Region³ódzkijestjednymznajbardziejperspektywicznychobszarówwystêpowaniawódtermalnychwPolsce.S¹towody,któredziêkispecyficznemusk³adowichemicznemuiw³aœciwoœciomfizycznymposiadaj¹szerokiezastosowaniedocelówbalneologicznychirekreacyjnychorazmog¹stanowiæŸród³o

Beata WIKTOROWICZ

Pañstwowy Instytut Geologiczny – Pañstwowy Instytut Badawczy

Oddzia³ Œwiêtokrzyski im. J. Czarnockiego 25-953 Kielce, ul. Zgoda 21

e-mail: beata.wiktorowicz@pgi.gov.pl

Technika Poszukiwañ Geologicznych Geotermia, Zrównowa¿ony Rozwój nr 1–2/2011

MO¯LIWOŒCI WYKORZYSTANIA WÓD TERMALNYCH W NIECCE

£ÓDZKIEJ

STRESZCZENIE

Wody termalne stanowi¹ szczególny rodzaj wód podziemnych. S¹ to wody, które dziêki specyficznemu sk³adowi chemicznemu i w³aœciwoœciom fizycznym posiadaj¹ szerokie zastosowanie do celów balneologicznych i rekreacyjnych oraz mog¹ stanowiæ Ÿród³o energii cieplnej.

Jednym z najbardziej perspektywicznych obszarów wystêpowania wód termalnych w Polsce jest niecka ³ódzka.

W œwietle istniej¹cego rozpoznania geologicznego i udokumentowanych zasobów eksploatacyjnych najwa¿niej- szymi poziomami wód termalnych s¹ utwory kredy dolnej, gdzie temperatury wynosz¹ ponad 70°C i jury dolnej, osi¹gaj¹ce temperaturê 80°C. Przedmiotem niniejszego artyku³u jest synteza wspó³czesnego stanu wiedzy na temat ich warunków wystêpowania, genezy oraz perspektyw wykorzystania.

S£OWA KLUCZOWE

Niecka ³ódzka, wody termalne, geotermia

* * *

WPROWADZENIE

Region ³ódzki jest jednym z najbardziej perspektywicznych obszarów wystêpowania wód termalnych w Polsce. S¹ to wody, które dziêki specyficznemu sk³adowi chemicznemu i w³aœciwoœciom fizycznym posiadaj¹ szerokie zastosowanie do celów balneologicznych i rekreacyjnych oraz mog¹ stanowiæ Ÿród³o energii cieplnej. Wed³ug ogólnie przyjêtej

Recenzowa³ dr in¿. Józef Chowaniec

definicji wod¹ termaln¹ jest woda podziemna o temperaturze na wyp³ywie co najmniej 20°C (Dowgia³³o i in. 2002).

Korzystne warunki geotermalne w niecce ³ódzkiej zosta³y potwierdzone licznymi g³êbo- kimi otworami wiertniczymi wykonanymi w ostatnim trzydziestoleciu. W latach 1970–1971 wykonano otwór Poddêbice IG 1. Nastêpnie, w 1978 roku odwiercony zosta³ otwór Uniejów IGH-1, z którego uzyskano samowyp³yw wody o temperaturze 67°C. W wyniku opróbowania utworów kredy dolnej, wyznaczono w niecce ³ódzkiej obszar wystêpowania wód geoter- malnych o temperaturze do 70°C, wydajnoœci do 80 m³/h i mineralizacji oko³o 8 g/dm³(Szar- szewska, Mateñko 1981). W latach 1990 i 1991 powsta³y dwa nastêpne odwierty geoter- malne: Uniejów PIG/AGH-1 i Uniejów PIG/AGH-2 (P³ochniewski 1991).

Kompleksow¹ ocenê warunków hydrogeologicznych i termicznych w odniesieniu do jednostki Ni¿u Polskiego znajdujemy w pracach Bojarskiego (1996) i Góreckiego (2006a, 2006b).

Obecnie w regionie ³ódzkim funkcjonuje tylko jeden zak³ad geotermalny w Uniejowie.

