CAPITOLUL 1: INTRODUCERE

CAPITOLUL 1: INTRODUCERE

1.1. Obiectivul lucrării

În România a existat dintotdeauna numeroase mine de sare datorită ocurenței acesteia pe teritoriul țării noastre. Încă de pe vremea romanilor au fost realizate mine de sare în special în zonele în care aceasta aflorează. Deoarece minele au fost exploatate în exces, după care au umplute cu apă sau cu materiale antropice, ele pot reprezenta un pericol în cazul în care apare fenomenul de subsidență. Acest proces poate fi datorat atât tasării diferențiate a terenului cât și a existenței unor goluri rămase de la fostele mine.

Prin metodele geofizice se poate determina localizarea unor foste exploatări de sare, iar în cazul procesului de subsidență, geofizica ajută la monitorizarea procesului și la găsirea unei soluții în vederea remedierii.

Una dintre minele care prezintă atât fenomenul de subsidență cât și existența unor goluri subterane cunoscute este mina de la Ocna Dej. În cadrul acestei mine au fost realizate măsurători electrometrice cât și gravimetrice.

Măsurătorile electrometrice au fost realizate în cadrul incintei în zona de exploatare a minei Iosif. Ele au fost utilizate pentru a identifica zonele în care există goluri prin efectuarea unor SEV-uri deasupra zonei de intrare în mină.

Obiectivul măsurătorilor gravimetrice reprezintă determinarea cauzei naturale sau antropice ce produce subsidența unei clădiri administrative. Procesul de subsidență a fost observat și prin măsurători electrometrice, însă, datorită faptului că, spațiul din jurul clădirii afectate nu este suficient de mare, pentru a se putea întinde tot echipamentul necesar și deoarece, în perimetrul stabilit sunt îngropate cabluri electrice și conducte de canalizare, măsurătorile nu au avut o calitate bună. De aceea, s-a apelat la metoda gravimetrică, deoarece măsurătorile se realizează cu un dispozitiv mic, ideal pentru terenul în jurul clădirii.

Datele obținute în urma măsurătorilor realizate, au fost prelucrate, iar pe baza lor s-au realizat modele geologice, în cazul metodei gravimetrice, și pseudo-secțiuni de rezistivitate, în cazul metodei electrometrice, pentru a determina cauzele care produc subsidența clădirii administrative cât și evidențierea golurilor existente deasupra minei Iosif

1.2. Scurt istoric

Încă din vremea romanilor există dovezi de exploatare a minelor de sare aflate în Depresiunea Transilvaniei. Una dintre acestea o constituie Salina Ocna Dej, mină de sare ce a fost menționată în documente încă din anul 1239. Minele exploatate pe vremea romanilor pot fi identificate ca vestigii sub forma unor excavații colmatate.

Salina Ocna Dej este situată în mijlocul Depresiunii Transilvania, la confluența Someșului Mare și Someșului Mic, la o distanță de 3 kilometri de municipiul Dej și la 60 de kilometri de municipiul Cluj-Napoca.

Numeroasele documente, ce confirmă existența minei, oferă informații despre modul de organizare și mărimea exploatării sării precum și despre așezările omenești ce au fost întemeiate și care s-au dezvoltat pe lângă minele de sare.

Zona în care se aflau mine romane a fost exploatată până în secolele XII-XIII, când se consideră că s-a început exploatarea în actualul perimetrul al minei. Prima modernizare are loc în anul 1822, când este construită calea ferată, iar anul 1903 este consemnat în documente ca fiind anul în care a avut loc primul export al sării. (www.salinaocnadej.ro)

Figura 2: Mina de la Ocna Dej (www. salinaocnadej.ro)

CAPITOLUL 2: GEOLOGIE

Depresiunea Transilvaniei este situată între Carpații Orientali, Carpații Meridionali și Munții Apuseni și constituie o unitate structurală majoră a țării noastre.

Ea a luat naștere prin scufundarea unui relief cristalin reprezentat, în special, prin șisturi sericito-cloritoase, cuarțite, micașisturi și rare intercalații de calcare cristaline. Depresiunea este plasată în întregime pe pânzele austrice ale orogenului carpatic (Stoica, Gherasie, 1981). De asemenea, ea reprezintă cea mai mare depresiune molasică neogenă de pe teritoriul românesc. (Săndulescu, 1984).

M. Săndulescu consideră că, din punct de vedere tectonic, ea este suprapusă peste două etaje, sens Wegman: 1). elemente deformate ale diferitelor segmente aparținând Dacidelor, inclusiv Dacidelor transilvane (Transilvanidelor); 2). cuverturii lor post-tectonice, care urcă până în Miocenul inferior.

În urma analizei pe verticală a Depresiunii Transilvaniei, C. Stoica et al. au identificat trei etaje structurale cu structuri tectonice diferite. Un prim etaj este cel inferior, ce are un stil tectonic asemănător cu cel din pânzele carpatice din mezozoic. Etajul structural median este mai puțin afectat tectonic și este format din formațiuni Senoniene, Paleogene și Miocene inferioare. Ultimul etaj structural indentificat este costituit de cel superior în care se găsesc formațiuni Tortoniene, Sarmațiene și Panoniene, afectate de mișcările Pliocene și de deformări suferite de stratul de sare.

D. Ciupagea et al. disting mai multe cicluri de sedimentare în Depresiunea Transilvaniei: ciclul Cretacic superior, ciclul Paleogen, ciclul Burdigalian-Helvețian, ciclul Tortonian-Buglovian-Sarmațian și ciclul Pliocen.

La sfârșitul Miocenului inferior, după tectogeneză, a avut loc schițarea depresiunii. Primele depozite ce îi pot fi atribuite sunt reprezentate de stratele de Hida, strate de vârstă helvețiană. (Săndulescu, 1984). Acestea sunt formate din marne ce alternează cu gresile care au intercalații lenticulare de conglomerate.

Delimitarea conturului și al ariei ocupate de depresiune a fost făcut prin depunerea tufului de Dej (Săndulescu, 1984), tuf ce costituie un bun reper în cadrul Depresiunii, acesta fiind urmat de depunerea formațiunii de sare din ciclul Tortonian-Buglovian-Sarmațian. Masivele de sare aflorează în multe zone printre care și Dej, Unguraș, Sic, Turda, Ocna Mureș și Ocna Sibiului.

În urma analizei repartiției depozitelor Badeniene, Sarmațiene și Pannoniene, M Săndulescu a ajuns la concluzia că este posibil ca axa depresiunii să fi suferit, în timp, o rotație de la direcția nord-sud la cea nord-este – sud-vest.

Sarea din depresiunea Transilvaniei are tendința de a se ridica spre zonele proeminente ale depozitelor preTortoniene. Ea ocupă o suprafață de circa 16 206 km2, având o grosime medie de aproximativ 250 metri (Stoica, Gherasie, 1981).

Tabel 1: Repartiția sării în depresiuna Transilvaniei după grosimi (Stoica, Gherasie, 1981)

În figura 5 este reprezentată harta geologică a Ocna Dejului:

În Helvețian se găsesc stratele de Hida formate dintr-o serie marno-grezoasă cu intercalații lenticulare de conglomerate grosiere care, pe meridianul Dej, are o grosime de peste 1000 de metri.

Tortonianul este dispus discordant peste stratele de Hida. El poate fi împărțit în trei orizonturi. Orizontul inferior este reprezentat de tuful de Dej, cel mediu de faciesul cu sare și faciesul marnos cu gripsuri, iar cel superior este reprezentat de orizontul marnelor. În dreptul Dejului, tuful din tortonian prezintă variații ale grosimii, aceasta fiind aproximativ de 35 de metri.

