Click here to load reader

Naučni rad-geomorfologija Tetima 2011

  • View
    283

  • Download
    46

Embed Size (px)

Text of Naučni rad-geomorfologija Tetima 2011

A. Barakovi1 E. Jaarevi2 GEOMORFOLOKA ANALIZA PODRUJA LEITA KAMENE SOLI ''TETIMA'' GEOMORPHOLOGICAL ANALYSIS OF ''TETIMA'' SALT DEPOSIT AREANauni rad REZIME Geomorfoloka analiza podruja leita kamene soli ''Tetima'' je izvrena sagledavanjem osnovnih geolokih,geomorfolokih i hidrografskih karakteristika predmetnog podruja i primjenom postupaka kvantitativne geomorfoloke analize, koji su obuhvatili analizu energije reljefa i analizu drenanog sistema. Na osnovu provedenih analiza utvren je poloaj, znak i intenzitet neotektonskih pokreta kojima su formirane odgovarajue neotektonske strukture. Analize su vrene na topografskoj podlozi razmjere 1:25 000, a povrina analiziranog podruja iznosi 25 km2. Kljune rijei: geomorfologija, analiza, energija reljefa, drenani sistem,neotektonika SUMMARY Geomorphological analysis of the ''Tetima'' salt deposit area was performed considering the fundamental geological, geomorphological and hydrological characteristics of the area and by applying procedures of quantitative geomorphological analysis, which involved the analysis of relief energy as well as analysis of the drainage system. Based on conducted analysis, location, character and intensity of neotectonic movements was determined, through which the appropriate neotectonic structures were formed. Key words: geomorphology, analysis, energy, dreinage system, neotectonics Uvod Oblici u reljefu analiziranog podruja su posljedica djelovanja endogenih i egzogenih pokreta i procesa na stijenske mase tokom tercijera i kvartara. Geomorfolokom analizom odreen je uticaj neotektonskih pokreta na oblikovanje reljefa, primjenom postupaka kvantitativne geomorfoloke analize. Sutina kvantitativne geomorfoloke analize predstavljaju parametari kojima su iskazana odreena svojstva geomorfolokih procesa i oblika u reljefu. Za definisanje neotektonskih pokreta na podruju leita soli ''Tetima'' primijenjeni su postupci analize energije reljefa i analize drenanog sistema. 1. Geografski poloaj, geomorfoloke i hidrografske karakteristike Leite kamene soli ''Tetima'' nalazi se oko 8 km sjeveroistono od Tuzle, na junim obroncima planine Majevice, u okviru Dokanjske sinklinale, (sl.1).

1 Dr.sc.Amir Barakovi,vanredni profesor RGGF-Univerzitet u Tuzli. 2 Eldar Jaarevi,dipl.in.geol. Rudarski institut d.d. Tuzla.

1

Slika 1 Geografski poloaj podruja leita kamene soli ''Tetima''

Podruje ''Tetima'' predstavlja izrazito brdski teren koji u orografskom smislu raste prema sjeveru prelazei u horst Majevice, i opada prema jugu, prelazei u Tuzlanski bazen. U sjevernom dijelu predmetnog podruja istiu se vrhovi Poivala, (834 m.n.m.), Grede, (803 m.n.m.) i Kapljevac, (745 m.n.m.), dok u junom dijelu dominiraju nii obronci sa kotama ispod 600 m.n.m. Geomorfoloke i orografske karakteristike podruja, te relativna visinska razlika izmeu najvie kote, (834 m.n.m.) i najnie kote, (350 m.n.m.), upuuju da je prilikom oblikovanja terena tektonika bila dominantan faktor. Od egzogenih faktora koji su uticali na oblikovanje reljefa dominantni se fluvijalni i proluvijalni procesi i sa procesom denudacije oblikovali su fluvio-denudacioni tipove oblika reljefa. Uslijed ovih procesa nastao je nesklad izmeu ugla nagiba padina i fiziko-mehanikih svojstava geolokih sredina, zbog ega dolazi do gravitacionog kretanja na dolinskim stranama rijeka. Ovakvi i slini koluvijalni procesi, skupa sa fluvio-denudacionim procesima predstavljaju padinske procese koji su karakteristini za predmetno podruje. Drenanu mreu ine drenani sistemi vodotoka Piperke, Jablanike rijeke, Gnjice, Jale, Kosake rijeke, Dulerke i Pustovica potoka. Osim pomenutih, hidrografsku mreu upotpunjuju i povremeni vodotoci bujinog karaktera, ije se prihranjivanje vri uglavnom od atmosferskih padavina. Pravci pruanja vodotoka su S-J, SI-JZ i upravni su na pravce pruanja slojeva geolokih tvorevina. Uslijed toga izraena je vertikalna erozija i odnoenje znatnih koliina materijala iz viih dijelova terena i njihovo akumuliranje u niim dijelovima.

