAPEOHCKMX 0EPA303AKH/I TYE H rEOJIOrHMECKHE yCJIOBHH
P e 3 » u e
- H c c z s A O B a H n a e c i e c i B e H H O f l p a £ n o a K T K B H o ct h b o a r y £ n p n H e c ji H M H o ro s a H B n x ,
Kacamqzxca sajiwmui k soiona S26„Ra b Bczax BBciynaxsązx b Kap6oHCKZx naactas.
HaÓżKiAazacb saiftiepeHriHaisHS iijiothoctji 226Ra b boa&x KapÓOHczuz oópasoBaKKa B aaBHCHMOCSH OT BCKpUEH TpeTH<iHOrO HepHOAS, V.e3 03 0H<JH0r0 H ^eTBepTKHHOTO,
opc
ycTaHOBzeHO lanae pasjucnie b iijiothoctk za otona Ra b Bozaz BómżHBaBisKZ
8 3 o T A e z f c H u s o z o e B S K T o c T p a i H r p a i p H ^ e c K J o : B e p x H e r o K a p ó o s a . C hteH Ł Ó o z & m y » I tO B U e H T p a iB lB O TKpH TO 226Ra B B 0 z a x BM XUJKBaraSHX Z 3 3 OB T e K T O K H Z e C K K B 0 3 K y — ąSKHux.
453 RADIOACTIVITY OF WATERS FROM THE CARBONIFEROUS
FORMATIONS OF THE UPPER SILESIA COAL BASIN ANO THE GEOLOGICAL CONDITIONS
S u m m a r y
Studies of the nature! radioactivity of the waters of the Upper Sile-
'•’ Opt
els Coal Basin have eupplied numerous data on the contente of Ra isotope in the waters of the Carboniferous strata. Variation in the 226Ra concentrations in the waters of the Carboniferous formations has observed, depending on the tertiary Mesozoic or quaternary overlay. Also found have been variations in the 226Ra isotope concentrations in the waters outflowing from the particular litostratigraphic strata of the Upper Carboniferous. Very high 226Ra concentrations have been found in the waters outflowing from the tectonically dislocated zones.