Ale zosta³y opracowane równie¿ projekty wykorzystania energii geotermalnej dla £odzi, Poddêbic, Radomska, Zduñskiej Woli, Kleszczowa i RogóŸna.

1. ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ

Niecka ³ódzka stanowi centraln¹ czêœæ jednostki wy¿szego rzêdu synklinorium szcze- ciñsko-³ódzko-miechowskiego (Po¿aryski 1974). Synklinorium jest struktur¹ asymetryczn¹ o z³o¿onej budowie, w obrêbie której wyró¿niæ mo¿na szereg struktur drugiego rzêdu, takich jak: antykliny (np. Tuszyna, Je¿owa), synkliny (np. Zgierza) i samoistne wysady solne (np. RogoŸno). Struktury te zosta³y poprzecinane uskokami powsta³ymi w orogenezie alpejskiej, co doprowadzi³o do utworzenia siê wielu rowów tektonicznych i horstów (np.

Be³chatowa).

Nieckê ³ódzk¹ wype³niaj¹ osady permsko-mezozoiczne, spoczywaj¹ce na osadach ska³ starszych. Piêtro kredy górnej wykszta³cone jest w postaci facji marglistej z wk³adkami wapieni. Kredê doln¹ reprezentuje seria i³owców i mu³owców przechodz¹cych w stropowej czêœci w osady piasków i piaskowców drobno- i œrednioziarnistych. Ocenia siê, ¿e suma- ryczna mi¹¿szoœæ osadów kredowych wynosi od 2000 do 2400 m w czêœci centralnej niecki do oko³o 200 m w obrze¿eniach struktury. Utwory jurajskie charakteryzuj¹ siê doœæ jed- nolitym wykszta³ceniem; s¹ to g³ównie wapienie, czêsto margliste lub piaszczyste oraz margle niekiedy z wk³adkami gipsu i anhydrytów. Mi¹¿szoœæ osadów jurajskich waha siê od 250 do ponad 3000 m. Natomiast najni¿ej usytuowane w niecce ³ódzkiej osady triasu s¹ wy- kszta³cone w postaci kompleksów mu³owcowo-i³owcowych, piaskowców, dolomitów, wa- pieni i margli. Ich mi¹¿szoœæ wynosi do 1500 m. Nadk³ad stanowi¹ osady paleogenu, neogenu i czwartorzêdu.

2. WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE

Wed³ug regionalizacji hydrogeologicznej s³odkich wód podziemnych, niecka ³ódzka po³o¿ona jest w obrêbie makroregionu centralnego, regionie ³ódzkim (Paczyñski (red.) 1995).

Jednostka charakteryzuje siê bardzo du¿¹ mi¹¿szoœci¹ warstw wód s³odkich wystêpuj¹cych w utworach kredowych. Wœród zwyk³ych wód podziemnych wyró¿nia siê tu (Paczyñski 2007):

– górnokredowy poziom wodonoœny obejmuj¹cy spêkane margle i wapienie, wystêpuj¹ce do g³êbokoœci 200–250 m,

– dolnokredowy poziom wodonoœny o charakterze porowo-szczelinowym, wystêpuj¹cy w piaskach i piaskowcach, do g³êbokoœci nawet 1000–1200 m.

Pod wzglêdem chemicznym wody zwyk³e charakteryzuj¹ siê typem HCO3-Ca i HCO3- -Ca-Mg o mineralizacji od oko³o 100 do 400 mg/dm³.

Zaznaczyæ równie¿ nale¿y, ¿e jednostkê niecki ³ódzkiej uznano za najbardziej depresyjn¹ strefê wód s³odkich w kraju. Wskutek intensywnej eksploatacji wód poziomu górnokre- dowego i dolnokredowego, na terenie aglomeracji ³ódzkiej dosz³o do obni¿enia zwierciad³a wody w obu poziomach wodonoœnych, co spowodowa³o powstanie g³êbokiego i rozleg³ego leja depresji oraz zaburzenia re¿imu hydrodynamicznego (Paczyñski (red.) 1995; Bojarski (red.) 1996).

