GEOLOGIJA 50/1 - 2007 ISSN 0016-7789 ISSN 1854-620X GEOLOGIJA 50/1 – 2007 GEOLOGIJA LETNIK 2007 KNJIGA 50/1 Str. 1–228 Ljubljana 2007 GEOLOGIJA Izdajatelj: Geolo{ki zavod Slovenije, zanj direktor Marko KOMAC Publisher: Geological Survey of Slovenia, represented by Director Marko KOMAC Financirata Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije in Geolo{ki zavod Slovenije Financed by the Slovenian Research Agency and the Geological Survey of Slovenia Vsebina {tevilke 50/1 je bila sprejeta na seji Uredni{kega odbora, dne 1. 6. 2007. Manuscripts of the Volume 50/1 accepted by Editorial Board on June 1, 2007. Glavni in odgovorni urednik – Editor-in-Chief: Bojan OGORELEC Uredni{ki in recenzijski odbor – Scientific Advisory Board: Giovanni Battista CARULLI, Trieste Rinaldo NICOLICH, Trieste Katica DROBNE, Ljubljana Simon PIRC, Ljubljana Matija DROVENIK, Ljubljana Mario PLENI^AR, Ljubljana Jadran FAGANELI, Piran Danilo RAVNIK, Ljubljana János HAAS, Budapest Mihael RIBI^I^, Ljubljana Bogdan JURKOV[EK, Ljubljana Marko [PARICA, Zagreb Roman KOCH, Erlangen Josip TI[LJAR, Zagreb Harald LOBITZER, Wien Dragica TURN[EK, Ljubljana German MÜLLER, Heidelberg Miran VESELI^, Ljubljana Tehni~na urednica – Technical Editor: Bernarda BOLE Naslov – Adress: GEOLOGIJA Geolo{ki zavod Slovenije – Geological Survey of Slovenia Dimi~eva ul. 14, 1000 Ljubljana, Slovenia Tel.: +386 (01) 2809-700 Fax: +386 (01) 2809-753 Za mnenja in podatke v posameznih sestavkih so odgovorni avtorji. The authors themselves are liable for the contents of the papers. Naklada: 600 izvodov. Printed in 600 copies. Price: US $ 30, 25 EUR Tisk – Printed by: Tiskarna Formatisk d.o.o. Priprava tiska: Studio Luksuria Copyright © 2007 – GEOLOGIJA Baze, v katerih je Geologija indeksirana / Indexation bases of Geologija: GeoRef, Chemical Abstracts, PASCAL, Zoological Record NASLOVNICA / COVER Slika na naslovni strani: Rekonstrukcija zgornjekarbonske pokrajine na osnovi najdb fosilnih rastlin, izkopanih na Grajskem hribu v Ljubljani in drugod v Posavskem hribovju (avtorica Barbara Jurkov{ek). Cover page: Reconstruction of Upper Carboniferous landscape based on fossils collected in Ljubljana Castle Hill and elsewhere in the Sava Folds (by Barbara Jurkov{ek). GEOLOGIJA 50/1, 1–228, Ljubljana 2007 VSEBINA – CONTENTS Ogorelec, B. V spomin Karlu Gradu ........................................................................................................................ 5 Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani ...................................................................... 9 Late Carboniferous flora of Castle Hill in Ljubljana (Slovenia) ..................................................... 14 †Buser, S., Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. Triasni konodonti Slovenskega bazena ............................................................................................. 19 Triassic conodonts of the Slovenian Basin ........................................................................................ 24 Placer, L. Kra{ki rob ............................................................................................................................................ 29 Geolo{ki prerez vzdolž AC Kozina – Koper Kra{ki rob (landscape term) ............................................................................................................... 41 Geologic section along the motorway Kozina – Koper (Capodistria) Gosar, A. Monitoring of micro-deformations along Idrija and Ra{a faults in W Slovenia ............................ 45 Opazovanje mikro-deformacij ob Idrijskem in Ra{kem prelomu v zahodni Sloveniji Je`, J. Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini ................................. 55 Reasons and mechanism for soil sliding processes in the Rebrnice area, Vipava valley, SW Slovenia ......................................................................................................................................... 60 Gosar, A. Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivost objektov z mikrotremorji .................................................................................................................................... 65 Stady of the effects of local geological structure on seismic ground motion and building vulnerability with microtremors O{tir, K. & Komac, M. PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface deformations – A case of NW Slovenia .............................................................................................. 77 Primerjava uporabe metodologije PSInSAR in DInSAR za opazovanje premikov povr{ja – primer SZ dela Slovenije Komac, M. & Bavec, M. Opazovanje vertikalne komponente recentnih premikov v Julijskih Alpah s PSInSAR metodo .... 97 Application of PSInSAR for observing the vertical component of the recent surface displacements in Julian Alps Ri`nar, I., Koler, B. & Bavec, M. Recentna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji ....................................... 111 Recent activity of the regional geologic structures in western Slovenia ....................................... 120 Fifer Bizjak, K. & Zupan~i~, A. Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) .................. 121 Reolo{ke raziskave za plaz Slano Blato pri Ajdov{~ini Šajn, R. & Gosar, M. Onesna`enost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih danosti ................................................................................................................................ 131 Soil pollution in surroundings of Litija as a reflection of mining, metallurgy and natural conditions Gosar, M. Porazdelitev slednih prvin v treh kra{kih talnih profilih v Sloveniji ............................................ 147 Trace element distribution in three karst soils profiles from Slovenia Kandu~, T. & Ogrinc, N. Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia ............................... 157 Hidrogeokemi~ne zna~ilnosti pore~ja reke Save v Sloveniji Ogrinc, N., Faganeli, J., Ogorelec, B. & ^ermelj, B. The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper ..................................... 179 (Gulf of Trieste, northern Adriatic Sea) Izvor organske snovi v holocenskem sedimentu Koprskega zaliva Macuh, B. & @lender, B. Vpliv mehanskih lastnosti kamnine na odboj kamnitega kosa ...................................................... 189 The impact of mechanical properties of rock to the collision of rock piece Burger, A. & [olar, S.V. Klasifikacija in koli~ina rudarskih odpadkov nekovinskih kopov v Sloveniji .............................. 197 Mining Waste Classification and Quantity of Non-Metal Mines in Slovenia Polemika Kralj, P. Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« avtorja A. Lapanja, (Geologija 49/2, 2006) ...................................................................................... 205 Comments to the paper »Origin and chemical composition of thermal and thermomineral waters in Slovenia«, by A. Lapanje (Geologija 49/2, 2006) Lapanje, A. Nekaj pojasnil k pripombam dr. Polone Kralj na ~lanek »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji«, (Geologija 49/2, 2006) ......................................................... 