Potentialul turistic al zacamintelor de ape hipertermale din nord- vestul Romaniei

Potentialul turistic al zacamintelor de ape hipertermale din nord- vestul Romaniei

Introducere

. Odata cu declansarea in anul 1973 a crizei energetice mondiale, omenirea a inceput sa reconsidere unele surse de energie neglijate o buna perioada de timp, surse printre care se numara si energia geoterma. Este adevarat ca aceasta forma de energie endogena a fost folosita in scopuri energetice de mai multi zeci de ani, dar utilizarea ei s-a facut in special in zonele unde existau emanatii de vapori supraincalzite, care permiteau obtinerea unui randament de conversiune inalt.

Problemele ridicate de etapa actuala vizeaza insa pentru cele mai multe arii geotermale de pe glob, exploatarea intensa dar si rationala a apelor hipertermale, ceea ce impune o cunoastere cat mai buna a zacamintelor nu numai sub raport cantitativ si calitativ, ci si hidrodinamic.

Problema principala la care trebuie dat un raspuns in cazul zacamintelor de ape termale consta in a evalua cat mai exact volumul ce se poate exploata in conditiile stabilitatii in timp a caracteristicilor cantitative si calitative ale zacamantului, stabilitate reclamata in primul rand de considerente economice. Intereseaza asadar cunoasterea rezervei exploatabile a zacamantului, ceea ce presupune o cat mai buna apreciere a modului si a zonei de alimentare, a gradului de deschidere a hidrostructurii, a legaturilor hidrodinamice intra si intersisteme, a tipului de scurgere subterana, a timpului de transit si deci a vitezei medii de scurgere pe mari distante.

O contributie semnificativa in clarificarea acestor probleme o pot aduce metodele geochimice si in special izotopii de mediu, datorita posibilitatilor pe care le ofera pe de o parte de a urmari insasi molecula de apa pe traseul sau subteran, iar pe de alta parte de a stabili 'varsterelative ale apelor sau de a pune in evidenta amestecuri.

In tara noastra, cele mai favorabile premise geologice si geofizice pentru identificarea unor zacaminte de ape termale au existat in partea de vest a tarii, premise confirmate de altfel in ultimii ani prin rezultatele unor foraje pentru hidrocarburi si prin cele ale unor foraje hidrogeologice de mare adancime. Sectorul cel mai bine studiat prin foraje din intreaga zona este cel nordic, dintre Oradea si Satu Mare, sector in care s-au identificat trei zacaminte de ape hipertermale:un zacamant cu dezvoltare regionala cantonat in pontianul inferior, un alt zacamant in cretacicul inferior din zona Felix-1 Mai si un al treilea in depozitele triasice din zona Oradea.

Cercetarea celor trei zacaminte de ape hipertermale a fost abordata in special prin mijloace geotermice si izotopice, dar pentru obtinerea unor raspunsuri cat mai veridice la complicatele probleme ale originii, genezei si dinamicii apelor din aceste zacaminte s-a considerat necesara si conturarea unitara a cadrului interpretativ natural. In acest scop s-a apelat la intregul material geologic, geofizic, hidrogeologic si geotermic.

Abordarea unei problematici care a acoperit preocupari de ordin geologo-structural, hidrogeologic, geotermic, geochimic si izotopic a presupus depasirea greutatilor inerente pe care le implica cercetarea in timp a unei zone extinse, prelucrarea unui vast material primar si efectuarea unei variate si ample game de analize de laborator.

Cadrul fizico-geografic

Regiunea care face obiectul studiului este situata in partea de nord-vest a tarii, acoperind cu aproximatie treimea nordica a zonei de campie cunoscuta sub numele de Campia de Vest a Romaniei.

Avand o suprafata de circa 4500km² si o forma alungita pe directia nord est-sud vest, regiunea este delimitata spre vest de frontiera de stat dintre tara noastra si Ungaria, la est de zona dealurilor piemontane ce bordeaza culmile largi ale muntilor Plopis si Faget, la sud de o linie conventionala paralela cu Crisul Repede si situata la circa 15km sud de acesta, pentru ca spre nord perimetrul sa fie inchis de Piemontul si Muntii Oasului.

Din punct de vedere geomorfologic, in cadrul acestei regiuni se pot separa doua unitati distincte:Campia inalta subcolinara, acumulativa cu suprafata reliefului constituind in ansamblu un plan usor inclinat de la 200m altitudine in vecinatatea dealurilor pana la cota de circa 110m, si Campia joasa de divagare subsidenta, in care raurile au albii puternic meandrate, nestabile si cu maximum un nivel de terasa.

In cadrul primei unitati se individualizeaza, in special datorita fragmentarii:-campia Miersigului, cu altitudini absolute cuprinse intre 210 si 110m, acopera aproape in intregime zona de la sud de Crisul Repede, tivind spre vest culmile piemontane ale Muntilor Padurea Craiului;   

-campia Diosig-Tasnad, situata la exteriorul Dealurilor Salajene, din Bacau pana in Crasna, cu altitudini de 200-150m;

-campia Nirului ,situata in zona de granita,la sud vest de Carei, alcatuita in special din dune fizate, cu altitudini maxime de pana la 170m si pante domoale spre extremitatea sa sudica.

Cea de-a doua unitate, dezvoltata mai ales in partea de nord a regiunii, cuprinde campiile Somesului, Ecedei, Crasnei si Ierului. Aceste subunitati desi prezinta anumite particularitati distincte, constituie un tot unitar, in primul rand datorita continuitatii lor teritoriale care se poate urmari de la nord de raul Tur, prin larga zona Somes-Crasna, pana in valea Ierului, prelungindu-se apoi in lungul acesteia mult spre sud, ca un canal ingust de 5-15 km ce desparte campiile subcolinare inalte Nir si Diosig-Tasnad.

Altitudinile absolute in cadrul acestei unitati de campie variaza de la 130 m in zona interfluviului Tur-Somes, pana in partea din aval a vaii Ierului. Dealtfel, se poate considera ca altitudinea din aval ale intregii regiuni studiate sunt cuprinse intre 100 si 170 m, foarte putine puncte din zona iesind din ecart.

Principalele ape care traverseaza regiunea, in general pe directia est-vest sunt, de la nord spre sud:Turul, Somesul, Crasna, Barcaul si Crisul Repede.Dintre toate raurile enumerate numai Crisul Repede prezinta un sistem de terase mai bine dezvoltat, in special pe malul sau stang si numai pana la iesirea in zona de campie.

In ceea ce priveste regimul termic, pe baza unor valori medii multianuale(9,7˚C la Satu Mare, 9,3˚Cla Carei, 10,5˚C la Oradea), se poate admite valoarea de +10˚C ca temperatura medie anuala a intregii regiuni, valoare in jurul careia exista insa variatii destul de pronuntate pe parcursul anului.

Cantitatea anuala a precipitatiilor variaza in regiunea studiata in general intre 600si 700 mm pentru anii normali, cu oscilatii intre 400si 1000 mm in anii exceptionali. In zona de dealuri cantitatile de precipitatii urca la 700-1000 mm pe an, iar in zona de munti josi la 1000-1200 mm.

Partea I, Caracterizarea geologica, hidrogeologica si geotermica a regiunii

In vederea caracterizarii din punct de vedere geologic, hidrogeologic si geotermic a regiunii studiate s-a cautat sa se beneficieze de totalitatea datelor primare existente in arhive si furnizate de lucrarile geologice executate in ultimii 15ani, date care au fost supuse unei analize si selectii atente, retinandu-se pentru prelucrare un numar de 537 de foraje. Dintre acestea, 205 sunt foraje de mare adancime executate in special pentru hidrocarburi, foraje care ne-au servit in principal pentru scopuri stratigrafic-structurale, dar care au furnizat si informatii de natura hidrogeologica sau geotermica;celelalte 332 de foraje au caracter hidrogeologic si au fost executate fie pentru alimentari cu apa din stratele acvifere de adancime medie(157 foraje), fie pentru scopuri de cercetare a apelor freatice(175 foraje), dar au adus totodata si informatii litologice asupra formatiunilor putin adance.

Este de semnalat faptul ca toate hartile au fost initial elaborate la 1:200000, retinandu-se in final, datorita scarii mari numai canevasul general al interpretarii.

1.1 Cadrul geologic si structural regional

1.1.1 Stadiul actual al cunoasterii geologice

Dat fiind faptul ca aproape intreaga regiune este acoperita de depozite cuaternare, pana de curand cunostintele noastre asupra geologiei si structurii regiunii se bazau pe extrapolarile observatiilor din zona rama sau pe rarele sondaje executate in campie(N. Oncescu,1965).

Datorita interesului pentru hidrocarburi pe care l-a prezentat regiunea, s-au executat, in special in ultimele doua decenii, prospectiuni geofizice complexe, precum si un mare numar de foraje care au sporit substantial volumul de date disponibile. Interpretarea acestor noi fapte in contextul geologic si structural regional a permis progresul cunoasterii geologice in special prin lucrarile lui D. Istocescu si G. Ionescu ( 1970), M. Bleahu si colaboratorii (1971), D. Istocescu si colaboratorii (1972).

In ceea ce priveste formatiunile din fundament si pozitia lor structurala, studiile publicate de D. Istocescu si G. Ionescu(1970) si de M. Bleahu si colaboratorii ( 1971) au adus informatii inedite la nivelul volumului de date disponibil in acea perioada, asupra raapandirii, structurii si alcatuirii formatiunilor cristalino-mezozoice.

Regiunea studiata constituie din punct de vedere geologic extremitatea nord estica a Depresiunii Pannonice. In cuprinsul ei se separa un fundament alcatuit din sisturi cristaline si depozite sedimentare pretertiare si o suita de depozite tertiare care reprezinta formatiunile propriu-zise ale depresiunii.

Evolutia geologica a regiunii poate fi reconstituita cu oarecare certitudine numai incepand din triasic, cand o parte a soclului hercinic se scufunda, permitand sedimentarea unor formatiuni triasice, jurasice si cretacice inferioare, ca urmare a unor scurte perioade de exondare. Faza austrica, care produce in Muntii Apuseni puternicul sariaj al panzei de Codru, determina si in regiunea Oradea-Satu Mare o cutare a formatiunilor si poate chiar o incalecare a cristalinului peste depozitele mezozoice pe directia Satu Mare-Giris. Urmeaza faza subhercinica care accentuand sistemul de fracturi preexistent genereaza atat o compartimentare, cat si o forfecare profunda a fundamentului care va crea posibilitatea aparitiei in senorian a unor manifestari subvulcanice de tip banatitic.

Depozitele apartinand cuverturii sedimentare incep in regiune prin depozite cu caracter de molasa apartinand senonianului dezvoltat in special in bazinul Sannicolau de Munte si se continua prin paleogen in facies de flis, semnalat in mai multe foraje.

Miscarile savice au loc la sfarsitul paleogenului si accentueaza dislocatiile preexistente si produc o exondare generala.

Regiunea devine submersa din nou in banderian si sarmatianul inferior, exondandu-se apoi ca urmare a miscarilor fazei attice. Dupa aceasta scurta intrerupere in sedimentare, apele invadeaza din nou regiunea, extinzandu-si treptat aria.Se depun in aceasta perioada sedimente pliocene in facies pannonic, care au capatat un caracter litofacial diferentiat pe verticala, ca urmare a miscarilor de bascula suferite de bazin ca efect al fazei rhodanice, incepand din pontialul mediu are loc o miscare de ridicare ce va produce gradat, de la est spre vest colmatarea bazinului si exondarea sa.

Este de mentionat faptul ca in afara de pachetul gros de sedimente apartinand pliocenului in facies pannonic, care acopera intreaga regiune studiata, restul formatiunilor au o dezvoltare areala discontinua. Exceptie fac intr-o oarecare masura depozitele miocene care lipsesc numai in zona Mihai Bravu si in unele portiuni de rama.

1.1.2 Constitutia geologica a regiunii

1.1.2.1 Fundamentul regiunii

Deoarece la alcatuirea geologica a fundamentului regiunii studiate participa aproape in exclusivitate formatiunile apartinand autohtonului de Bihor-Padurea Craiului, ne vom limita descrierea litostratigrafica numai la aceste formatiuni, care cuprind, in afara de soclul cristalin, si depozite triasice, jurasice si cretacic inferioare.

Soclul cristalin, interceptat de numeroase foraje de adancime, este reprezentat prin formatiuni mezozonale cu unele fenomene de retrometamorfism, intru totul asemanatoare cu sisturile cristaline care apar in zonele de rama din Muntii Plopis, Faget si Preluca. Structural, depozitele cristaline se afunda in trepte de la est spre vest ceea ce le face sa fie gasite in foraje la adancimi variabile.

Triasicul, depus transgresiv direct peste fundamentul cristalin, are o raspandire locala numai in studiul regiunii, unde se dezvolta pe o arie dispusa aproximativ longitudinal Crisului Repede, dar cu extindere mai mare pe malul sau nordic. Izobatele la intrarea in triasic indica adancimi de 1600-3200 m, depozitele avand grosimi de circa 1000 m in zona orasului Oradea si din ce in ce mai mici spre vest, unde ajung sa aiba chiar sub 200 m. Din punct de vedere litostratigrafic, triasicul incepe printr-o serie detritica alcatuita din conglomerate, gresii cuartitice uneori fiind micacee roscate, sisturi argilo-nisipoase rosii sau verzi comparabile cu stratele de Werfin(campilian inferior), peste care urmeaza dolomite si calcare cenusii sau negricioase. Sfarsitul triasicului este marcat de o lacuna stratigrafica in intervalul carnian-rhetian, ca urmare a manifestarilor diastrofismului paleocimerian.

Jurasicul are o raspandire aproximativ identica cu a triasicului, peste care sta transgresiv si probabil usor discordant. Este reprezentat prin argile grezoase rosii-violacee, si gresii cuartitice cenusii(lias), marnocalcare foarte compacte, uneori gresoase, de culoare cenusiu-negricioasa cu intercalatii de sisturi argilo-marnoase si calcare cu echinoderme(dogger) si calcare cenusii uneori pseudoolitice cu Soccona, groase de circa 150 m(malm). Sfarsitul jurasicului este marcat in aceasta regiune de o miscare de ridicare, finalizata printr-o scurta perioada de exondare, cand formatiunile jurasice sunt supuse eroziunii si pe ele se formeaza un relief.

Cretacicul inferior, dispus transgresiv peste jurasic, are si el o dezvoltare areala limitata, in special in jumatatea sudica a regiunii, dar acopera o suprafata mai mare decat depozitele triasice sau jurasice.In zona Bors-Oradea, depozitele cretacice au faciesul unitatii de Bihor-Padurea Craiului, fiind reprezentate in baza printr-o alternanta de calcare cenusii, uneori albicioase si calcare cenusii-negricioase compacte, diaclazate, acoperite de marnocalcare cenusii-negricioase foarte compacte, gresii cenusii slab micacee cu ciment marnocalcaros, compacte si marnocalcare grezoase cenusii-negricioase care ar apartine albian-vraconianului. De mentionat este faptul ca spre nord, faciesul calcaros aptianului din zona Oradea se schimba intr-un facies pelitic reprezentat prin sisturi argilo-marnoase roscate.

1.1.2.2 Cuvertura posttectonica

Umplutura sedimentara a Bazinului Pannonic este constituita din depozite cretacice superioare, paleogene, neogene si cuaternare.

Cretacicul superior este primul termen al cuverturii sedimentare din umplutura Bazinului Pannonic, gasindu-se dispus transgresiv si discordant fie peste depozite mezozoice mai vechi, fie direct peste cristalin. Are o dezvoltare areala extinsa la aproape intreaga regiune, lipsind numai din anumite zone cu fundamentul ridicat, ca: Inand-Salonta, Mihai Bravu, Carei si zona situata la vest de linia Cadea-Chesereu-Curtuiuseni, care inglobeaza structurile ridicate Piscolt si Diosig.Depozitele senoniene prezinta o mare varietate de facies si grosimi foarte diferite, urmare a morfologiei reliefului presenonian, inundat si a conditiilor de subsidenta diferentiate.Bine dezvoltate ca grosime sunt in bazinul Sannicolau(700-1300 m) si in grabenul Giris-Oradea(peste 1000 m).

Din punct de vedere litologic, senonianul este reprezentat prin marne, gresii fine calcaroase, gresii, conglomerate si sisturi argilo-marnoase, in termenii inferiori ai seriei intercalandu-se la nord de horstul Biharea, in zona bazinului Sannicolau, rare intercalatii piroclastice.

Paleogenul este cunoscut numai in partea nordica a regiunii, in sectorul Carei-Satu Mare. Stand in general direct peste fundamentul cristalin, paleogenul are grosimi ce depasesc uneori 1000 m si un facies flisoid uneori cu succesiuni ritmice de ordinul metrilor sau al zecilor de metri.

Neogenul sta transgresiv si discordant peste paleogen si este reprezentat prin miocen si pliocen in facies pannonic. Avand in vedere ca prezenta miocenului inferior pe structura Madaras este singulara si oarecum incerta, se considera ca existente in regiuni numai depozitele badenianului si sarmatianului. Bine dezvoltat areal, miocenul sta transgresiv peste formatiuni mai vechi de diferite varste.

Badenianul se prezinta in nord in zona Carei-Moftinu, intr-un facies pelitic, cu rare intercalatii de nisip si gresii catre partea inferioara, in zona mediana devine grezos-nisipos cu intercalatii rare de marne atingand in total o grosime de 450m, pentru ca in sud, in zona Bors-Oradea, sa se poata separa la partea inferioara un complex constituit din gresii si gresii conglomeratice cu intercalatii de tufuri, iar la partea superioara un complex marnos cu intercalatii de nisipuri, grosimea totala in aceasta zona depaseste 650 m.

Sarmatianului i s-au atribuit depozitele corespunzatoare intervalului volhynian-bessarian inferior. Este reprezentat in zonele de rama si in sectoarele de ridicare a fundamentului prin depozite terigene, iar in sectoarele coborate prin depozite pelitice care uneori ating grosimi de sute de metri.In general, depozitele sarmatiene ating o ingrosare de la est spre vest.

Pliocenul in facies reprezinta cea mai mare parte, atat ca volum cat si ca extindere, in umplutura tertiara a Bazinului Pannonic. Aceste depozite globeaza ca o banda importanta cu directia nord est-sud vest, bordand formatiunile in principal cristaline ale muntilor Faget si Plopis, dupa care se afunda spre interiorul Depresiunii Pannonice sub depozitele cuaternare.

Din punct de vedere litofacial si stratigrafic, depozitele pliocene pot fi separate in doua serii:-seria inferioara, predominant pelitica cu intercalatii de gresii si nisipuri, considerata pe baza unor forme de Congeria banatica si a unei asociatii de ostracode cu valoare stratigrafica ca pannonian, corespunde intervalului bessarabian superior-kersonian-meotian din zona extracarpatica. Aceasta serie monotona argilo-marnoasa se dispune transgresiv peste diferiti termeni mai vechi, cu grosimi variabile ce merg de la circa 250 m pe ridicarea Mihai Bravu si 500 m pe ridicarea Inand-Salonta pana la circa 1250 m in bazinul Sannicolau de Munte.

-seria superioara, predominant psamitica, formata din nisipuri si gresii cu intercalatii de marne si argile, este considerata, pe baza unor forme de limnocardiide gasite in partea bazala, ca apartinand in principal pontianului, cu treceri probabile si spre termenii mai noi ai pliocenului. Constitutia mineralogica a acestor depozite este predominant cuartitica, iar cimentul reprezentat in special de carbonatul de calciu.

Complexul depozitelor pontiene se extinde pana la adancimi diferite zonal in functie de structura fundamentului. Cele mai groase pachete de depozite se intalnesc in zona de puternica subsidenta Moftinu-Sannicolau de Munte in care se ajunge la peste 2000 m grosime. De remarcat ca la sud de Barcau, cu toata existenta unor structuri coborate la nivelul fundamentului, depozitele pontiene isi micsoreaza simtitor grosimile.

Din punct de vedere litofacial, se remarca pe teritoriul regiunii studiate o oarecare diferentiere. Astfel, in partea de nord, cuprinsa intre raul Tur si pana aproximativ in Crasna, se constata o mai atenuata diferentiere litologica pe verticala intre pannonian si pontian, datorita in special existentei la partea superioara a depozitelor atribuite pannonianului a unor intercalatii permeabile mai bine dezvoltate. In zona centrala, situata intre Crasna si o linie ce ar trece pe la jumatatea interfluviului Barcau-Crisul Repede, este posibila diferentierea complexului pontian in trei subcomplexe litologice:

-subcomplexul inferior predominant nisipos cu intercalatii subtiri de argile;

-subcomplexul intermediar argilo-nisipos cu predominanta materialului pelitic;

-subcomplexul superior predominant nisipos.

