2010 Průběh projektu
1) Terénní práce
Zpráva poskytuje podrobný popis všech provedených vrtných prací, včetně času, popisu vybavení i metodiky či rychlosti vrtání. Dále jsou popsána vrtná jádra, a to jak po petrologické stránce, tak i z hlediska výskytu puklin. Při karotážním průzkumu bylo použito široké spektrum karotážních metod – gama, gama gama a neutron karotáž, kavernometrie, termometrie, rezistivimetrie, fotometrie, magnetická a elektrická karotáž, akustická karotáž a kamera, akustická kamera s plným vlnovým záznamem a optická kamera. Karotážné výsledky byly interpretovány s pohledu geologie, strukturních prvků, geotechniky a hydrogeologie. Porovnáním informací poskytnutých akustickou a optickou kamerou byl popsán puklinový systém v okolí vrtů. Dále byly identifikovány významné přítoky do vrtů. Čerpací zkoušky byly použity ke zhodnocení koeficientu transmisivity. Interpretace výsledků proběhla pro ověření dvěma různými metodami.
Na závěr byly všechny získané poznatky diskutovány v kontextu celého projektu a navrženy variance pro další postup prací.
Česká geologická služba (2010) :
2) Popis a vyhodnocení jader archivních a srovnávacích vrtů
Byla provedena rešerše dokumentace vrtných skladů ČGS, ČGS-Geofondu a s.p. Diamo a vyhledány vrty zasahující do granitů. Z vrtů se zachovaným vrtným jádrem byly pro další studium vybrány vrty:
- Cínovec CS-1
- Krásno Kž-25
- Pozďátky VP-5
- Melechov Mel-2
- Melechov Mel-4
- Podlesí PTP-4a
Dále bylo v roce 2010 postupně odvrtáno pět nových vrtů do hloubky 100 m:
- Vrt KV-1, Krásno
- Vrt PDV-1, Panské Dubenky
- Vrt PZV-1, Pozďátky
- Vrt MEV-1, Kouty
- Vrt CTV-1 Ctětínek
Zpráva se zabývá geologickým popisem vrtných jader a typy chemických analýz, které byly na vzorcích provedeny.
Česká geologická služba (2010) :
3) Petrofyzikální vlastnosti
Petrofyzikální studie provedená pro účely projektu byla metodicky koncipována tak, aby poskytla potřebné údaje o zájmových vrtech, situovaných ve vybraných granitoidních tělesech Českého masivu. Pro tento účel byla použita nová měření, pořízená podle projektovaných prací a měření, která mají svůj původ v archivovaných zprávách.
Petrofyzikální měření představují laboratorní stanovení parametrů na vzorcích hornin a jejich petrologické vyhodnocení. Základem zkoumaných petrofyzikálních parametrů jsou hmotnostní vlastnosti hornin a to mineralogická hustota, pórovitost, objemová hustota, dále magnetické vlastnosti hornin, především magnetická susceptibilita a její anizotropie (AMS), elektrická rezistivita a údaje o přirozené radioaktivitě hornin (obsahy eU(Ra), eTh, K). Hodnocené parametry poskytují informace o změnách fyzikálních vlastností hornin především v závislosti na pórovitosti.
V rámci studie byla zpracována jádra z vrtů :
- Krásno KŽ-25 a KV-1,
- Podlesí PTP-4a,
- Pozďátky V-5 a PZV-1,
- Melechov MEV-1,
- Panské Dubenky PDV-1
- Ctětínek CTV-1.
Vrt Cínovec CS-1 byl hodnocen podle archivních materiálů, stejně tak byla převzata petrofyzikální data z vrtů Mel-1 a Mel-2 a nově přehodnocena.
Česká geologická služba (2010) :
4) Vývoj metodiky studia mikrostrukturních jevů v hornině
Tato práce byla zaměřena na identifikaci a distribuci intragranulárních a transgranulárních FIP a MC v granitických horninách a na zhotovení mapy distribuce FIP a MC v orientovaných vzorcích vrtného jádra z vrtu PTP-3 z lokality Podlesí v Krušných horách.