215 Poro~ila Bren~i~, M. Kongres Evropskega geoznanstvenega zdru`enja na Dunaju (15. – 20. april 2007) ..................... 221 Nove knjige Pav{i~, J. (ur. ): Geolo{ki terminolo{ki slovar ................................................................................... 223 Navodila avtorjem .................................................................................................................................... 225 Instructions to authors ............................................................................................................................. 226 GEOLOGIJA 50/1, 5–7, Ljubljana 2007 V spomin Karlu Gradu Devetega marca 2007 smo se na dom`alskem poko-pali{~u poslovili od na{ega dolgoletnega sodelavca in kolega, enega od pionirjev sodobne slovenske geologije, Karla Grada, dipl. in`enirja geologije. Te`ka bolezen je prekinila njegovo `ivljenjsko pot in bogato ustvarjalno delo, ki ga je posvetil raziskovanju doma~e grude, le nekaj mesecev pred svojim 80. rojstnim dnem. Karel se je rodil leta 1927 v Polju pri Ljubljani, kjer je tudi pre`ivljal svojo mladost. Brezskrbna {olska leta mu je pretrgala druga svetovna vojna. @elja po spoznavanju narave ga je privedla na Prirodoslovno-matemati~-no fakulteto ljubljanske Univerze, kjer se je odlo~il za {tudij geologije. Pripadal je eni prvih povojnih generacij {olanih geologov in montanistov, katere je takrat mlada dr`ava mo~no potrebovala, saj so bile potrebe po rudah in premogu zelo velike. Na Geolo{ki zavod je Karel pri{el po diplomi, spomladi leta 1953, kjer se je takoj priklju~il malo{tevilnim terenskim geologom. Najprej je raziskoval {ir{e Kozjansko ter rudi{~a svinca in cinka na Bohorju, kasneje pa v okolici Litije in Loga pod Mangartom. S pri~etkom izdelave Osnovne geolo{ke karta SFRJ v merilu 1 : 100.000 se je posvetil predvsem kamninam permske starosti, ki so v Sloveniji uranonosne. Njegovo dobro poznavanje razvoja teh plasti, ki se vle~ejo na obse`nem prostoru od Dolomitov v Severni Italiji preko Posavskih gub v osrednji Sloveniji do Velebita, je bilo izredno pomembno v za~etni fazi raziskav uranove mineralizacije ter je bistveno prispevalo k odkritju rudi{~a na @irovskem vrhu. Tudi kasneje je intenzivno sodeloval pri geolo{kih raziskavah grödenske formacije na obmo~ju uranovega rudi{~a in samega rudnika, predvsem pri interpretaciji raziskovalnih vrtin. Rezultate sledenja uranovega orudenja na @irovskem vrhu ter bakra v okolici Cerknega je uspe{no vklju~il v regionalno delo na enem geolo{ko najbolj zapletenih listov Osnovne geo-lo{ke karte v Sloveniji – na list Kranj, kjer je te raziskave vodil ter bil avtor karte in tolma~a. Kot kartirajo~i geolog je sodeloval {e na {tevilnih drugih listih OGK 1 : 100.000: Postojni, Ribnici, Trstu, Gori~kem, Celju, Ilirski Bistrici in Novem mestu. Za prispevek k izdelavi Osnovne geolo{ke karte SFRJ je Karel leta 1989 prejel posebno dr`avno priznanje. Velik izziv mu je bila v osemdesetih letih tudi Geolo{ka karta Slovenije v merilu 1 : 200.000, pri kateri je intenzivno sodeloval v njenih za~etnih fazah. V okviru svojega terenskega dela je eno sezono raziskoval kompleks metamorfnih kamnin na obmo~ju Velikega Kleka v sosednji Avstriji, kjer je odkril manj{o uransko mineralizacijo, na kar je bil {e posebno ponosen. Za ta dose`ek je dobil od avstrijskih kolegov geologov priznanje. Eno sezono je sodeloval tudi pri regionalnem geolo{kem kartiranju osrednje Tur~ije. Vestnost, natan~nost in odgovornost do svojega dela je Karla vodila k vedno te`jim in odgovornej{im nalogam. Tako je leta 1974 prevzel vodenje Oddelka za laboratorijske raziskave ter bil med svetovalci direktorja za podro~je regionalne geologije. V tem ~asu je na zavodu vpeljal