In aceasta zona s-a putut evidentia si o schimbare litofaciala pe directia vest-est,tendinta generala este de efilare si de disparitie treptata a complexului intermediar argilo-nisipos pe masura ce ne apropiem de rama Muntilor Plopis, unde cele doua complexe nisipoase se unesc si afloreaza.

Cuaternarul are o larga raspandire , constituind in exclusivitate formatiunile care afloreaza in regiune.

Depozitele pleistocene depuse in continuitate de sedimentare peste plicen sunt foarte asemanatoare din punct de vedere litologic cu acesta, din care cauza sunt foarte greu, daca nu chiar imposibil de delimitat stratigrafic sau litofacial.

Holocenul este reprezentat printr-o serie intreaga de tipuri genetice care participa si la morfologia zonei, in special prin intermediul unui sistem de terase tinere. De mentionat in cadrul formatiunilor holocene, dezvoltarea conurilor aluvionare de pe Crisul Repede si in special de pe Somes.

1. 1.3 Elemente structurale si de tectonica regionala

Evolutia geologica a regiunii a avut loc pana la sfarsitul barrenian-aptianului pe o platforma labila, in conditii de subsidenta relativ uniforma si cu frecvente exondari generate de fazele de diastrofism care, in general, nu au determinat si deformari plicative marcante.

Analiza structurii regionale pune in evidenta dificultatea de a stabili cu precizie evolutia geodinamica, dar se poate retine totusi cu destula certitudine ca jocul miscarilor diferentiale ale compartimentelor s-a facut de-a lungul unor sisteme de fracturi avand varstele antisenonian, postsenonian, posttortian si postsarmatian.

Intreaga retea de falii care a generat compartimentarea se poate grupa in doua sisteme majore, si anume:sistemul orientat nord est-sud vest, principalul sistem disjunctiv regional, generat probabil de faza subhercinica, si sistemul orientat in general vest nord vest-est sud est, dar avand unele tendinte de girare spre vest-est, mai tanar, ce decroseaza primul sistem si genereaza structura actuala de compartimente ridicate si coborate.

Fracturi majore:

-falia Plopis, are directia vest nord vest-est sud est, si se urmareste in mod continuu din zona de granita unde margineste spre sud ridicarea Mihai Bravu si pana in culoarul bazinului Borod, unde determina contactul tectonic al cristalinului din Muntii Plopis;

-falia Marghita, orientata aproximativ nord-sud, determina caderi importante ale unor compartimente si uneori chiar punerea in loc a unor corpuri eruptive subhercinice;

-faliile majore ce marginesc scufundarea Giris-Oradea, directionale Crisului Repede au determinat scufundarea si conservarea unor puternice pachete de roci mezozoice;

-falia majora vest-est, care margineste spre sud scufundarea Satu Mare.

Structuri ridicate:

-ridicarea Inand-Salonta a constituit prin cristalinul sau in pozitie inalta limita sudica de dezvoltare a sectorului nordic al Depresiunii Pannonice pe teritoriul romanesc;

-horstul Biharea,constituind prelungirea vestica a Muntilor Plopis, in fundamentul Depresiunii Pannonice a functionat ca o bariera intre zonele labile ale scufundarii Giris-Oradea la sud si bazinul Sannicolau de Munte la nord;

-ridicarea Mihai Bravu constituie un sambure de cristalin marginit de o cadere brusca a compartimentului sudic data de falia Plopis si acoperita numai cu formatiuni pliocene;

-ridicarea Diosig,plasata in lungul granitei cu Ungaria, la sud de Chesereu, cuprinde soclul cristalin in pozitie ridicata peste care se dispune cuvertura neogena incepand cu badenianul;

-ridicarea Piscolt, avand axa directionala nord-sud, este plasata in partea de vest a regiunii si este marcata printr-o boltire slaba a paleogenului si o subtiere a miocenului si pannonianului;

-ridicarea Carei, plasata in zona orasului cu acelasi nume, are in ax un sambure de cristalin la circa 1800 m adancime, depozitele acoperitoare cazand spre est si nord fracturi in trepte;

-ridicarea Ardud constituie o structura de mari dimensiuni cu cristalinul, acoperit de miocen si pliocen, ajungand pe alocuri la adancimi de numai 500 m.

Structuri coborate:

-scufundarea Giris-Oradea reprezinta prelungire spre vest a Bazinului Borod,fiind delimitata de falii longitudinale si de o cadere in trepte spre vest, ceea ce determina o structura complicata, cu un graben terminal in zona Toboliu-Bors;

-bazinul Sannicolau de Munte reprezinta un graben puternic subsident in neocretacic si tortonian pentru ca in pliocen centrul de coborare maxima sa se deplaseze spre nord, pe linia Cadea-Galospetreu, unde aceste depozite ating aproape 3000 m grosime;

-scufundarea Moftinu-Cauas reprezinta extremitatea nordica a santului de subsidenta majora Sannicolau-Moftinu cu directia aproximativa nord est-sud vest;

-scufundarea Satu Mare este o structura coborata, in graben, aproximativ simetrica si longitudinala a raului Somes.

1 2 Hidrologia regiunii

1 2.1. Stadiul actual al cunoasterii hidrigeologice

Multitudinea de foraje executate in ultimii ani in scopuri de cercetare, de studiu sau de explorare la diferite adancimi au permis acumularea a numeroase date hidrogeologice care pana in prezent nu au fost utilizate decat partial.

Principalele sisteme acvifere existente in subsolul regiunii, dar nu in toate cazurile extinse pe intreaga sa suprafata sunt cantonate in depozitele corespunzatoare holocenului, pleistocen-pliocenului superior, pontianului inferior, cretacicului inferior si triasicului; primele doua sisteme au ape reci in timp ce ultimele trei, ape hipertermale.

Apele freatice cantonate in depozitele holocene, desi bine cunoscute printr-o retea de foraje special constituita pentru scopuri de cercetare si avand observatii sistematice asupra mai multor parametri hidrogeologici, au constituit pana acum obiectul unor preocupari colaterale in lucrarile publicate(N.Mihaila, 1971;A.Tenu, 1975); acest sistem acvifer a fost mai bine tratat in unele studii de sinteza care insa au ramas ca lucrari de arhiva(Elisabeta Frugina si colaboratorii, 1967;Zoe Roman si colaboratorii, 1972).

Apele de adancime medie, cantonate in depozitele pleistocen-pliocen superioare sunt situate sub apele freatice pana la adancimea de circa 400 m.

Apele termale cantonate in depozitele pontian inferioare au constituit inca de la jumatatea deceniului trecut datorita perspectivei de utilizare a lor ca agent energetic, obiectul unor cercetari cu interpretari regionale ce vizau fundamentarea lucrarilor geologice de descoperire de noi surse de ape hipertermale. Amplificarea lucrarilor de foraje a permis detalierea cunoasterii hidrogeologice a sistemului acvifer, in special pentru zona Oradea Sacueni, elaborarea unei sinteze geologice in scopul mai bunei cunoasteri hidrogeologice a intregii Depresiuni Pannonice de pe teritoriul romanesc si chiar calculul rezervelor pentru zacamantul pontian inferior din zona dintre Crisul Negru si Valea Ierului. Toate aceste studii au condus la o buna cunoastere a zacamantului din punct de vedere geometric, in special pentru jumatatea sudica a regiunii, dar au ramas la stadiul de ipoteze in ceea ce priveste dinamica subterana cu tot ansamblul de probleme conexe. Astfel, in ceea ce priveste realimentarea zacamantului, se admite inca pe baza unor elemente geologice, ca acestea s-ar face destul de activ prin rama de pliocen aflorant iar curgerea subterana regionala ar avea o directie generala orientata aproximativ est-vest.

Apele subterane termale cantonate in cretacicul inferior din zona Felix-1 Mai si din triasicul zonei Oradea au facut obiectul a numeroase cercetari de-a lungul anilor, cercetari care au adus cunoasterea hidrogeologica intr-un stadiu destul de avansat.

La progresul cunostintelor despre hidrogeologia regiunii au contribuit si unele cercetari geofizice, dintre care semnalam prospectiunile electrometrice efectuate in zona Oradea si Baile Felix de M.Cristea(1968) si G.Andriescu(1970), precum si unele aspecte de hidrogeologie miniera din zona Derna(I.Cohut, 1973).

1. 2.2 Principalele acvifere subterane cu importanta economica in regiune

Acest subcapitol prezinta sub raport hidrogeologic, principalele sisteme de acvifere din regiune si in special aspecte legate de morfologia suprafetei piezometrice, marimea si eventual variabilitatea unor parametri hidrogeologici, precum si concluzii privind dinamica fiecarui sistem in parte. Desi se prezinta si acviferele atermale, s-a pus un accent mai mare pe sistemele acvifere termale, care constituie obiectul prezentei lucrari.

1. 2.2.1 Acviferul holocen

Acest sistem acvifer, cunoscut si sub denumirea de freatic, este dezvoltat in complexul celor mai noi formatiuni cuaternare din regiune, din aluviuni recente ale luncilor si depozitele terasei joase.Sistemul acvifer freatic este constituit din unul sau mai multe strate cu legaturi hidrodinamice intre ele, plasate in general pana la adancimea de 25-30 m. In zona conului aluvionar al Somesului, stratul freatic se continua in profunzime cu apele de adancime medie, fiind inmagazinate intr-un colector cu dezvoltare destul de importanta atat ca suprafata, cat si in adancime si cu proprietrati filtrante foarte bune. In restul regiunii, in afara de conul aluvionar al Crisului Repede, mult mai putin important decat primul, dar avand o granulozitate grosiera a depozitelor permeabile, apele freatice sunt gazduite in strate nisipoase sau chiar psamito-pelitice.

In figura 15 s-a redat, pe baza valorilor medii anuale ale nivelului hidrostatic din anul 1974, morfologia suprafetei piezometrice a freaticului .Din analiza hartii se observa ca in timp ce in zona nordica cuprinsa intre raurile Tur si Crasna valoarea cotei hidroizohipselor scade treptat de la est spre vest, in zona dintre raurile Crasna si Barcau curgerea subterana prezinta o dispozitie bilaterala, cu directii convergente spre o zona centrala de drenaj; ramura sudica corespunde morfologic vaii seci a Ierului, in timp ce ramura nordica taie perpendicular valea Crasnei intre Moftinu si Berveni. In cadrul acestui senal drenant apele se scurg spre sud-vest si respectiv spre nord.Aceasta configuratie evdentiaza faptul ca in zona situata la sud de raul Crasna exista doua domenii de alimentare diferite, care genereaza cele doua directii de curgere mentionate. Trebuie remarcata si mica zona puternic drenanta situata la circa 4 km est de Semian si 3 km nord de Adoni, zona in care cota nivelului hidrostatic scade la sub 105 m si care poate avea o semnificatie hidrogeologica deosebita pentru apele de adancime.

Gradientii hidraulici sunt destul de diferiti in regiune:aproximativ 0,0005 la nord de Somes, 0,0010 intre Somes si Crasna, 0,0025 la sud de Crasna pe directia de curgere sud est-nord vest si pana la 0,0050 in aceeasi zona, pentru directia nord vest-sud est(zona de la sud de Carei).

Zonarea hidroizobatelor nivelului freatic prezentata in figura 16 indica adancimi de peste 7m in campiile inalte subcolinare ale Miersigului si Diosig-Tasnadului si de sub 2 m in zona dezvoltata in principal in lungul vaii Ierului si pe cursul inferior al Crasnei. In restul regiunii, adancimile sunt cuprinse intre 2 si 7 m, dar se pot separa totusi doua zone puternic drenate in care valorile se restrang in ecartul de 4-7 m: prima zona este situata la limita estica a Campiei Nirului, iar a doua in lungul raului Somes.

1.2.2.2.Acviferul pleistocen

Acest prim acvifer de adancime medie ce intereseaza depozitele sedimentare de varsta pleistocena se gaseste plasat imediat sub freatic la adancimi cuprinse in general intre 50 si 120 m, din care cauza a fost denumit uneori apa de adancime medie I. Apele de adancime medie I sunt cantonate intr-un complex de strate permeabile variabile ca numar, grosime si granulozitate, care de multe ori se efileaza sau se conjuca, dar au in general o buna legatura hidraulica intre ele. In partea de nord, conul aluvionar al Somesului se dezvolta si la acest nivel, prezentand o succesiune de strate permeabile psamito-psefitice separate de intercalatii subtiri, impermeabile. Spre sud, numarul de strate permeabile se micsoreaza paralel cu o reducere a grosimii si a granulometriei, in timp ce pachetele impermeabile devin mult mai groase. Ca dezvoltare areala, acest sistem acvifer acopera intrega regiune studiata.

Examinand harta din figura 17 se observa ca distributia hidroizopiezelor, atat ca si alura cat si ca valori absolute, este aproape identica cu cea pusa in evidenta la nivelul freaticului, ceea ce sugereaza o stransa interconditionare verticala din punct de vedere hidrodinamic intre cele doua sisteme acvifere. Uneori se constata mici diferente intre cotele absolute ale nivelurilor fapt ce permite evidentierea unor particularitati locale. Astfel sunt de mentionat cotele mai scazute ale nivelurilor apelor de medie adancime I din zonele situate la sud de Carei sau din partea de sud sud vest a zonei drenante din lungul vaii Ierului, zone care pot fi interpretate ca intervaluri mai bine drenate decat cele corespunzatoare adancimilor freaticului. Interesanta este in special zona de la sud-est de Barcau, unde cotele nivelurilor apelor de medie adancime I sunt, cel putin local, superioare freaticului. Directiile de curgere subterane evidentiaza aceeasi imagine a dinamicii ca si in cazul freaticului si gradienti hidraulici foarte asemanatori, cu exceptia zonei mentionate ca avand o posibila alimentare laterala, in care valoarea gradientului ajunge pana la 0,0050.

Pentru caracterizarea acviferului din punctul de vedere al potentialului s-a construit, pe baza valorilor calculate, harta transmisivitatii, iar valorile obtinute se inscriu intr-un ecart foarte larg, ce merge de la sub 1 m²/zi la peste 1000 m²//in unele puncte izolate.

1. 2.2.3 Acviferul pliocen superior

Sistemul acvifer dezvoltat in depozitele pliocenului superior se afla in general plasat intre adancimile de 150-400 m in depozitele ce apartin ultimilor termeni ai pliocenului, fara sa fie excluse pe alocuri si unele treceri in pleistocen. Pentru simplificarea nomenclaturii, s-a denumit uneori acest complex acvifer ape de adancime II. Acest sistem acvifer este constituit dintr-un complex de strate permeabile subtiri, fara mare continuitate areala si cu o granulozitate foarte fina separate de bancuri groase argilo-marnoase impermeabile. Posibilitatile de comunicare hidraulica, mai ales pe verticala sunt foarte reduse.

Ca dezvoltare areala, acest sistem acvifer s-a identificat in intreaga regiune studiata, dar gradul lui de cunoastere este mult mai redus in comparatie cu sistemele deja descrise, din cauza numarului de foraje mult mai mic prin care a fost investigat.

1. 2.2.4 Acviferul termal pontian inferior

Acest sistem acvifer, denumit uneori pentru facilitate si complexul termal pontian, se dezvolta in depozitele permeabile ale pontianului inferior din zona Biharea-Marghita, cu unele treceri probabile si spre partea superioara a pannonianului in zona nordica, Carei-Satu Mare. Il gasim prezent la nord de linia Santau Mic-Biharea, pana la nord de cursul Somesului, dar grosimile complexului permeabil si temperaturile apei din aceasta ultima zona ne fac sa presupunem ca el s-ar putea extinde si la nord de raul Tur. In cadrul acestei suprafete, complexul acvifer apare la adancimi si cu grosimi diferite, in functie atat de conditiile structurale locale, cat si de caracterul si intensitatea miscarilor epirogenetice, care au imprimat complexului permeabil o eterogenitate areala din punct de vedere geometric.

Pe baza a 81 de foraje care au putut oferi date oarecum certe asupra caracteristicilor geometrice ale complexului se poate trage concluzia ca numarul intercalatiilor permeabile care, participa la formarea acestui complex variaza foarte mult:de la 1-10 strate in zonele cu structuri ridicate ale fundamentului si pana la 40-50 m in zonele de subsidenta activa in timpul pontianului. Grosimile individuale ale acestor strate variaza si ele mult atat pe verticala, cat si pe orizontala, fiind cuprinse intre 1,5 m si 150 m, cu frecventa maxima intre 2 si 25 m.

Coperisul complexului termal pontian, apare in regiune la adancimi ce variaza intr-un ecart de circa 500 m: de la mai putin de 500 m adancime pe ramura sud-estica a regiunii si pe structurile ridicate situate la sud-vest de Carei, pana la peste 900 m in jumatatea sudica a acesteia in doua zone situate la vest de cursul Barcau. Culcusul acestui complex corespunde cu patul depozitelor pontiene.

Distributia areala a grosimilor cumulate ale stratelor acvifere ce constituie complexul de care ne ocupam, pune in evidenta variatii ce merg de la grosimi de sub 50 m in zonele sudica, nord-vestica si nordica ale regiunii la valori de peste 250 m in zona centrala, in care subsidenta a fost activa.

Zonarea indicelui de permeabilitate al complexului termal pontian indicata in linii generale este inversa celei precedente, ca urmare a faptului ca in zonele subsidente, caracterizate prin cele mai mari grosimi totale ale stratelor permeabile, s-au depus proportional mai multe depozite pelitice care scad valoarea indicelui, calculat procentual.

Complexul acvifer ternal pontian avand ape cu temperaturi care la gura forajului variaza intre 35 si 88˚C se manifesta in general artezian, cu presiuni de pana la +60 m(4057 Sacueni), dar sunt si unele foraje care, mai ales in ultimii ani, au inceput sa se manifeste intermitent, probabil ca urmare a unor fenomene de gas-lift, in forajul 4054 Sannicolau de Munte, din cauza cotei inalte a terenului, apa se manifesta numai ascensional.

Potentialul complexului este variabil. Valorile transmisivitatii variaza intre 3 si 177 m²/zi cu frecventa maxima in intervalul 10-30 m²/zi; debitele la curgere libera au variat la executie intre circa 100 m³/24 hsi 3000 m³/24 h cu cele mai frecvente valori in ecartul 200-500 m³/24 h..Debitele specifice calculate pe un numar suficient de foraje pentru a incerca o corelatie areala indica in zona sudica o crestere gradata a valorilor dinspre sud si est spre zona Sacueni-Cadea in timp ce in zona nordica are loc o evolutie inversa, de descrestere a valorilor dinspre Acas spre nord.

Trebuie mentionat ca pe baza datelor de cunoastere obtinute prin forajele executate pana la nivelul anului 1970, G. Nechiti si colaboratorii (1971) au calculat rezervele exploatabile de ape termale pentru partea sudica a acestui zacamant(zona Biharea-Marghita), rezerve asigurate pentru o perioada de 50 de ani.

1.2.2.5 Acviferul termal cretacic inferior

Apele acestui acvifer sunt cantonate in sistemul fisural, uneori chiar carstic, bine dezvoltat in partea superioara a barrenian-aptianului calcaros din zona Bailor Felix si 1Mai.Ca urmare a lucrarilor de foraj executate, se stie ca desi cretacicul pastreaza grosimi importante atat spre vest, spre Oradea, cat si spre est, in amonte pe valea Crisului Repede, el are in aceste zone un potential de debitare arteziana foarte redus cuprins in general intre 40 si 140m³/zi.Aceasta este cauza pentru care se considera ca extinderea areala a zacamantului se limiteaza la zona Baile Felix-Sanmartin-Rontau-Baile 1Mai.

Plasata pe un compartiment cazut tectonic si rupt din cea mai lunga ramificatie calcaroasa a Muntilor Padurea Craiului, zona prezinta o puternica tectonizare si fracturi adanci, care asigura caile de ascensionare a apei calde din profunzime, un grad avansat de carstificare la partea superioara a pachetului de calcare, mediu ideal de inmagazinare, si un coperis impermeabil, constituit din pliocen care permite conservarea pontianului acvifer si energetic al zacamantului.

In zona 1Mai, unde depozitele pliocene sunt foarte subtiri, apele termale au aparut in lungul vaii Peta sub forma unei salbe de izvoare sublacustre, al caror debit insumat a variat in timp intre 200 si 300l/s, ajungand in mod exceptional in anul 1970 la 400l/s.Aceasta descarcare naturala a avut drept consecinta o mai scazuta presiune de zacamant in zona 1Mai fata de Felix, unde grosimile depozitelor pliocene de circa 50m conserva mult mai bine potentialul acviferului.