2. Geoloke karakteristikeU geolokoj grai ireg podruja leita kamene soli ''Tetima'', (sl. 2), dominiraju neogeni sedimenti koji predstavljaju juni obod Panonskog bazena, dok su paleogeni sedimenti geodinamikim procesima otkriveni u podruju horsta Majevice. [1]

2.1. Litologija paleogenaEocenski sedimenti, izgrauju glavni greben Majevice u kojem su zastupljeni laporci, pjeari i krenjaci. U donjem dijelu ove serije utvrene su pojave kamenog uglja. Oligocenski sedimenti, lee konkordantno ispod slavinovikih krenjaka Tuzlanskog bazena i ine njegov sjeverni rub. Predstavljeni su laporcima, glincima i pjearima, te podreeno konglomeratima. 2

2.2. Litologija neogenaMiocenski sedimenti, javljaju se uz jugozapadni rub Majevikog horsta. Razvijeni su u faciji krenjaka i laporaca ''Slavinovia'', lee konkordantno na oligocenskim sedimentima i postupno prelaze u sedimente crvene serije. ''Crvena serija'', lei konkordantno na Slavinovikim krenjacima. U sastav ove serije ulaze: crveni konglomerati, konglomeratini pjeari, tufitni pjeari, tufitni alevroliti, glinci, rjee laporoviti kvrgavi krenjaci, krenjaci i gips. Sedimenti ''arene serije'' su objedinjeni sa prethodnom serijom, lee konkordantno preko slavinovikih krenjaka, javljaju se na krilima Dokanjske sinklinale, predstavljeni su pjeskovitim laporcima, pjearima i rjee konglomeratima. ''Sona Formacija'' , lei diskordatno preko crvene i arene serije, karakterie se trakastom teksturom a izgrauju je hemogeni karbonati, kamena so, anhidrit, laporci, glinoviti laporci, laporoviti alevroliti i alevroliti, te piroklastiti. Gornje tuzlanski ploasti krenjaci, su tanko uslojeni do laminirani i predstavljaju zavretak sone formacije. Miocenskim sedimentima pripadaju tamnosivi i crni laporci. Moe se izdvojiti donji nivo kompaktnih crnih laporaca debljine 20-70 m i gornji nivo sivih laporaca i alevritskih laporaca sa foraminiferskom faunom. Alternirajua serija laporaca, alevrolita i arenita je ukupne debljine oko 300 m. Ove naslage odlikuje turbiditni karakter sedimentacije. Brakine sedimente znaajnog rasprostranjenja u ovom lokalitetu ine: donje ''Rissoa slojevi'' predstavljeni tamnosivim tankoslojevitim laporcima u izmjeni sa laporovitim pjearima, gornje ''Rissoa slojevi'' izgraeni od pjeara, konglomerata i pjeskovitih laporaca u ritminoj izmjeni, donji ''Ervilia slojeve'' predstavljeni laporcima sa proslojcima konglomerata, gornji ''Ervilia slojeve'' predstavljeni kvarcnim pjearima koji navie prelaze u krupnozrne slabovezane ronjako-kvarcne konglomerate, i ''Mactra slojevi'' u ijem su donjem dijelu krenjaki pjeari u smjeni sa pjeskovitim do laporovitim glinama. Miocenskoj seriji sedimenata pripadaju glinoviti laporci i gline, a rjee ljunkoviti pjeari, pjeskovi i laporoviti krenjaci. Debljina ovih sedimenata u Dokanjskoj sinklinali iznosi oko 120 m. Morfostrukturni oblici predmetnog podruja su obrazovani djelovanjem neotektonskih pokreta. U srednjem i gornjem miocenu dolazi do izdizanja glavnog Majevikog grebena, koji je do tada jedinstveni Tuzlanski bazen podijelio na dva dijela: Tuzlanski u uem smislu na jugu, i iboniko-loparski bazen na sjeveru. Prema tome, na irem podruju leita kamene soli ''Tetima'' moemo izdvojiti dvije neotektonske jedinice: greben (horst) Majevice i Tuzlanski bazen. U prvoj fazi formiranja horsta Majevice, dolo je do stvaranja preage i diobe bazena, a kasnije i do generalnog izdizanja sjevernog krila, formiranja horsta i stvaranja planine Majevice. Ovo izdizanje traje i danas, a relativna kretanja u okviru horsta iznose preko 3 000 m. Tuzlanski bazen se nalazi izmeu grebena Majevice na sjeveru i Spreke depresije na jugu. Kroz itavo neotektonsko vrijeme tone, pa debljina neogenih naslaga koje ga izgrauju, prema geofizikim podacima iznosi oko 4 000 m. U okviru Tuzlanskog bazena kao posljedica tektonskih pokreta formirano je vie strukturnih oblika sinklinalnog i antiklinalnog karaktera. Jedna od njih je i sinklinala Dokanj, u okviru koje se javlja leite kamene soli. Ova sinklinala se prua u pravcu ZSZ-IJI, i tone u smjeru ZSZ. Sjeverno krilo ove sinklinale je izrazito strmo sa nagibom od oko 75, dok je juno krilo izrazito asimetrina struktura.