ali bil pobudnik za uvedbo ve~ novih raziskovalnih metod, kot so konodontne 6 in palinolo{ke analize, rentgenska difrakcija mineralov in kamnin, {tudij mikrofaciesa, geo-kemi~ne in druge metode. Dobro se je zavedal, da lahko marsikatere regionalne geolo{ke in tektonske probleme re{imo le s temeljitim poznavanjem litolo{ke sestave kamnin in njihove stratigrafije. V istem obdobju se je z velikim navdu{enjem posve~al tudi raznim katastrom in zbirkam geolo{kih podatkov, posebej katastru vrtin, zbirki kamnin, dokumentaciji analiziranih vzorcev ter zbirki raznovrstnih geolo{kih kart. Vsi ti podatki in zbrano gradivo predstavljajo zametek dana{njega informacijskega sistema na Geolo{kem zavodu Slovenije. Svoje raziskovalne izsledke je pogosto objavljal v strokovnih revijah, `al pa je precej neobjavljenih podatkov ostalo {e v predalih, saj mu vedno nove naloge in zadol`itve niso omogo~ale toliko znanstvenega anga`iranja. Bil je tudi dolgoletni ~lan uredni{kega odbora revije Geologija, kot ~lan organizacijskega odbora pa je sodeloval pri 8. Jugoslovanskem geolo{kem kongresu na Bledu leta 1974 ter pri mednarodnem kongresu o alpskih rudi{~ih, prav tako na Bledu leta 1971, na katerem je nastopil z odmevnim referatom o grödenskih sedimentnih kamninah v Sloveniji. Zadnjih osem let pred upokojitvijo leta 1989, je Karel vodil tudi {tevilno skupino, ki je raziskovala nova nahajali{~a premoga v Sloveniji, predvsem v Prekmurju in v Kr{ki kotlini, ter spremljala geolo{ke razmere v ve~ takrat {e aktivnih premogovnikih (Zasavje, Senovo, Kani`arica, Globoko). Karel je bil v pravem pomenu vsestranski prakti~ni geolog, ki je izredno uspe{no zdru`eval in prepletal temeljna geolo{ka spoznanja s prakso. Razen pri geolo{kih kartah in raziskavah mineralnih surovin je pogosto sodeloval tudi pri hidrogeolo{kih projektih – pri raziskavah za predvideno vodno pregrado na So~i v Bov{ki kotlini, pri regionalnih raziskavah za mineralno vodo v Roga{ki Slatini ter termalno vodo v Dolenjskih in [marje{kih Toplicah in pri {tevilnih drugih objektih. Po upokojitvi nas je Karel na Geolo{kem zavodu pogosto obiskoval. Z zanimanjem je spremljal in se veselil na{ih dose`kov, ki so bili ve~krat tudi rezultat njegovih idej. Svoje bogato strokovno znanje je nesebi~no razdajal kolegicam in kolegom, posebno {e mlaj{im generacijam. Zaradi tega in zaradi njegove skromnosti smo ga v kolektivu {e posebno cenili. Za celotno delo in velik prispevek k razvoju dana{njega Geolo{kega zavoda Slovenije je bil leta 2005 imenovan za njegovega ~astnega ~lana. V zadnjih letih se je Karel v na{i sredini pojavljal vse bolj poredko. Ni~ ni tarnal in se pri-to`eval, slutili pa smo, da se je vanj prikradla zahrbtna bolezen, ki mu je po~asi odvzemala mo~i. Z njemu lastno voljo in vdanostjo jo je tiho spremljal. Geologija je bila Karlu poleg dru`ine druga velika ljubezen, ki se ji je v celoti posvetil, o ~emer pri~ajo tudi njegova {tevilna strokovna in znanstvena dela. V spominu ga bomo ohranili kot odli~nega poznavalca regionalne geologije slovenskega prostora, izrednega sodelavca ter kot iskrenega prijatelja. Bojan Ogorelec 7 KAREL GRAD pomembnej{a bibliografija Nosan, T. & Grad, K. 1955: Stratigrafske in tektonske razmere na ju`nem pobo~ju Bohorja. – Geologija, 3, 110–115. Grad, K. 1960: Obvestilo o raziskavah kred-nih sedimentov v Posavskih gubah. – Geologija, 6, 313–315. Grad, K. 1961: Geolo{ke razmere v okolici Litije. – Geologija, 7, 107–112. Grad, K. 1961: Geolo{ke razmere med Rudnico in Savo. – Geologija, 7, 113–118. Grad, K. 1961: O starosti fli{a pri Kali{ah. – Geologija, 7, 261–264. Grad, K. 1963: Raziskave grödenskih skladov v Sloveniji. Ljubljana. – Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, 66 str. Grad, K. 1963: [tudija splo{nih regionalnih geolo{kih zna~ilnosti s posebnim ozirom na slovenska potresna obmo~ja. Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, 109 str. Buser, S., Grad, K. & Pleni~ar, M. 1963: Predhodni tolma~ h Geolo{ki karti Slovenije 1 : 200.000. – Arhiv GeoZS, 166 str. Grad, K. 1967: Geologija Kozjanskega. – Geogr. zb., 10, 5–16. Buser, S., Grad, K. & Pleni~ar, M. 1967: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Postojna. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Grad, K. 1969: Psevdoziljski skladi med Celjem in Vranskim. – Geologija, 12, 91–105. Grad, K. & Ferjan~i~, L. 1974: Osnovna geo-lo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Kranj. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Grad, K. & Ferjan~i~, L. 1976: Tolma~ za list Kranj. Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000. – Z v. geol. zavod, 70 p., Beograd. Proti}, M., Rado{evi}, S. & Grad, K. 1972: Ter-rigene Permablagerungen als uranführende Sedimente in Slowenien. – Geologija, 15, 77–90. Drovenik, F. , Drovenik, M. & Grad, K. 1972: Kupferführende Grödener Schichten Sloweniens. – Geologija, 15, 95–107. Ku{~er, D., Grad, K., Nosan, A. & Ogorelec, B. 1974: Geolo{ke raziskave so{ke doline med Bovcem in Kobaridom. – Geologija, 17, 426–476. Drobne, K. & Grad, K. (ur.) 1974: 8. Jugoslovanski geolo{ki kongres, Bled, 1.–5. oktober 1974, 3, geotektonika, geofizika. – Slov. geol. dru{tvo, 206 str., Ljubljana. Grad, K. 1976: Tolma~ h Geolo{ki karti Slovenije 1 : 200.000, 3. faza. – Arhiv GeoZS, 36 str. Grad, K. 1977: Permski skladi Slovenije in njihov pomen za uran. – Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, 61 str. Grad, K., Jelen, B., Ogorelec, B., Silvester, M. & Skaberne, D. 1977: Permski skladi Slovenije in njihov pomen za uran. – Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, 111 str. Grad, K. & Ogorelec, B. 1980: Zgornjeperm-ske, skitske in anizi~ne kamenine na `irovskem ozemlju. – Geologija, 23/2, 189–220. Jelen, B., Budkovi~, T. & Grad, K. 1981: Cru-cisaccites variosulcatus Djupina v permskih plasteh uranovega rudi{~a @irovski vrh. – Geologija, 24/2, 319–325. Grad, K. 1985: Severovzhodna Slovenija – novo perspektivno obmo~je za premog. – Jedro, 11/2, 10–11. Buser, S., Grad, K., Ogorelec, B., Ramov{, A., [ribar, Lj. 1986: Stratigraphical, paleonto-logical and sedimentological characteristics of Upper Permian beds in Slovenia, NW Yugoslavia. – Mem. Soc. Geol. Ital., 34, 195–210. Ogorelec, B. & Grad, K. 1986: Zgornjeperm-ske, skitske in anizi~ne kamenine na `irovskem ozemlju. – V: V. skup sedimentologa Jugoslavije, Brioni 2–5. 06. 1986. Sa`eci predavanja. Hrvatsko geolo{ko dru{tvo, 53–56. Kralj, P., Mi{i~, M. & Grad, K. 1986: Pyro-clastic rocks from the Trobni dol area, Slovenia, Yugoslavia. – V: V. skup sedimentologa Jugoslavije, Brioni 2–5. 06. 1986. Sa`eci predavanja. S.l.: Hrvatsko geolo{ko dru{tvo, 65–66. Grad, K., Dozet, S., Petrica, R. & Rijavec, J. 1996: Pseudosocka beds with coal in borehole Tdp-1/84 Trobni Dol (Eastern Sava Folds, Slovenia). – Geologija, 39, 97–118. Dozet, S., Rijavec, J. & Grad, K. 1999: Western Kozje area Tertiary (Eastern Slovenia). RMZ-ma-ter. geoenviron., 46/3, 475–489. Kralj, P. & Grad, K. 2000: Oligocene tuffs at Dom`ale, the Ljubljana basin, Slovenia. – Geologija, 43/2, 219–221. GEOLOGIJA 50/1, 9–18, Ljubljana 2007 Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani Late Carboniferous flora of Castle Hill in Ljubljana (Slovenia) Tea KOLAR-JURKOVŠEK & Bogdan JURKOVŠEK Geološki zavod Slovenije, Dimičeva ulica 14, 1000 