Tortonianul mediu este reprezentat de orizontul mediu. Faciesul cu sare din acest orizont este dezvoltat în zona mai internă a depresiunii. La Ocna Dejului acest facies formează o lentilă plan convexă ce are grosime maximă de 100 de metri, având la bază tuful de Dej și în acoperiș o serie marnoasă cu o grosime de aproximativ 60 de metri ce conține slabe intercalații de gresii.

Buglovianul este constituit dintr-o serie formată din marne ce au intercalații nisipoase cu concrețiuni. Grosimea acestuia variază de la 100 de metri la 200 de metri.

În Pleistocenul mediu (Pleistocenul 2-2) se găsesc depozitele vechii terase reprezentate prin nisipuri și pietrișuri ce variză de la un metru până la 4 metri.

Sedimentele Pleistocenului superior au fost împărțite în depozitele terasei înale (Pleistocenul 1-3), constituite din nisipuri și pietrișuri, cu o grosimea variind de la un metru până la 5 metri, depozitele terasei superioare (Pleistocenul 2-3), alcătuite tot din nisipuri și pietrișuri însă grosimea acestora ajungând până la 7 metri, și depozitele terasei inferioare având același caracteristici ca și cele superioare.

Holocenul este format din nisipurile și petrișurile ce aparțin lunci. (Dumitrescu, 1968).

2.1. Modul de formare al cutelor diapire

Ludovic Mrazec este primul geolog care introduce termenul de ”diapirism” în literatura de specialitate și îl folosește pentru a denumi cutele care au un sâmbure de străpungere. Conform definiției date de L. Mrazec (1915) cutele diapire sunt structuri anticlinale, cu nucleul format din roci plastice (sare, ghips, argile, roci magmatice) care străpung stratele acoperitoare.

Densitatea redusă și plasticitatea mai ridicată decât cea a rocilor înconjurătoare constituie principalele caracteristici ale rocilor aflate în nucleul structurilor diapire. Formarea acestor structuri a fost un motiv de discuții între cercetătorii, fiind enunțate mai multe teorii.

Prima teorie este cea a lui Ludovic Mrazec enunțată în 1906 pentru a explica geneza cutelor diapire din Subcarpații Munteniei și a fost dezvoltată și susținută cu argumente și de către alți cercetători.

În opinia cercetătorului, cauza principală a cutării diapire este acțiunea forțelor tectonice de compresie orizontală. Se admite că sarea a jucat un rol pasiv în procesul de diapirism, deplasarea ei și străpungerea stratelor fiind datorate cutării stratelor înconjurătoare.

Cea de a doua teorie a fost elaborată de Harbort în 1910 și se numește teoria instabilității gravitaționale sau a izostaziei. El a enunțat această teorie pentru a explica formarea structurilor în cazurile în care nu există forțe de compresiune sau distensiune orizontale. Conform acestei teorii, cauza principală a diapirismului este densitatea mai redusă a materialului diapir în raport cu cea a rocilor înconjurătoare.

Ambele teorii au fost acceptate deoarece unele structuri diapire din zonele intens cutate au luat naștere sub acțiunea forțelor tangențiale, altele s-au format pe baza forțelor gravitaționale, în zonele stabile tectonic, dar există și cazuri în care atât forțele tectonice cât și cele gravitaționale au conlucrat și au dus la formarea acestor structuri. (Paulici, Corneliu, 1985)

2.2. Modelul distribuției masivelor de sare pe teritoriul României

România este o țară bogată în acumulări de sare, de diferite tipuri. Acumulării de sare au fost identificate în urma măsurătorilor gravimetrice efectuate, iar unele dintre ele fiind chiar și confirmate prin alte tipuri de informații geofizice sau prin foraje.

Botezatu și colaboratorii (1970) au efectuat un studiu al acumulărilor de sare la nivel național. Pe baza informațiilor gravimetrice și a altor informații de natură geofizică, au realizat o hartă cu repartiția acumulărilor de sare pe teritoriul României. Anomaliile obținute în cadrul măsurătorilor gravimetrice au valori de minim local.

Pe baza elementelor identificate, R. Botezatu a realizat o clasificare a tipurilor de corpuri de sare și a structurilor asociate ale acestora, identificând următoarele clase (Botezatu, 1982):

cute diapire, care produc anomalii gravimetrice alungite, concordante cu structura geologică și care sugerează intervenția forțelor tectonice fără a o exclude însă pe cea a izostaziei. Intensitatea cutelor diapire permit aprecierea gradului de diapirism a sâmburelui de sare al cutei;

anticlinale cu domuri diapire, la care domurile se reflectă în anomalii izometrice de minim inserate în anomalia alungită de dimensiuni mai mari produsă de cuta anticlinală. Originea este mixtă, tectonică și izostatică;

domuri independente de mișcările tectonice, cu origine predominant izostatică, de tipul celor gazeifere din partea centrală a Depresiunii Transilvaniei;

sare stratiformă, ușor diapiră, cu îngroșări și efilări neregulate, care produc anomalii gravimetrice locale de intensitate redusă și cu morfostructură neregulată. Astfel de forme structurale ale sării au apărut ca urmare a unor cauze mixte (tectonice și izostatice);

corpuri de sare migrată prin diapirism izostatică de-a lungul unor diapirisme de discordanță, către flancurile unui relief îngropat;

corpuri de sare lentiliforme deformate de cauze tectonice a căror intensitate a depășit-o pe cea a îngrămădirii diapire;

lentile de sare rămase aproape nedeformate față de forma inițială de depunere a lor.

În imaginea de mai jos, sunt puse în evidență răspândirea corpurilor de sare în funcție de clasificarea de mai sus. (Botezatu, 1982):

2.3. Zăcământul de sare Ocna Dej

Zăcământul de sare de la Ocna Dej are forma de pernă cu grosimi ce variază de la 12 m la 156 m. S-a observa că patul corpului înclină spre SE cu 5o, iar acoperișul zăcământului prezintă neregularități, ce sunt datorate îngrămădirii sării în unele zone.

În cadrul zăcământului se pot identifica trei zone de migrare a sării: o zonă este localizată în nordul salinei, reprezentând sectorul în care au loc exploatările actuale, ce are o grosime de aproximativ 130 m. A doua zonă se află la sud de Săcădate, ea fiind caracterizată de grosimi un pic mai mare, de aproximativ 156 m. Ultima zonă se află la vest, în zona Bicaștău, grosimea maximă din această zonă ajungând până la 98 m.

Datorită faptului că grosimea stratului de sare diferă de la o zonă la alta, s-a presupus că acest lucru este datorat procesul de migrare al sării cât și cutării stratelor de sare observate în mină.

În lucrările miniere subterane s-a observat că suprafața de contact dintre sare și șisturile cu radiolari are înclinări relativ mari, uneori ajungând până la verticală. A fost considerat că diferența de nivel dintre deal și vale a determinat apariția unor forțe izostatice ce a provocat migrarea sării.

Rezervele zăcământului sunt evaluate la 872 milioane de tone cu conținut mediu de 98,8% NaCl. Producția medie este de 350000 t/an. În anul 1979 s-a deschis o nouă mină la Ocna Dej, care exploatează după metoda cu camere mici și pilieri pătrați (Stoica, Gherasie, 1981).

În forajele realizate în jurul clădirii cât și în urma datelor geotehnice efectuate, s-a observat că în jurul acesteia se află:

0 – 3 metri se află nisip, pietriș, argilă prăfoasă și fragmente de cărămizi;

3 – 7 metri argilă prăfoasă afânată sau plastică;

7 – 10 metri argilă prăfoasă și marnă argiloasă;

10 – 12,5 metri fragmente de tuf și brecie sărată;

12,5 metri limita stratului de sare.