3. CHARAKTERYSTYKA ZBIORNIKÓW WÓD TERMALNYCH

W œwietle istniej¹cego rozpoznania geologicznego mo¿na przyj¹æ, ¿e najwa¿niejszymi kolektorami wód termalnych niecki ³ódzkiej s¹:

– piaskowce kredy dolnej, gdzie udokumentowane temperatury wód wynosz¹ od 20 do 70°C; nale¿y zaznaczyæ, ¿e wystêpuj¹ce tu wody posiadaj¹ nisk¹ mineralizacjê wahaj¹c¹ siê od 0,2 do 25 g/dm³(rys. 1);

– wapienie górnej jury, gdzie wystêpuj¹ wody o temperaturze od 25 do 70°C i mineralizacji od 2 do 50 g/dm³;

– piaskowce œrodkowej i dolnej jury, gdzie obserwuje siê temperaturê wód dochodz¹c¹ do 80°C i doœæ wysok¹ mineralizacjê w granicach 100 g/dm³(rys. 2);

– utwory wêglanowo-piaszczyste triasu, gdzie obserwuje siê najwy¿sze temperatury osi¹- gaj¹ce wartoœci 130–140°C.

W tabeli 1 i 2 przedstawiono charakterystykê podstawowych danych hydrogeologicznych i cech wód termalnych wystêpuj¹cych w obrêbie niecki ³ódzkiej.

Pod wzglêdem chemicznym wody termalne wystêpuj¹ce w niecce ³ódzkiej reprezentuj¹ typowe wody chlorkowo-sodowe oraz wodorowêglanowo-sodowe. Na podstawie dotychcza- sowego rozpoznania mo¿na stwierdziæ, ¿e zbiornik wód termalnych charakteryzuje siê bardzo zró¿nicowanymi mi¹¿szoœciami utworów i g³êbokoœciami wystêpowania, co powoduje znacz-

SIERADZ

£ÓD

PIOTRKÓW TRYBUNALSKI Trzeœniew 1

Dobrów IGH1 Banachów IG1 Ko³o IG3 Turek 1

Turek 2

Poddêbice IG-1 Ko³o IG4 Uniejów PIG-1 Uniejów PIG-2 Uniejów IGH-1

Ozorków ZPB

Sarny Ig1 Madaje Stare IG1

£ódŸ Widzew

£ódŸ ul.Telefoniczna

£ódŸ Stare Górki 2

£ódŸ 8 Marca

Tuszyn 1

Be³chatów Geo-4

Milanów 2 Milanów Ig1

13 J

90

0,85 58

1,0

95 0,92 7,8 1,2 14 0,90

7,4 1,0 9,0

0,90

6,8 0,99

0,2 -

0,2

- 0,2

0,4 - -

0,3 24

0,3 5,3

0,4 - 0,4

3,5

WA£

KUJA WSKI

OBSZAR ŒWIÊT

OKRZYSKI NIECKA

PRZEDSUDECKA NIECKA

MOGILEÑSKA

0 30 km

1

2

Tuszyn 1

42 0,84

3 4

N

NIECKA

£ÓDZKA

£ódŸ EC-2 RogoŸno 9/5

Grodzisk

Uniejów PIG-1

5

Rys. 1. Mapa obszarów wystêpowania wód termalnych w utworach kredy dolnej w niecce ³ódzkiej (wed³ug Bojarskiego 1996)

Objaœnienia: 1 – strefa wód termalnych typu Cl-Ca i mineralizacji od 10–100 g/dm³; 2 – strefa wód termalnych typu HCO3-Na i mineralizacji < 1,0 g/dm³; 3 – otwór wiertniczy; 4 – otwór wiertniczy z danymi w tabeli 2; 4 –mineralizacja wody w g dm

rNa rCl / :

3

+ -

Fig. 1. Map of documented thermal water, in lower Cretaceous in formation of the basin of £ódŸ (based on Bojarski 1996)

1 – zones of thermal water, type Cl-Ca, in mineralization 10–100 g/dm³; 2 – zones of thermal water, type HCO₃-Na, in mineralization <1,0 g/dm³; 3 - boreholes; 4 – boreholes in table 2; 4 – mineralizations water g dm

rNa rCl / :

