Complex evaluation of the fractured metamorphic basement of the Tisza Unit  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
60768
Type K
Principal investigator M.Tóth, Tivadar
Title in Hungarian REPEDEZETT, METAMORF KŐZETTESTEK KOMPLEX VIZSGÁLATA A TISZAI EGYSÉG ALJZATÁBAN
Title in English Complex evaluation of the fractured metamorphic basement of the Tisza Unit
Keywords in Hungarian metamorf aljzat, kőzettan, geofizika, töréshálózat modellezés, hidrogeológia
Keywords in English metamorphic basement, petrology, geophysics, fracture network modeling, hydrogeology
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)70 %
Hydrology, Hydrogeology (Council of Complex Environmental Sciences)15 %
Geophysics, Physics of the Lithosphere, Seizmology (Council of Complex Environmental Sciences)15 %
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Department of Mineralogy, Geochemistry, and Petrology (University of Szeged)
Participants Bogner, Péter
Földes, Tamás
Schubert, Félix
Szanyi, János
Takács, Erno
Vásárhelyi, Balázs
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 10.100
FTE (full time equivalent) 1.86
state closed project
Summary in Hungarian
A Tiszai Egység döntően metamorf képződményekből álló repedezett aljzata számos kőzettani és tektonikai esemény együttes hatásának eredményeként alakult ki, ezért jelenleg eltérő felépítésű és fejlődésű egységek mozaikjaként értelmezhető. Azon túl, hogy az aljzat földtani kialakulásának vizsgálata fontos alapkutatási feladat, ezen kutatásoknak kiemelt szerepük van számos alkalmazott földtani probléma megoldásában is. A szénhidrogén ipar, a geotermikus energiahasznosítás, a víztermelés igényei mellett a környezetvédelem szempontjai is a repedezett aljzat minél pontosabb ismeretét követelik meg.
Jelen pályázat célja az aljzat több szempontra kiterjedő, komplex vizsgálata; a kutatási terv a kőzetváz, a töréshálózat, valamint a paleohidrológiai és a recens áramlási viszonyok kapcsolatrendszerének elemzését célozza.
- Elsőként a korábbi sok éves szerteágazó kutatómunka alapján kiválasztott mintaterületeken a geofizikai és a petrológiai adatok integrálásával az egyes területeken releváns fejlődési és kőzetváz modelleket tervezünk alkotni.
- Ezek alapján szerkezetföldtani és kőzetfizikai adatok alapján matematikai szimulációs módszerek alkalmazásával tároló léptékben 3D töréshálózat modellt generálunk.
- A 3D törésmodell felhasználásával az aljzat blokkok recens hidraulikai viselkedése jellemezhető és összevethető az érkitöltő ásványok vizsgálata alapján rekonstruált paleohidrológiai képpel.
Summary
The fractured basement of the Tisza Unit consists essentially of metamorphic rocks, which formed due to several subsequent petrological and tectonic events. As a result, the basement is at present a complicated mosaic of rock units of incompatible origin and evolution. Better understanding of the history of the basement is an important basic research problem, on the other hand basement rocks also have prominent role in answering several applied geological questions, like recovering water and hydrocarbon supplies and geothermal energy, or in predicting the flow of pollutants underground.
The goal of the present project is a complex investigation of the metamorphic basement; we aim to study selected fractured reservoirs from several different points of view. The research plan includes analysis of relationship among petrology, structural evolution, fracture network geometry and hydrogeology (ancient and recent).
- First, evolution and structural models should be completed, which are consistent with both petrological and geophysical (seismic and well-log) data. For this purpose those metamorphic highs will be selected, which were studied in detail previously.
- Based on these models and additional microtectonic and petrophysical data, 3D fracture network will be modelled in reservoir scale using discrete fracture network simulation methods.