Studiile hidrogeologice au arătat că în acoperișul stratului de sare, se află un acvifer, cu potențial scăzut, care determină dizolvarea sării aflată în partea superioară. În forajele măsurate, nivele piezometrice au valori diferite, însă permeabilitatea este aproximativ constantă, având o conductivitate hidraulică aproximativ K=10-5 cm/s (Georgescu, 2000).

Din punct de vedere litologic, zona studiată prezintă neomogenități importante care au o contribuție importantă în modificarea valorii de densitatea a formațiunilor.

În această zonă a fost identificat tuful de Dej, ce constituie un bun reper în cadrul depresiunii, care are grosimi de aproximativ 35 de metri și are o densitate medie de 1,83 g/cm3.

Formațiunea din Badenianul mijlociu, formațiune formată din sare, poate ajunge la grosimi de până la 150 metri. Densitatea din această zonă a fost determinată pe eșantioane prelevate, și are valoarea medie de 2,09 g/cm3. Această valoarea a fost determinată și de alți cercetători pentru brecia sării. Această formațiune este urmată de orizontul marnos, de vârstă Badenian superior, ce prezintă intercalații de gresii și tufuri. Valoarea medie ponderată a densității pentru această zonă a fost stabilită ca fiind de 2,24 g/cm3. De asemenea, a fost stabilite valorile densităților pentru marne, 2,23 g/cm3 și pentru gresii, 2,43g/cm3 . (Georgescu, 2003)

Valoarea densității pentru nisip, 2,03 g/cm3 și pentru pietriș, 2,47 g/cm3, a fost preluată din literatura de specialitate, ea reprezentând o valoare medie în cadrul Depresiunii Transilvania. (Botezatu, 1964)

CAPITOLUL 3: STUDIU DE CAZ – OCNA DEJ

3.1. Prelucrarea datelor geofizice utilizând GIS-ul

GIS reprezintă acronimul de la Geographical Informational System (Sistemul Informațional Geografic) și constă într-o aplicație informatică ce se bazează pe diferite tipuri de date cărora le sunt atribuite o locație. Programul a fost creat din necesitatea de a localiza informațiile deținute asupra anumitor evenimente.

În cadrul acestei lucrări, pentru realizarea hărților, a fost utilizat program ArcGIS de la ESRI, versiunea 9.3 .

Primul pas în crearea unei hărți îl constituie alegerea corectă a sistemului de coordonate. Din 1970 și până la intrarea României în NATO a fost folosită proiecția carteziană Stereografică 1970 (Stereo 70).

În România, majoritatea hărților geologice au fost realizate în acest sistem de proiecție de aceea și în cadrul acestei lucrări a fost utilizată proiecția Stereo 70. În cazul în care, hărțile au fost realizate în alte sisteme de proiecție (ex. WGS84, sistem de proiecție folosit de GPS) au fost făcute transformări ale coordonatelor folosindu-se programul TransDatRo versiunea 4.01 pus la dispoziție, în variantă online, de către Agenția Națională de Cadastru și Publicitate imobiliară (www.ancpi.ro).

Următoarea etapă este constituită de georeferențierea hărților: atribuirea coordonatelor carteziene unor elemente identificate sau definite pe toate imaginile sau hărțile deținute. În acest caz, au fost identificate atât clădiri sau colțuri ale clădirilor cât și foraje. Pentru a putea georeferenția hărțile, a fost nevoie de extragerea coordonatelor de pe Google Earth și transformarea acestora în sistemul Stereo 70.

După georeferențiere, hărțile sunt digitizate, astfel încât se obțin profilele în care au fost făcute măsurătorile. Pentru a digitiza o hartă este nevoie de definirea unui Geodatabase, în cadrul programului ArcCatalog de la ESRI, în care vor fi definite obiectele, ce vor fi digitizate, prin forma lor geometrică. Astfel, în cazul unui foraj se va defini un punct ce va avea coordonate Stereo 70 și căruia i se pot contura câteva atribute, cum ar fi numele, numărul sau adâncimea.

Prin digitizarea tuturor hărților obținute au fost identificate existența unor foste mine care au fost umplute cu material, iar existența lor fiind necunoscută.

În figura 9 este reprezentată Mina Iosif, în care se observă întinderea minei în subteran, pilonii de susținere a acesteia cât și intrarea în mină.

De asemenea, aplicația GIS ajută la localizarea forajelor efectuate în cadrul minei. Prin introducerea coordonatelor acestora și suprapunerea lor peste o imagine de ansamblu se poate observa distribuția spațială a acestora. În cazul în care este nevoie de proiectarea unui nou foraj, se poate estima localizarea acestuia fără a plasa în apropierea unui altuia.

Identificarea cu o precizie cât mai bună a localizării forajelor pe hartă ajută la interpretarea datelor obținute în urma măsurătorilor geofizice realizate. Ele pot oferii informații importante privind structura geologică cât și adâncimea formațiunilor constituente.

3.2. Aplicarea metodelor geofizice

Metodele geofizice pot fi aplicate pentru determinarea zăcămintelor de minerale, a hidrocarburilor sau a problemelor de mediu determinate de cauze naturale cât și antropice. În funcție de rezultatul dorit, metoda care se poate aplica pentru obținerea unor rezultate cât mai bune poate diferii. De asemenea, un alt factor care influențează alegerea unei metode geofizice îl constituie proprietățile petrofizice ale structurii studiate. În acest caz, sarea are proprietăți diferite față de rocile înconjurătoare.

Prima metodă geofizică care a fost aplicată pentru identificarea corpurilor de sare a fost metoda gravimetrică. Cu ajutorul ei, s-a reușit identificarea a aproximativ 170 de masive de sare (Gavăt, 1973) în țara noastră. De obicei, prezența sării se observă printr-o anomaliei de minim, deoarece densitatea acesteia, δ = 2,2 g/cm3 , este mai mică față de cea a rocilor înconjurătoare. Însă există și cazuri în care se poate observa o anomalie de maxim dacă densitatea rocilor înconjurătoare este mai mică.

Următoarea metodă aplicată în cazul localizării masivelor de sare o constituie seismică.

Prin aplicarea metodelor seismice ce obține o imagine a masivului de sare, observându-se întinderea acestuia atât pe verticală cât și pe orizontală. Cea mai mare contribuție a metodei seismice o constituie identificarea stratului de sare de vârstă Tortoniană din Depresiunea Transilvaniei. (Gavăt, 1973). Însă, costul ridicat pentru aplicarea metodelor seismice a contribuit la eliminarea aplicabilității acestora pentru determinarea masivelor de sare.

Magnetometria este metoda geofizică care se aplică mai rar în cazul identificării masivelor de sare deoarece aceasta nu are proprietăți magnetice importante, iar deosebirea față de rocile înconjurătoare este greoaie.

În schimb, aplicarea metodelor electrometrice în determinarea masivelor de sare poate aduce rezultate importante, dacă metoda de prospecțiune este potrivită pentru condițiile geologice ale zonei studiate. Deoarece intervalul de variație al rezistivității sării este destul de mare, el variind între 103 și 107, se poate considera că ea este rezistivă în raport cu rocile sedimentare înconjurătoare. (Gavăt, 1973).