3

Slika 2.-Geoloka karta podruja leita kamene soli ''Tetima'',

[2]

4

3. Geomorfoloka analiza (rezultati i diskusija)Geomorfoloka analiza podruja leita kamene soli ''Tetima'' izvedena je postupcima kvantitativne geomorfoloke analize, u okviru koje je izvrena analiza energije reljefa i analiza drenanog sistema. [3] Analize su izvrene na topografskoj podlozi razmjere 1:25000, pri emu je analizirano podruje povrine 25 km2.

3.1. Analiza energije reljefaEnergija reljefa definisana je njegovom visinom odnosno visinskom razlikom, (h) najvie i najnie take unutar posmatrane jedinine povrine terena (P), i predstavlja parametar vertikalnog ralanjenja reljefa (Vr). [4]

Vr =

h P

gdje je: Vr - parametar vertikalnog ralanjenja reljefa h visinska razlika najvie i najnie take P povrina unutar koje se utvruje energija reljefa. Regionalnom analizom energije reljefa dobijeni su podaci o poloaju neotektonskih struktura, intenzitetu i znaku pokreta. [5] Za veliinu jedinine povrine odabrano je kvadratno polje dimenzija 1km x 1km, to u razmjeri karte iznosi 4 x 4 cm. Po mrei jedininih povrina, unutar svakog polja utvrena je visinska razlika najvie i najnie kote terena i upisana je u centar polja. Poveanje tanosti analize postie se poguavanjem taaka pomjeranjem jedinine mree za pola polja u pravcu istok-zapad, odnosno sjever-jug, i u svakom novom poloaju jedinine mree, vrijednosti visinskih razlika se upisuju u centre jedininih polja, (sl.3). Radi preglednosti i jednostavnije interpretacije, vrijednosti visinskih razlika tj. energije reljefa su izraene kao pozitivne odnosno negativne vrijednosti u odnosu na referentni nivo koji je odreen kao aritmetika sredina svih utvrenih visinskih razlika, zaokruen na cijeli broj. Referentni nivo analiziranog podruja iznosi 207 m i izraunat je slijedeim izrazom:

Referentni nivo =

hi =1

n

n

=

16795 . = 207,34 207 81

Primjenom formalne interpolacije izvuene su izolinije energije reljefa. Koncentracija izolinija sa veim pozitivnim vrijednostima odgovara podruju pojaane erozije, dok izolinije sa veim negativnim vrijednostima upuuju na podruja pojaane akumulacije. [6] Karta energije reljefa podruja leita soli ''Tetima'' prikazana je na slici 3 , dok je 3D vizualizacija ove karte data ''reljefnim'' izometrijskim blok modelom na slici 4. Prikazane izolinije energije reljefa kao i 3D blok model energije reljefa dobijene su raunarskom obradom podataka u softveru ''Surfer V8.0.4.''

5

Slika 3 Karta energije reljefa

Slika 4 ''Reljefni'' blok model energije reljefa

Diskusija: Analizom karte i blok dijagrama energije reljefa, uoeno je da energija reljefa generalno raste idui prema sjeveru tj. ka grebenu Majevice, dok prema jugu energija reljefa opada idui ka centralnom dijelu Tuzlanskog bazena. To znai da je horst Majevice i njegove strme padine, podruje pojaane erozije, dok je Tuzlanski bazen koji tone, podruje pojaane akumulacije. Poveana gustina izolinija sa pravcem pruanja ZSZIJI indicira prevojno podruje izmeu bazena i horsta. Karta energije reljefa prikazuje rezultat udruenog dejstva endogenih i egzogenih sila na formiranje oblika reljefa. Da bi se istakao uticaj endogenih sila, prije svega neotektonskih pokreta, neophodno je eliminisati lokalni uticaj geomorfolokih procesa kao i uticaj litolokog sastava i sklopa terena. To se postiglo uoptavanjem, odnosno 6

utvrivanjem generalne tenje (trenda) energije reljefa. Postupak utvrivanja I trenda energije reljefa izvren je statistikom metodom tekuih srednjih vrijednosti. Primjenom formalne interpolacije izvuene su izolinije I trenda energije reljefa, ija orijentacija, vrijednost i znak odgovara poloaju, znaku i intenzitetu endogenih (neotektonskih) pokreta. Prema tome, karta I trenda energije reljefa odraava iskljuivo dejstvo endogenih procesa na formiranje reljefa, (sl.5) a njena 3D vizualizacija predstavljena je ''reljefnim'' izometrijskim blok modelom, (sl. 6), dobijena obradom podataka u softveru ''Surfer V8.04''. [7]

Slika 5 - Karta I trenda energije reljefa

Slika 6 ''Reljefni'' blok model I trenda energije reljefa

Diskusija: Analizom karte i blok dijagrama I trenda energije reljefa uoava se da najvee vrijednosti izolinija I trenda energije reljefa odgovaraju podruju izdizanja Majevikog 7

horsta na sjeveru analiziranog podruja. U sredinjem dijelu ovog sjevernog podruja, kojeg karakterie tektonsko izdizanje, utvrena je deformacija pozitivnih izolinija vee vrijednosti. To ukazuje da u podruju Majevikog horsta, na kome se teren generalno izdie, postoji blok koji je relativno sputen u odnosu na ostatak Majevikog horsta, ali je ipak vii od Tuzlanskog bazena u junom dijelu analiziranog podruja. Poveana gustina izolinija sa pruanjem u pravcu ZSZ-IJI indicira prevojno podruje izmeu sjevernog ruba Tuzlanskog bazena i Majevikog horsta. Ovo prevojno podruje odgovara sjevernom krilu Dokanjske sinklinale. Prema junom dijelu analiziranog podruja teren generalno tone, i ovo podruje predstavlja sjeverni obod tuzlanskog bazena u kome je izraena pojaana akumulacija. Na ovom podruju primjetno je povijanje izolinija najniih vrijednosti uzrokovano rasjednom strukturom koja je uslovila tok rijeke Jale.

3.2.