Ljubljana, tea.kolar@geo-zs.si, bogdan.jurkovsek@geo-zs.si Ključne besede: rastlinski fosili, zgornji karbon, evroameriška floristična provinca, Posavske gube, Ljubljana, Slovenija Key words: fossil flora, Late Carboniferous, Euramerian floristic province, Sava Folds, Ljubljana, Slovenia Izvle~ek Najdbe paleozojske fosilne flore na Grajskem hribu so bile prvič opisane že v 19. stoletju, zato je bil širši prostor načrtovane tirne vzpenjače na Ljubljanski grad že pred pričetkom gradbenih del opredeljen kot potencialno pomembno najdišče fosilov. Med geološko-paleontološkim nadzorom je bila zbrana fosilna združba presličnic ali členovk (Equisetopsida ali Articulatae), lisičjačnic (Lycopodiopsida, Lycopsida), pteridosperm (Pteridospermopsida) in kordaitov (Cordaitanthales), na osnovi katerih je mogoče potrditi zgornjekarbonsko starost plasti. Grajski hrib je najbolj zahodno ležeče nahajališče paleozojske flore v Posavskih gubah in predstavlja še en prispevek v poznavanju in razširjenosti evroameriške floristične province. Abstract Finds of Paleozoic fossil flora on the Ljubljana Castle Hill were first described in 19th century, therefore the wider area of the planned cable car to the Ljubljana castle was defined as a potentially important fossil locality already before the start of construction works. During geologic-paleontologic monitioring a fossil assemblage of Equisetopsida (Articulatae), Lycopodiopsida (Lycopsida), Pteridospermopsida and Cordaitanthales that permit to confirm the Upper Carboniferous age of beds. The Castle Hill is the westernmost locality of Paleozoic flora in the Sava Folds, and it represents an additional contribution to the knowledge on extension of the Euramerian floristic area. Uvod Namen paleontolo{ke spremljave izgradnje tirne vzpenja~e na Ljubljanski grad je bil ugotoviti prisotnost dolo~ljivih rastlinskih fosilov in z njimi potrditi ali ovre~i zgornjekarbonsko starost klasti~nih kamnin Grajskega hriba ob upo{tevanju dejstva, da je bil celotni hrib opredeljen kot obmo~je pri~akovanih naravnih vrednot. Sedimenti mlaj{ega paleozoika na Grajskem hribu sestoje iz kremenovega konglomerata, pe{~enjaka, meljevca in glinastega skrilavca. Že v devetnajstem stoletju so v teh plasteh odkrili ostanke makroflore. Morlot (1850) navaja, da so v karbonskem glinastem skrilavcu na Grajskem hribu na{li vrsto Neuropteris tenuifolia Schlotheim. Primerek je dolo~il dunajski paleontolog Ettingshausen (vrsta je poznana iz westfalijskih plasti – op. avtorjev). Ettingshausen je z Grajskega hriba dolo~il tudi praprot Pecopteris antiqua (Hauer, 1851). Vsi primerki so izgubljeni, saj niso shranjeni v nobeni od takratnih paleontolo{kih zbirk. 10 Lipold (1857), ki je vzporejal paleozoj-ski glinasti skrilavec, pe{~enjak in kremenov konglomerat Posavskega hribovja z ziljskimi plastmi na Koro{kem omenja, da so bili na Ljubljanskem gradu najdeni rastlinski ostanki rodov Calamites in Equise-tites, ob poti iz Ljubljane na Rudnik pa primerek Noeggerathia n. sp. Ettingshausen. Slednji je shranjen v paleontolo{ki zbirki Avstrijskega geolo{kega zavoda na Dunaju, vendar ni bil nikoli podrobneje opisan ali upodobljen. Rastlinske fosile so geologi omenjali tudi iz {ir{ega prostora Posavskih gub, zlasti iz okolice Litije. Tornquist (1929) jih je omenil iz antracitne le~e v rudi{~u Za-vrstnik, Lipold (1857, 1858) pa je opisal najdbo vrste Calamites communis Ettings-hausen iz Spodnjega Mamolja južno od naselja Sava. Leta 1932 je Rakovec v razpravi »H geologiji Ljubljane in njene okolice« podal pregled vseh dotedanjih najdb paleozojske makroflore okolice Ljubljane. Kasneje so posamezne najdbe fosilne flore omenjali {e drugi avtorji v