3.2.1. Metoda gravimetrică

Metoda gravimetrică reprezintă o metodă geofizică de investigare a subsolului pe baza variației laterale și verticale a densității. Primul instrument pentru măsurarea gravității a fost pendulul matematic. Pe baza acestuia, a fost construit pendulul fizic care poate fi aproximat cu un corp rigid, în cazul geologie și al geofizicii cu o placă. Treptat aparatura a evoluat ajungându-se la construirea unor gravimetre care au o precizie de 0,01 mGali. (Note de curs – Gravimetrie)

Adâncimea de investigare a metodei gravimetrice diferă în funcție de tipul rețelei folosită. În cazul în care, măsurătorile sunt realizate la o distanță mare între ele, adâncimea maximă de investigare poate ajunge până la aproximativ 50 kilometri adâncime, reprezentând baza crustei terestre. Dacă măsurătorile sunt făcute la distanțe mici între ele, efectul gravimetric obținut poate fi și de la câțiva metri până la zeci de metri.

Pe lângă adâncimea de investigare, în cazul metodei gravimetrice o importanță majoră o are contrastul de densitate dintre corpul cercetat și mediul înconjurător. Se cunoaște faptul că efectul gravimetric al unui corp se atenuează cu pătratul distanței, ceea ce înseamnă că există cazuri, în care, dacă corpul se află la adâncimea foarte mare, iar contrastul de densitate cu rocile înconjurătoare este mic, el să nu fie observat din punct de vedere gravimetric.

Densitatea rocilor este influențată de compoziția mineralogică, porozitate , adâncimea cât și de gradul de alterare al rocilor. S-a observat că densitatea rocilor crește o dată cu creșterea adâncimii deoarece au loc procese de diageneză, în cazul rocilor sedimentare, în urma cărora are loc reducerea volumului spațiului poros dar și evacuarea fluidelor din rocile respective. Modul de formare al rocii constituie un al factor care influențează densitatea. Acesta crește dacă roca este formată în urma proceselor chimice (exemplu sare, roci carbonatice) și scade dacă aceasta se formează prin sedimentare. (Note de curs – ”Interpretarea geologică a datelor geofizice”)

În gravimetrie există mai multe tipuri de anomalii gravimetrice n funcție de efectul structurilor care sunt luate în considerare. Anomalia Bouguer este cea mai utilizată și ea este o anomalie de prospecțiune, reflectând, în general, neomogenitățile de densitate la scară mică/locală. În general, acestea sunt cantonate în relief, deasupra elipsoidului de referință. Anomalia Bouguer se obține prin eliminarea efectului gravimetric datorat reliefului și al elipsoidului din valoarea observată. Daca se elimină doar efectul elipsoidului atunci anomalia obținută se numește Anomalia în Aer Liber (”Free-Air Anomaly”). Această anomalia se aplică de obicei în studiile regionale dar și în cele geodezice. Cea de a treia anomalie folosită este Anomalia Izostatică care se obține prin eliminarea efectului dat de relief, de elipsoid dar și de rădăcina muntoasă.

3.2.2. Metoda electrometrică

Metoda electrometrică reprezintă o metodă de investigare a subsolului prin utilizarea unui curent continuu sau alternativ. Una dintre metodele de investigare o reprezintă sondajul electric vertical (SEV). În cazul acestei metode se injectează curent continuu și se obține valoarea rezistivității aparente a mediului. Rezistivitatea reprezintă rezistența opusă de material la trecerea curentului electric. Ea depinde de lungimea, secțiunea și caracteristicile materialului. Inversul rezistivității reprezintă conductivitatea electrică. Valoarea rezistivității aparente a mediului depinde direct proporțional de constanta dispozitivului electric (K) utilizat și tensiunea la borne (ΔV) și invers proporțional cu intensitatea curentului injectat în sol.

Prin valoarea rezistivităților obținute se poate realiza un model geologic al terenului. Însă, valoarea rezistivității este influențată de mai mulți factori: compoziția mineralogică, porozitatea, conținutul în fluide, compoziția chimică a electrolitului, temperatura și presiunea litostatică.

Compoziția mineralogică are un rol important în estimarea rezistivității unei roci deoarece există minerale atât conductive cât și rezistive, iar cantitatea acestora și modul de distribuție pot determina natura electrică a rocii. Porozitatea influențează valoarea rezistivității deoarece spațiul poros poate fi umplut sau nu, iar în cazul în care acesta este umplut contează natura materialului de umplere. S-a observat că rezistivitatea unei roci scade o dată cu creșterea conținutului în fluide și cu creșterea temperaturii. Creșterea presiunii litostatice poate determinat atât creșterea cât și scăderea rezistivității unei roci deoarece ea depinde și de conținutul în fluide. Dacă roca este umedă, rezistivitatea acesteia va crește o dată cu presiunea, iar daca ea este uscată rezistivitatea va scădea. (Note curs – Prospecțiuni electrice)

Dispozitive:

Pentru efectuarea unui sondaj electric vertical se folosesc, în general, patru electrozi, în funcție de dispozitivul utilizat. Prin cei doi electrozi de emisie, denumiți în general A și B, se injectează curentul în subsol, iar prin electrozi de recepție, notați M și N, se înregistrează diferența de potențial care apare între diferite puncte. Există mai multe dispozitive de măsurare a rezistivității aparente. Ele pot fi bipolare, tripolare sau cvadripolare, în funcție de numărul de electrozi folosiți. Măsurătorile bipolare presupun injectarea curentului electric prin electrodul A și măsurarea diferenței de potențial în electrodul M, electrozii B și N se presupun că se află la o distanța infinită față de zona de măsurare.

Dispozitivele tripolare folosesc un electrod pentru a injecta curentul electric, A; electrodul B se presupun a se afla la o distanță infinită, iar măsurarea potențialului se realizează cu ajutorul celor doi electrozi M și N.

Dispozitivele cvadripolare utilizează cei patru electrozi. Curentul fiind introdus în subsolul prin electrozi A și B, iar electrozi care măsoară diferența de potențial sunt M și N.

a).

b).

3.3. Realizarea măsurătorilor

3.3.1. Metoda gravimetrică

Măsurătorile gravimetrice de la Ocna Dej au fost făcute de către Ioane D. et al. Acestea au fost realizate la cererea administrației minei, deoarece, s-a observat într-o etapă anterioară a proiectului ”Evoluția fenomenului de surpare, impactul asupra mediului înconjurător și soluții de prevenire a riscului în zona lucrărilor miniere vechi și noi de la Ocna Dej” că una din clădirile administrative este afectată de subsidență. Din această cauză, rețeaua gravimetrică a fost proiectată, astfel încât clădirea să se afle în centrul rețelei.

Perimetrul studiat se întinde pe aproximativ 90 m direcție nord-sud și circa 40 m direcție est-vest. Cotele stațiilor au fost determinate de topografii de la salină, iar valorile lor se încadrează între 254,9415 m și 257,7667 m.

Măsurătorile au fost realizate cu un gravimetru Scintex CG-2, ce permite citiri, în mod normal, de până la 0,005 mGali și are o precizie de 0,01 mGali. Ele au fost realizate în mai multe cicluri gravimetrice, durata unui ciclu fiind de o oră. A fost ales acest interval de timp, pentru a se încerca diminuarea efectului produs de variația de temperatură ce are loc pe parcursul unei zile, , asupra datelor măsurate. În cadrul rețelei s-a folosit ca stație gravimetrică de bază, una din stațiile ce intră în componența rețelei. Pe baza datelor măsurate în această stație gravimetrică, au fost făcute corecțiile datorate driftului instrumental.

De asemenea, măsurătorile efectuate au fost influențate și de vibrațiile terenului provenite de la autovehiculele din incinta minei, cât și de la benzile transportatoare ale acesteia.

În cadrul fiecărei stații reprezentate în figura 16, s-au realizat câte două măsurători, aflate la înălțimi diferite față de suprafața topografică. Prima măsurătoare a avut loc la 0,45 metri, iar cea de a doua la 1 metru.