- The fracture system model serves essential hydraulic data (fractured porosity, permeability tensor, representative elementary volume) that make modelling of the recent hydraulic patterns of the basement reservoirs possible. These results should afterwards be compared with the paleohydrological behaviour reconstructed by analysis of the fracture filling minerals.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekt témájában a futamidő alatt 1 MTA doktori és 3 PhD dolgozat született, 1 további PhD értekezés hamarosan beadásra kerül. Eredményeinket ezek mellett több mint 30 publikációban foglaltuk össze. A legfontosabb eredmények: - A Tiszai Egység kristályos aljzatának vizsgált részterületeit számottevően eltérő metamorf P-T-d-t fejlődésű blokkok építik fel, jelentős mértékű posztmetamorf tektonikai aktivitásra utalva - Az aljzat szerkezetét meghatározó kompressziós (kréta) és extenziós (neogén) tektonikai események egymásutánja geofizikai és kőzettani módszerek együttes alkalmazásával igazolható - A különböző kőzettípusok (gneiszek, amfibolit, márvány, milonit) kőzetmechanikai tulajdonságai, és törésgeometriai képe lényegesen eltér egymásétól. Ennek eredményeként egyes kőzetblokkokat (amfibolit és márvány testeket) kommunikáló, másokat (főleg a gyakori ortogneisz testeket) nem kommunikáló repedéshálózat jellemez - A nem kommunikáló törés alrendszerek repedéscementáció története, paleofluidum evolúciója akár kis területen belül is eltérő lehet - Minden vizsgált területen kimutatható a metamorf aljzat kommunikáló törés alrendszerei és a fedő üledékes képződmények közötti intenzív hidrodinamikai kapcsolat folyamatos megléte a palohidrológiai (töréscementáció) és a recens kúthidraulikai adatok alapján - Mindezek alapján a vizsgált kőzettestek litológiai felépítésük és szerkezetfejlődésük függvényében meglehetősen komplex repedezett szénhidrogén, illetve geotermikus rezervoárok
Results in English
During the project one DSc and three PhD dissertation was finished. Moreover, we published 36 papers and book chapters. The most important results are the following: - In each study area the metamorphic basement consists of blocks of significantly different metamorphic P-T-t-d evolutions. Among these blocks post-metamorphic tectonic zones can be presumed. - Both the subsequent compressional (probably Cretaceous) and the extensional (Neogene) structural events can be proved by different geophysical methods. - Rock mechanical features and parameters of fracture network geometry of the basic lithologies (gneiss varieties, amphibolite, marple, mylonites) differs significantly. As a result, amphibolite and marble dominated blocks exhibit communicating fracture systems and good reservoir parameters, while the most common orthogneiss zones are well below percolation threshold. - For those rock bodies, which represent not communicating fracture systems, divergent paleofluid evolution and vein cementacion history may be typical even in small sub-areas. - In case of each studied crystalline realm a mutual communication between the fractured basement rocks and overlying sediments can be proved.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=60768
Decision
Yes





 

List of publications

  
Posgay, K., Bodoky, T., Hajnal, Z., M. Tóth, T., Fancsik, T., Hegedűs, E., Cs. Kovács, A., Takács, E.: Interpretation of subhorizontal crustal reflections by metamorphic and rheologic effects in the eastern part of the Pannonian Basin, Geophysical Journal International, 2006
M. Tóth, T., Zachar, J.: Petrology and deformation history of the metamorphic basement in the Mezősas-Furta crystalline high (SE Hungary), Acta Geologica Hungarica, 2006
M. Tóth, T., Vass, I., Schubert, F.: Repedéshálózat szimuláció és paleofluidum rekonstrukció szerepe kommunikáló törésrendszerek vizsgálatában, Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2006, 2006
Horváth, F., Dunkl, I., M. Tóth, T., Tari, G., Bada, G.: Surface vs. Moho topography and the core complex mode of extension in the Pannonian basin, Geophysical Research Abstracts, 2006
Deák F.; Molnos I.; Kovács L.; Vásárhelyi B.: Bátaapáti radioaktív hulladéktároló építése - Geotechnikai vágatdokumentálás., Mélyépítés, 2006
Vásárhelyi B.; Ván P.: Víztartalom hatása a kőzetek szilárdságára, Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2006, 2006
Vasarhelyi, B.: Analyzing the crack coalescence in brittle rock material, Acta Geod. Geoph. Hung., 2006
Kovács L.; Vásárhelyi B.: RQD és C tényezők összehasonlítása az Üveghutai fúrások alapján, Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2006, 2006
Földes T.: Röntgen computer tomográf (CT) mérések alkalmazási lehetőségei a kőzetvizsgálatokban, Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2006, 2006