Alimentarea zacamantului termal se face in buna masura prin carstul la zi din Muntii Padurea Craiului, dar s-a evidentiat si o componenta recenta, sugerata initial de variatia sezoniera a debitelor si a raportului HCO₃/SO₂ si confirmata ulterior prin tritiu, componenta care intereseaza in special apele din zona 1Mai si care participa cu circa 1/8 la debitul fluxului subteran.

1.2.2.6 Acviferul termal triasic

Acest sistem acvifer, investigat prin mai multe foraje hidrogeologice in zona scufundarii tectonice Giris-Oradea, intereseaza in special complexul calcaros-dolomitic apartinand intervalului campilian superior-anisian, care prezinta conditii favorabile de acumulare a apelor termale la adancimi cuprinse intre 2000 si 3000m.

Apele hipertermale ale acestui sistem au temperaturi la gura sondei de 67˚-91˚C si debite de 200-1100m³/zi la curgere libera.Repartitia areala a presiunilor de strate permanente este insa foarte diferita in cadrul acestei relativ mici zone tectonice si ea pare a indica faptul ca in afara de directia de curgere est-vest intuita pe baze geologice ca urmare a conditiilor litofaciale si a existentei fenomenelor carstice din zona montana care absorb mari cantitati de apa meteorica, ar exista si o directie de curgere orientata aproximativ nord nord vest-sud sud est, ambele directii convergand spre zona Felix-1Mai, unde nivelul piezometric al sistemului acvifer ajunge la cote de sub 150m.Dat fiind faptul ca aceasta idee hidrodinamica este construita pe baza unor date destul de reduse numeric, ea nu poate reprezenta o certitudine in momentul de fata, dar faptul ca intreaga zona de dezvoltare a zacamantului s-ar plasa intr-un asemenea caz pe o directie de flux invers decat cel admis pana in prezent indreptateste aprofundarea cercetarii acestui aspect al dinamicii sistemului.

Datele de foraj disponibile pana in prezent au permis pentru zona Oradea sa se execute si un calcul al rezervelor naturale, elastice si exploatabile.

1.3. Geotermalismul regiunii

1.3.1. Consideratii generale si caracteristicile geotermale regionale

Pentru existenta unei arii hidrogeotermale este absolut necesara prezenta simultana a doi factori, si anume:roci calde sau fierbinti situate aproape de suprafata, legate de o activitate vulcanica relativ recenta sau de o zona cu flux termic crescut si un agent transportor al energiei termice, in mod obisnuit apa, care umple fisurile si porii rocilor supraincalzite.O astfel de arie anomala din punct de vedere hidrogeotermal se poate manifesta in anumite cazuri prin emergente naturale(izvoare termale, fumarole, solfatare) sau cum este in general cazul bazinelor sedimentare, se poate depista numai prin lucrari geofizice si foraje.

Anomalia geotermica subcontinentala de pe teritoriul interactului alpino-carpatic al Depresiunii Pannonice ne intereseaza in mod deosebit, deoarece flancul ei nord-estic acopera regiunea de studiu.

Se stie ca pe fondul acestei anomalii geotermice subcontinentale se suprapun mai multe anomalii regionale, dintre care cea mai importanta se afla axata in lungul vaii Tisei.Aceasta anomalie regionala acopera cu flancul sau estic intregul teritoriu al Campiei de Vest a Romaniei; de forma eliptica, cu axa mare orientata aproape nord-sud, anomalia Tisei se suprapune aproape integral peste o anomalie gravimetrica de maxim de aceeasi forma si orientare pe un fond de ridicare locala a discontinuitatii Moho pana la adancimi mai mici de 25km.Fluxul termic in aceasta zona este inalt.

In zona cuprinsa intre Tisa si frontiera de stat cu Ungaria si tara noastra, se cunosc patru sisteme hidraulice cu importanta economica din punct de vedere energetic.Cel mai important dintre ele este de departe sistemul acvifer termal cantonat in pontianul inferior, care concentreaza circa 95% din intreaga activitate de forare din Ungaria avand ca obiect apele fierbinti.

Cercetarile privind geotermalismul regiunii Oradea-Satu Mare sunt de data recenta si destul de putine numeric.In principalele lucrari publicate pe aceasta tema autorii au abordat fie unele din particularitatile geotermice ale regiunii cu un calcul al fluxului termic pentru cateva anomalii pozitive, fie ca au incercat o interpretare regionala a tuturor datelor geofizice existente in vederea orientarii exploatarii hidrogeotermice.

Din lucrarile cu caracter de sinteza se cunoaste ca pe flancul estic al anomaliei geotermice regionale Tisa se suprapun doua anomalii subregionale:una in sud intre Arad si Timisoara, si a doua in nord, intre Satu Mare si Oradea, aceasta in urma acoperind deci regiunea de studiu.

Prin prelucrarea datelor termometriei de sonda a 43 de foraje din regiunea Oradea-Carei, D.Paraschiv si M.Cristian identifica, pentru adancimea de 2000m sub nivelul marii, opt anomalii geotermice locale(Piscolt, Sacuieni Ciocaia, Abramut, Saniob-Chislaz, Mihai Bravu, Sanion-Biharea), cu valori ale izotermelor centrale mergand de la 120 la 140˚C.Valoarea medie a fluxului termic calculat de aceeasi autori pentru structurile Bors, Chizlaz, Abramut si Sacueni este de 2.29cal/cm²/s.

Pentru sublinierea datelor prezentate s-a intocmit harta hidroizogeotermica a zacamantului cantonat in depozitele pontianului inferior(fig.35) harta care reda variatia areala a temperaturilor medii ale apelor in zacamant si permite totodata estimarea punctiforma a acestui parametru in cazul unor necesitati concrete.Din aceasta harta se evidentiaza ca avand importanta in special zona cuprinsa intre raul Crasna si localitatile Sacueni-Ciocaia, zona considerata a avea cele mai bune perspective atat din punct de vedere cantitativ cat si termic.

Partea a II- a

Hidrochimia zacamintelor de ape hipertermale

2.1 Stadiul actual al cunoasterii hidrochimice

In vederea caracterizarii hidrochimice a sistemelor acvifere ce se dezvolta in regiune, s-a incercat, intr-o prima etapa, folosirea datelor de arhiva in care scop s-au selectionat dintr-un volum de peste 1000 de analize un numar de 225 care prezentau un anumit grad de certitudine in ceea ce priveste formatiunea captata si la care balanta ionica se inchidea cu o aproximatie de 10%.O analiza atenta a acestor date, sistematizate pe criteriul varstei geologice a formatiunii purtatoare, ne-a condus la concluzia imposibilitatii folosirii lor in scopul unei cercetari geochimice detaliate, in special in cazul formatiunilor acvifere adanci deschise prin foraj hidraulic.Cauzele principale care au condus la aceasta concluzie au fost pe de o parte, variatiile nejustificat de mari in compozitia chimica a unor ape provenite din aceeasi formatiune, si din foraje apropiate, iar pe de alta parte, ecartul destul de mare de timp pe care-l acopereau rezultatele disponibile.

Cu toate ca obiectul principal al cercetarii l-au constituit zacamintele hipertermale si in special acviferul pontian inferior, s-a considerat necesara investigarea tuturor sistemelor acvifere principale, atat pentru elucidarea cadrului hidrochimic global, cat si pentru evidenterea unor posibile legaturi genetice spatiale, care ar putea contribui la gasirea raspunsurilor asteptate de problematica concreta a cercetarii.

2.2. Compozitia hidrochimica a apelor subterane din regiune

2.2.1.Continutul total in saruri

In vederea caracterizarii mineralizatiei totale a apelor din diferitele sisteme acvifere subterane din regiune si a definirii gradului de variabilitate areala si temporala a acestui parametru s-au executat trei probari, in acelasi sezon a trei ani succesivi, insumand 239de probe analizate din care au fost selectate numai un numar de 41 provenite de la forajele ce au permis prelevari complete pe toata perioada .Rezultatele acestor analize exprimate ca diferenta de densitate fata de o apa distilata standard . Aceleasi date sunt prelucrate sintetic ca medii anuale pe sisteme acvifere(Δ dens), cu indicarea ecartului maxim de variatie al valorilor si avand calculate abaterile medii patratice care permit evaluarea gradului de dispersie a valorilor individuale in jurul medei.Luand in discutie variatia mineralizatiei totale medii in diferitele sisteme acvifere la un anumit moment de exemplu mai 1976, se constata ca valorile scad lent cu profunzimea in primele trei acvifere dinspre apele freatice spre cele de adancime medie II, acestea din urma prezinta in general pentru toti anii si cel mai strans ecart de varriatie ceea ce demonstreaza uniformitatea gradului de mineralizare a apelor. Un salt valoric se produce prin trecerea la complexul termal pontian care prezinta o mineralizatie medie net diferita de a tuturor celorlalte sisteme acvifere din regiune si o dispersie accentuata a valorilor individuale ca urmare in special a apelor provenite din F-40F5 Cenalos.

In ceea ce priveste mineralizatia totala a zacamintelor de ape termale din cretacicul inferior si triasic, exista diferente nete atat intre valorile reale ale acestuia cat si intre ecarturile de variatie care acopera domenii separate de un hiatus de aproape 0,5.10^-3g/cm³.

Din punct de vedere al sensului general de evolutie a mineralizarii pe perioada 1976-1978 se pot distinge :

- sisteme acvifere cu crestere continua si bine marcata a Δ dens: apele termale din cretacicul inferior si apele freatice .

-sisteme acvifere cu scadere slaba dar continua : apele termale din pentian

sisteme acvifere cu Δ dens. practica constanta: apele de medie adancime II si apele termale din triasic ; apele de medie adancime II datorita pozitiei lor spatiale prezinta o evolutie mixta.   

Cu toate ca aceasta clasificare are un caracter ad-hoc,ea putand suferii modificari chiar in perioada imediat urmatoare, este totusi interesanta deoarece prin urmarirea amplitudinilor de variatie se obtine o prima indicatie asupra dinamicii subterane intrasistem ,iar cercetarea in sectiune verticala a evolutilor primilor patru complexe poate completa si perfectiona schema hidrodinamica la scara mare ce se urmareste a se definitiva .In acest sens ,se poate retine ca cea mai activa, dinamica se intalneste in cazul acviferului freatic si in cel termal din cretacicul inferior, urmat de apele de medie adancime II;apele de medie adancime II apele termale din pontian si apele complexului termal din triasic au dinamici lente, comparabile ca ordin de marime.

2.2.2. COMPOZITIA IONICA .

Pentru definirea compozitiei ionice a apelor subterane din regiune, in mai-iunie 1977 s-a efectuat o probare hidrochimica prin reteaua de foraje selectate in prealabil pe sisteme acvifere probare care au cuprins toate tipurile de ape subterane dar a privit in mod special acviferul pontian.Analizarea probelor recoltate s-a facut conform principiilor deja expuse si a vizat atat determinarea compozitiei in principalii ioni cat si a pH -ului si a continutului in SiO₂.

2.2.2.1 CARACTERIZARE GENERALA A ACVIFERELOR PE BAZA CONSTITUENTILOR IONICI MAJORI.

Datele hidrochimice punctiforme au fost prelucrate sintetic sub forma de continuturi medii ionice pe sisteme acvifere, calculandu-se si abaterile medii patratice in vederea estimarii gradului de imprastiere a valorilor individuale.

Trasaturile hidrochimice particulare ale apelor subterane din regiune sunt clar puse in evidenta si de valorile medii ale rapoartelor caracteristice r Ca/r Na si r SO4 /r HCO3 calculate pentru aceleasi avifere.Pentru cazul sistemelor acvifere: ape freatice, ape de medie adancime I, ape de medie adancime II, ape termale din p1, se poate constata in timp ce variatia raportului r Ca/r Na este un proces evolutiv continuu cu profunzimea, raportului r SO4/r HCO3, prezinta o evolutie ezitanta si o diminuare majora numai in cazul acviferului termal pontian.Ttrebuie remarcat si faptul ca in privinta sistemelor acvifere mezozoice, in afara de variatia anionica semnalata, in apele din triasic se observa si o slaba crestere a raportului r Ca/r Na fata de apele cretacicului inferior.Trebuie de asemenea subliniat faptul ca raportul r Ca/r Mg pentru cele doua grupe de sisteme acvifere are o relativa stabilitate; din corelatia r Ca-r Mg se constata ca in timp ce in acviferele plio-cuaternare prezinta o diminuare cantativa a acestor cationi cu adancimea, in acviferele mezozoice fenomenul este invers.

In vederea caracterizarii mai complete a principalelor acvifere din punctul de vedere al tipologiei hidrochimice s-a optat pentru reprezentarea Piper, care opereaza cu procent echivalenti utilizati in trei diagrame simultan .

Caracteristicile principalelor tipuri de ape, deduse din interpretarea tuturor probelor analizate, releva urmatorul tablou hidrochimic:

-apele freatice sunt de tip bicarbonatat-calcic-magnezian, prezentand o grupare destul de buna a valorilor atat in campul anionilor, cat si in cel al cationilor.Acest tip corespunde tipului clasic de ape subterane de mica adancime;

-apele de medie adancime I sunt ape bicarbonatate-calcice-sodice, slab magneziene cu treceri spre bicarbonatate-sodo-calcice, cu grupare exceptional de buna in campul anionilor, dar cu o dispersie mare in cel al cationilor;

-apele de medie adancime II sunt in marea majoritate de tip bicarbonatat-sodopotasic, cu unele tendinte locale de imbogatire in Ca, tendinta manifestata in relativa dispersie a valorilor in campul cationilor.Gruparea valorica in domeniul anionilor este exceptional de buna.Acest tip de ape poate fi denumit metamorfozat, datorita transformarilor chimice suferite in timp de apa originara;

-apele complexului termal pontian sunt in principal bicarbonatate-sodopotasice cu tendinta de trecere spre clorurate-sodopotasice, gruparea valorilor este exceptional de stransa pentru cationi, dar prezinta o dispersie mare in domeniul anionilor.Se remarca participarea foarte redusa a sulfatilor la mineralizarea acestor ape, fenomen prezent, alaturi de celelalte caractere descrise, in cazul unor ape ce pot fi considerate stagnante;

-apele termale cantonate in cretacicul inferior sunt de tip bicarbonatat-calcic destul de asemanatoare apelor freatice, dar prezinta o participare procentuala mai mare a sulfatilor in ansamblul anionic si cotinuturi mai reduse in Mg comparative cu Ca.Gruparile valorilor figurate in diagrama atesta o uniformitate destul de marcata a chimismului acestor ape, urmare probabil si a dimensiunilor reduse ale zacamantului;

-apele termale cantonate in triasic sunt de tip sulfatat-calcic bine individualizate in campul anionilor fata de toate celelalte ape, dar cu proportii in cationi asemanatoare apelor din cretacicul inferior.In diagrama cationic-anioni, apele din triasic ocupa un areal aparte, spre partea superioara a rombului.

2.2.2.2.Particularitatile hidrochimice ale sistemelor acvifere termale

Sistemul acvifer pontian a fost caracterizat ca avand ape de tip bicarbonatat sodopotasic cu tendinta de trecere, in anumite cazuri, spre ape clorurate sodopotasice.

Inainte de a discuta particularitatile geochimice ale acestui acvifer trebuie subliniat faptul ca, complexul purtator de apa situate in special la partea inferioara a pontianului, poate fi incadrat, conform clasificarii geochimice a rocilor sedimentare, la tipul numit hidrolizat.Acest tip de roci este caracterizat prin prezenta, in afara de fractiunea granulara, a unei proportii insemnate de minerale argiloase formate in urma reactiilor chimice dintre apa si silicati.In porii unei asemenea roci pot ramane pe perioade foarte lungi cantitati de solutii mai mult sau mai putin saline, provenite din mediul in care s-a produs sedimentarea.

Asociind dinamica extrem de lenta a apelor subterane in astfel de acvifere cu existenta apelor singenetice, in cazul nostru de tip salmastru, rezulta clar de ce din acest tip de roci se obtin aproape totdeauna ape cu concentratii relativ mari in solide dizolvate.Pentru intregirea imaginii mecanismului geochimic care conduce la formarea tipului de ape in discutie trebuie amintit si schimbul de baze, favorizat de prezenta argilelor sodice in regiune, care preiau Ca²⁺ si Mg²⁺ din ape, eliberand Na⁺.De asemenea, in acest tip de roci, de obicei asociate cu structuri petrolifere sau de existenta in cantitati mari de substante organice, este frecvent fenomenul de reducere a sulfatilor insotit de cresterea iodului HCO₃^-, fenomen semnalat si in cazul acviferului in discutie.Aceste modificari duc la formarea unor ape alcaline cu pH>8 sau chiar de peste 9, cum este cazul unor ape de medie adancime II din zone cu strate de carbuni, fata de pH≈7, ca in cazul freaticului sau al acviferelor termale mezozoice.Procesele de oxidare a hidrocarburilor de catre sulfati in prezenta bacteriilor anaerobe sunt dealtfel partial responsabile, alaturi de procesele asociate cu bituminizari de prezenta marilor cantitati de CO₂ existente in depozitele pliocene; de asemenea, trebuie semnalate cantitati notabile de CH₄ ca gaze libere in aceste formatiuni.Acumularea de CO₂ si a CH₄ este uneori atat de mare incat fie ca formeaza adevarate zacaminte de CO₂, fie ca genereaza presiuni false de strat care conduc la fenomene de artezianism intermitent al apelor termale.

Referindu-ne la variatiile areale ale diferitilor parametrii hidrochimici la nivelul acestui sistem acvifer, se remarca faptul ca distributia reziduului, fix este aproape identica cu cea redata in figura 37 pentru Δ dens.

Este interesanta de semnalat repartitia teritoriala a anionului SO^2-;in sectorul Carei-Satu Mare acest anion prezinta cele mai scazute valori in partea centrala a zonei, ce corespunde cu aria de maxima subsidenta, in timp ce in sectorul sudic valorile minime se plaseaza la est de Barcau.Aceasta deplasare a zonei cu concentratii minime in SO^2- in cadrul sectorului sudic poate fi datorita prezentei masive de substante organice(bitumice, carbuni) spre limita de aflorare a pliocenului.

Fara indoiala ca exploatarea apelor termale din regiune va antrena si modificari hidrochimice, dar amploarea si sensul nu vor putea fi precizate decat prin urmarirea sistematica a compozitiei chimice a apelor subterane.

Sistemul acvifer cretacic inferior a fost caracterizat ca avand ape de tip bicorbonatat calcic, cu mineralizatia totala cuprinsa intre 0,2 si 0,64g/l si o medie de 0,48g/l.

Extins areal pe o suprafata relativ mica, zacamantul a fost investigat prin foraje de exploatate din care numai un numar redus functioneaza ca foraje de exploatare in zona Bailor Felix si 1 Mai.Pe baza analizelor chimice executate sistematic in anul 1969, ca si a rezultatelor de arhiva s-a putut conchide ca exista o diferentiere areala in functie de gradul de mineralizare a apelor ce merg in cele doua statiuni, apele din statiunea 1 Mai avand un reziduu fix cu circa 100 mg/l mai mic.Determinarile de Δ dens., ca si analizele chimice efectuate in 1977 atesta insa atenuarea acestui fenomen pana la un ecart valoric nesemnificativ.Este interesant de semnalat faptul ca nivelele acvifere inferioare deschise prin F-4012 au mineralizatii de acelasi tip cu cel al complexului superior, dar mult mai scazute cantitativ; aceasta mineralizare redusa se coreleaza dealtfel si cu debite slabe si temperaturi mici la emergenta si se poate explica prin gradul de carstificare redus al nivelelor mai profunde si deci printr-o amploare mai mica a reactiei apa-calcar.

Un aspect esential din punct de vedere geochimic il constituie gradul de stabilitate in timp a compozitiei hidrochimice, factor care poate sugera, prin amploare si sens, eventuale tendinte sau chiar modificari hidrodinamice survenite in cadrul zacamantului.

Pentru elucidarea aspectului privind variatia sezoniera a chimismului apelor termale, s-au urmarit in anii 1976 si 1977, prin analize lunare, principalele foraje din zona variatia continutului in ionul HCO₃^-, ales ca fiind reprezentativ atat pentru acviferul cretacic inferior, cat si pentru cel triasic.

Sistemul acvifer triasic a fost caracterizat ca avand ape de tip sulfatat calcic cu mineralizatia totala medie de 1,17g/l.Bine individualizat ca tip hidrochimic si cu un ecart de dispersie mic al valorilor individuale, aceste ape isi datoresc compozitia circulatiei lor in special prin calcare impure gipsuri si dolomite.