Pentru a se determina valoarea anomaliei gravimetrice Bouguer, în fiecare stație în parte, se aplică o corecție, rezultată în urma calibrării gravimetrului, pentru a transforma unitățile citite în valori de mGali. Valoare corecției este specifică pentru fiecare instrument în parte, iar în acest caz ea a fost determinată în urma calibrării gravimetrului la GeoEcoMar București, și are valoarea de 0,10106 mGali/diviziune.

Deoarece zona de interes nu se află la o adâncime foarte mare, anomalia Bouguer este raportată la un nivel de referință ce se află la aproximativ 25 de metri adâncime. În această zonă, se presupune că se află o fostă mină.

Pe harta anomaliei gravimetrice Bouguer se observă o anomalie de maxim ce se află localizată în partea stângă a clădirii, pe direcția nord -nord-vest aceasta reprezentând anomalia de interes deoarece structura care o determină produce subsidența colțului de clădire.

Se poate observa în imaginea alăturată că această anomalie are valori mari, intensitatea ei fiind de 0,4 mGali.

În figura 17 se observă că anomalia are o alungire pe direcția nord – nord-est – sud – sud-vest și se poate încadra într-o zonă ce ar avea dimensiunile de aproximativ 15×10 metri. De asemenea, se observă că în jurul aceste anomalii de maxim, se pot identifica trei anomalii de minim care o înconjoară.

În figura 18, se observă o altă anomalie de maxim, ce se află în partea opusă față de anomalia descrisă mai sus, având direcția nord – nord-est – sud – sud-vest, și reprezentată în figura 4, ce are o intensitate un pic mai mică față de cea precedentă, de aproximativ 0,2 mgali. De asemenea, se poate observa apariția a două anomalii de minim ce sunt localizate de-o parte și de alta a celei de maxim.

În figura 19, se remarcă o anomalie de minim ce este însoțită de o anomalie de maxim. Ambele anomalii au intensități destul de ridicate și pot presupune un nou studiu de caz, în cazul în care până acum nu a fost realizat.

3.3.2. Metoda electrometrică

Măsurătorile electrometrice au fost realizate deasupra minei Iosif pentru a identifica posibilele goluri subterane. Au fost realizate patru profile de tomografie electrică D1, D2, D3 și D4, iar în zonele de interes de pe profilele D1 și D2 au fost realizate și măsurători de sondaj electric vertical.

Cele patru SEV-uri realizate pe profilul D1 au o lungime de 40 de metri și o orientare aproximativ nord-est – sud-vest. Distanța AB/2 a variat ca în tabelul 2 în timp ce distanța MN/2 a fost constantă și egală cu un metru. Adâncimea maximă până la care au avut loc măsurătorile fiind 100 de metri.

În tabele de mai sus se observă că valoarea rezistivității aparente este destul de scăzută, ea variind de la aproximativ 1,4 Ωm până la valoarea de 7 Ωm.

Profilul D2 se află la aproximativ 20 de metri în spre vest față de profilul D1. Pe acest profil au fost realizate patru SEV-uri care au fost amplasate ca în imaginea de mai jos.

CAPITOLUL 4: PRELUCRAREA DATELOR

4.1. Prelucrarea datelor gravimetrice

Primul pas în prelucrarea datelor gravimetrice, îl constituie aplicarea reducerilor necesare pentru eliminarea diferitelor efecte. Reducerea în aer liber se aplică pentru eliminarea efectului determinat de amplasarea stațiilor pe suprafața topografică. (Botezatu, 1976) . Această reducere a fost aplicată utilizându-se valoarea medie de 0,3086 mGali/metru înmulțită cu elevația fiecărei stații. Valoarea a fost aplicată pentru fiecare stație în parte.

A doua reducere aplicată este reducerea Bouguer și are ca scop reducerea efectului gravitațional (efectul unei plăci) ce este produs de grosimea fiecărui strat cât și de densitatea acestuia. Valoarea acestei reduceri se determină prin înmulțirea constantei -0,0419 cu grosimea stratului și cu densitatea. În calculul reducere, a fost folosită o densitate medie egală cu 2,20 g/cm3.

Deoarece diferența de nivel dintre stații nu are o variație mare și perimetrul este destul de redus, nu a fost calculată reducerea datorată efectului de relief.

Pentru a realiza harta gravimetrică a anomaliei Bouguer, datele au fost interpolate la valoarea de 0,1 mGali. Pentru a realiza harta gradientului vertical al gravității s-a folosit diferența dintre valorile obținute, pentru fiecare stație în parte, la cele două nivele de adâncime. În acest mod, se dorește evidențierea contrastelor de densitate determinate la suprafețe puțin adânci. (Georgescu, 2003)

Pentru a realiza harta filtrată a anomaliei Bouguer, datele gravimetrice au fost prelucrate utilizându-se ca filtru metoda ferestrei mobile. Această constă în crearea unei ”ferestre” pătratice care este suprapusă peste gridul inițial. În interiorul aceste ”ferestre” se determină o nouă valoare a anomaliei pe baza valorilor măsurate și a unor coeficienți care sunt stabiliți de către utilizator (formula 1). După ce a fost determinată noua valoare, ”fereastra” este mutată astfel încât ea să se suprapună peste locația anterioară, ca în figura de mai jos. Se continuă acest procedeu până când se determină valori noi ale anomaliei pentru toate datele măsurate.

Figura 24: Metoda ”ferestrei” mobile

(formula 1)

4.2. Prelucrarea datelor electrometrice

Prelucrarea datelor electrometrice începe cu reprezentarea grafică a rezistivității aparente în funcție de valoarea lui AB/2. În acest mod se observă variația rezistivității electrice care ajută la stabilirea numărului de strate al structurii geologice.

Pe baza relațiilor între rezistivitățile electrice au fost stabilite următoarele tipuri de curbe, numărul rezistivităților electrice depinzând de numărul stratelor:

ρ1 < ρ2 < ρ3 Curba SEV tip A

ρ1 < ρ2 > ρ3 Curba SEV tip K

ρ1 > ρ2 < ρ3 Curba SEV tip H

ρ1> ρ2 > ρ3 Curba SEV tip Q

La fel cum s-a procedat pentru SEV-ul 1 se realizează și reprezentările grafice pentru următoarele SEV-uri de pe ambele profile.

După reprezentarea grafică a SEV-urilor se creează pseudo-secțiunea de rezistivitate cu ajutorul programului Surfer 12. Pentru a realiza pseudo-secțiunea se realizează un grid pe baza valorilor rezistivității aparente, distanței AB/2 și distanța X de pe profil, exprimată în metri. Ca metodă de interpolare a datelor s-a folosit metoda triangulației. În figura 27 se observă pseudo-secțiunea realizată pentru profilul D1, iar în figura 28 cea realizată pentru profilul D2.

Pentru a putea interpretarea pseudo-secțiunilor de mai sus este nevoie de realizarea inversiei pseudo-secțiunilor de mai sus. Acest procedeu se face cu ajutorul programului iPi2win. În acest program se introduce un fișier de tip *.dat, pentru fiecare profil, ce conține date referitoare la modul de realizare al măsurătorilor, dar și valorile rezistivităților aparente obținute.

În urma încărcării fișierului *.dat în programul iPi2win și stabilirea dispozitivului utilizat și a poziției acestuia pe profil se realizează o pseudo-secțiune cât și reprezentarea grafică a SEV-urilor. Pentru a determina rezistivitatea reală se realizează inversia, prin crearea unui model teoretic pentru fiecare SEV în parte. Acest model teoretic se creează prin adăugarea unui număr de strate în funcție de reprezentarea grafică s SEV-ului. Fiecărui strat adăugat îi va corespunde o grosime cât și o rezistivitate.