Jednotlivé kroky mikrostrukturní analýzy zahrnují odběr orientovaných vzorků, zhotovení oboustranně leštěných destiček pro měření inkluzí, mikrostrukturní analýzu FIP a MC ve výbrusech - měření směru, délky, směru sklonu a úhlu sklonu FIP (fluid inclusion planes) a MC (mikropuklin) pomocí mikroskopického stolku, fotografické podklady, tvorbu map distribuce FIP a MC, vyhodnocení měření FIP a MC pomocí histogramů a růžicových diagramů, mikrotermometrická měření fluidních inkluzí na FIP jednotlivých směrů.
Pro mikrostrukturní měření byla vybrána část orientovaného vrtného jádra středně zrnitého albit-topaz-protolithionitového granitu z vrtu PTP-3, hloubky 41,05 m, z lokality Podlesí v Krušných horách. Jádro bylo orientováno ke geografickým souřadnicím pomocí geofyzikálních metod a metodou ImaGeo mobile corescanner.
Brož M., Nováková L., Štrunc J.- Ústav struktury a mechaniky hornin AVR, v.v.i.; Sosna K., Záruba J. - Arcadis Geotechnika, a.s. (2010):
5) Vývoj a sestavení geomechanické a hydrochemické laboratorní měřící techniky
Cílem práce bylo vyvinutí rychlé metody pro určení pórovitosti granitu v laboratoři. Metoda byla testována na vzorku žuly z Českého masivu. Pro možnost porovnání dat byly na vzorcích prováděny zkoušky v ultrazvukovém skeneru, pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a rtuťovým porosimetrem.
Ultrazvuková metoda se ukázala jako vhodná pro zkoušky jak v laboratoři tak in situ a to k hodnocení mezizrnné propustnosti žuly. Sejmovací elektronový mikroskop umožnil dobře studovat vztahy na hranici mezizrnné a propustnosti a propustnosti zrn. Rtuťová porosimetre byla použita jako doplňková metoda.
Česká geologická služba (2010) :
6) Studium propustnosti a migrace kontaminantů v granitoidních horninách pomocí barvících zkoušek
Studium propustností granitoidů a migrace barviv se zaměřilo zejména na identifikaci a charakterizaci mikrostruktur, rychlostí difúze a disperze barviv v horninovém prostředí. Barviva byla vybrána jako vhodný netoxický analog kontaminantů, který lze zároveň snadno pozorovat klasickými optickými metodami. Během laboratorních testů byly vyvinuty nové metody přípravy horninových vzorků za sucha pro optickou mikroskopii.
Bylo testováno 8 různých barviv, které simulovaly různé typy kontaminantů.
1. Kation aktivní vodorozpustná barviva byla použita jako náhrada kontaminantů se sorpčními vlastnostmi.
2. Jako analog nesorbetních kontaminantů byla použita alkalická reaktivní vodorozpustná barviva.
3. Koloidní částice byly simulovány částicovými pigmenty barviv (velikost částic 10-4 m).
Nejjemnější koloidy byly nahrazeny nanomletým pigmentem o velikosti částic 10-6 m.
Pro laboratorní barvící experimenty byly odebrány vzorky ze čtyř nově odvrtaných vrtů v granitoidech z hloubky 80 – 100 metrů v Českém Masivu. Sady vzorků byly ponořeny v laboratoři do barviv na stanovenou dobu v délce několika týdnů až měsíců. Po stanovené době byly vzorky štěpeny a vyhodnoceny optickými metodami. Výsledky ukázaly rozdíly v rychlosti difuze v závislosti na minerálním složení vzorku a struktuře horniny. Hlavními minerály umožňujícími migraci barviva intergranulárními a intragranulárními prostory jsou živce a slídy.
Najser J., Sosna K., Záruba J, Novák P.- Arcadis Geotechnika, a.s. (2010) :
7) Laboratorní stanovení hydraulické vodivosti a efektivní pórovitosti
Hlavním cílem výzkumu bylo zjistit efektivní (propojenou) pórovitost a hydraulickou vodivost na různých vzorcích žuly z Českého masivu. Laboratorní zkoušky probíhaly na vzorcích žuly z pěti archivních vrtných jader z různých lokalit :
- Podlesí
- Krásno
- Cínovec
- Melechov 2
- Melechov 4
Další vzorky byly odebrány ze 2 vrtů provedených nově :
- Panské Dubenky
- Pozďátky
Na všech jádrech bylo v různých hloubkách připraveno 9-10 vzorků (tzn. celkově 67 vzorků).