Cu toate ca aria pe care se dezvolta zacamantul este limitata la zona orasului Oradea si ca in acest perimetru chimismul apelor a fost urmarit numai prin cinci foraje, se poate afirma ca repartitia areala a Ca²⁺si SO^2-, ale caror valori cresc dinspre nord vest spre sud est, ca si continuturile descrescatoare in acelasi sens in HCO₃^- confirma supozitia unei drenari dinspre vest spre est a apelor subterane la nivelul depozitelor triasice.

Concordanta, in special ca alura, a domeniilor de variatie din anul 1976 pentru apele termale din cele doua zacaminte mezozoice ar putea sugera anumite legaturi genetice si hidrodinamice, dar volumul datelor actuale nu permit inca asemenea concluzii.

2.2.3. Continutul in microelemente

Fara a exista inca o definitie unanim acceptata a termenului, se considera microelemente sau, asa cum sunt denumite, elemente minore sau in urme substantele care apar in concentratii de sub 1,0g/l;grupele principale de constituenti minori naturale sunt:metalele alcaline(Li, Rb, Cs), alcalino-pamantoasele(Be, Ba), alte metale(Ti, V, Cr, Mo, Co, Ni, Ag, Au, Zn, Cd, Pb etc), elemente nemetalice (As, Se, Br, I), elemente radioactive(U, Ra, Rn, Th).

Tehnicile de analiza sunt variate si in general diferentiate pe grupe de constituenti minori, mergand de la spectografia in emise la spectrofotometria in absortie atomica si la metode radiometrice.Cu toate acestea, trebuie subliniat ca determinarile de constituenti minori in apele naturale nu fac parte din metodele curente de cercetare, din care cauza informatiile asupra ocurentei lor si implicit a posibilitatilor lor de interpretare sunt in general reduse.

In ceea ce priveste zacamintele hipertermale din zona de studiu, s-a cautat ca prin determinarea unor elemente minore metalice sa completam imaginea geochimica a acestor ape si eventual sa depistam unele tendinte evolutive.In acest scop au fost analizate prin spectrofotometrie in absortie atomica un numar de 30 de probe, de apa provenite in principal din apele termale ale zacamantului pontian, completate insa si cu probe de ape de medie adancime II si probe din apele zacamintelor mezozoice.

Cu toate ca nu toate probele recoltate au fost analizate pentru totalitatea celor 10 elemente selectate, din interpretarea acestor rezultate se impun o serie de concluzii.Astfel, elementul cu cea mai redusa participare, indiferent de tipul apei, este Cd, care este prezent numai in concentratii de ordinul miimilor de mg/l.Unele elemente ca Cu si Zn, prezinta participari de asemenea reduse, dar si neuniform distribuite in acelasi tip de apa.O repartitie interesanta o prezinta insa Cr si Pb, care pun in evidenta atat o diferentiere cantitativa in functie de tipul de apa, cat si unele anomalii locale de distributie in cadrul sistemului acvifer termal pontian.Referitor la acest din urma aspect trebuie mentionat ca, continuturile in Cr si Pb ale F-4078 Ciulesti ce capteaza ape din panonian si miocen, coroborate cu valorile obtinute din F-4045 Ciocaia si F-4075 Cenalos, par a confirma supozitia avansata pe baza valorilor Δdens.,privind ascensionarea in aceste zone a unor ape de tip zacamant.Trebuie de asemenea remarcat faptul ca un fenomen similar, dar probabil mai atenuat, are loc si in zona de la nord de Somes, unde valorile celor doua elemente minore se gasesc la limita inferioara a ecartului stabilit pentru zonele Ciocaia-Cenalos.

Din punctul de vedere al legaturii corelative dintre elementele minore determinate, este interesant de subliniat faptul ca exista o dependenta intre Pb-Cd si Pb-Cr, dar in timp ce numarul de date disponibile pentru prima legatura este redus iar taria corelatiei relativ slaba, al doilea cuplu prezinta o legatura puternica, a carei ecuatie este:

Pb=2,45Cr +0,0125

Avand in vedere ca ecuatia ce leaga continutul in Pb de cel al Cd are forma:

Pb=11,5Cd-0,01

s-a putut determina relatia unica de dependenta a celor trei constituenti minori discutati, ecuatie care are expresia:

Pb=5,75Cd +1,225Cr+0,00125

Pentru ilustrarea variabilitatii areale a microelementelor in cadrul sistemului acvifer pontian, inferior s-a ales Pb(figura 52) element care fiind in relatie de dependenta cu Cr si Ca reprezinta prin distributia sa si tendintele generale ale acestora.Se poate observa ca, facand abstractie de zonele citate deja ca anormale, exista o tendinta de crestere continua a continuturilor dinspre est spre vest, sens care concorda cu cel al variatiei areale a celorlalti parametri hidrochimici, descrisi anterior.Adaugand la aceasta confirmarile suplimentare aduse de Cr si Pb in ceea ce priveste zonele Cenalos si Ciocaia, precum si indicatiile pentru zona de la nord de Somes, se poate afirma ca extinderea cercetarilor hidrochimice in domeniul microelementelor pare a prezenta importanta si in privinta geochimiei apelor subterane.

Trebuie amintit in incheierea acestui capitol ca aple zacamantului termal cretacic inferior au fost studiate in zona Felix-1 Mai si din punctul de vedere al microelentelor radioactive(U, Ra, Rn), incepand inca de acum 50 ani, ultimele rezultate publicate(A. Tenu, 1975) aducand numai elemente care confirma stabilitatea in timp a abundentilor masurate si faptul ca continuturile decelate sunt cantitativ sub limita care sa permita considerarea acestor ape ca fiind radioactive.

2.3. Termometria geochimica in evaluarea temperaturii de zacamant a apelor

Desi anumite experiente de laborator mai vechi au fost folosite pentru fundamentarea teoretica a geotermometriei, se poate afirma ca preocuparile legate de acest domeniu se refera exclusiv la perioada de dupa 1960, primele rezultate practice aparand abia dupa 1970;de aceea, metoda este inca in curs de perfectionare in special in ceea ce priveste diversificarea aplicarii ei la unele conditii hidrogeologice particulare.

2.3.1. Principiul si problematica geotermometriei

In echilibrele chimice omogene sau neogene, o reactie biunivoca intre un reactant si un produs se poate opri inainte ca vreunul din termeni sa se epuizeze.Acest echilibru, caracterizat pin constanta de echilibru K, este stabil atata timp cat parametri de stare, in special temperatura, raman constanti;calcularea lui K pentru conditii de laborator se face relativ usor pe baza unor formule derivate din legea maselor.

In procesele geologice, reactiile nu au loc insa in conditii standard((P=1 atm; T(˚k)=25˚C+273,15)), conditii pentru care exista calculate tabele de constante termodinamice.Temperatura influenteaza prin variatiile sale echilibrul chimic si deci valoarea constantei K, care reprezinta reflectarea numerica a raportului concentratiilor existente in termenii sau fazele aflate in reactie.

S-a stabilit experimental ca pentru valori mici ale temperaturii si la valori joase ale acestuia, exista o relatie intre ln K si 1/T, in timp ce la temperaturi inalte, cum sunt cele la care au loc majoritatea proceselor geologice, ln K variaza proportional cu 1/T².Folosind aceasta legatura cauzala intre temperatura T si compozitia chimica a produsului reactiei, exprimata prin K, s-a cautat ca facand calculul invers sa se determine temperatura la care a avut loc reactia la echilibru, pornindu-se de la concentratia unor elemente sau saruri existente in apa termala.

Trebuie remarcat insa ca ceea ce in chimia fizica este riguros exact si calculabil prin formule, nu este la fel de facil de aplicat in geotermometrie, deoarece apar o serie de parametri sau fenomene care nu pot fi decat aproximate.Dintre cei mai importanti factori amintim:a)compozitia chimica a unuia dintre reactanti(matricea geologica prin care curge apa) nu este uniforma si nu poate fi cunoscuta decat punctiform;

b)solubilitatea diferitelor forme minerale ale unuia si acelasi compus chimic difera uneori foarte mult;

c)ascensionarea apei hipertermale spre suprafata, este acompaniata de modificari ale parametrilor de stare (P si T), influenta acestor modificari poate fi apreciata numai prin cunoasterea vitezei de ascensionare a apei si a inertiei de precipitare a compusilor folositi ca indicatori;

d)in sfarsit trebuie amintita existenta unor procese adventive, printre care putem cita reactia dintre solutie si roca sau posibilele amestecuri cu ape superficiale care pot avea loc in timpul miscarii ascendente a apei termale spre suprafata.

Cum toate aceste procese nu pot fi stapanite cu suficienta acuratete, folosirea geotermometriei presupune adoptarea unor asumptiuni de ordin general, si anume:

-reactiile chimice implicate in concentrarea componentilor chimici folositi ca indicatori trebuie sa fie dependente de temperatura;

-toti constituentii ce iau parte la o astfel de reactie trebuie sa fie in cantitate suficienta;

-reactiile apa-roca trebuie sa mearga la echilibru;

-echilibrul trebuie sa fie atins la temperatura rezervorului;

-nu au loc reechilibrari la temperaturi inferioare in timpul miscarii fluidului dinspre rezervor spre suprafata;

-nu au loc amestecuri ale fluidului din rezervor cu fluide reci, superficiale.

2.3.2. Principalele tipuri de geotermometre cantitative

Cercetarile efectuate pana in prezent au sugerat mai multi indicatori chimici calitativi, dar numai doua geotermometre se considera a fi si cantitative, si anume geotermometrul bazat pe SiO₂ si geotermometrul Na-K-Ca.

Geotermometrul SiO₂.Consta in principal in determinarea continutului in silice din apa termala si in interpretarea lui prin diagramele experimentale ce definesc solubilitatea cuartului in apa ca o functie de temperatura si presiune.S-a amintit deja de unul din incovenientele acestei metode, si anume solubilitatea diferita a diverselor forme cristaline ale SiO₂, fenomen semnalat inca din al doilea deceniu al secolului dar clarificat in special prin cercetarile lui G.W.Morey si colaboratorii(1962) si ale lui F.O.Fournier si J.J.Rowe(1966), care au stabilit ca solubilitatea cuartului in apa este in stransa dependenta, de densitatea solventului si ca spre domeniul temperaturilor inalte solubilitatea creste treptat pentru ca apoi sa urmeze o descrestere rapida a densitatii solutiei cu cresterea temperaturii.Concentratia maxima de silice dizolvata, posibil de a fi gasita intr-o apa de adancime in care cuartul controleaza echilibrul, este de circa 725mg/l la 330˚C.De altfel, se considera astazi aproape in unanimitate ca forma cristalina a SiO₂ este cea care guverneaza, in marea majoritate a cazurilor, continutul in silice din apele adanci.Foraje executate in numeroase zone cu izvoare fierbinti ca Yellow-stone, Steamboat Springs si altele, au elucidat care este starea silicei in adancime, silicea amorfa prezenta la suprafata sub forma de opal, a fost gasita din ce in ce mai putin, spre adancime pana la circa 18-20m, transformandu-se treptat in cristobalit, calcedonie si cuart care sub 30m apare in carote si sub forma de cristale megascopice.

Cum se comporta o apa hipertermala cu un continut in SiO₂, corespunzator echilibrului din profunzime in timpul unei miscari ascensionale?Daca miscarea este prea lenta, prin racirea solutiei vor avea loc depuneri de silice produse de necesitatea reechilibrarii in noile conditii create.Cinetica reactiei de echilibru este rapida in sistemele naturale, se pare de ordinul orelor sau zilelor.Daca in schimb miscarea este rapida si debitul destul de mare vom regasi in apa intreaga cantitate de silice din profunzime, nemodificata.

In cazul unor ape de temperaturi inalte in profunzime, dar sub temperatura critica, miscarea ascensionala va genera, dupa o anumita diminuare a sarcinii hidrostatice, aparitia fenomenului de fierbere.Se va forma o cantitate de vapori sau gaz, temperatura sistemului va descreste datorita caldurii latente de vaporizare cerute de formarea fazei gazoase, iar constituentii nevolatili, inclusiv silicea, se vor concentra in lichidul rezidual.Daca inainte de a incepe reechilibrarea si deci depunerea de SiO₂ apa emerge, vom gasi in fluidul geotermal un surplus de silice fata de conditiile din profunzime.

Geotermometrul Na-K-Ca.Metoda se bazeaza pe dependenta de temperatura a constantei de echilibru K, si pentru cazul reactiilor de alteratie hidrotermala sau a celor de schimb, ceea ce inseamna ca rapoartele constituentilor rezultati in apa prin aceste reactii se pot schimba prin variatia temperaturiide echilibrare.

Folosindu-se curbele empirice si experimentale obtinute de P.N.Orville(1963), D.E.White(1965) si J.J.Hemley(1970) A.J.Ellis si W.A.J.Mahon(1967) pentru sisteme apa-feldspat, s-a utilizat intr-o prima etapa drept geotermometrie corelatia aproximativ lineara dintre log(Na/K) si 1/T.

Dupa 1970 a devenit insa din ce in ce mai evident ca ape bogate in Ca, ca cele de la Mammoth Hot Springs din Yellowstone Park-SUA, sau ape geotermale puternic saline, ca cele de la Salton Sea, California-SUA, nu pot fi interpretate prin acest geotermometru.

R.O.Fournier si A.H.Tresdell, selectand de pe intreg globul 121 de puncte cu date chimice si de temperatura demne de incredere si 12 analize de incluziuni fluide, le interpreteaza prin geotermometrul Na/K si constata ca in domeniul de temperaturi de sub 200˚C are loc o imprastiere considerabila a valorilor, temperaturi eronate obtinandu-se insa si pentru unele ape cu temperaturi inalte din Noua Zeelanda.Analizand cauzele acestui fenomen se ajunge la concluzia ca geotermometrul Na/K trebuie completat prin implicarea si a Ca, relatiile acestor trei elemente putand fi explicate in totalitate prin reactiile silicatilor chiar daca cantitatea absoluta de Ca din apa este controlata de solubilitatea carbonatului.S-a ajuns astfel la forma generalizata a constantei de echilibru aproximate, Ks:

logKs=log(Na/K)+βlog(Ca/Na)

care tine seama de toate reactiile posibile si in care valoarea lui β depinde de stochiometria reactiei.Prin incercari grafice succesive care au vizat gasirea imprastierii minime a punctelor experimentale s-a ajuns sa se determine β=1/3 si β=4/3 pentru domeniile de temperaturi de peste si respectiv de sub 100˚C

Cea mai mare parte a valorilor luate in considerare cad intr-o banda de 15-20˚C in jurul dreptei medii, cu exceptia domeniului 5-15˚C unde erorile sunt mai mari.

Pentru domeniul temperaturilor de sub 75˚C si in cazul unor ape cu presiunea partiala a CO₂ de peste 10^-4 atm, T.Paces constata o abatere sistematica a valorilor de temperatura estimate prin geotermometrul Na-K-Ca fata de valorile masurate.Considerand ca datorita corelatiei rapide nu se atinge echilibrul chimic, ci numai o stare de stabilitate chimica.

2.3.3. Adaptarea geotermometrelor clasice la conditii litofaciale specifice

Aplicarea metodelor de termometrie geochimica in tara noastra este inca in stadiul incipient, primele rezultate fiind comunicate de A.Tenu si colaboratorii in anul 1978.

Din cele trei zacaminte de ape hipertermale existente in regiune, specialistii s-au oprit, in cadrul cercetarilor de geotermometrie in special asupra acviferului pontian inferior, deoarece ofera prin extinderea sa areala posibilitatea obtinerii unor concluzii cu caracter de generalitate.

Avandu-se in vedere ca aproape toate ariile geotermale importante cu exceptia Bazinului Pannonic, sunt asociate mai mult sau mai putin unor regiuni cu manifestari vulcanice, aplicarea metodelor geotermometrice in cazul zacamantului pontian inferior constituie, prima incercare de extindere a metodei la ape asociate tipului geochimic de roci sedimentare denumite hidrolizate.Rezultatele primare utilizate in interpretare provin din analizarea a 17 probe de apa prelevate in mai-iunie 1977, nici o selectie arbitrara prealabila nu a fost admisa in operatiunea de prelevare sau prelucrare a datelor.

Intr-un tabel sunt inscrise cantitativ elementele chimice care au stat la baza estimarii temperaturilor prin formulele clasice ale geotermometrelor SiO₂ si Na-K-Ca, precum si valorile calculate ale acestora.Din observarea acestor valori se poate constata ca valorile calculate ale temperaturilor de zacamant sunt in toate cazurile mai mari decat cele masurate la emergenta, dar existenta unui ecart mediu de 27˚C intre temperaturile obtinute prin cele doua geotermometre indica prezenta in profunzime a unor conditii geochimice particulare, conditii care fara indoiala pot fi legate de constitutia geologica a regiunii.Aplicarea geotermometrelor in forma lor clasica apare limitata la conditiile de efectuare a unor corectii care sa le faca operante si in cazuri particulare.

In privinta geotermometrului SiO₂, temperatura medie pe zacamant calculata prin metodologia clasica este mai mare cu numai 9˚C decat cea considerata reala, calculata conform gradientului geotermic, ceea ce in ultima instanta constituie un rezultat foarte bun.

Pentru a corecta aceasta abatere s-au selectat din datele publicate in Magyarorzyag hevizkutjai (1971) un numar de 8 foraje din Ungaria, zona limitrofa judetelor Satu Mare si Bihor, foraje care capteaza ape cantonate in aceeasi formatiune ca si in regiunea studiata si la care s-au efectuat determinari simultane de temperatura si chimism.Prelucrarea si interpretarea acestor informatii au dus la concluzia ca temperatura calculata prin geotermometrul SiO₂ este constant mai mare fata de temperatura masurata a zacamantului, intre aceste doua temperaturi existand o dependenta aproximativ lineara, fapt ce permite evaluarea unei temperaturi corectate a geotermometrului SiO₂ pe baza relatiei:

T SiO₂ cor.(˚C)=T SiO₂(A)-12

Reluand seria de valori ale temperaturii calculate prin geotermometrul SiO₂-tipul racire prin conductie-inscrise si corectanduse cu ajutorul acestei relatii, s-au constatat ca valorile temperaturilor estimate in regiune sunt mai mari decat cele considerate reale cu peste 35˚C, ceea ce indica o abatere importanta a chimismului de la starea de echilibru .Aceasta constatare reflecta faptul ca in zacamant exista o stare de stabilitate chimica instalata intre faza lichida(apa) si faza solida(matricea), stare materializata printr-un coeficient de stabilitate(Ks) si nu printr-un coeficient real de echilibru.

Abaterea de la starea de echilibru poate fi caracterizata printr-un coeficient de dezichilibru I de forma:

I=log Ks-log K

Procedand la prelucrarea datelor disponibile pentru zacamantul pontian, s-au calculat intr-o prima etapa valorile indicelui de dezichilibru I pentru fiecare punct in parte.

Intr-o alta etapa de prelucrare s-a testat dependenta lui I de o serie de parametri geometrici, fizici, dar in special chimici ai zacamantului ca:adancimea intervalului captat P_CO2, Na, Cl, r Cl/r H CO₃, R Na/r Ca, log(Na/Ca), log(Na/K) etc, singura legatura corelativa depistandu-se intre I si log(Na/K).

Calculul temperaturii prin geotermometrul Na-K-Ca corectat s-a facut cu formula.

Prin prelucrarea si interpretarea materialului prezentat a devenit evident ca metodologia geotermometrica clasica, si in special geotermometrul Na-K-Ca, supraestimeaza temperaturile de zacamant in cazul unor ape hipertermale asociate rocilor hidrolizat.

Metodele de corectie propuse aduc insa valorile medii pe zacamant calculate prin cele doua geotermometre si prin luarea in consideratie a tuturor punctelor investigate, de la diferenta de circa 9˚C la 3˚C in cazul geotermometrului SiO₂ si de la 35,5˚C la 2˚C in cazul geotermometrului bazat pe Na-K-Ca.Valoarea medie a temperaturilor obtinute prin folosirea corectiilor in utilizarea celor doua geotermometre se situeaza la numai 0,6˚C de temperatura calculata conform Gg.

Date fiind caracteristicile geochimice foarte asemanatoare ale apelor asociate rocilor de tip hidrolizat, se apreciaza ca metodologia de corectie, prezentata pentru geotermometrul Na-K-Ca ar putea fi folosita pentru toate ariile geotermale de acest tip.