Pentru profilul D1 se obține următoarea structură:

Modelul distribuției rezistivității reale rezultat în urma realizării modelului teoretic pentru SEV-urile de pe profilul D1 este:

Valorile rezistivității reale precum și grosimile stratelor obținute în acest model teoretic sunt exportate și introduse în programul Surfer. Se realizează o interpolare a date obținute din inversie utilizând Triangulația și se obține o noua pseudo-secțiune (Figura 36).

Același procedeu se aplică și în cazul SEV-urilor de pe profilul D2. Se obțin următoarele modele teoretice:

Modelul distribuției rezistivității reale rezultat în urma realizării modelului teoretic pentru SEV-urile de pe profilul D2 este:

Pseudo-secțiunea rezultată în urma interpolării datelor este reprezentată în figura 42.

CAPITOLUL 5: INTERPRETAREA DATELOR

5.1. Interpretarea datelor gravimetrice

5.1.1 Modele geofizice și geologice

”Așa cum remarcă Robinson (1967), un model științific, în cazul nostru un model geofizic, reprezintă încorporarea teoriei și rezultatelor experimentale – măsurate sau înregistrate – furnizate de prospecțiunea geofizică. Din necesitate, el trebuie să reprezinte un compromis între simplitate și realitate. Niciodată nu va putea fi un model atotcuprinzător. Mai presus de orice, un model trebuie să încorporeze informațiile practice, deoarece rolul interpretativ al lui trebuie să corespundă necesităților practice.”

R. Botezatu , 1982

Modelul geofizic constă într-o reprezentare grafică în care sunt redate limitele geofizice. O limită geofizică reprezintă o schimbare a unei proprietăți petrofizice, în funcție de metoda geofizică folosită. În această lucrare, deoarece metoda utilizată este gravimetria, proprietatea petrofizică care a fost luată în considerare este densitatea.

În cazul modelului geologic, acesta se realizează pe baza limitelor geologice. O limită geologică poate fi reprezentată de schimbarea stratigrafie, de prezența unei discordanțe sau poate fi constituită de un element tectonic, cum ar fi o falie. Există cazuri în care limita geologică reprezintă un reper geofizic, un orizont geofizic de referință ce poate fi folosit în reprezentarea grafică. Un astfel de reper geofizic, în Depresiunea Transilvaniei, îl reprezintă stratul de tuf.

Pentru a se realiza cele două tipuri de modele pe baza hărții gravimetrică a anomaliei Bouguer au fost trasate două profile ce se intersectează în zona în care are loc subsidența colțului de clădire.

Profilele au fost trasate ca în figura de mai jos:

Profilul A-B:

Primul pas în realizarea atât al modelului geofizic cât și al celui geologic, este de a reprezenta grafic, pe profil, variația anomaliei Bouguer. Această reprezentare este redată în figura 44.

În figura 44 se observă patru anomalii de maxim și două de minim, de intensități diferite. Anomaliile ce prezintă interes datorită subsidenței, sunt cele două anomalii ce au o intensitatea aproximativ la fel și care se află localizate între cele două foraje F4093 și F4091.

Următorul pas îl constituie schițarea limitelor geofizice. Ele vor fi reprezentate în funcție de curba de variație a anomalie. Modelul geofizic rezultat este prezentat în figura 45.

Pentru o mai bună trasare a limitelor geofizice s-a consultat și harta gradientului vertical al gravității și s-a constatat că anomaliile sunt determinate de structuri ce se află în adâncime. De asemenea, limitele au fost trasate și în funcție de datele cunoscute despre modul de exploatare al sării, în acest caz se observă că minele aveau forma unui clopot. Adâncimea limitelor reprezentate a fost desenată în funcție de intensitatea anomaliei.

În modelul geofizic realizat se observă că în partea de sud-est există o modificare treptată a densității ce determină o creștere a valorii anomaliei Bouguer.

Trecerea de la modelul geofizic la modelul geologic se face prin adăugarea limitelor geologice, în acest caz a stratelor, care au fost interceptate de forajele realizate în jurul clădirii. Modelul geologic obținut se poate observa în figura 46.

LEGENDĂ

Profilul C-D

Acest profil a fost trasat perpendicular pe profilul A-B și care traversează anomalia localizată între cele două foraje F4093 și F4091.

La fel ca și la profilul anterior a fost realizată variația anomaliei Bouguer și reprezentată în figura 47 .

În cazul profilul C-D se observă prezența unei anomalii de maxim de intensitate destul de mare față de restul anomaliile ce sunt redate pe acest profil. De asemenea, se mai identifică și trei anomalii de minim, a căror semnificație va fi descrisă în capitolul de interpretare.

Modelul geofizic al acestui profil C-D a fost reprezentat în figura 48.

În figura 48 se observă prezența unei singure mine, Mina Miron, în care densitatea ajunge să aibă cele mai mari valori. Cu privire la cele două anomalii de minim, s-a considerat ca există două zone în care densitatea este mai mică față de densitatea rocilor care le înconjoară.

Modelul geologic al profilul C-D după trasarea limitelor geologice este reprezentat în figura 49.

5.1.2. Interpretarea modelelor geofizice și geologice

În cazul interpretării unui masiv de sare, s-a observat că din punct de vedere gravimetric, acesta determină o anomalie de minim, în cazul în care densitatea sării este mai mică decât densitatea rocilor înconjurătoare. S-a constatat, că în cadrul incintei de la Ocna Dej, densitatea rocilor sedimentare, ce se află deasupra sării, au valori mai mari decât densitatea acesteia.

Se cunoaște faptul că în perimetrul în care au avut loc măsurătorile gravimetrice pot exista goluri subterane în formațiunea de sare, determinate de prezența unor foste exploatări, a căror localizare nu este neapărat cunoscută. Golurile subterane, din punct de vedere gravimetric, sunt reprezentate prin valori ale anomaliei Bouguer de minim. Dar există și posibilitatea ca aceste goluri să fie umplute cu materiale care au o densitate mai mare ca sarea, ducând la observarea unei anomalii de maxim.

În cazul profilul A-B, se poate observa că în zona în care se produce subsidența clădirii, prezența unei anomalii gravimetrice Bouguer de maxim, ceea ce duce la crearea unei ambiguități. Deoarece, în mod normal, procesul de subsidență este determinat de apariția unei cavități, prezența anomaliei de maxim nu putea fi explicată. După o analiză mai amănunțită a hărților realizate, Ioane et. al., au ajuns la concluzia că anomalia de maxim, este datorată prezenței unei foste exploatări, Mina Miron, care a fost umplută cu material, a cărei densitate este mai mare decât a sării. Pe baza acestei observații, se poate ajunge la concluzia, că profilul A-B a fost trasat deasupra unei zone în care exploatarea sării a fost destul de intensă, putându-se observa prezența a patru exploatări vechi, toate fiind umplute cu materiale a căror densitate este mai mare decât a sării. De asemenea, se observă că distanța dintre mine este destul de mică. Dacă nu s-ar fi cunoscut modalitatea de exploatare, în acest caz prin crearea unor mine ce se aseamănă cu un clopot, ar fi putut crea o problemă în interpretarea datelor. În cazul în care, nu s-ar fi știut modul în care se realizau minele în trecut, anomalia gravimetrică Bouguer ar fi putut fi interpretată ca aparținând unei singure mine, iar minimele gravimetrice să fie datorate pilonilor de susținere, zone în care sarea nu ar fi fost exploatată. Însă, având detalii despre exploatare aceste ipoteze au fost eliminate.