3

+ -

£ÓD

SIERADZ

PIOTRKÓW TRYBUNALSKI

Trzeœniew 1

Ponêtów 1 Przyby³ów 1

Ko³o Ig4

Wartkowice 3 Turek 1

Zakrzyn IG 1

Florentyna Ig2 Sarnów Ig1

Madaje Stare Ig1

Zytowice 1

Tuszyn 9

Be³chatów 9 Be³chatów 10

Siomki 1 Radzi¹tków 2 Radzi¹tków 3

Gomunice 3

Gomunice 4

Granice 2

Granice 1

Milanów 2 Milanów Ig1 92

0,73 185 J20,64

157 J20,84

190 Br

58 J30,86

118 J30,82

J2111 0,73

J380 0,84

J396 0,80

J242 0,84

36 31 0,86 0,9

J2

J2

J2

31 0,7

7 1,1 13 0,99

3,5 1,4

1,0 2,9 0,4

- 0,5 4,0

0,3 -

70 Br

3 J 28 J

750 Br 4 J

3 J NIECKA

MOGILEÑSKA

WA

£ KUJA

WSKI

OBSZAR ŒWIÊT

OKRZYSKI

0 30 km

NIECKA

PRZEDSUDECKA

NIECKA

£ÓDZKA

N

1 2

3 4

Zakrzyn IG 1

J2 42 0,84

5

Gidle5

£ódŸ Telefoniczna RogóŸno 9/5

RogóŸno 9/5

6 7

Rys. 2. Mapa obszarów wystêpowania wód termalnych w utworach jury dolnej w niecce ³ódzkiej (wed³ug Bojarskiego 1996)

Objaœnienia: 1 – strefa wód termalnych typu Cl-Ca i mineralizacji od 100–200 g/dm³; 2 – strefa wód termalnych typu Cl-Ca i mineralizacji od 50–100 g/dm³; 3 – strefa wód termalnych typu Cl-Ca i mineralizacji od 10 do 50 g/dm³; 4 – strefa wód termalnych typu HCO3-Na i mineralizacji 1–10 g/dm³; 5 – otwór wiertniczy; 6 – otwór wiertniczy z danymi w tabeli 2; 7 – mineralizacja wody w g dm

rNa rCl / :

3

+ -

Fig. 2. Map of documented thermal water, in lower Jurassic of formation of the basin of £ódŸ (based on Bojarski 1996)

1 – zones of thermal water, type Cl-Ca, in mineralization 100–200 g/dm³; 2 – zones of thermal water, type Cl-Ca, in mineralization 50–100 g/dm³; 3 – zones of thermal water, type Cl-Ca, in mineralization 10–50 g/dm³; 4 – zones of thermal water, type HCO3-Na, in mineralization 1–10 g/dm³; 5 – boreholes;

mineralizations water g dm/ ³

najni¿sze stê¿enia nie przekraczaj¹ce 1 g/dm³w utworach kredy dolnej. Natomiast najwy¿sze notowane s¹ dla wód wystêpuj¹cych w utworach triasu, nawet 300 g/dm³. Obserwuje siê tu równie¿ typow¹ dla wód g³êbokiego kr¹¿enia strefowoœæ hydrogeochemiczn¹.

Na podstawie zebranych danych archiwalnych stwierdziæ mo¿na równie¿, ¿e zasilanie zbiornika wód termalnych niecki ³ódzkiej nastêpuje na wychodniach dolnokredowych pod utworami czwartorzêdowymi, zarówno od strony wa³u kujawskiego, jak i równie¿ od strony monokliny przedsudeckiej, co przejawia siê wyraŸnie w zmianie chemizmu od brzegów basenu do centrum. W g³êbszej czêœci niecki ³ódzkiej na kontakcie z nieck¹ mogileñsk¹ mineralizacja solanek wzrasta do 100 g/dm³(Bojarski 1996).

Wed³ug Bojarskiego, P³ochniewskiego i Stachowiak (1979) wody termalne Ni¿u Pol- skiego s¹ wodami poligenetycznymi, stanowi¹cymi mieszaninê s³onych wód reliktowych z m³odszymi wodami s³odkimi. Tezê tê potwierdzaj¹ badania sk³adu izotopowego (Zuber, Grabczak 1985), sugeruj¹ce pochodzenie czêœciowo infiltracyjne i mieszanie siê wód opa- dowych z silnie zasolonymi wodami reliktowymi.