Partea a III-a

Compozitia izotopica a zacamintelor de ape hipertermale

Aplicarea metodelor nueleare in hidrogeologia s-a format, impus pe plan mondial datorita delativitatii raspunsurilor pe care metodele clasice le dadeau complicatelor procese de jormare,acumulare si curgere a apelor subterane,in special de adancime.In ultima perioada a aparut in plus si necesitatea de a solutiona aspectul cvadridimensional al curgerii(spatiu-timp), ca o consecinta a necesitatii de cunoastere cat mai exacta si de exploatare cat mai intensa a potentialului acvifer subteran.

Desi cercetarile in acest domeniu sunt de data recenta in general dupa 1950,se dispune astazi de un cadru metodologic-interpretatev suficient pentru abordarea oricarui gen de problematica sau pentru extinderea cercetarilor in zone cu particularitati inedite.

3.1.Generalitati asupra izotopilor de mediu

Izotopii de mediu sunt izotopi de provenienta naturala sau artificiala,care se gasesc in mediul natural fara posibilitate de a fi controlati de om.In aceasta categorie intra izotopii stabili(deuteriu, oxigen-18, carbon-13, subordonat sulf- si izotopii radioactivi(tritiu si carbon-14), legati fie de elementele constituite ale moleculei de apa,fie de unele saruri dizolvate.

3.1.1.Izotopi de mediu stabili

3.1.1.1 Variabilitatea abundentilor si modul lor de exprimare

Izotopii stabili sunt atomi ai unor elemente care au un numar atomic(2) egal dar cu o greutate atomica (A) diferita.Cu toate ca numarul izotopilor stabili cunoscuti astazi este de circa 300, cele mai interesante utilizari au fost obtinute in cazul elementelor usoare care formeaza in natura si componenti gazosi stabili, cum este cazul hidrogenului, carbonului, oxigenului si sulfului;explicatia consta in aceea ca in timp ce din punctul de vedere al reactivitatii chimice diferitele specii izotopice ale aceluiasi element se comporta identic, din punct de vedere fizic apar anumite particularitati care-i diferenteaza, particularitati ce apar cu atat mai     pregnant cu cat diferenta de masa este mai mare.

Evident ca acele proprietati chimice care-s legate functional de anumiti parametri fizici vor varia si ele ca urmare a prezentei intr-un compus a uneia sau alteia din speculele izotopice ale unui element.

Acest comportament fizico-chimic diferentiat in functie de masa sta la baza fenomenelor de frectionare,care constituie mecanismul unic al variabilitatii izotopice in natura.Definita deci ca reparatie in proportii diferite a izotopilor unui acelasi element intre doua substante sau faze,fractionarea se realizeaza prin reactia de schimb izotopic,ca urmare a unor efecte cinetice sau prin fenomene fizico-chimice, ca evaporarea si condensarea, cristalizarea si topirea, absortia si desorbtia etc.

Exprimarea variatiei abundentelor izotopice a unui element intr-un compus chimic se face prin intermediul raportul de abundenta (R), punand de regula la numarator izotopul mai greu.Evaluarea fractionarii unui anumit izotop in doi compusi sau doua faze ale aceluiasi compus care iau parte la un proces fizicochimic se face prin intermediul factorului de fractionare (L), care reprezinta raportul dintre rapoartele de abundenta respective.In general se pune la numarator compusul sau faza care are cea mai mare valoare a lui R, astfel incat sa avem λ>1.

Deoarece valorile lui λ in procesele naturale care ne intereseaza sunt de regula foarte apropiate de 1 este preferabila utilizarea factorului de imbogatire definit prin:

ε=(λ-1).1000

Datorita ecartului mic de variatie a abundentelor izotopice, in cazul studierii apelor naturale s-au pus la punct spectometre de masa care masoara nu valoarea absoluta a raporturilor izotopice, ci diferenta fata de un standard ales.Exprimarea acestor rezultate se face in unitati δ.

Astfel, de exemplu, daca valoarea lui δ pentru raportul ¹⁸O/¹⁶O dintr-o apa masurata in functie de un anumit standard, este de +5 (sau -5), asceasta inseamna ca continutul in ¹⁸O al apei examinate este cu 5 mai mare(sau mai mic) decat cel al standardului.

Pentru examinarea variatiilor izotopice ale oxigenului si hidrogenului din ape s-a acceptat ca standard universal asa numitul SMOW(Standad Mean, Ocean Water), ce corespunde unei ape ipotetice avand rapoarte izotopice egale cu media rapoartelor izotopice ale apei oceanului planetar, evaluata prin masuratorile lui S. Epstein si T. Marjeca(1953) si H. Craig(1961).Datorita epuizarii standardului de lucru nbs-1, AIEA-Viena a preparat un altul, denumit V-SMOW(Viena-SMOW), aproape identic cu primul si fata de care se raporteaza actualmente toate rezultatele izotopice de deuteriu si oxigen-18.Acest standard are urmatoarele valori absolute:

D/H_(V-SMOW)=(155,760,05)10^-6

¹⁸O/¹⁶O_(V-SMOW)=(2005,200,45)10^-6

Pentru exprimarea rezultatelor masuratorilor izotopice de carbon si oxigen din carbonati se foloseste standardul PDB, acest standard se refera la compozitia izotopica a CaCO₃ provenit din rostul belemnitului, Belemnitela americana, colectata din formatiunea Peedee din Carolina de Sud(SUA) si are urmatoarele rapoarte izotopice absolute:

¹³O/¹²C_(PDB)=11.237,210^-6

¹⁸O/¹⁶O_(PDB)=2.058,410^-6

3.1.1.2. Compozitia izotopica a apelor subterane

Apele subterane constituie numai o veriga din marele lant tipologic al circuitului apei in natura.Ele s-au format prin infiltrarea in subsol a apelor de precipitatie si atata timp cat nu intervin procese fizico-chimice de natura sa le modifice compozitia izotopica primara , ele vor purta amprenta conditiilor genetice initiale prin insasi continutul lor in deuteriu si oxigen-18.Aceasta este dealtfel insasi ideea de baza a utilizarii izotopilor grei H si O in cercetarea hidrogeologica.

In mod normal, o apa subterana avand compozitia izotopica conferita de conditiile de formare a precipitatiilor originare va pastra aceasta caracteristica in tot timpul miscarii ei prin stratul acvifer.Se cunosc numai doua procese geochimice care pot modifica in subteran continutul izotopic in D si ¹⁸O al unei ape.

a)schimbul izotopic cu roca-magazin constituie, in domeniul temperaturilor normale ale apelor subterane, mai mult o posibilitate teoretica de modificare a compozitiei izotopice decat o cauza realmente de luat in considerare.Ea poate fi suspectata de oarecare efecte in timp numai pentru oxigen-18 si cand apa subterana este cantonata in roci carbonatate cu dezvoltare regionala.

Apele termale sau apele obtinute din condensarea vaporilor proveniti din manifestarile geotermice sunt in general mult mai bogate in ¹⁸O decat apele meteorice locale, dar au un continut in deuteriu egal cu al acestora.Aceasta situatie, se intalneste cu exceptia zonei Wairakei-Noua Zeelanda, in toate ariile geotermale cunoscute.Cum se explica acest fenomen?Trebuie subliniat ca toate mineralele cu continut de oxigen, fie de origine sedimentara, fie magmatica, au un raport ¹⁸O/¹⁶O mai ridicat decat cel al apelor naturale.De exemplu, carbonatul de calciu sedimentat in mediu marin are un continut in ¹⁸O cu 30 mai mare decat al apei oceanice, continut corespunzator echilibrului izotopic dintre CaCO₃ si apa la temperatura de circa 20ºC.

Presupunand ca printr-un astfel de calcar ar circula apa de origine meteorica, aceasta va tinde a se pune in echilibru izotopic cu calcarul, imbogatindu-se treptat in ¹⁸O, temperatura inalta favorizeaza si accelereaza shimbul izotopic.Reactii de acest tip nu pot avea loc si pentru hidrogen care este continut in roci in cantitati foarte mici.

a)fractionarea prin ultrafiltrare a fost semnalata in literatura recent prin publicarea rezultatelor cercetarilor de laborator intreprinse de B.T.Coplen si B.B.Hanshaw(1973).Filtrand in laborator apa prin montmorillonit, compact cu porozitatea de 35, la temperatura ambianta si la presiuni de 100 bari, au obtinut un filtrat care era mai sarac cu 2,5 in deuteriu si cu 0,8 in oxigen-18 decat solutia reziduala.Aceste rezultate sugereaza ca fractionarea izotopica a apelor subterane in timpul trecerii prin argile compacte poate fi un fenomen destul de raspandit in subteran, asa cum dealtfel s-au avansat unele ipoteze pentru apele saline din Illinois, Michigan, Gulf Coast si Bazinul Alberta.

Apele subterane contin si o serie de compusi dizolvati, dintre care interesanti din punctul de vedere al geochimiei izotopilor stabili sunt cei derivati in special din carbon.In afara carbonului organic, apele pot contine patru specii de compusi ai carbonului:CO₂ dizolvat, H₂CO₃, HCO₃^-, CO₃^2-;in apa oceanica de exemplu specia dominanta este HCO₃^-.

Din amplul studiu al lui M.Keith si N.Weber(1964), care au analizat din punct de vedere izotopic 500 de probe de calcare marine si de apa dulce de pe intreg globul, rezulta o medie δ ¹³C_(PDB)=+0,56 pentru calcarele de origine marina din intreaga scara stratigrafica, in timp ce calcarele de apa dulce sunt mult mai sarace, avand media δ ¹³C_(PDB)=-4,93.

In apele subterane, continutul in ¹³C este variabil intr-o gama larga devalori, fiind in functie de natura geologica a zonei de infiltrare, de continutul in ¹³C al apei de alimentare, de pH-ul acesteia, de compozitia mineralogica a rocii-magazin si de temperatura apei subterane.

Se stie ca precipitatiile atmosferice dizolva CO₂ atmosferic aducandu-l pe sol sub forma de acid carbonic.Dar, in timp ce apa in contact cu atmosfera poate dizolva maximum 1,2 mmol HCO₃^-/l, in apa sbterana continutul in HCO₃^- este frecvent de 5-8 mmol/l.Aceasta situatie este generata de procesele de descompunere biogena si de respiratie a radacinilor plantelor care, marind mult presiunea partiala a CO₂ din sol, confera apei de precipitatie care se infiltreaza de la suprafata spre stratele acvifere subterane posibilitatea imbogatirii ei in bioxid de carbon de origine biogena, cu valoarea δ¹³C=-25.

O apa de precipitatie care se va infiltra direct printr-o zona carstica va avea in momentul patrunderii in subteran o cantitate foarte mica de bicarbonat dizolvat, iar δ¹³C va avea aproximativ valoarea CO₂ atmosferic, adica -7-8.

Odata intrata in subteran, apa cu o anumita concentratie in ¹³C va reactiona prin schimb izotopic cu rocile carbonatate pe care le intalneste parcurs, roci care avand in general valoarea medie δ¹³C~0 vor produce o imbogatire in ¹³C a apei.Cea mai mare frecventa a valorilor δ¹³C din carbohidratii apelor subterane indica valori in domeniul -6-15.

In ariile geotermale, continuturile in ¹³C sunt foarte diferite de la zona la zona, dar se mentin aproximativ bine grupate in cadrul fiecarei suprafete, indiferent de forma chimica in care este inglobat carbonul.Desi regula este ca valorile ¹³C sa fie negative, in anumite situatii, cum ar fi cazul Yellowstone sau Tivoli, caracterizate printr-o constitutie calcaroasa a fundamentului, valorile pot deveni pozitive, fenomen evident in special in cazul depunerilor de carbonat de calciu.

Este de mentionat de asemenea ca bioxidul de carbon ce se produce in cadrul sintezei naturale a hidrocarburilor din materia organica este puternic imbogatit in ¹³C, putand ajunge sa aiba deseori valori pozitive.

Determinarea raportului ¹³C/¹²C in apa subterana are importanta in special in studiile regionale, pentru stabilirea naturii si amplorii transformarilor suferite pe Ωde incredere al datarii prin radiocarbon.

3.1.2. Izotopii de mediu radioactivi

3.1.2.1. Principiul de aplicabilitate si exprimarea activitatilor

Izotopii radioactivi sunt izotopi cu nucleul instabil care tind sa se transforme prin dezintegrare im izotopi ai altor elemente.Descresterea exponentiala a concentratiei lor intr-un sistem inchis, care sta la baza principiului de aplicabilitate, se face conform ecuatiei:

N=N_ol^-λt

in care N_o=numarul initial de nuclee radioactive; N=numarul de nuclee radioactive ramase dupa scurgerea timpului 't'; λ=constanta de dezintegrare care exprima probabilitatea de dezintegrare a nucleelor in unitatea de timp.

Marimea caracteristica principala a unei surse radioactive este activitatea Ω, care se defineste ca numarul dezintegrarilor ce au loc spontan in sursa radioactiva in unitatea de timp.Cum determinarea variatiei numarului de nuclee este imposibila, in practica se urmareste activitatea (Ω) care are aceeasi dependenta de timp si a carei scadere se exprima prin aceeasi lege exponentiala:

Ω=Ω_ol^-λt

Tritiul, cu simbolul ³H sau T, este un radioizotop al hidrogenului avand masa 3, este emitator de radiatii β^- moi cu E_βmax=0,0018 Me V si E_βmed=0,005 Me V.Are un timp de injumatatire T_1/2=12,26ani, o valoare a constantei de dezintegrare de 5,654.10^-2ani si o variatie medie de 17,69ani.Unitatea utilizata pentru exprimarea concentratiilor naturale TU(unitatea tritiu); 1TU corespunde unei concentratii de 1 atom de tritiu la 10¹⁸ atomi de protiu.Un gram de apa avand 1000 TU va produce 7,19 dpm(dezintegrari pe minut).

Conversiunea activitatilor exprimate in TU, in unitati de radioactivitate Ci se poate face cunoscand ca:

1TU=7,19dpm/l=3,2 pCi/l

Carbonul-14 avand simbolul ¹⁴C este izotopul radioactiv al carbonului si are masa 14, si el este emitator de radiatii β^- moi cu E_βmax=0,156 Me V si E_βmed=0,050 Me V.Are un timp de injumatatire T_1/2=5730ani, o valoare a constantei de dezintegrare de 1,209.10^-4ani si o viata medie de 8267ani.Majoritatea laboratoarelor de radiocarbon din lume utilizeaza insa in calcule vechea valoare a timpului de injumatatire, T_1/2=556840 ani conform recomandarilor facute in 1965 de Sixth I nternational Conference on Radiocarbon and Tritium Dating.

Pentru exprimarea concentratiilor naturale de ¹⁴C se utilizeaza in principal forma procentuala(pmc-procente carbon modern), avand ca standard de baza(100%) continutul in ¹⁴C existent in 1950 ca etalon al carbonului-14 modern.In acest scop, National Bureau of Standards-Washington a preparat si pune la dispozitia laboratoarelor interesate un acid oxalic cu activitatea specifica de 14,3 dpm/g de carbon, 95% din aceasta activitate fiind considerata ca 100% carbon modern.Pentru a permite urmarirea unor succesiuni temporale a fenomenelor si a face mai plastica datarea, se poate utiliza si calcularea in ani a unor varste aparente(radiometrice) ce pot fi eventual corectate in conformitate cu unele asumptiuni preselectate.

3.1.2.2. Origine si distributie

Tritiul este produs pe cale naturala in stratosfera si troposfera inalta prin actiunea componentei neutronice a radiatiilor cosmice asupra atomilor de azot:

¹⁴₇N(n,t)₆¹²C

Productia naturala de tritiu din atmosfera este estimata la 0,25 atomi/cm²s, cantitatea totala insumand 3,5kg.S-a apreciat pe baza unor masuratori izolate din perioada 1952-1953 ca radiatiile cosmice confera precipitatiilor valori de 10-25 TU.

A doua cale de producere a tritiului, cea artificiala se datoreste exploziilor termonucleare masive efectuate intre 1954 si 1963 in atmosfera, experiente care au produs inudatii de tritiu ce au intrat in circuitul hidric, mascand micile cantitati produse pe cale naturala.

Atomii de tritiu produsi prin una din cele doua cai mentionate intra in molecula de apa cu formula HTO si, prin intermediul precipitatiilor, ajung in apele invelisului hidrosferic.Aceste molecule marcate dau posibilitatea urmaririi drumului parcurs de apa in cadrul complicatului circuit hidrologic din natura.Trebuie marcat insa faptul ca distributia tritiului la scara glogala prezinta o serie de particularitati dintre care vom semnala pe cele mai importante:

-variatia in timp a continuturilor se reflecta printr-o variatie multianuala si una sezoniera.Variatia multianuala este datorita experientelor nucleare din atmosfera care au ridicat valorile initiale de circa 25 TU de dinainte de 1954 la circa 6000 TU in anul 1963, dupa acest maxim valorile din precipitatii au scazut continuu cu unele oscilatii minore datorate experientelor termonucleare care mai au inca loc in atmosfera.Variatia sezoniera este insa un fenomen ciclic legat de cantitatea de precipitatii, in sezoanele reci, cu precipitatii abundente, continutul in tritiu este redus;

-variatia in spatiu se reflecta in special printr-o diferentiere a concentratiilor de tritiu intre cele doua emisfere, emisfera nordica, prezentand valori mai mari decat cea sudica.Cauzele diferentelor atat de marcate sunt multiple, printre cele mai notabile putandu-se semnala:amploarea exploziilor termonucleare care au avut loc in special in emisfera nordica, efectul de continentalitate care favorizeaza cresterea concentratiilor deasupra continentelor si, dupa cum se pare, transferul preferential al tritiului din stratosfera in troposfera prin zona temperata nordica intre latitudinile 30 si 60º N.

Carbonul C-14 este produs, ca si tritiul, pe cale naturala si artificiala.Pe cale naturala el ia nastere in atmosfera inalta prin interactiunea neutronilor produsi de radiatia cosmica cu azotul conform reactiei:

¹⁴₇N(n,p)¹⁴₆C

Viteza de producere a ¹⁴C prin acest mecanism este de 2,5 atomi/cm².s, cantitatea totala de carbon-14 din atmosfera era de 81 tone in perioada prenucleara.Testele nucleare din perioada 1954-1963 au adaugat o cantitate de circa 2,5 ori normalul din atmosfera si este mai mare cu 3% decat totalul ¹⁴C din natura.

Carbonul-14 apare in atmosfera in stare atomica, fiind oxidat la ¹⁴CO₂ dupa care, amestecandu-se cu bioxidul de carbon atmosferic, intra in circuitul global prin intermediul fenomenelor de fotosinteza si metabolism, iar o alta parte va fi dizolvat in apele de precipitatii, intrand in echilibru chimic cu bicarbonatii dizolvati in hidrosfera.Si in cazul carbonului-14, ca si la tritiu s-au pus in evidenta o serie de particularitati privind variatia globala a concentratiilor.

-variatia in timp prezinta in cazul ¹⁴C mai multe aspecte dintre care citam:variatia seculara, variatia datorita efectului industrializarii si variatia datorita exploziilor atomice.

Variatia seculara a productiei de ¹⁴C(efectul de Vries) este legata de variatia campului geomagnetic care, producand perturbatii in intensitatea radiatiei cosmice, cauzeaza modificarea lenta a ratei de producere a radiocarbonului cu consecintele normale in ceea ce priveste deviatia varstelor calculate.

Pe baza unor laborioase studii de dendrocronologie s-a reusit insa sa se intocmeasca o diagrama care permite corectarea varstelor obtinute prin radiocarbon pentru ultimii 7100 de ani, diagrama deosebit de utila in special in cercetarea arheologica.

Variatia datorita efectului industrializarii (efectul Suess) consta in diluarea carbonului-14 din atmosfera prin introducerea unor cantitati masive de carbon inactiv ca urmare a arderii in industrie a unor cantitati din ce in ce mai mari de combustibili fosili.Se apreciaza ca in 1910 cantitatea de carbon mort din atmosfera a fost cu circa 3% mai mare dect fondul natural, ea ajungand la 15-20% in anul 1968.

Variatia datorita exploziilor atomice a inceput sa se faca simtita din anul 1954, ajungand ca in 1963 sa atinga valorile maxime, si anume un exces de circa 100% peste fondul normal.

Perspectiva descresterii excesului de ¹⁴C, evaluata de R.Nydal si confirmata de P.A.Vinogradov si colaboratorii(1972), pe baza unor modele tip, permite a se afirma ca in anul 1985 in emisfera nordica va persista un exces de circa 15% care va scadea la 5% in anul 2000.