De asemenea, în partea de sud-vest a profilului A-B, se observă că valoarea anomaliei este mai mare față de restul valorilor interceptate pe acest profil, ea putând fi determinată de o subțiere a zăcământului de sare, deoarece ce cunoaște faptul că grosimea acestuia variază.

Valorile de minim ale anomaliei pot fi puse pe seama faptului că, în aceste zone sarea se află în starea ei naturală, nefiind exploatată.

Adâncimea maximă a fiecărei mine, poate produce și ea ambiguitate, deoarece se cunoaște faptul că valoarea anomaliei Bouguer se atenuează cu pătratul distanței. Însă, în acest caz măsurătorile au fost raportate la un nivel de referință, 25 de metri, adâncime la care se aștepta interceptarea unei fost saline.

În cazul profilului C-D, se observă anomalia de maxim, datorată prezenței Minei Miron, mină umplută cu material și două zone în care valoare anomaliei Bouguer este minimă. Se cunoaște faptul că deasupra zăcământului de sare se află un acvifer, care poate dizolva sarea, lăsând în urmă cavități de diferite dimensiuni. Minimele existente pe profilul C-D au fost interpretate ca fiind posibile zone, în care, acviferul a creat două cavități ce au dimensiuni diferite.

Partea de nord-vest al profilului se observă că valoarea anomaliei gravimetrice Bouguer are valori mari, ce pot fi datorate, ca și în cazul profilului A-B, de subțierea zăcământului de sare.

5.2. Interpretarea datelor electrometrice

Pseudo-secțiunile rezultate în urma inversie cât și cele obținute prin interpolarea rezistivității aparente și pseudo-secțiunile realizate prin măsurătorile de tomografie electrică (ERT) sunt asemănătoare. (Figura 50). Atât pentru profilul D1 cât și pentru profilul D2 se pot identifica mai multe asemănări printre care localizarea valorilor ridicate ale rezistivității dar și a celor mai mici.

În cazul profilul D1 se poate observa că există două zone în care rezistivitatea electrică are valori ridicate. Prima este localizată între 0 și aproximativ 20 de metri, ea fiind determinată de rezistivitatea ridicată a materialului de umplere a Minei Iosif. Cea de a doua zonă se află începând de la adâncimea de 40 de metri și este datorată unui pilon de susținere, din interiorul minei, el fiind constituit din sare.

a).

Cele două zone se observă și în cazul pseudo-secțiunii inversate numai că intensitatea lor este diferită. În partea conductivă – reprezentată cu albastru și mov – se pot distinge două zone . În partea superioară se observă o valoare a rezistivității mai mică , zonă conductivă, datorată prezenței acviferului care este bogat în săruri și care străbate o porțiune în care mina a fost umplută relativ recent cu material. Cea de a doua zonă este reprezentată de valori mai ridicate ale rezistivității datorate umpluturii. În cazul acestei porțiuni, creșterea rezistivității este datorată adâncimii, ea fiind localizată între aproximativ 60 și 90 de metri, în care presiunea este mai mare, iar cantitatea de fluide a scăzut semnificativ.

Asemănările dintre cele două metode electrice, SEV și ERT, continuă și în cazul pseudo-secțiunilor realizate pentru profilul D2.

Deoarece profilul D2 a fost proiectat la o distanță de 20 de metri față de profilul D1, acesta cuprinde o porțiune mai mică a zonei de surpare.

În pseudo-secțiunea obținută din interpolarea datelor se observă două zone în care rezistivitatea este scăzută. Ele pot fi interpretare ca fiind zone în care acviferul aflat în partea superioară a stratului de sare, este mai bogat în săruri. Cele două porțiuni nu sunt continue din cauza materialului de umplere care a modificat traiectoria acviferului.

a).

Se observă în Figura 54 că începând de la adâncimea de 60 de metri valoarea rezistivității este maximă. Această valoarea poate fi datorată prezenței unui pilon de susținere a minei, format din sare. Acest pilon se observă și pe pseudo-secțiunea inversată, fiind caracterizat tot de valori ridicate ale rezistivității electrice.

Cele două zone descrise la profilul D1 se pot observa și în cadrul acestui profil. Însă adâncimea lor precum și intensitatea rezistivității electrice sunt mai mici.

CAPITOLUL 6: CONCLUZII

6.1 Metoda gravimetrică

În perimetrul în care au avut loc măsurătorile gravimetrice din incinta salinei Ocna Dej se poate observa, pe harta anomaliei Bouguer, că există destul de multe mine vechi care, posibil, au fost umplute cu diverse materiale. Din păcate, însă, ele nu au fost documentate și localizate cu exactitate, în momentul exploatării lor. De aceea, cu ajutorul metodelor geofizice, în acest caz gravimetrice, se pot identifica și inventaria, aducând informații atât despre zonele în care au avut loc exploatări cât și despre potențialele probleme de mediu care pot apărea, cum ar fi subsidența sau golurile subterane, create într-un mod natural sau antropic.

Măsurătorile gravimetrice au avut un rol importat în interpretarea și înțelegerea cauzelor producerii fenomenului de subsidență. Prin realizarea celor două modele geologice s-a putut observa, că principalul factor care duce la producerea fenomenului, este reprezentat de o veche mină care a fost umplută cu diverse materiale. De asemenea, trebuie amintit că în partea superioară a formațiuni cu sare, de vârstă Badenian mijlociu, se află un acvifer. El contribuie la dizolvarea sării, dar poate afecta și minele vechi care au fost rambleiate, prin deplasarea materialului, ducând la apariția unor goluri care pot cauza probleme majore în cazul unei surpări.

În concluzie, în urma analizării fenomenului de subsidență din cadrul incintei salinei Ocna Dej și determinării cauzelor acestuia, consider că ar fi necesar, ca toate zone în care au fost construite clădiri sau în zonele în care se intenționează construirea unora noi, să se realizeze măsurători geofizice pentru a determina și identifica existența unor posibile vechi mine. Iar, în cazul în care se determină noi zone în care fenomenul de subsidență se poate produce, ele trebuie monitorizate în mod constant.

6.2. Metoda electrometrică

Metoda electrometrică, prin realizarea sondajelor electrice verticale, ajută la identificarea zonelor în care se pot produce goluri subterane, dar mai ales contribuie la identificarea zonelor care au fost umplute cu diverse materiale.

În urma măsurătorilor realizate s-a observat distribuția umpluturii cu material a Minei Iosif. Profilul D1 este cel care furnizează cele mai multe informații despre umplutură. Dacă la partea superioară se află o zonă mai rezistivă datorată materialului adăugat mai recent, în bază, valoarea rezistivității ridicate este datorată compactizării materialului. Zona care prezintă un interes deosebit o reprezintă porțiunea în care se află acviferul. Acesta poate contribui într-un mod nu tocmai favorabil deoarece contribuie la spălarea materialului chiar dacă cantitatea luată este mică. În timp, dacă fenomenul nu este urmărit acesta poate duce la producerea unor goluri subterane.

În cazul profilului D2, informațiile privind materialul cu care a fost umplută mina, sunt mai reduse din cauza amplasării profilului. Însă, efectul datorat umpluturii se poate observa și la 20 de metri de intrarea în mină, ceea ce este un pic îngrijorător.

Metodele geofizice contribuie la identificarea și monitorizarea problemelor legate de fenomene de surpare cât și determinarea zonelor în care se pot produce goluri subterane. Cum s-a observat în cadrul acestei lucrări, utilizarea geofizicii poate contribui, într-un mod neinvaziv, la stabilirea cauzelor diferitelor fenomene de instabilitate. Pe baza observaților făcute cu ajutorul metodelor geofizice se poate ajunge la crearea unor modele geologice cât mai reale.