Analiza drenanog sistema

Drenani sistem analiziranog podruja je skup svih prirodnih kanala, kojima stalno ili povremeno tee voda, a koji su povezani u jedinstven vodotok. Odlikuje se jedinstvom i odreenom samostalnou procesa, to omoguava da se geomorfoloka analiza ovog podruja obavi preko analize drenanog sistema. U okviru drenane mree predmetnog podruja, izdvojeno je vie drenanih sistema, ija su slivna podruja okonturena vododijelnicama. Uoava se da horst Majevice dijeli drenanu mreu na sjeverni dio kojem pripadaju drenani sistemi Piperke, Jablanike rijeke i Gnjice, i juni dio koji obuhvata drenane sisteme Dulerke, Kosake rijeke, Pustovica potoka, Jale i Kovaice. S obzirom da na predmetnom podrujem najkompletniji razvoj imaju drenani sistemi Jale i Kosake rijeke, to je izvrena njihova analiza koja je obuhvatila kategorizaciju tokova, te odreivanje indeksa bifurkacije i indeksa duina tokova. Kategorizacija tokova drenanih sistema Jale i Kosake rijeke izvrena je po Strahleru i prikazana na slici 7. U drenanom sistemu rijeke Jale utvrene su 3 kategorije, a u drenanom sistemu Kosake rijeke 4 kategorije tokova.

Slika 7 Kategorizacija tokova drenanih sistema Jale i Kosake rijeke po Strahleru

8

Indeks bifurkacije IB predstavlja odnos broja tokova susjednih kategorija u jednom drenanom sistemu i definisan je Hortonovim izrazom:

IB =gdje je: Nn broj tokova n-te kategorije, Nn+1 broj tokova (n+1) kategorije.

Nn N n +1

Za idealan teorijski drenani sistem vrijednosti indeksa bifurkacije I B su priblino jednake i tee konstanti, dok kod realnih drenanih sistema ove vrijednosti variraju zavisno od uslova u kojima se vodotok razvija. U tabelama 1 i 2 date su vrijednosti indeksa bifurkacije za drenane sisteme Jale i Kosake rijeke, respektivno.Kosaka rijeka Tabela 1 Jala n 1 2 3 N 28 7 1 Tabela 2 n 1 2 3 4 N 27 8 3 1

N IB = n N n +14 7 IBsr=5,5

IB =

Nn N n +1

3,4 2,6 3 IBsr=3

Diskusija: U oba drenana sistema, broj tokova se poveava idui od vie kategorije ka nioj, a vrijednost indeksa bifurkacije varira, to upuuje na pojaanu tektonsku aktivnost tokom geomorfoloke evolucije. Naime, pozitivni tektonski pokreti u vidu izdizanja terena uzrokuju pojaanje erozije, uslijed ega dolazi do pojaanog grananja tokova, i poveanja broja tokova. Kod lokalnih diferenciranih kretanja tektonskih blokova, poveanje broja tokova je vee za nie kategorije tokova kao to je to sluaj kod drenanih sistema Kosake rijeke i Jale. U drenanom sistemu Kosake rijeke najveu vrijednost indeksa bifurkacije ima I kategorija vodotoka, dok je u drenanom sistemu Jale vrijednost indeksa bifurkacije najvea za II kategoriju vodotoka. Takoe je i kategorija drenanog sistema Jale za 1 nia od kategorije drenanog sistema Kosake rijeke. Ovo ukazuje da je intenzitet neotektonskog izdizanja terena vei na podruju Kosake rijeke, u odnosu na podruje drenanog sistema Jale koje odgovara relativno sputenijem bloku. Indeks duina tokova IL , predstavlja odnos prosjenih duina tokova dvije susjedne kategorije i odreen je Hortonovim izrazom:

IL =

Ln +1 Ln

gdje je: Ln+1 prosjena duina tokova (n+1) kategorije Ln prosjena duina tokova (n) kategorije. Za idealan teorijski drenani sistem vrijednosti indeksa duina tokova su priblino jednake i tee konstanti, dok kod realnih drenanih sistema ove vrijednosti se razlikuju zavisno od uslova u kojima se drenani sistem razvija, a prije svega od uticaja tektonskih pokreta te geoloke grae terena. Pozitivni tektonski pokreti dovode do pojaane erozije, uslijed ega dolazi do intenzivnijeg grananja tokova to rezultira poveanjem broja tokova i smanjenjem njihovih duina. Nasuprot tome, negativni tektonski pokreti uzrokuju pojaanu akumulaciju, smanjenje broja tokova i poveanje njihovih duina. U tabelama 3 i 4 dati su indeksi duina tokova I L za drenane sisteme Jale i Kosake rijeke, respektivno. 9

Tabela 4 Tabela 3 n Jala 1 2 3 N 28 7 1 SL 8958 6123 3269 Kosaka rijeka

L Ln = N320 875 3269

L I L = n +1 Ln2,7 3,7 ILsr=3,2

n 1 2 3 4

N 27 8 3 1

SL 7145 3035 1486 2185

Ln =

L N265 379 495

IL =

Ln +1 Ln

1,4 1,3 4,4 ILsr=2,4

2185

Diskusija: Duine tokova u drenanim sistemima Jale i Kosake rijeke opadaju idui od vie ka nioj kategoriji, to upuuje na tektonsko izdizanje terena, koje rezultira pojaanom erozijom, grananjem tokova i smanjenjem njihovih duina. Meusobnom usporedbom, se uoava da su prosjene duine tokova istih kategorija manje u drenanom sistemu Kosake rijeke nego li u drenanom sistemu Jale. To upuuje da je tektonski blok kome pripada drenani sistem Jale relativno nii od bloka kojem pripada drenani sistem Kosake rijeke, dok su oba bloka izdignuta u poreenju sa junim dijelom predmetnog podruja koje generalno tone.

4.

Zakljuak

Na osnovu kvantitativne geomorfoloke analize provedene na podruju leita kamene soli ''Tetima'', postupcima analize energije reljefa i analize drenanog sistema, moe se zakljuiti da u oblikovanju ovog prostora znaajnu ulogu ima neotektonska aktivnost. Ova neotektonska aktivnost u vidu diferencijalnog kretanja neotektonskih blokova se jasno odraava preko parametara postupaka geomorfoloke analize. Geomorfoloka analiza je uspjeno detektovala podruje Majevikog horsta kao teren koji se izdie, prevojno podruje izmeu horsta na sjeveru i Tuzlanskog bazena na jugu, te sjeverni obod Tuzlanskog bazena kao teren koji tone. Takoe su detektovani i lokalni strukturni oblici kao to je Dokanjska sinklinala, te rasjed koji je uslovio tok rijeke Jale sputajui njen tektonski blok relativno u odnosu na blok kojem pripada Kosaka rijeka. Moe se zakljuiti da rezultati geomorfoloke analize odgovaraju utvrenim neotektonskim strukturama i geolokom sklopu terena, to samo potvruje efikasnost i primjenjivost analiza ovakve vrste.

5.

Literatura

[1]. ii S., Jovanovi ., Mojievi M.,Toki S.1988.:Tuma OGK list Tuzla, RO Geoinenjering - OOUR Geoinstitut,Sarajevo. [2]. ii S., Jovanovi ., Mojievi M.,Toki S., Dimitrov P.1988.: OGK list Tuzla, RO Geoinenjering - OOUR Geoinstitut,Sarajevo. [3]. Markovi M.,1983.: Kvantitativna geomorfoloka analiza, RGF-Univerziteta u Beogradu, Beograd. [4]. Markovi M.,1983.:Osnovi primijenjene geomorfologije. Posebna knjiga br:8, Geoinstitut Beograd, 174, Beograd. [5]. Barakovi A., 2007: Geomorfologija, RGGF Univerziteta u Tuzli, 269, Tuzla. [6]. Barakovi A. & Mulaosmanovi D.,1998.: Geomorfoloka analiza neotektonskih pokreta u podruju vodotoka Kotornica kod urevika. Rudarstvo broj:11-12, 19-26, Rudarski institut Tuzla. [7]. Surface Mapping System ''Surfer V8.04'',Golden Software,Inc.,Golden,Colorado,USA.

10