rokopisnih poro~ilih in v tolma~u OGK 1:100.000 (Premru, 1983), vendar fosili niso bili podrobneje opisani in dolo~eni. Sledilo je obdobje sistemati~nih raziskav ve~ kot {tiridesetih nahajali{~ paleo-zojske flore med Ljubljano in Pol{nikom (Kolar-Jurkov{ek & Jurkov{ek, 1985, 1986, 1990). V nekaterih nahajali{~ih z bolje ohranjeno fosilno floro je bila dokazana zgornjekarbonska starost plasti. Ista starost je bila ugotovljena tudi s fosilno floro, ki je bila izkopana ob izgradnji avtocestne obvoznice pri Bizoviku na prostoru pokritega vkopa Strmec in pred severnim portalom predora Golovec (Kolar-Jurkov{ek & Jurkov{ek (2002a, 2002b, 2004). Paleontolo{ka spremljava gradbenih del na Grajskem hribu je pri~ela v marcu 2006 in je bila zaklju~ena v maju z obsežnim izkopavanjem fosilne flore v gradbeni jami zgornje postaje tirne vzpenja~e tik ob grajskem obzidju. Odvzetih je bilo ve~ sto vzorcev kamnin z rastlinskimi fosili. Ve~ina fosilnega materiala je bila izkopana na ožjem prostoru zgornje postaje, od tega ve~ kot 90 % iz glavne fosilonosne plasti. Manj{e {tevilo dolo~ljivih fosilov je bilo zbranih na sekundarnem mestu na spodnjem delu trase pod 6. stebrom ter na za-~asni deponiji izkopane kamnine na Grajskem hribu. Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Geolo{ko-paleontolo{ki nadzor je bil v celoti prilagojen dinamiki gradbenih del in jih ni oviral. Izkopavanje na prostoru zgornje postaje tirne vzpenja~e je bilo izvedeno v skladu z veljavno prakso za interventna paleontolo{ka izkopavanja, ob velikem razumevanju in pomo~i izvajalcev gradbenih del. Glede na lokacijo glavnega nahajali{~a neposredno pod grajskim obzidjem je bil od-kopan le prepereli del plasti s karbonskimi fosili, medtem ko je ve~ji del profila ohranjen kot primer predstavitve naravne vrednote in situ v prostoru zgornje postaje tirne vzpenja~e. Vse paleontolo{ke vzorce, razen primerkov razstavljenih na Ljubljanskem gradu, hrani Geolo{ki zavod Slovenije. Geolo{ka opredelitev nahajali{~a fosilne flore na Grajskem hribu Pas nagubanih kamnin med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi je že Kossmat (1913) imenoval Savski sistem gub. Deset let kasneje je Winkler (1923) prvi uporabil ime Posavske gube, ki se je obdržalo vse do danes. Osnovni litolo{ki ~leni Posavskih gub so kremenov konglomerat, ki lokalno vsebuje tudi apnen~eve prodnike, kremenov pe{~e-njak, meljevec in glinavec. Na osnovi vseh dotedanjih spoznanj in podrobnih lastnih raziskav je Mlakar ugotovil, da paleozojsko skladovnico Posavskih gub lahko razdelimo na tri superpozicijske enote prvega reda, ki bi lahko predstavljali tri formacije ali pa ~lene iste formacije (Mlakar, 1987, 1994; Mlakar et al., 1993). V devetdesetih letih preteklega stoletja je bilo tiskanih {e nekaj odmevnih preglednih ~lankov, ki odpirajo nove poglede na poznavanje geolo{ke zgradbe Posavskih gub in njihov strukturni pomen na stiku med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinari-di. Novost predstavlja predvsem Placerjevo delo (Placer, 1999 a, b), v katerem ume{~a Posavske gube v trikotnik med Periadriat-sko, Idrijsko in Srednjemadžarsko tektonsko cono. Grajski hrib predstavlja najbolj zahodno leže~e nahajali{~e fosilne flore v Posavskih gubah. Med geolo{ko-paleontolo{ko spremljavo izgradnje tirne vzpenja~e je bilo ugotovljeno, da v spodnjem delu trase, med Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani 11 spodnjo postajo in izkopom za 10. steber prevladuje grobozrnat sljudni pe{~enjak, ki v posameznih nivojih vsebuje rastlinski drobir. Najve~ja pogostnost rastlinskih fragmentov je bila zabeležena v ~rnem drobno-zrnatem pe{~enjaku in sljudnem meljevcu z