BIBLIOGRAFIE

BĂDUȚ, M., 2007, ”GIS sisteme informatice geografice fundamente practice”, Ediția a II-a revizuită și actualizată, Editura Albastră, Cluj-Napoca, pag. 75-76

BOTEZATU, R., ”Modele geofizice ale alcătuirii geologice a României”, 1982, Editura Academiei Republicii Socialiste Române, București, pag. 123-125

BOTEZATU, R., 1976, ”Prospectarea geofizică a zăcămintelor de minereuri”, Editura Tehnică, București

BOTEZATU, R., CONSTANTINESCU, L., 1964, ”Prospecțiuni geofizice”, Editura Tehnică, București

CHITEA, F., IOANE, D., MĂRUNȚEANU, C., GÂRBACEA, G.F., 2013, ”Electrical Resistivity Tomography (ERT) Measurements in Area of an Old Salt Mine”, Abstract – 7th Congress of Balkan Geophysical Society, Tirana, Albania

CIULAVU, D., CORNELIU, D., SZAKÁCS, A. și DORDEA, D., 2000, ”Neogene Kinematics of the Transylvanian basin (Romanian)”, AAPG BULLETIN, Volum 84, Nr. 10, pag. 1589-1615

CIUPAGEA, D., PAUCA, M., ICHIM, Tr., 1970, ”Geologia Depresiunii Transilvania”, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București

DUMITRESCU, I, ”Harta geologică”, scara 1:200000, foaia L-34-XII, 1968, Cluj, Comitetul de stat al geologiei, Institutul Geologic, București

GAVĂT, I., BOTEZATU, R. și VISARION, M., ”Interpretarea geologică a prospecțiunilor geofizice”, 1973, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, pag. 385-387

GEORGESCU, P.(responsabil proiect), 2003, ”Evoluția fenomenului de surpare, impactul asupra mediului înconjurător și soluții de prevenire a riscului în zona lucrărilor miniere vechi și noi de la Ocna Dej”, Etapa a VII-a,

GEORGESCU, P., 1982, ”Prospecțiuni electrice”, Editura Universității din București, București,

GEORGESCU, P., MĂRUNȚEANU, C., IOANE, D., NICULESCU, V., MAFTEIU, M. și RĂDULESCU, M., ”Salt mining subsidence in Ocna Dej (Romania) as revealed by geoelectric and gravity technics”, 2000, An. Universității din București, Geologie, XLIX, București

IOANE, D., ”Geofizică pentru mediu”, 2006, Editura Vergiliu, București, pag. 105-108

IOANE, D., MĂRUNȚEANU, C., RĂDULESCU, M., ”Gravity in environmental studies: old mining works and active subsidence in Ocna Dej area (Romania),

PAULICI, S. și CORNELIU, D., 1985, ”Geologie structurală, Editura Tehnică, București,

SĂNDULESCU, M., (1984) ”Geotectonica României”, Editura Tehnică, București, pag. 282-283

STOICA, C. și GHERASIE, I., 1981, ”Sarea și sărurile de potasiu și magneziu din România”, Editura Tehnică, București, pag. 72-73

WAHR, J., 1996, ” Geodesy and Gravity – Class Notes”, Editura Samizdat, http://samizdat.mines.edu/geodesy/geodesy.pdf

Note de curs:

Gravimetrie – Prof. Dr. Ing. Marian Ivan

Interpretarea geologică a datelor geofizice – Prof. Dr. Ing. Dumitru Ioane

Prospecțiuni electrice – Lector Dr. Ing. Florina Chitea

Site-uri:

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_anomaly – consultat Aprilie 2014

www.salinaocnadej.ro – consultat în Septembrie 2013

www.googleearth.com – consultat în Aprilie 2014

www.ancpi.ro – consultat în Noiembrie 2013

BIBLIOGRAFIE

BĂDUȚ, M., 2007, ”GIS sisteme informatice geografice fundamente practice”, Ediția a II-a revizuită și actualizată, Editura Albastră, Cluj-Napoca, pag. 75-76

BOTEZATU, R., ”Modele geofizice ale alcătuirii geologice a României”, 1982, Editura Academiei Republicii Socialiste Române, București, pag. 123-125

BOTEZATU, R., 1976, ”Prospectarea geofizică a zăcămintelor de minereuri”, Editura Tehnică, București

BOTEZATU, R., CONSTANTINESCU, L., 1964, ”Prospecțiuni geofizice”, Editura Tehnică, București

CHITEA, F., IOANE, D., MĂRUNȚEANU, C., GÂRBACEA, G.F., 2013, ”Electrical Resistivity Tomography (ERT) Measurements in Area of an Old Salt Mine”, Abstract – 7th Congress of Balkan Geophysical Society, Tirana, Albania

CIULAVU, D., CORNELIU, D., SZAKÁCS, A. și DORDEA, D., 2000, ”Neogene Kinematics of the Transylvanian basin (Romanian)”, AAPG BULLETIN, Volum 84, Nr. 10, pag. 1589-1615

CIUPAGEA, D., PAUCA, M., ICHIM, Tr., 1970, ”Geologia Depresiunii Transilvania”, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București

DUMITRESCU, I, ”Harta geologică”, scara 1:200000, foaia L-34-XII, 1968, Cluj, Comitetul de stat al geologiei, Institutul Geologic, București

GAVĂT, I., BOTEZATU, R. și VISARION, M., ”Interpretarea geologică a prospecțiunilor geofizice”, 1973, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, pag. 385-387

GEORGESCU, P.(responsabil proiect), 2003, ”Evoluția fenomenului de surpare, impactul asupra mediului înconjurător și soluții de prevenire a riscului în zona lucrărilor miniere vechi și noi de la Ocna Dej”, Etapa a VII-a,

GEORGESCU, P., 1982, ”Prospecțiuni electrice”, Editura Universității din București, București,

GEORGESCU, P., MĂRUNȚEANU, C., IOANE, D., NICULESCU, V., MAFTEIU, M. și RĂDULESCU, M., ”Salt mining subsidence in Ocna Dej (Romania) as revealed by geoelectric and gravity technics”, 2000, An. Universității din București, Geologie, XLIX, București

IOANE, D., ”Geofizică pentru mediu”, 2006, Editura Vergiliu, București, pag. 105-108

IOANE, D., MĂRUNȚEANU, C., RĂDULESCU, M., ”Gravity in environmental studies: old mining works and active subsidence in Ocna Dej area (Romania),

PAULICI, S. și CORNELIU, D., 1985, ”Geologie structurală, Editura Tehnică, București,

SĂNDULESCU, M., (1984) ”Geotectonica României”, Editura Tehnică, București, pag. 282-283

STOICA, C. și GHERASIE, I., 1981, ”Sarea și sărurile de potasiu și magneziu din România”, Editura Tehnică, București, pag. 72-73

WAHR, J., 1996, ” Geodesy and Gravity – Class Notes”, Editura Samizdat, http://samizdat.mines.edu/geodesy/geodesy.pdf

Note de curs:

Gravimetrie – Prof. Dr. Ing. Marian Ivan

Interpretarea geologică a datelor geofizice – Prof. Dr. Ing. Dumitru Ioane

Prospecțiuni electrice – Lector Dr. Ing. Florina Chitea

Site-uri:

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_anomaly – consultat Aprilie 2014

www.salinaocnadej.ro – consultat în Septembrie 2013

www.googleearth.com – consultat în Aprilie 2014

www.ancpi.ro – consultat în Noiembrie 2013