-variatia spatiala a continuturilor de ¹⁴C este consecinta cauzelor deja discutate pentru tritiu, in acest sens este elocventa diferentierea valorilor de ¹⁴C intre cele doua emisfere terestre.

3.1.2.3. Unele particularitati ale utilizarii izotopilor in hidrogeologie

Dintre toate stiintele ce se ocupa direct sau indirect cu studiul apelor hidrogeologia este probabil principalul beneficiar al metodelor izotopice de cercetare.Spunand acestea ne referim pe de-o parte la rezolvarile aduse de aceste metode la cercetarea acviferelor cu accesibilitate limitata, iar pe de alta parte la o intreaga gama de probleme pe care metodele clasice de cercetare nici nu le pot aborda din cauza specificitatii lor.Printre acestea putem cita in primul rand aspectele genetice(origine, amestecuri, stratificatii, etc), iar in al doilea rand aspectele de datare(varste, cronologia maselor de apa, viteze de curgere etc);primul grup de probleme este rezolvabil prin izotopii stabili, iar al doilea prin izotopii radiactivi.Utilizarea simultana intr-o cercetare a tuturor izotopilor de mediu ofera posibilitati foarte largi de interpretare corelativa.

Abordarea unui studiu izotopic trebuie sa aiba la baza in primul rand o perfecta cunoastere a geologiei si structurii regionale, a aspectelor hidrogeologice de baza privind toate acviferele cu care sunt posibile relatii de interfluentare, a aspectelor hidrochimice, generale si specifice ale acestor acvifere, precum si orice alte elemente care pot avea importanta in situatii particulare:distributii geotermice anormale, exhalatiuni post-magmatice sau provenite din diferite reactii biochimice, existenta apelor de zacamant asociate unor structuri petrolifere etc.In al doilea rand, cercetarea izotopica trebuie sa asigure datele de baza privind aspectele cantitative si calitative ale functiei de intrare(input-function) pe plan regional, adica a acelor ape care constituie in ultima instanta sursa de realimentare a tuturor acviferelor subterane:precipitatiile si apele de suprafata.

De asemenea, este necesara asigurarea unei cunoasteri aprofundate a compozitiei izotopice a tuturor acviferelor din regiune si in special a celui in studiu, atat real cat si temporal.Numai pe aceasta baza se poate ajunge la interpretarea corecta si completa a istoriei genetice si cronologice a maselor de apa dintr-un acvifer.Aceasta descifrare implica elucidarea unei multitudini de aspecte particulare, deoarece relatia cauza-efect este multipla si neluarea in considerare a tuturor factorilor poate conduce la concluzii eronate.Astfel, referindu-ne la cateva exemple, trebuie determinat cu certitudine daca variatiile concentratiilor in izotopi stabili din masele de apa ale acviferului studiat se datoresc sau nu unor conditii genetice variabile in timp daca au avut loc si in ce masura amestecuri de apa intra sau intersistem, daca fenomenele de schimb izotopic cu rocile sau dizolvarea unor gaze migrante au putut contribui la modificarea continuturilor izotopice, daca fenomenele geotermale au participat si in ce masura la aceste modificari etc.

In ceea ce priveste datarea prin tritiu si radiocarbon a apelor subterane bazata pe legea dezintegrarii radioactive enuntate mai inainte, aceasta face posibile determinari de varste de pana la 50 de ani prin tritiu si de pana la circa 40000 de ani prin ¹⁴C.Aceste determinari de varste sunt veridice insa numai in cazul existentei unui model idealizat in care apa patrunsa in subteran prin zona de alimentare(Q_a)avand o activitate Ω₀ constanta in timp, urmeaza un traseu ferm printr-un strat acvifer bine ecranat, in care nu exista zone de alimentare suplimentare de la suprafata si nici aporturi de apa din profunzime.

In aceasta situatie, o proba relevanta din forajul F, avand o activitate Ω va da posibilitatea calcularii exacte a timpului mediu, necesar apei pentru parcurgerea distantei L, putandu-se pe aceasta baza sa se evalueze viteza reala de curgere prin strat.O retea de foraje executate intr-o astfel de zona ar permite obtinerea unei harti, cu izocrone din care s-ar putea deduce directiile preferentiale de curgere, zonele de drenare, viteza de reincarcare a acviferului, posibilitatea de exploatare a acviferului etc.

In natura, insa nu este greu de gasit un astfel de caz.In primul rand zona de alimentare nu este cunoscuta, identificarea ei fiind chiar unul din obiectele pe care metodele izotopice combinate si-l propun in majoritatea cazurilor cercetate.In al doilea rand, se stie ca, activitatea initiala a apei de alimentare nu a fost constanta in timp nici pentru tritiu nici pentru carbon-14.

Dificultatile aratate, si de multe ori nu numai acestea, impun ca in rezolvarea cazurilor din natura, sa se formuleze ipoteze de lucru pe baza datelor geologice, hidrogeologice si hidrochimice si sa se urmareasca etapizat obtinerea solutiei exacte prin metode izotopice.

O prima interpretare a unor rezultate de T si ¹⁴C     obtinute dintr-o anumita structura hidrogeologica permite incadrarea apei in trei categorii de varsta si anume:

-categoria apelor post-1954(varste 0-30 ani), caracterizata prin prezenta tritiului si a carbonului-14(ape cu alimentare locala sau circulatie carstica);

-categoria apelor pre-1954, dar nu mai tinere de 30000 ani, caracterizata prin prezenta ¹⁴C si lipsa tritiului(ape apartinand circuitului hidrologic activ);

-categoria apelor mai vechi de 30000 ani, caracterizate prin lipsa tritiului si a carbonului-14(ape stagnante).

In cazul existentei unor alimentari adventive a apei de suprafata, a unui colector carstic, prin care circula ape vechi, se pot intalni si situatii aparent paradoxale in care tritiul sugereaza varste foarte recente, iar ¹⁴C varste foarte vechi.Un asemenea caz a fost citat in zona Felix-1 Mai.

In interpretarea de amanunt a activitatilor in tritiu si radiocarbon din acviferele cu alimentare recenta apar o serie de factori suplimentari care se cer elucidati pentru o rezolvare corecta de ansamblu.Enumeram in acest sens ca avand o deosebita importanta pentru tritiu calcularea corecta a functiei de intrare in subteran pentru conditiile meteoclimatice zonale ale regiunii cercetate, precum si aproximarea modelului de curgere a fluidului prin strat in vederea determinarii gradului de amestec al fronturilor succesive de alimentare cu diferite activitati.Pentru ¹⁴C, importanta este in primul rand evaluarea cat mai exacta a cantitatii initiale de ¹⁴C, din carbonatul dizolvat in apa subterana, evaluare pentru care s-au propus mai multe metode, dar in cazul acestui izotop apar si dificultati legate de estimarea proceselor de dizolvare a calcarelor, a schimbului izotopic posibil intre bicarbonatul dizolvat si rocile carbonatate sau al solverii unor eventuale emanatii de CO₂ juvenil sau biochimic, procese care pot duce la imbatraniri artificiale ale varstelor calculate.

3.2. Actual al cercetarilor in regiune

Primele preocupari privind utilizarea izotopilor de mediu in cercetarea hidrogeologica din tara noastra, au implinit un deceniu, timp in care s-au facut pasi insemnati, atat in directia perfectionarii potentialului interpretativ, cat si pe linia extinderii gamei analitice.Aceasta noua directie de dezvoltare a cercetarii, ale carei baze au fost puse in Institutul de meteorologie si hidrologie, a vizat pana in prezent studierea unor acvifere importante ale Romaniei, ca de exemplu cele din Campia Romana sau Dobrogea de sud, in regiunea Oradea-Satu Mare s-au executat cercetari, prin izotopi de mediu numai asupra zacamantului termal cretacic inferior.Studierea acestui sistem acvifer, efectuata in perioada 1969-1971 prin tritiu si carbon-14 a demonstrat pe de-o parte faptul ca alimentarea celor doua statiuni Felix-1 Mai este unitara, iar pe de alta parte ca in aceasta alimentare exista doua componente:o componenta veche de 24000ani, care este pusa pe seama alimentarii carstice din zona montana, si o componenta noua de 1-2 ani, datorita unor alimentari recente, patrunse in subteran, printr-o zona mult mai apropiata, cu o drie de minim 10km².Raportul dintre aceste doua componente, calculat pe baza tritiului, a fost stabilit la circa 7/8 apa veche si 1/8 apa recenta.Aceasta concluzie a prezentat o importanta deosebita in special in ceea ce priveste aspectul calitativ al apelor, deoarece asigura prin raportul mare de apa veche certitudinea mentinerii calitatilor curative chiar la suprasolicitari temporare ale complexului acvifer.

3.3. Caracterizarea acviferelor din regiune din punct de vedere izotopic

Si in cazul cercetarilor izotopice asupra zacamintelor de ape hipertermale, ca si in cel al studiului geochimic, s-a considerat necesara investigarea tuturor sistemelor acvifere principale din regiune pentru a putea stabili sensurile de evolutie spatiala, eventualele legaturi hidrodinamice intersistem si a putea completa cu noi elemente schema dinamicii globale la scara regionala.In acest scop s-a folosit, pentru toate probarile izotopice, reteaua de foraje stabilita si pentru cazul probarilor hidrochimice, insistandu-se asupra simultaneetatii prelevarilor si a pasrarii, unei cadente care sa permita interpretari temporale.In cazul izotopilor stabili cercetarile s-au extins si asupra apelor ale caror valori de concentratie sunt indispensabile in evaluarea realimentarilor sistemelor acvifere subterane.

3.3.1. Continutul in izotopi stabili

Cercetarile intreprinse au vizat determinarea tuturor celor trei tipuri de izotopi stabili semnificative in hidrologie si anume D, ¹⁸O si ¹³C.

3.3.1.1. Tehnica de masurare a concentratiilor

Determinarea concentratiilor in deuteriu s-a facut cu ajutorul unui spectometru de masa THN 202 B, sistem CEA scalat pentru domeniul concentratiilor naturale.Eliminarea erorilor sistematice ale aparatului s-a realizat prin compararea continua cu probe standard de concentratie cunoscute.Reproductivitatea valorilor obtinute este de 0,1 ppm pentru domeniul de analiza 0,1-1000 ppm, performanta obtinuta la un semnal de 5V, corespunzator masei 2.Inaintea introducerii probei la masurat se procedeaza la o purificare a acesteia prin reciclarea in curent de azot peste oxid de cupru la 400ºC, purificare care nu produce fractionare izotopica, dar in cazul acestui izotop apar si dificultati legate de estimarea proceselor de dizolvare a calcarelor, a schimbului izotopic posibil intre bicarbonatul dizolvat si rocile carbonatate sau al solverii unor eventuale emanatii de CO₂ juvenil sau biochimic, procese care pot duce la imbatraniri artificiale ale varstelor calculate.

Verificarile unor determinari de concentratii in deuteriu au fost executate prin metoda clasica a convertirii apei in H₂ gazos si masurarea raportului D/H intr-un spectometru de masa MICROMASS 602 C cu dubla intrare de tip Nier-Mc. Kinley.In aceasta tehnica de lucru, convertirea apei in hidrogen se face prin trecerea vaporilor rezultati din 0,01 ml de apa, peste span de uraniu metalic incalzit la circa 750ºC.

Hidrogenul produs este introdus cu ajutorul unei pompe Toepler in recipienti speciali, fiind folosit apoi la masurare alternativ cu o proba de apa standard preparata in acelasi mod si care serveste drept etalon.Precizia de masurare a valorilor exprimate direct in δD este de 1.

Pentru determinarea concentratiilor in ¹⁸O din probele de apa s-a utilizat metoda echilibrarii izotopice a unui gaz cu apa de analizat si masurarea raportului ¹⁸O/¹⁶O in acest gaz prin spectometrie de masa.In mod obisnuit, apa ce urmeaza a fi analizata este pusa la echilibrat in exces, cu cantitati mici de CO_2, in conditii de temperatura constanta(250,1ºC), pentru o perioada de circa 24 de ore.

Pentru determinarea concentratiilor in ¹³C din carbonatii precipitati dintr-o apa subterana este necesara transformarea acestora in CO₂.Aceasta tehnica de preparare presupune o prajire prealabila a carbonatului pentru eliminarea eventualei materii organice continute, operatie ce se executa pentru circa 2 ore la 450ºC in flux de heliu dupa care o cantitate de 40-50 mg se pun in reactie cu H₃PO₄ 100% la temperatura de 25,3ºC, conform metodologiei elaborate de M.J.Mc. Crea(1950).

3.3.1.2. Rezultate si interpretare

Pentru rezolvarea problematicii ridicate de apele hipertermale s-au executat un numar total de 501 analize de izotopi stabili(263 de analize de deuteriu, 195 de analize de oxigen-18 si 43 de analize de carbon-13) esalonate pe perioada 1976-1978;in cazul apelor meteorice s-au utilizat insa si probe recoltate in anii 1974 si 1975, probe care au fost conservate corespunzator pana la analizare.

Totalitatea rezultatelor de izotopi stabili sunt inscrise in tabelele 21, 22, (deuteriu si oxigen-18).

Tabelul numarul 21

Concentratiile D¹ si ¹⁸O in apele meteorice colectate in statia Oradea in anii 1974 si 1975

Tabelul numarul 22

Concentratiile D¹ si ¹⁸O in apele meteorice colectate din diferite statii meteo si pluvio din judetul Bihor

Asa cum se poate observa din analiza datelor mentionate, deuteriul si oxigen-18 au fost determinanti in toata gama de ape intalnite in regiune, incepand cu apele meteorice si pana la cele de mare profunzime, pentru a putea avea un tablou complet al eventualelor legaturi genetice.Carbonul-13 a fost determinat numai in punctele in care s-au executat si analize de carbon-14 si de aceea se refera numai la apele de medie adancime II si la apele hipertermale.

3.3.1.2.1. Estimarea compozitiei izotopice medii a apelor de suprafata

Deoarece in ideea hidrodinamica admisa pana in prezent se considera ca are loc o alimentare continua si activa a zacamantului hipertermal pontian inferior prin precipitatiile infiltrate in banda de depozite de aceasta varsta ce afloreaza in zona colinara, determinarea compozitiei izotopice a acestei componente in vederea confirmarii sau infirmarii ipotezei amintite se impunea cu deosebita acuitate.Pe de alta parte, principalele rauri din regiune avand o legatura directa si continua cu primul strat acvifer, trebuiau cunoscute din punct de vedere izotopic.Mai mult, anumite elemente de tectonica regionala si de piezometrie ne-au dus intr-o prima etapa la formularea unei ipoteze de lucru conform careia aparea ca posibila alimentarea subteranului adanc din zona curburii Barcaului prin apele Crisului Repede care ar fi putut folosi in acest scop falia Plopis.Verificarea acestei supozitii necesita cunoasterea mai detaliata a compozitiei izotopice a Crisului Repede.

In ceea ce priveste precipitatiile, analizele a 55 de probe medii lunare, colectate conform unei metodologii speciale in anii 1974, 1975 si 1977 intr-un numar de 7 statii meteo si pluvio din judetul Bihor, indica existenta unei corelatii lineare intre D si ¹⁸O, de forma:

δD=6,7δ¹⁸O-3,1

cu un coeficient de corelatie foarte bun(r=0,972), dar oarecum diferita de forma clasica cunoscuta pentru compozitia medie a precipitatiilor.Forma inedita a ecuatiei dupa care are loc corelatia dintre cei doi izotopi este specifica regiunii in studiu si ea s-ar putea datora conditiilor meteo-climatice particulare.

In ceea ce priveste apele de suprafata, acestea au fost analizate lunar, pe parcursul intregului an 1975 prin probe singulare prelevate din Crisul Repede la Oradea la jumatatea fiecarei luni.De asemenea, s-au mai prelevat probe din ape de suprafata din principalele rauri din regiune in anii 1976, 1977 si 1978, prelevari facute in perioada de primavara.

Tabelul numarul 24

Concentratiile D si ¹⁸O in apele Crisului Repede la Oradea, in anul 1975

Analizand valorile din tabelul nr.24 care sintetic se pot exprima prin:

δD=-59,5; ecart maxim de variatie:-54,3-66,8;

δ¹⁸O=-9; ecart maxim de variatie:-6,1-11,2 se constata ca:

a)variatiile compozitiei izotopice la nivelul intregului an sunt mici, valorile osciland in jurul mediei cu numai 3,9 pentru δD si respectiv 1,1 pentru ¹⁸O, ceea ce inseamna ca pentru 8 luni pe an compozitia izotopica se inscrie in ecartul:

δD=-55,6-63,4

δ¹⁸O=-7,9-10,1

b)cuplul valorilor medii calculate mai sus nu respecta strict ecuatia stabilita pentru apele de precipitatie din regiune, punand in evidenta un exces in D de circa 4δ.

Aceste constatari fac sa se presupuna existenta unui puternic schimb de ape intre rau si subteran, in special in perioadele de ape mari, care corespund izotopic cu ape scazute in conditii de clima rece si exclud, prin uniformitatea si ecartul lor de variatie, ipoteza alimentarii subteranului adanc din zona curburii Barcaului din apele Crisului Repede.Trebuie remarcat ca in ansamblul apelor de suprafata din regiune, apele Crisului Repede au cele mai scazute valori izotopice si ca uneori ca in cazul lunii mai 1976(δD=-79,7, δ¹⁸O=-10,8), acestea pot ajunge pana la valori apropiate de media admisa pentru perioada rece in precipitatii.Luand in considerare toate valorile avute la dispozitie, se poate trage concluzia ca numai accidental si pentru perioade scurte se ajunge in rauri la valori mai mici de δD=-70, concluzie care, coroborata cu valori izotopice determinate pentru apele termale cantonate in pontianul inferior, nu sustine ipoteza alimentarii din Cris.

3.3.1.2.2. Variabilitatea compozitiei izotopice in acvifele subterane

Pentru o mai buna cuprindere a multitudinii de rezultate izotopice disponibile, s-au sintetizat pentru deuteriu, oxygen-18 si carbon-13 principalii parametrii numerici pentru fiecare tip principal de apa din regiune si pentru fiecare perioada de probare.O prima observatie care se poate desprinde din analiza valorilor sintetizate se refera la diferenterea izotopica a tipurilor de ape si la sensurile de variatie a valorilor medii.Astfel, valorile de deuteriu si oxigen-18 pun in evidenta existenta unei evolutii continue cu adancimea valorilor medii pe tipuri de apa, evolutie ce se constata de la suprafata si pana la nivelul apelor de medie adancime II si are un sens de diminuare a concentratiilor.In apele termale cantonate in pontianul inferior se constata o pozitivare brusca a valorilor, fenomen mai evident in cazul oxigenului-18, care prezinta mediile cele mai ridicate din inreaga gama tipologica de ape din regiune.

Tendinta de diminuare a valorilor cu adancimea se constata si in cazul grupului de sisteme acvifere cantonate in mezozoic.Valorile medii ale concentratiilor in carbon-13 evidentiaza, in primul rand, o diferentiere neta intre apele de medie adancime II si apele termale cantonate in pontianul inferior, iar, in al doilea rand, marcheaza o grupare buna a valorilor determinate pentru apele termale cantonate in mezozoic cu o slaba tendinta de pozitivare spre adancime.

Preluand sub forma de diferente valorile medii δD obtinute din cele trei campanii de probare s-au obtinut doua siruri de valori, care, in esenta, indica pe de-o parte faptul ca in apele subterane saltul major in compozitia izotopica s-a produs in intervalul mai 1976-mai1977, iar, pe de alta parte ca acest salt a fost simtit diferentiat in sistemele acvifere, cel mai puternic fiind inregistrat in acviferul cretacic inferior.Dealtfel, trebuie remarcat ca si in perioada urmatoare acest acvifer a pus in evidenta cea mai puternica scadere a etapei, mult mai apropiata insa de valorile calculate pentru freatic si sistemul acvifer triasic.

Valorile imediate pentru apele de suprafata nu pot servi la completarea imaginii generale a dinamicii izotopice deoarece au numai un caracter indicativ.Explicatia cauzei acestui fenomen care se resimte concordant la nivele atat de diferite si pe o mare suprafata, fenomen pus in evidenta dealtfel si pe cale hidrochimica prin masuratorile de ∆ dens., este dificila in etapa actuala dar ni se pare exclus ca acesta sa se datoreze, asa cum s-ar parea la prima vedere, unor factori mici.