V laboratořích se pak zjišťovala hydraulická vodivost a efektivní pórovitost žuly a dále byla také měřena specifická a objemová hmotnost vzorků.
ISA Tech (2010):
8) Laboratorní práce
Předložené zpráva se skládá ze tří hlavních částí. Popisuje (I) řízení a sled laboratorních prací jako celku provedených v rpce 2010 v rámci projektu, (II) laboratorní práce provedené společností ISATech s.r.o. v rámci projektu v průběhu tohoto roku a (III) ideu dalšího postupu výzkumných prací. Pořadí laboratorních experimentů bylo stanoveno již na počátku výzkumných prací. V průběhu roku probíhala kontrola provedených prací na pravidelných kontrolních dnech formou prezentací provedených prací a následných diskuzí jejichž výsledkem byly obvykle nové komplexní poznatky a přístupy k pracím či experimentům.
Společnost ISATech s.r.o. realizovala sérii laboratorních experimentů s názvem Simple ink test pro které bylo třeba sestavit specielní aparaturu. Výsledky testů byly následně diskutovány v kontextu celého projektu.Ve zprávě je rovněž zahrnuto pojednání o dalším směru výzkumu s použitím luminiscenčních stopovačů.
9) Určení pórovitosti a difuzního koeficientu De vzorků žuly
Tato práce představuje výsledky experimentálního zjišťování pórovitosti a difúzního keoficientu na vzorcích žuly z různých míst Českého masívu. Výzkum byl zaměřen na vzorky z archivních vrtných jader žuly – Krásno, Potůčky, Melechov, Cínovec a Pozďátky. Dále byly pouze na pórovitost studovány i vzorky z 2 nově vytvořených vrtů (Pozďátky, Panské Dubénky). Ke zjištění pórovitosti byla prováděna saturace vzorků vodou. Pomocí této metody lze určit rozsah propojeného pórového prostoru, který umožňuje průchod vody. Difúzní koeficient De byl určen prostupnou difúzí látky vzorkem.
Chemická analýza vzorků ještě nebyla provedena.
Michal Polák, Libor Hvozdík – PROGEO (2010):
10) Numerická simulace proudění podzemní vody v žulovém prostředí pomocí archivních vrtů
Tato práce je zaměřena na problematiku propustných zón v neporušeném žulovém prostředí. V textu jsou zahrnuta laboratorní a in situ prováděné testy, které studují potenciální migrací stopovače podél a skrz minerální zrna v neporušeném a alterovaném žulovém masivu. Tento projekt se snaží zodpovědět na otázku, zda je mezizrnná pórovitost hlavní předností žuly či zda je tato vlastnost závislá na geochemických, hydrogeochemických procesech nebo změnách geotechnických a fyzikálních vlastností s časem. Navíc výzkum je veden k hodnocení mezizrnné pórovitosti fyzikálními zkouškami ale i matematickým modelem používající jako nástroje vhodné hydraulické softwary.
Do modelových aplikací byly zahrnuty následující programy pro řešení proudění podzemní vody a transportu látek (případně reaktivního transportu):
- NAPSAC – pro model toku a transportu látek v rozpukané hornině
- FEFLOW – pro model toku a transportu látek a rozpuštěných komponent a současně pro tok tepla v podzemí
- MODFLOW – pro model toku a transportu látek ve větším měřítku (model kontinua)
Studie ukazuje, že všechny tři vybrané programy matematického modelování podzemního toku jsou vhodné pro simulaci geometrie pórových prostor v žulovém bloku. Jediné nejistoty ve výsledcích mohou být způsobeny nedostatečným množstvím dat, které bylo k dispozici. Proto bude v dalších fázích nutné získat více dat pro upřesnění simulace.