PODSUMOWANIE

Obszar niecki ³ódzkiej uwa¿any jest za jeden z najbardziej perspektywicznych rejonów dla pozyskiwania energii geotermalnej z wód podziemnych. Jednostka charakteryzuje siê bardzo du¿¹ mi¹¿szoœci¹ warstw wód s³odkich. W jej strefie osiowej w ca³ym kompleksie kredy, lokalnie tak¿e jury do g³êbokoœci 1000–1600 m, brak jest wód zmineralizowanych (P³ochniewski 1975). Temperatura wód s³abo mineralizowanych na g³êbokoœci 900 m osi¹ga 23°C. Miejscami, jak np w Ozorkowie k. £odzi, ju¿ na g³êbokoœci 100 m pojawia siê woda Tabela 1 Podstawowe dane dotycz¹ce wystêpowania i cech zbiorników wód termalnych niecki ³ódzkiej

Table 1 Basic data on the occurrence and characteristics of the thermal basin reservoirs of the £ódŸ Basin

Lp.

Zbiornik hydrogeotermalny

Utwory

wodonoœne G³êbokoœæ Temperatura Wydajnoœæ Mineralizacja Typ wód [wiek poziomu] [litologia] [m] [°C] [m³/h] [g/l]

1. kreda dolna piaskowce 780–2254 20–70 15–100 0,2–25 HCO3-Ca

Cl- Ca, F, B

2. jura

górna wapienie 250–2000 25–70 25–50 2–50 Cl-Ca

œrodkowa piaskowce 250–2000 25–80 25–100 70–100 Cl-Ca

dolna piaskowce 250–3000 34–80 50–300 50–70 Cl-Ca, Br

3. trias

górny marglisto-

mu³owcowe 500–2500 20–80 50–100 50–150 Cl-Na

œrodkowy wapienie/margle 500–3500 20–130 20–30 50–200 Cl – Na + Br dolny piaskowce/margle 500–4000 30–140 25–60 100–300 Cl-Na

Tabela2 Zestawieniedanychdotycz¹cychwystêpowaniaicechwódtermalnychdlawybranychotworówniecki³ódzkiej Table2 Dataontheoccurrenceandcharacteristicsofthermalwatersforselectedboreholesofthe£ódŸBasin LokalizacjaNazwaotworuSeria wodonoœnaG³êbokoœæ [m]

Temperaturana wyp³ywie [°C]

Zasoby eksploatacyjne [m3 /h]

Mineralizacja [g/dm3]Typ hydrochemicznyWykorzystanie RejonRadomskaGidle-5triasdolny215180,0–294,2Cl-Ca– Miasto£ódŸ

EC-2,Nr3kredadolna94023,0–26,0126,00,2HCO3-Ca– EC-2,Nr2a78026,0–26,2/19,3–20,2379,0 EC-2,Nr5b78026,0/19,1–19,5 EC-2,Nr5a776,518,2–19,1 ul.Telefoniczna78juragórna120929,0–31,010,00,4 RejonRogóŸnaRogoŸno9/5juragórna241,832,0/25,915,951,1Na-Cl-HCO3– 7/7Grabiszewkredadolna273,125––Cl-HCO3-Na-Ca Uniejów

IGH-1kredadolna 2254,067,0–70,055,8–Na-Cl,F,B+ PIG/AGH-1206570,090,14– PIG/AGH-2202569,2120,08,0 PoddêbiceIG-1kredadolna2155–0,325,1Cl-Na,Br– Grodzisk k/Rzgowa–kredadolna90022–232700,1–0,3HCO3-Ca–

o podwy¿szonej temperaturze (Dadak 1973). Wed³ug Ros³oñskiego (1937), zjawisko to nale¿y zawdziêczaæ systemowi dyslokacji umo¿liwiaj¹cych g³êbokie kr¹¿enie wód infil- tracyjnych.