Mentinandu-se in domeniul ipotezelor, am fi tentati a pune negativarea compozitiei izotopice a apelor freatice si poate chiar pe aceea a apelor de medie adancime I pe seama unor cauze naturale cu reflexe in genetica precipitatiilor, si anume deficitul caloric ce se inregistreaza in regiune in ultimii ani, si cresterea, chiar daca redusa, a cantitatii de precipitatii.Pentru acviferele mezozoice, legate in general de un mediu carbonatat, fracturat si carstificat, negativarea marcata constanta in mai-iunie 1977 ar putea fi consecinta puternicului seism din 4 martie acelasi an, care a deschis cai noi de circulatie a apei fie in sens ascendent la nivelul triasicului, fie preponderent descendent, la nivelul cretacicului inferior, fenomenul odata declansat a contiuat sa se resimta, chiar daca mai atenuat, si in anul urmator.Mai dificila apare interpretarea continutului in deuteriu in acviferul de medie adancime II si pontian inferior, date fiind caracteristicile litofaciale si adancimea la care se gasesc, oricum sensul de negativare constatat ne obliga a admite o influenta descendenta, din domenul apelor cu valori in deuteriu mai scazute.Nu este exclus ca acelasi fenomen seismic sa constituie cauza care a declansat aceasta perturbare, deoarece, dupa cat se pare, el a avut reflexe si in alte acvifere similare din Depresiunea Pannonica.

Aceste consideratii facute pe baza unor elemente de izotopie sunt in perfecta concordanta cu modificarile in ∆ dens.constatate pentru acelasi interval de timp, ceea ce vine in sprijinul ipotezelor avansate.

Trebuie subliniat faptul ca tendinta de negativare in timp a valorilor izotopice si de modificare concomitenta a continutului in saruri, nu se manifesta in fiecare punct de probare in parte, ea fiind o rezultanta, o caracteristica generala a sistemelor acvifere.

Corelarea valorilor de δD cu cele corespunzatoare de ∆ dens., pentru toate punctele cu continuitate in probare, din cadrul primelor trei sisteme acvifere(freatic, medie adancime I si medie adancime II) releva insa unele observatii interesante.Astfel, este evidenta corelatia dintre scaderea cu adancima a continuturilor in D si scaderea continua a continutului in solide dizolvate, diminuare in acelasi sens a domeniului de extindere a concentratiilor, precum si micsorarea continua spre profunzime a amplitudinilor anuale cu variatie.Aceste observatii furnizeaza indicatii calitative pretioase atat in ceea ce priveste omogenitatea aviferelor, cat si caracteristicile dinamice ale acestora.

Toate elementele interpretative enumerate vin sa intaresaca concluzia avansata deja pe baza elementelor hidrochimice, si anume aceea ca acviferele pliocuaternare din regiune sunt bine individualizate din punct de vedere geochimic si se prezinta intr-o succesiune logica, perfect corelabila de caracteristicile litostructurale si hidrogeologice.

Cuplurile cu rezultate izotopice au permis si analiza corelationala δD-δ¹⁸O pentru sistemele acvifere cu un numar suficient de date.

Apele freatice cu toate ca numeric dispun de analize suficiente nu pun in evidenta o legatura corelativa, ca urmare a diversitatii conditiilor genetice si a multitudinii de legaturi hidraulice cu ape de suprafata de diferite proveniente si de pe un areal atat de extins.

Pentru apele de medie adancime I, prin corelarea rezultatelor obtinute pe probele prelevate in campaniile mai 1976 si mai-iunie 1977, s-a obtinut o diagrama, a carei dreapta de regresie este exprimata prin ecuatia:

δD=6,5δ¹⁸O-3,8

au un coeficient de corelatie r=0,962.Aceasta ecuatie, foarte apropiata ca forma de cea obtinuta pentru apele de precipitatii din regiune atesta originea meteorica locala a apelor de alimentare a acestui acvifer.Ecartul general de variatie a valorilor δD si δ¹⁸O indica pe de-o parte existenta in regiune a unor conditii hidrodinamice de realimentare destul de diferite zonal, fapt dealtfel sustinut si de concluziile hidrogeologice dar permite si observatia ca gradul de amestec al apelor in acest acvifer este destul de bun, ceea ce denota, o dinamica generala activa.Astfel, de exemplu, compozitia izotopica, a apelor din zona situata la nord de raul Crasna si din subsolul Campiei Nirului, coroborata cu cunoasterea geologica a acestor zone, indica o alimentare ce are loc preponderent din apele de suprafata(raul Somes) si respectiv prin apele de precipitatii cazute in circa 8-9 luni(septembrie-mai), in timp ce pentru restul regiunii se poate lua in consideratie o alimentare numai prin precipitatiile sezonului rece.

Pentru apele de medie adancime II s-au folosit in analiza corelativa δD-δ¹⁸O numai valorile provenite din campania mai-iunie 1977, valori care prezinta un grad de incredere mai mare si care caracterizeaza un moment bine definit al procesului de evolutie temporala amintit.

Caracterizata printr-un coeficient de corelatie r=0,812 ecuatia calculata pentru cuplurile de valori luate in consideratie are forma:

δD=3,2δ¹⁸O-44,7

Asa cum se poate constata din compararea acestei ecuatii cu cele ce caracterizeaza apele de precipitatie si apele de medie adancime I, forma ei este substantial diferita, mai mult chiar, ea difera considerabil si in comparatie cu ecuatia calculata pentru sintetice, apele termale cantonate in pontianul inferior.Aceasta situatie inedita, chiar daca se bazeaza pe un numar nu prea mare de date, este deosebit de interesanta, ea s-ar putea explica prin existenta unui fenomen de drenanta ascendenta diferentiata areal, drenanta care, efectuandu-se prin roci pelitice, conduce la o modificare a compozitiei izotopice prin ultrafiltrare.Valoarea unghiului de inclinare a dreptei de corelatie obtinute, identica cu cea determinata de B.T.Coplen si B.B.Hanshaw(1973) prin experimentari de laborator, situatia piezometrica regionala a acviferului in discutie, ca si rezultatele datarii prin ¹⁴C a apelor de medie adancime II par a indreptatii o asemenea concluzie.

Daca se prefera ipoteza filtrarii apei prin acvifer atunci trebuie sa admitem ca aceasta se face extrem de lent, simuland in plan orizontal dinamica si efectele izotopice ale drenantei ascendente, iar concluziile raman in general aceleasi, valorile concentratiilor in D si ¹⁸O, cele mai scazute din intreaga serie de acvifere subterane din regiune si gradul lor ridicat de omogenitate individualizeaza acest acvifer, indicand conditii particulare de alimentare, o dinamica extrem de lenta, precum si o minima areala a compozitiei izotopice.

3.3.1.2.3. Particularitati ale sistemelor acvifere hipertermale

Asa cum se poate constata din datele sintetice, apele hipertermale cantonate in pontianul inferior se caracterizeaza, din punct de vedere al continuturilor in D si ¹⁸O, prin concentratii medii pe zacamant mult crescute fata de cele ale sistemelor acvifere situate mai aproape de suprfata, ajungand ca in urma evolutiei in anul 1978 apele cu cel mai mare continut in deuteriu, continutul mediu in oxigen-18 a fost insa chiar de la inceputul perioadei de cercetare mult mai ridicat decat al tuturor celorlalte tipuri de apa din regiune.

Valorile izotopice medii pe zacamant au suferit si in cazul acestor ape o tendinta de negativare in timp, cu un salt major in perioada mai 1976-mai 1977, dar amplitudinea modificarilor de concentratie a fost relativ redusa si acompaniata de o slaba, dar concordanta, diminuare a mineralizatiei totale.

Incercarea de corelare a doi parametri, unul izotopic(δD) si unul chimic(∆ dens.) pentru toate punctele cu continuitate in probare nu ofera in acest sens informatii suplimentare, evolutia vectorilor avand sensuri din cele mai diferite.

O caracteristica importanta a acestui acvifer o constituie dispersia larga a valorilor in jurul mediei atat pentru deuteriu cat si pentru oxigen-18, ceea ce sugereaza o neomogenitate areala a conditiilor genetice si evolutive a compozitiei izotopice a acestor ape si ofera premisele unor interpretari teritoriale.Imaginea distributiei areale a valorilor δD corespunzatoare etapei 1977 pentru acest zacamant este elocventa in acest sens, reprezentarile obtinute pe baza oxigenului-18 sau deuteriului din celelalte perioade de probare fiind aproape identice sau prezentand particularitati nesemnificative.

Examinand harta distributiei areale a valorilor δD, harta reprezentativa pentru sistemul acvifer pontian la toate momentele de timp si pentru ambii izotopi stabili in intervalul 1976-1978, putem constata existenta unor valori ce acopera un ecart larg de aproape 30δ.Aceste valori reprezinta un sens de crestere constanta dinspre est spre vest, cu o directie secundara sud vest-nord est in zona situata la sud de Barcau si cu o perturbare majora generata de valorile determinate in forajele de la Marghita si Andoni.Cei mai mari gradienti izotopici s-au pus in evidenta in jumatatea sudica a regiunii si in special la sud de Barcau(Biharea-Tamaseu-Mihai Bravu).Aceasta interpretare nu a tinut seama de valoarea δD=-43,1, determinata in F-4075 Cenalos, foraj care a fost exclus si din alte interpretari din cauza particularitatilor geochimice locale, generate de ascensionarea unor ape mai profunde, cu continut ridicat in izotopi stabili.Astfel, F-4078 Ciulesti din imediata, captand ape din pannonian si din miocen, ajungand la valori de sub -40,0, valori destul de apropiate de cele gasite in F-4781 Palota care capteaza ape din aceleasi formatiuni, dar care sunt situate mult mai adanc.

Este de remarcat faptul ca nici distributiile areale ale parametrilor chimici, nici cele ale ale compozitiilor izotopice nu pun in evidenta pentru jumatatea sudica a regiunii acea dispozitie bilaterala a concentratiilor semnalata pentru distributia valorilor piezometrice;dimpotriva, toate interpretarile geochimice demonstreaza o tranzitie gradata in arealul cercetat si sensuri concordante de variatie.Intr-o prima etapa interpretativa, aceasta a sugerat faptul ca apele din cele doua flancuri puse in evidenta pe baze hidrodinamice avand compozitii chimice si izotopice net diferite, au si origini diferite;concluzia este valabila probabil si pentru zona nordica, in care ecartul de valori este identic.Astfel, apele din extremitatea estica a regiunii avand continuturi izotopice ce se apropie de cele determinate pentru infiltratiile perioadei reci ar putea fi puse in legatura cu un astfel mod de alimentare, pe cand cele din partea vestica, cu continuturi superioare chiar concentratiilor determinate in precipitatii pentru intreg anul au in mod cert o alta origine.

Asa cum am semnalat deja, apele termale cantonate in pontianul inferior prezinta o slaba imbogatire in ¹⁸O fata de continuturile asteptate, pe baza calculelor conform ecuatiei:

δD=6,7δ¹⁸O -3,1

Astfel de imbogatiri pot avea loc in ariile geotermale ca o consecinta, a doua cauze diferite, si anume:fie existenta unui fenomen de schimb izotopic intre roci si apele termale, fie amestecul in proportii variabile a apei din sistemul acvifer cercetat cu ape avand un raport izotopic ¹⁸O/¹⁶O total diferit de al acesteia.

Interpretarea corecta a acestei observatii a fost sugerata de o idee a lui H. Craig(1966), reluata partial de C. Panichi si colaboratorii(1976), conform careia in identificarea unuia din aceste doua mecanisme, care dealtfel pot si coexista, trebuie apelat si la analizele chimice si in special la ionul Cl^-.

Efectuand corelarea valorilor δD, δ¹⁸O si ale ionului Cl^- pe datele provenite din probarea mai-iunie 1977, s-a obtinut o diagrama.Desi aceasta interpretare a pus in evidenta si unele fenomene mai greu de explicat, ca de exemplu existenta unor foraje apropiate, cu ape aproape identice din punct de vedere izotopic, dar cu continuturi in Cl^- foarte diferite(F-4078 Ciulesti si F-4075 Cenalos), indicatiile obtinute au fost deosebit de interesante.

Analizand distributia regionala a forajelor in plan se constata ca este posibila separarea a trei sectoare ce se dispun in lungul dreptei de corelatie, si anume:

-sectorul I, corespunzator forajelor 4022 Biharia, 4040 Niuved, 4094 Chiraleu, 4014 Chislaz, 4019 Giris si 4060 Acas, acesta acopera in plan zonele sudica si estica ale regiunii si se caracterizeaza prin ape termale avand o compozitie izotopica apropiata de cea a apelor meteorice ale perioadei reci actuale;

-sectorul II, cu cele mai multe foraje cu ape termale:300 Adoni, 4089 Marghita, 1021 Tamaseu, 603 Mihai Bravu, 4028 Sannicolau de Munte, 4740 Moftinu, 4748 Satu Mare, 4743 Satu Mare si Satmarel;acest sector corespunde areal zonei centrale a regiunii si se caracterizeaza prin compozitii izotopice cu caractere de tranzitie intre cele ale sectoarelor I si III;

-sectorul III, corespunzator forajelor 4058 Sacueni, 4057 Sacueni, 4045 Ciocaia, 4062 Carei si 4749 Noroieni;acest sector se identifica in plan cu zonele vestica si nordica ale regiunii si cantoneaza ape termale cu compozitia izotopica derivata partial din cea a unor ape salmastre singenetice, in amestec cu ape de precipitatie.

Admitand pe baza informatiilor furnizate de analizele izotopicale apelor salmastre, cantonate in pannonian si in miocen ca amestecul izotopic mediu a acestui tip de ape singenetice este de δD=-30, adica o apa de tipul celei actuale din Marea Neagra la Mamaia, iar a precipitatiilor de alimentare de δD=-81, se poate estima ca originea apelor termale din sectorul I este in proportie de peste 90%, derivata din apele de precipitatie de iarna, ca in cele ale sectorului II apar ape singenetice in procent de 10-45%, in timp ce in sectorul III apele fosile participa cu 45-75% la geneza apelor termale.

In ceea ce priveste continutul in ¹³C din apel termale cantonate in pontianul inferior acesta prezinta o valoare medie pe zacamant δ¹³C=-4,7, valorile individuale variind intr-un ecart strans cu exceptia a doua puncte, F-4075 Cenalos=+0,8 si F-4060 Acas=-10,3.

Cu toate aceste incertitudini se poate afirma ca ecartul de valori δ¹³C determinate pentru apele zacamantului pontian, mai putin punctele anomale amintite corespunde in buna masura valorilor admisibile pentru HCO₃^- din apele de tip salmastru cu eventuale amestecuri de ape de infiltratie.Acest ecart de variatie extins numai pe 3,3δ pentru o arie atat de vasta demonstreaza inca o data uniformitatea conditiilor geochimice pe plan regional la nivelul acestui acvifer.

3.3.2. Concentratia in izotopi radioactivi

In cadrul cercetarilor efectuate pentru studierea apelor hipertermale s-au facut determinari ale celor doi izotopi radioactivi prezenti in apele subterane si avand o semnificatie majora in datare:tritiul si carbonul-14.

3.3.2.1. Tehnica determinarii activitatilor

Determinarea activitatilor in tritiu din apele naturale necesita datorita continuturilor in general reduse, o imbogatire prealabila a probelor de apa supuse analizarii.Metoda folosita a fost electroliza monostadiala fractionata, proces ce presupune:o distilare primara pentru eliminarea sarurilor dizolvate, electroliza propiu-zisa efectuata conform metodologiei elaborata de F.J. Cameron B.R. Payne(1965) si o distilare secundara pentru readucerea solutiei la pH~7.Acest proces asigura o imbogatire izotopica de circa 12 ori.

Prepararea probelor de imbogatire a fost diferentiata in functie de metoda de masurare utilizata.Astfel, probele ce urmau a fi masurate prin scintilatie lichida au fost preparate prin amestec in proportie de 8:14cm³ cu scintilator universal INSTA-GEL si introduse la masurat in cadrul setului standard de masura intr-un spectometru cu scintilatie lichida TRI-CARB PACKARD, model 3200.

Probele ce urmau a fi masurate in gaz au fost supuse unei preparari suplimentare prin care atomii de hidrogen ai moleculei de apa au fost transferati in molecula de etan, gaz care serveste la masurarea activitatii in tritiu.Masurarea activitatii in gazul preparat s-a facut utilizandu-se un contor proportional in anticoincidenta de tip JOHNSTON, iar impulsurile au fost inregistrate la un Beta Logic Gas Country System.

Pentru determinarea activitatii in carbon-14 s-a procedat la colectarea directa, in teren, a carbonatului si la transformarea lui ulterioara in benzen compus care a servit la masurare prin metoda scintilatiei lichide.Cantitatea de apa necesara, calculata in prealabil ca fiind suficienta pentru obtinerea a 6g C este tratata intr-un recipient special cu o solutie saturata de NaOH fara carbonat.

CO₂+NaOH→NaHCO₃

dupa care o solutie de BaCl₂ determina precipitarea tuturor carbonatilor si bicarbonatilor conform reactiei:

Ca(HCO₃)₂+Mg(HCO₃)₂+2NaHCO₃+6BaCl₂→6BaCO₃+MgCl₂+CaCl₂+2NaCl+6HCl

Probele de carbonat sunt supuse in laborator unei prelucrari laborioase in vederea transformarii lor in benzen.Principalele stadii de prelucrare pot fi sintetizate astfel:-acidifierea, transforma carbonatul in CO₂ transferand in gaz toti atomii de carbon;

-carburatia, asigura printr-o reactie ce are loc la 600ºC, transferul intregii cantitati de carbon din CO₂, in carbura de litiu;

-hidroliza, duce la formarea acetilenei care inglobeaza in molecula sa doi atomi de carbon;

-trimerizarea, sub influenta catalitica a Perlkatalysatorului Neu in benzen.

3.3.2.2 Rezultate si interpretare

In vederea datarii apelor hipertermale din regiune si a stabilirii unor succesiuni temporale a fenomenelor s-au executat un numar de 260 de analize de tritiu, din care 32 in gaz si un total de 44 de analize de carbon-14.

In ceea ce priveste tritiul s-a avut in vedere analizarea lui in intreaga gama de tipuri de ape din regiune, pe probe prelevate simultan cu cele recoltate pentru analizele hidrochimice si de izotopi stabili.

Analizele pentru carbon-14 au vizat numai apele de medie adancime II si apele hipertermale si au fost probate printr-o singura prelevare in doua campanii de teren.

Din examinarea datelor sintetice privind activitatile in tritiu, se remarca doua concluzii care trebuie retinute, si anume:

a)tritiu decelabil prin scintilatie lichida, s-a pus in evidenta numai pana la nivelul apelor de medie adancime I, in apele mai adanci acest radioizotop determinandu-se numai prin masurarea in gaz;

b)in tipurile de apa cu continuturi in tritiu decelabile prin scintilatie lichida s-a constatat o scadere continua a activitatilor medii in cei trei ani de studiu, scadere dealtfel normala si in conformitate cu legitatile generale de distributie a acestui radioizotop.

Prima dintre aceste doua concluzii evidentiaza clar faptul ca o reinnoire activa a apelor subterane are loc numai in stratul freatic si partial in apele de medie adancime I, adica pana la circa 100m adancime.Lipsa totala a tritiului in apele mai adanci atesta fara dubiu ca ele apartin perioadei de dinainte de anul 1954.

Trebuie amintit ca prin analizele de tritiu efectuate in zona statiunilor Felix si 1 Mai in perioada 1969-1971, s-au decelat in apele termale activitati ce acopereau ecartul Bgd-30TU cu medii anuale descrescatoare de la 19TU in 1969 la 12TU in 1971.Acest sens de evolutie descrescatoare a continuat in timp ducand continuturile in T ale apelor din cretacic la valori generale de Bgd(sub 5TU).

Este interesant de subliniat faptul ca apele de medie adancime II, cantonate in depozite pleistocene si pliocen superioare la adancimi de 120-450m, sunt mai batranedecat apele din zacamantul triasic.Adaugand faptul ca numai in anumite puncte din acviferul de medie adancime II, varstele masurate au fost sub 20000ani, reiese ca in cea mai mare parte a regiunii studiate aceste ape depasesc chiar limita de varsta admisa pentru a putea fi considerate ca facand parte din circuitul hidrologic activ.

In ceea ce priveste vechimile apelor cantonate in cele doua complexe de roci mezozoice acestea sunt separate de circa 6000ani, apele mai vechi fiind din triasic, asa cum se putea intui dealtfel si pe criterii geologice cum au sugerat si izotopii stabili.

