Modelování procesů v zóně epikarstu v oblasti Punkevních jeskyní

Bc. Miluše HRADSKÁ

Master's thesis

Modeling epikarst zone processes in Punkva caves

Anotácia:

Diplomová práce je zaměřena na geochemické procesy a interakce mezi horninou a vodou v nenasycené zóně nad jeskyněmi. V epikarstu dochází k formování chemismu krasových vod způsobené zvýšeným parciálním tlakem CO2, který reaguje s kalcitem a dalšími minerály a rozpouští podložní horninu. V terénní části byly odebrány vzorky skapových vod v Punkevních jeskyních, které byly následně podrobeny laboratorním analýzám. Na základě vzorkování byl definován chemismus skapových vod a koncentrace stabilních izotopů (d2H, d13C, d18O). V modelovacím programu PHREEQC byly vypočítány speciace a vytvořeny hypotetické scénáře inverzního geochemického modelování, které určily reaktanty zapojené do chemických reakcí. Složení skapových vod je především určeno rozpouštěním Mg-kalcitu a produkcí CO2(g) v epikarstu. Skapy lze na základě výsledných analýz rozdělit na běžné, které vykazují podobné hodnoty a skap anomální (TC1), který se liší odlišnými hodnotami alkality, EC, poměru Mg/Ca, SIC a d13C oproti ostatním skapům. To je pravděpodobně způsobeno předchozím odplyněním vody a srážením kalcitu v epikarstu nad jeskyní.

Abstract:

This thesis is aimed at the geochemical processes and interactions between the bedrock and groundwater in unsaturated zone above caves. Composition of karst waters is formed in epikarst, where the partial pressure of CO2 is higher than in the atmosphere. Dissolved CO2 reacts with calcite and other minerals. Therefore, this process causes the dissolution of carbonates. Samples of dripwaters in Punkva caves were analyzed in the laboratory to determine their chemical composition and stable isotopes (d2H, d13C, d18O). Speciation calculations and inverse geochemical modeling for the determination of reactants was performed by the PHREEQC program. Composition of dripwaters was determined by the Mg-calcite and CO2(g) dissolving in epikarst. The studied drips were divided into two groups: (1) regular drips with similar parameters and (2) anomalous drip (TC1) with different values of alkalinity, EC, Mg/Ca ratio, saturation indices, and d13C. It is probably caused by the degassing of CO2 and the precipitation of calcite in epikarst before the water enters the cave.

Kľúčové slová

skapová voda, stabilní izotopy, epikarst, parciální tlaky CO2, inverzní modelování, PHREEQC, Punkevní jeskyně

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 7. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: prof. Ing. Ondřej Šráček, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Geology / Environmental Geology