Entuzjastów wykorzystania wód termalnych jest tak samo du¿o jak i sceptyków. Wy- stêpuj¹ce wody termalne w jednostce niecki ³ódzkiej posiadaj¹ wiele mo¿liwoœci wykorzy- stania. Najwa¿niejsze z nich to zastosowanie w balneologii, jako zak³ady wodolecznictwa zdrojowego oraz do rekreacji – baseny k¹pielowe kryte i otwarte. Wody te powinny równie¿

znaleŸæ zastosowanie w rozwoju ogrodnictwa i hodowli ryb, a tak¿e do celów grzewczych.

LITERATURA

BOJARSKI L. (red.), 1996 — Atlas hydrochemiczny i hydrodynamiczny paleozoiku i mezozoiku oraz ascensyjnego zasolenia wód podziemnych na Ni¿u Polskim. Wyd. PIG, Warszawa.

BOJARSKI L., P£OCHNIEWSKI Z., STACHOWIAK J., 1976 — Wody termalne na Ni¿u Polskim. Kwartalnik Geologiczny t. 20, nr 3, 657–674.

DADAK Z., 1973 — Ciep³e wody podziemne w utworach kredowych okolic £odzi. Kwart. Geol. 17, 1, 84–91.

DOWGIA££O J., KLECZKOWSKI S., MACIOSZCZYK T., RÓ¯KOWSKI A. (red. nauk.), 2002 — S³ownik hydrogeologiczny, Wyd. PIG, Warszawa.

GÓRECKI W. (red. nauk.), 2006a — Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Ni¿u Polskim, Wyd.

AGH, Kraków.

GÓRECKI W. (red. nauk.), 2006b — Atlas zasobów geotermalnych formacji paleozoiku na Ni¿u Polskim. Wyd.

AGH, Kraków.

PACZYÑSKI B. (red.), 1995 — Atlas Hydrogeologiczny Polski 1: 500 000. Pañstwowy Instytut Geologiczny.

Warszawa.

PACZYÑSKI B., 2007 — Ogólna charakterystyka jednostek s³odkich wód podziemnych. [W:] Hydrogeologia regionalna Polski. Pañstwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 70:81.

P£OCHNIEWSKI Z., 1975 — Koncepcja poszukiwania leczniczych wód podziemnych na obszarze województwa

³ódzkiego. Pr. Ins. Geol., ser. Spec., 9b.

P£OCHNIEWSKI Z., 1991 — Uniejów (gm. Uniejów) - Dokumentacja zasobów wód termalnych w kat. „C”, „B”

z utworów kredy dolnej rejonu Uniejowa. Mat. archiwalny, PIG, Warszawa.

PO¯ARYSKI W. (red.), 1974 — Budowa geologiczna Polski, tom IV, z. 1, Ni¿ Polski. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa.

ROS£OÑSKI R., 1937 — Stan opracowania mapy hydrogeologicznej arkusza £ódŸ-Piotrków w skali 1 : 300 000.

Posiedz. Nauk. Pañstw. Inst. Geol. 48, 47–48.

SZARSZEWSKA Z., MATEÑKO T., 1981 — Dokumentacja hydrogeologiczna w kat. „B” termalnych wód mi- neralnych z utworów kredy dolnej ujêtych otworem Uniejów IGH 1 w Ostrowsku k.Uniejowa, woj. Koniñskie.

Mat. archiwalny, PIG, Warszawa.

ZUBER A., GRABCZAK J., 1985 — Pochodzenie wód mineralnych Polski po³udniowej w œwietle dotychcza- sowych badañ izotopowych. Mat. III Ogólnopolskiego Sympozjum Kraków–Karniowice, 135–148.

OCCURRENCE THERMAL WATERS OF THE BASIN OF £ÓD

Abstract

The £ódŸ Basin, situated in central part of Poland, is one of the most perpective areas of occurrence of thermal waters. The principal resources of thermal waters are reservoired in the Mesoic groundwater horizons. Thermal waters are accumulated first of the all in the Lower Cretaceous and Lower Jurassic formations.

Thermal waters of the £ódŸ Basin may be used for the purposes of balneology, recreaction and heating.

Keywords

Thermal waters, basin of £ódŸ