Ar fi de subliniat faptul ca fata de varsta medie a apelor termale din cretacicul inferior, determinata in anul 1970 prin doua probe care au indicat vechimi de 24000ani, varsta medie din 1977 a acestor ape a scazut la 20300ani, valoare calculata fara a lua in consideratie determinarea facuta pentru carbonatul prelevat din F-4003 Felix, care a indicat ape actuale.Aceasta constatare poate veni in sprijinul ideii deja avansate, care presupune un aport de ape subterane freatice sau de suprafata in sistemul acvifer cretacic.Totusi, valoarea de 103,21,1pmc determinata pentru F-4003 Felix apare ca discordanta in ansamblul general al datelor si trebuie privita cu rezerve, motiv pentru care a si fost exclusa din mediere.

IV. Studiu de caz:arealul Felix-1 Mai

4.1. Baile Felix

Localitatea suburbana a Oradiei, aflata la circa 8 km de oras si la 22 km de punctul rutier de frontiera Bors, este cea mai cunoscuta statiune balneara din Romania, cu renume si in afara granitelor.Descoperite din antichitate, izvoarele de apa termala la temperaturi de 45 si 112˚C, au propietati curative certificate, fiind oligometalice, bicarbonate, calcice si sodice, iar namolurile au propietati sapropelice(bogate in hidrosulfura de fier coloidala).

Baile Felix dispun de o bogata baza de tratament ce cuprinde:instalatii pentru bai la cada, instalatii pentru aplicatii calde cu namol si parafina, bazine cu apa termala, instalatii pentru elongatii sub apa, instalatii pentru electro si hidro terapie, sauna, piscine acoperite si in aer liber, sali de gimnastica medicala.

Apele termale din aceasta statiune sunt indicate in anumite afectiuni, precum:afectiuni reumatismale inflamatorii(poliartrita reumatoidala, spondilita anchilozanta, stari dupa reumatism articular acut); afectiuni reumatismale degenerative(lombsciatitalagii, artroze, poliartroze); afectiuni reumatismale abarticulare(tendinoze, tendomioze etc); afectiuni posttraumatice(stari dupa operatii pe articulatii, muschi si oase, stari dupa fracturi, entorse, luxatii); afectiuni neurologice centrale si periferice(dupa operatii pe maduva, dupa traumatisme vertebrale, diverse pareze si paralizii etc); afectiuni ginicologice(tulburari minore de pubertate sau de menopauza); afectiuni asociate(boli metabolice si de nutritie, boli endocrine); afectiuni ale aparatului locomotor, afectiuni ale sistemului nervos central/periferice.De asemenea sunt contraindicate pentru cei suferind de boli infecto-contagioase, boli venerice, tumori maligne, hemoragii, boli psihice.

Pentru timpul liber statiunea dispune de piscine acoperite si descoperite, sali de jocuri mecanice, terenuri de sport, cinematograf, discoteca etc.Formate prin patrunderea apelor de suprafata pana in zona calcarelor triasice fisurate, la adancimi ce depasesc 1000 m si de unde se intorc incalzite, apele termale de la Baile Felix si-au micsorat debitul natural in urma unui cutremur ce a avut loc in 1834.

Climatul cu ierni blande si veri moderate, favorizeaza existenta unei paduri de foioase intense care da statiunii o atmosfera ideala pentru orice anotimp, facand-o propice pentru relaxare si tratament, astfel incat ploaia sau frigul iernii nu reprezinta o piedica pentru o baie cu apa termala in aer liber.

Statiunea, unul dintre cele mai semnificative centre economice, sociale si culturale a zonei se bucura de mai multe cai de acces:rutier, feroviar si aerian.

Rutier, statiunea se afla langa drumul European E66 Oradea-Deva.

Feroviar, se poate ajunge cu trenul pana in Oradea, iar de acolo pana in statiune se ajunge cu mijloace de transport in comun.Statia de Maxi Taxi si autobuze care circula spre statiune, se afla la capatul de linie al tramvaielor, la iesirea din oras.Mijloacele de transport in comun circula pe ruta Oradea-Sanmartin-Baile Felix si retur intr-un interval de 15 minute.

Aerian, aeroportul Oradea ofera atat curse interne Bucuresti-Oradea si retur cat si externe.

IV.1.1. Istorie si prezent

In 1221 apare cea mai veche marturie a Bailor Felix intr-o diploma a Vaticanului fiind mentionate apele termale de langa cetatea Oradiei ca Termae Varadienses sau Baile Oradiei.Efectul tamaduitor al bailor termale isi pune amprenta pe scrierile marelui umanist Nicolaus Olahus, care le aduce un omagiu in 1536.

Mai tarziu, intre 1700-1721, Felix Heldres descopera si utilizeaza izvorul Felix, a carui denumire s-a generalizat cu timpul pentru toata statiunea.In 1731 se face prima analiza a apelor termale si ale propietatii lor curative, unice, asa cum le cunoastem pana azi.

Prima atestare despre statiune dateaza din anul 1763 si contine notele unui medic privind construirea unui bazin pentru bai.In 1771, bazinul de lemn a fost transformat in bazin de piatra atasandu-se si cabine de bai.Prima cladire a fost construita in 1766-1772.Statiunea incepe sa se dezvolte dupa realizarea primului foraj modern de la Izvorul principal in 1885.

Simbolul statiunii, nufarul termal sau floarea de lotus(Nymphaea Lotus var. Termales), a fost descoperit in anul 1789 de botanistul P. Kitaibel si denumit in 1908 de catre J. Tuzson, care face asemanarea cu nufarul de Nil.In 1931, planta a fost declarata monument al naturii.

La expozitia mondiala din 1896, apelor din aceasta statiune li s-a acordat medalia de Aur si Diploma de onoare.

La ora actuala, Baile Felix este cea mai mare statiune cu functionare permanenta din Romania.Temperatura apelor termale este intre 20-49˚C.Datorita continutului ridicat de saruri minerale, medicii internisti recomanda pacientilor tratamentele sau curele cu ape din bai.Statiunea, prin reteaua de hoteluri ofera 7000 de locuri de cazare, bazine de inot, stranduri in aer liber sau acoperite si aer curat.

Datorita climei blande in lacurile statiunii traiesc nuferi subtropicali.

4.1.2. Cazarea

Cum am precizat mai sus, statiunea ofera un numar mare de locuri de cazare, dintre care mentionam:

-pensiunea Larysse este o pensiune moderna, noua deschisa la inceputul lunii mai 2008, cotata la 3 margarete, situata la 1 km de statiune, pe partea dreapta a drumului national DN76, spre Deva;

Pensiunea dispune de 10 camere cu pat matrimonial sau duble, mobilate modern, fiecare camera avand TV cablu, bai propii, terasa propie si in viitor, acces wireless la internet.Pensiunea dispune, de asemenea, de un restaurant cu un salon de 75 de locuri si o terasa de 110 locuri in aer liber unde se pot organiza nunti, mese festive, botezuri, petreceri private,

Pentru relaxare, pensiunea Larysse detine o piscina propie cu apa incalzita care poate fi folosita de la inceputul lunii octombrie.

-pensiunea Beverly Hills este o pensiune noua deschisa in luna iunie 2007, are dotari la standarde europene si asigura servicii la aceleasi standarde.Este situata pe DN 76 la intrarea in Baile Felix pe partea dreapta.Are incalzire proprie si functioneaza si in sezonul de iarna.Dispune de 7 camere spatioase, cu bai proprii, televizor, cablu TV si balcon.

Turistii au la dispozitie bucatarie dotata cu aragaz, frigider, cuptor cu microunde, vesela, tacamuri etc.

Pensiunea are loc pentru parcarea masinilor, pentru turistii care vin fara masini proprii si cu un sejur mai mare de 5 zile se asigura transport gratuit de la gara la aeroport.

-complexul President este situat in Baile Felix, pe drumul european E79 Oradea-Deva la 10 km, la liziera padurii, intr-un cadru natural deosebit(la altitudinea de 140 m), ofera conditii excelente pentru relaxare, tratament dar si intalniri de afaceri.

Hotelul dispune de 68 de locuri de cazare impartite in camere single, camere cu pat matrimonial, camere cu 2 paturi, apartamente, dotate cu climatizare, minibar, telefon cu acces international direct, parcare interioara pazita.

De asemenea dispune de doua restaurante unul de 180 de locuri si altul de 350 de locuri, de o terasa cu specific rustic, salon de mic dejun de 40 de locuri si 2 sali de conferinta de 40 locuri respectiv 100 de locuri, cvu acces la internet si dotate cu ecran, flipchart, videoproiector.

Restaurantul ofera intr-o ambianta placuta preparate culinare delicioase, din bucataria romaneasca si internationala.

Complexul President dispune de piscina-atat acoperita, cat si in aer liber-cu apa termala, sauna de 16 persoane, sala de fitness, baza de tratament si baza sportiva(2 terenuri de tenis cu zgura si unul de fotbal).

De asemenea dispune de un centru wellness care include piscina cu apa termala, acoperita de 1224 m², jacuzzi, sauna, solar, masaj, bar, tenis de masa.

Aceasta se adreseaza persoanelor cu afectiuni reumatologice, afectiuni postraumatice, afectiuni neurologice.

-Bungalow-Vila Monaco-hotelul Monaco este situat in centrul statiunii Baile Felix, in spatele restaurantului ClubArt, la maxim 200 m de strandurile si piscinele din statiune.

Hotelul dispune de 26 de camere duble si 2 apartamente.Toate camerele au baie proprie, televizor si cablu TV, frigider(minibar), acces internet.

-vila Fanica este situata pe strada Principala numarul 3, langa strandul Mare din Baile Felix si piscina Apollo.Pe langa ambianta placuta si relaxanta, oferind clientilor sai camere dotate cu aer conditionat, televizor, internet precum si urmatoarele servicii gratuite:parcare asigurata, pastrarea temporara a bagajelor precum si a obiectelor de valoare, rezervarea locurilor pentru restaurant, informatii turistice, comenzi taxi etc.

Vila Fanica dispune si de un restaurant cu un ambient placut, care ii asteapta pe turisti cu meniuri traditionale insotite de muzica live.

-pensiunea Maris este situata la iesirea din Baile Felix spre Deva, avand acces la DN76, aproape de strandurile cu apa termala.

4.2. Baile 1 Mai

Statiunea Baile 1 Mai este situata in judetul Bihor, la numai 2 km de Baile Felix si 4 km de Oradea, intre satele Rontau si Haieu.Cunoscuta de-a lungul timpului si sub numele de Baile Episcopiei, statiunea s-a facut remarcata mai ales datorita apelor minerale si a namolului sapropelicextras din lacul aflat in localitate, utilizate in tratarea unor afectiuni ale sistemului nervos central si periferic si afectiuni ginecologice.

Statiunea se bucura de un climat de tip continental moderat de ses, temperatura medie anuala fiind de 10,5 C, iar cea din perioada estivala de 21,3 C.Presiunea atmosferica medie este de 770 mm coloana de mercur.

Efectul benefic al apelor termale din statiune a fost descoperit cu foarte multi ani in urma.Primile tratamente care se faceau erau cu namolul extras de pe fundul albiei piriului Peta si din jurul izvoarelor termale.Acesta era aplicat direct pe partile dureroase ale corpului si asa s-a descoperit efectul de vindecare si ameliorare a bolilor reumatice.

4.2.1. Caile de acces

Rutier se poate ajunge pe drumul european E60(Bucuresti-Oradea), E79, E67 si apoi Oradea-Baile 1 Mai pe E66.

Feroviar, in Baile 1 Mai se poate ajunge pe calea ferata pina la Oradea din Bucuresti, Cluj sau orice alta directie, iar din Oradea cu mijloace auto pina in statiune.

Aerian, Bucuresti-Oradea si curse externe speciale.

4.2.2. Atractii ale statiunii

Principala atractie a statiunii Baile 1 Mai este apa termala(32˚C) care este folosita atat in bazele de tratament pentru tratarea bolilor reumatice cat si in cele doua stranduri:strandul Venus cu o capacitate de cateva mii de locuri si cu multe bazine, din care:un bazin olimpic, un bazin cu trambuline, cea mai inalta trambulina fiind de 5 m si un bazin mare trapezoidal cu o adancime in crestere, iar cea mai mare adancime este de 2,5 m.Bazinul cu trambuline este de forma rotunda si adancimea apei este de 4 m.Mai sunt 2 bazine rotunde pentru copii cu apa mica de 0,5 m.Chiar la intrare primele 8 bazine sunt in forma de floare iar in mijloc este o mica terasa;strandul cu valuri cu o capacitate mai mica, dar care are o atractie deosebita datorita valurilor care sunt produse in apa din bazin.

Strandul cu valuri atrage numerosi turisti ca un magnet fiindca este singurul strand cu valuri functional din tara.Inginerii austrieci au construit motorul in 1835 care si acum porneste la sunetul clopotelului trimitand valuri pe marea bihoreana.Strandul cu valuri este un strand termal cu o temperatura a apei de 26˚C, este situat intr-o zona frumoasa cu multa verdeata, la marginea padurii.

Strandul dispune de doua forme de cazare:

-cazare la bungalow, 4 curti cu 2 camere, cu 2 si 3 paturi si o baie(pentru fiecare curte);

-pentru turistii care vin cu cortul, in interiorul strandului sunt locuri special amenajate in zone cu verdeata si au posibilitatea de racordare la energie electrica.

La Baile 1 Mai se afla izvorul piriului Peta(30 C),care dupa ce traverseaza localitatile Sanmartin si Oradea, se varsa in Crisul Repede.Lacul format pe piriul Peta adaposteste relicvul tertiar Nymphaea lotus var. Thermalis-Lacul cu nuferi(floare unica in Rominia, protejata de lege), considerat rezervatie naturala.Planta originara din zona Nilului, se presupune ca semintele de nufar au fost aduse aici fie de turci, fie de pasarile calatoare si s-au dezvoltat datorita apei termale.

4.2.3. Imprejurimi

Una dintre atractii este statiunea Baile Felix situata la o distanta de 2 km.Alta atractie este chiar orasul Oradea, resedinta judetului Bihor, se afla la o distanta de 4 km de statiune.Aici se pot vizita:Muzeul Tarii Crisurilor, Muzeul Memorial Ady Endre si Muzeul Memorial Iosif Vulcan, Muzeul Militar National etc.

Dintre numeroasele atractii ale regiunii, mai amintim:pirtia de schi din Hidiselul de sus, unde exista si un teleschi; la doar 3 km de statiune se afla satul Betfia, unde exista un platou carstic unic in zona-un aven cu o adincime de 86 m, numit Craterul de la Beftia.Pina la aceasta locatie se poate ajunge pe drumul care face legatura intre satul Haieu si Beftia.

4.2.4. Cazarea

Statiunea se bucura de numeroase locuri de cazare, dintre care amintim:

-pensiunea Adela dispune de 8 camere spatioase, atragatoare cu bai proprii, televizor si cablu TV.Pentru turistii care vin cu masina proprie pensiunea asigura si parcare in curte.Este situata la intrarea in statiune imediat dupa coborirea pantei de la iesirea din Sanmartin pe partea stinga.Pentru sezonul de iarna pensiunea are incalzire centrala proprie.

-pensiunea Coroana Regala dispune de 9 camere cu un confort sporit cu 2, 3 si 4 locuri.Toate camerele sunt prevazute cu televizor, cablu TV, aer conditionat si pentru turistii care au laptop au posibilitatea de conectare la internet in sistem wireless.Baile au apa rece si calda non stop.Pensiunea dispune de o terasa cu 48 locuri care poate fi folosita pentru petreceri si sala de sedinta.

Este o pensiune noua, deschisa doar din Iunie 2005, are incalzire centrala proprie si functioneaza si in timpul sezonului de iarna.Pensiunea este situata la capatul satului Haieu, la egala distanta, 10 minute de ners pe jos de cele doua statiuni.

-pensiunea Europa este situata in centrul statiunii, la 50 m pe partea stinga la soseaua principala care duce in satul Haieu, si la 30 m de Biserica Greco Catolica.

Turistii cazati pot beneficia la cerere si contracost de consult balneofizioterapeutic la hotelul Ceres din statiunea Baile 1 Mai sau la spitalul clinic de recuperare din Baile Felix, transportul fiind gratuit.

Pensiunea dispune de 9 camere cu televizor si cablu TV, bai proprii cu apa calda si rece in permanenta.Turistii au acces la bucataria cu toate dotarile si cei care vin cu masina proprie au posibilitatea de parcare in fata pensiunii.In curte este amenajat loc pentru foc si gratar.

Dintre numeroasele locuri de cazare din statiune mai amintim:pensiunea Catalin, Cristian, Alb, Codin, Diana, Bliss, campare Venus, camping Strand cu valuri etc.

5. Privire sintetica asupra genezei apelor hipertermale si a hidrodinamicii subterane

Aplicarea metodelor izotopice si geochimice in cercetarea apelor hipertermale din nord-vestul Rominiei si interpretarea rezultatelor intr-un context geologic, hidrogeologic si geotermic partial restructurat au adus clarificari importante in ceea ce priveste cunoasterea regiunii si genezei apelor, aprecierea modului si a gradului de reinnoire, determinarea timpilor de rezidenta si a vitezelor medii de curgere pe mari distante,estimarea relatiilor de interschimb cu sistemele acvifere adiacente.Aceste elemente se dovedesc esentiale atit pe plan stiintific cit si interpretativ, deoarece impun restructurarea conceptiei actuale asupra gradului de deschidere al acviferelorin discutie, al dinamicii si genezei lor, cit mai ales ales pe plan practic-aplicativ, deoarece contureaza clar perspectivele de exploatare si ofera implicit bazele intocmirii unui program de masuri tehnico-stiintifice care sa permita optimizarea utilizarii potentialului geotermic existent in regiune.

In acest sens, caracteristicile generale ale zacamintelor hipertermale din regiune pot fi sintetizate prin urmatoarele aspecte:

-zacamintul pontian inferior evidentiaza o imagine hidrodinamica complexa, cu directii de curgere convergente, generate de existenta a doua senale drenante majore(fig.90).

Din punct de vedere genetic, apele acestui zacamint constituie amestecuri in proportii variabile intre doua componente de baza.Originea acestor componente este foarte diferita, componenta noua provine din infiltrarea in subteran a unor ape asemanatoare izotopic cu cele ce cad astazi in regiune in perioada rece, iar componenta veche este reprezentata de apa singenetica de tip salmastru din rocile hidrolizate.

Vechimea acestor tipuri de ape este si ea foarte diferita:componenta noua are peste 35000 ani vechime, in timp ce componenta veche poate avea minimum 2000000 de ani, virstele le plaseaza pe toate in categoria apelor fosile.

Vitezele reale de curgere ale apelor in zacamint sunt extrem de reduse, 0,1-0,7 m/an, in concordanta cu virstele exceptional de mari determinate chiar pentru componenta noua din zonele de rama.

In cadrul acestui zacamint se pot separa trei zone avind caracteristici oarecum distincte:

-zona I, plasata in partile sud-estica si sudica a regiunii, la limita cu zona colinara, se caracterizeaza prin prezenta in proportie de peste 90% a apelor de origine meteorica;

-zona II, plasata in partea centrala a regiunii, se caracterizeaza printr-o participare a componentei singenetice de 10-45%;

-zona III, plasata in partile nord-vestica si nordica a regiunii, se caracterizeaza prin prezenta componentei singenetice intr-o proportie de 45-75%; componenta de realimentare meteorica s-ar putea datora unor mecanisme convective din zona Tiszakecske, asa cum deja este admis in literatura de specialitate.

Din cele aratate in aceasta imagine sintetica rezulta ca acviferul termal pontian este in mod practic lipsit de posibilitatea realimentarii.

-zacamintul hipertermal cretacic inferior are ape cu vechimi de circa 20000 de ani ceea ce permite a le caracteriza ca facind parte din circuitul hidrologic activ, au o dinamica subterana destul de buna si o realimentare continua.Diminuarea virstei medii a acestor ape cu circa 4000 de ani in decurs de sapte ani, ca si modificarile hidrochimice observate ar putea indica faptul ca exploatarea actuala este la limita potentialului acestui acvifer.

-cercetarea zacamintului de ape hipertermale din triasic a sugerat un cadru hidrodinamic nou, cu directii de curgere convergente spre zona Oradea-Felix, cu realimentari de ape recente prin zona carstica situata la est si cu un posibil aport derivat din drenarea acviferului ecranat.Vechimea medie a acestor ape este de circa 26000 de ani, fapt ce le situeaza spre limita de virsta a apelor din circuitul hidric activ;data fiind insa adincimea acestui acvifer, faptul ca apele sunt mai putin batrine decit cele din pontian si chiar decit cele din complexul de medie adincime II, demonstreaza ca acviferul triasic are o dinamica mai activa decit acestea si caracteristici de circuit deschis, ceea ce-i sporeste uimportanta din punct de vedere economic.