Geneza i uslovi cirkulacije voda kompleksnih karstnih sistema Kučajsko-Beljaničkog masiva

Abstract

postupaka koji je primenjen u cilju definisanja zona prihranjivanja i veze između podzemnih i površinskih voda, vremena koje voda provede u podzemlju, pri čemu se formira jedinstven hemijski sastav i temperaturni režim isteklih voda, bili su polazna osnova za usmerenje na istraživanje karsta i definisanje teme doktorske disertacije. Kučajsko-beljanički masiv se nalazi u istočnoj Srbiji i pripada oblasti Karpatobalkanskog luka i idealan je poligon za istraživanje, obzirom da se u okviru njega nalaze jaka karstna vrela i pojave toplih karstnih izvora na relativno malom rastojanju, što je predstavljalo izuzetan naučni izazov u pogledu definisanja geneze voda i uslova cirkulacije kroz dokazivanje hipoteze da ove vode različite temperature potiču iz „iste karstne izdani“. U okviru karstnog masiva izdvojeno je 15 kompleksnih sistema, za koje su interpretacijom podataka kvantiteta, zajedno sa rezultatima izotopskih (18O i 2H, 13C, 3H, 3H/3He i 14C), jonskih i fizičko-hemijskih analiza voda, dobijeni rezultati o karakteristikama i funkcionisanju sistema izdvojenih u okviru masiva. Multidisciplinarni pristup istraživanja rezultirao je saznanjima da se u okviru Kučajskobeljaničkog masiva nalaze vode starosti od nekoliko dana do skoro 6.000 godina, što ukazuje na izraženu vertikalnu zonalnost rasprostranjenja karstnih kanala i na postojanje plitkih kanala, kao i kanala sa veoma dubokom sifonalnom cirkulacijom podzemnih voda. Hidrohemijski podaci svedoče o postojanju veoma složenih geohemijskih procesa koji se odvijaju u podzemlju, postojanju grejnog tela i uticaju prolongiranog kontakta podzemnih voda sa stenama na hemijski i temperaturni režim podzemnih voda. Na osnovu video-endoskopskih istraživanjai reinterpretacije karotažnih merenja, moglo se zaključiti da se radi o razviću veoma duboke cirkulacije. Takođe, rezultati su ukazali da je karstifikacija u okviru karbonatnog kompleksa razvijena dublje od 500 m od zona primarnih isticanja, što ide u prilog razviću karstno-pukotinskog tipa izdani, u okviru kojih se, pod raznim uslovima, formiraju vode povišene temperature (13 – 36 °C).

In order to define recharge zones, groundwater-surface water interaction, mean residence time and groundwater age, as well as genesis of hydrochemisty and temperature regimes of cold and lukewarm water, it was necessary to conduct a large number of different methodological approaches. Kucaj-Beljanica massifis is located in eastern Serbia and belongs to the Carpathian- Balkan mountain arch and represent an ideal research area, since at some locations at relatively short distances from karst springs with cold and fresh waters, drainage of thermal and sub-thermal water also occurs. This represent remarkable scientific challenge in terms of defining the genesis and circulation of cold and thermal groundwater flows. The Kucaj-beljanica massif was divided into 15 complex systems, where quantity data, together with the results of the isotopic (18O i 2H, 13C, 3H, 3H/3He i 14C), ionic and physicchemical analysis of the water, gave conclusions about characteristics and system functioning. According to isotope content, video-endoscopy and re-interpretation of well logging in certain locations it could be concluded that groundwater have very deep circulation, or that the karstification of carbonate complexes developed significantly below the erosion base and below the karst channels within deep siphonal circulation. It can be assumed that the karstification carbonate complex is developed deeper than 500 m from the primary drainage zone. A multidisciplinary approach has resulted the knowledge that within Kucaj-Beljanica massif groundwater age ranges from a few months to almost 6,000 years, which indicates a vertical zonation of karst channels distribution with shalow channels as well as channels with very deep siphonal groundwater circulation. Hydrochemical data indicate the existence of very complex geochemical processes in the underground, the existence of a heating body (volcanik rock) and influence of prolonged water-hostrock contact on chemical and temperature regime of groundwater.