Deák F.; Molnos I.; Kovács L.; Vásárhelyi B.: Bátaapáti radioaktív hulladéktároló építése - Geotechnikai vágatdokumentálás., Mélyépítés, 2006
Schubert, F., Kóthay, K., Dégi, J., M. Tóth, T., Bali, E., Szabó, Cs., Benkó, Zs., Zajacz, Z.: A szakirodalomban használt fluidum- és olvadékzárványokkal kapcsolatos kifejezések és szimbólumok szótára., Földtani Közlöny, 2007
M. Tóth, T., Földes, T., Kiss, B., Vásárhelyi, B., Viszkok, J.: Complex Evaluation of the Mezősas-W Fractured Metamorphic HC-reservoir Pannonian Basin, Hungary, EAGE Annual Meeting Abstracts, 2008
Schubert, F., Diamond, L. W., M. Tóth, T.: Fluid inclusion evidence of petroleum migration through a buried metamorphic dome in the Pannonian Basin, Hungary., Chemical Geology, 2007
M. Tóth, T., Vass, I., Szanyi, J., Kovács, B.: Water and heat flow through uplifted metamorphic highs in the basement of the Pannonian Basin., XXXV. IAH Congress, Lisbon, Groundwater and Ecosystems, Proceedings, 2007
Kovács, B., Szanyi, J., M. Tóth, T., Vass, I.: Geothermal heat potential of Hungary with special regards to high enthalpy basement., A Miskolci Egyetem Közleménye, A sorozat, 2007
Fintor, K., M. Tóth, T., Schubert, F.: Fracture cementation of the Baksa Gneiss Complex, Pannonian Basin: Traces of paleofluids of extremely diverse origin., European Current Research on Fluid Inclusions (ECROFI-XIX), Abstract Volume, 2007
Vass, I., M. Tóth, T., Kovács, B.: A REV szerepe a repedezett tárolók hidrodinamikai modellezésében., X. Geomatematikai Ankét, 2006
Vass, I., M. Tóth, T., Kovács, B., Szanyi, J.: The Role of Permeability Tensor in Modeling Fluid Potential in case of Fractured Reservoirs., XI. Geomatematikai Ankét, 2007
Vass, I., M. Tóth, T.: A Reprezentatív Elemi Térfogat (REV) meghatározása sztochasztikusan generált repedéshálózatok vizsgálatával., Mérnökgeológia - Kőzetmechanika 2007, 2007
Zachar, J., M. Tóth, T., Janák, M.: Kyanite eclogite from the Jánoshalma high, crystalline basement of the Tisza Unit, southern Hungary, Lithos, 2007
Fintor, K., Schubert, F., M. Tóth, T.: Hiperszalin fluidum áramlás nyomai a Baksai Komplexum repedésrendszerében, Földtani Közlöny, 2008
Fintor, K., Schubert, F., M. Tóth, T.: Hydrothermal fluid evolution in the fracture network of the Baksa Gneiss Complex, Pannonian Basin, Hungary, Proceedings of XIII International conference on thermobarogeochemistry and IVth APIFIS symposium, 2008
Zachar J.: A Jánoshalma Ortogneisz blokk kőzettani felépítése, fejlődéstörténete és korrelációs lehetőségei, SZTE, 2008
M. Tóth, T., Redlerné Tátrai, M., Kummer, I.: A Szeghalom környéki metamorf aljzat kiemelkedés szerkezetfejlődése és felépítése kőzettani és szeizmikus adatok alapján, Magyar Geofizika, 49/4, 143-151, 2008
M. Tóth, T.: Determination of geometric parameters of fracture networks using 1D data, Journal of Structural Geology (közlésre elfogadva), 2009
Fintor, K., M. Tóth, T., Schubert, F.: Near vein metasomatism along propylitic veins in the Baksa Gneiss Complex, Pannonian Basin, Geologia Croatica, 63/1, 75-91, 2010
Balogh, K., M. Tóth, T., Dunkl, I., Scherrer, N.: A polimetamorf aljzat geokronológiai viszonyai a Szeghalom és a Mezősas-Furta háton, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 147-160, 2009
Fintor, K., M. Tóth, T., Schubert, F.: A Baksai Komplexum posztmetamorf fluidum evolúciója, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 245-258., 2009
Kovács, G., M. Tóth, T., Schubert F.: A Gyódi Szerpentinit metamorf fejlődése, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 81-100., 2009
Nagy, Á., M. Tóth, T.: Relikt szöveti elemek a Görcsönyi Formáció óriásgránátos gneisz tagozat mintáiban, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 65-79., 2009
Schubert, F., M. Tóth, T., Diamond, L. W.: A Szeghalom-dóm repedésrendszerében lezajlott szénhidrogén-migráció nyomainak rekonstrukciója, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 281-304., 2009
Vass, I., M. Tóth, T., Szanyi, J., Kovács, B.: Az aljzati kristályos hátak szerepe az Alföld fluidum áramlási és hőtranszport folyamataiban, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 325-339., 2009
Zachar, J., M. Tóth, T.: A Jánoshalma eklogit petrológiája, M. Tóth, T. ed.: Magmás és metamorf képződmények a Tiszai Egységben. GeoLitera, p. 117-144., 2009
Kovács G.: A gyódi szerpentinit test fejlődéstörténete és és környezetföldtani vonatkozásai, SZTE, 2007
M. Tóth T.: Repedezett, metamorf fluidumtárolók az Alföld aljzatában, MTA, 2009
Fintor, K., Schubert, F., M. Tóth, T.: Paleohydrological communication between the Baksa Gneiss and the overlying Carboniferous sediments, SW Pannonian Basin, XX. European Current Research on Fluid Inclusions. Granada, Spain, Abstract Volume, 91-92., 2009



Back »