vpadom 130°/42° v zgornjem delu izkopa za steber {t. 6, vendar zaradi grobozrnate-ga materiala fosili niso dolo~ljivi. Fragment rodu Calamites na prostoru spodnje postaje tirne vzpenja~e je bil najden na sekundarnem mestu, zato ga v stratigrafskem smislu ne moremo upo{tevati. Redki slabo ohranjeni drobci fosilnih rastlin so bili ugotovljeni v sljudnem pe{~enjaku na drugem metru izkopa za steber {t. 8. Ugodnej{e plasti za vzor~evanje so se pojavile 4 m vzhodno od izkopa za steber {t. 10 in v zgornjem delu izkopa za steber {t. 11, kjer srednje do grobozrnat sljudni pe{~enjak zamenjajo plasti sljudnega me-ljevca, glinavca in v manj{i meri srednje-zrnatega sljudnega pe{~enjaka. Meljevec v zgornjem delu izkopa za steber {t. 11 je vseboval nedolo~ljiv rastlinski detritus. Povpre~ni vpad pretežno meljastih plasti v zgornjem delu profila je 130°/50°. Paleontolo{ko najpomembnej{i del profila na Grajskem hribu je bil odkopan na prostoru zgornje postaje tirne vzpenja~e, ki deloma sega {e pod grajsko obzidje. Na debelini 6,5 m se menjavata meljevec in glinovec, manj je sljudnega pe{~enjaka, ki se pojavlja v posameznih plasteh, debelih od 5 do 40 cm. Rastlinski fosili so koncentrirani pretežno v olivno sivem meljevcu in so ve~inoma temneje (rjavo ali ~rno) obarvani. V pe{~enjaku je bil rastlinski detritus ugotovljen le v 10 cm debeli plasti v spodnjem delu profila. V razdalji od 60 do 170 cm si navzgor sledijo {e tri plasti z rastlinskimi fosili, debele od 3 do 10 cm. Fosili so fragmentirani in koncentrirani v polah debelih od 1 do 2 cm, medtem ko so v drugih delih plasti redkej{i. Najbogatej{a je 5 cm debela plast olivno sivega sljudnega meljevca v zgornjem delu profila, ki smo jo sledili na celotni dolžini od dna gradbene jame za strojnico do temeljev grajskega obzidja. Preperel povr{inski del fosilonosnih plasti je bil v celoti odkopan in vzor~evan, medtem ko je manj preperel in bolj stabilni del plasti ostal ohranjen in situ v prostoru zgornje postaje tirne vzpenja~e. Najvi{ja plast z rastlinskimi fosili, ki je segala na prostor dvigala na notranji strani obzidja, je bila v celoti vzor~evana in kasneje obzidana. Paleontolo{ki del Med fosilnim materialom prevladujejo odtisi debel in listov, ki pripadajo praprotnicam in golosemenkam. Zaradi slab{e ohranjenosti nekaterih primerkov ni bilo mogo~e natan~no taksonomsko uvrstiti ali pa so dolo~eni le na stopnji rodu. Dolo~ene so bile naslednje oblike: Calamites (Mesocalamites) cf. ramifer Stur Calamites (Mesocalamites) roemeri Goep-pert (tab. 1, sl. 1, 1a) Calamites (Mesocalamites) cf. roemeri Go-eppert Calamites (Mesocalamites) cf. cistiiformis Stur (tab. 1, sl. 2, 2a) Calamites (Stylocalamites) undulatus Sternberg (tab. 1, sl. 3, 3a, 4, 4a) Calamites sp. Lepidodendron sp. ? Asolanus sp. Sigillaria sp. (Syringodendron - skupina Rhytidolepis) Stigmaria ficoides (Sternberg) Brongniart Cyperites bicarinatus Lindley & Hutton (tab. 2, sl. 8) Eusphenopteris sp. Neuropteris tenuifolia Schlotheim (tab. 2, sl. 1, 3) Neuropteris cf. heterophylla Brongniart (tab. 2, sl. 2) Neuropteris sp. Linopteris sp. (tab. 2, sl. 4) Trigonocarpus sp. Noeggerathia sp. (tab. 2, sl. 5, 6) Cordaites palmaeformis (Goeppert) Cordaites principalis (Germar) (tab. 2, sl. 7) Cordaites sp. Najpogostej{e fosile v raziskanih plasteh Grajskega hriba, podobno kot drugod v Posavskih gubah, predstavljajo debla in veje ~lenovk. Najve~ oblik pripada mezokalami-tom, med katerimi dominira Calamites (Me-socalamites) cf. cistiformis Stur. Podrejeno se pojavlja {e podrod Calamites (Stylocala-mites). Likopsidi so v raziskani združbi slabo zastopani, vendar so prisotni odtisi debel obeh dveh najbolj zna~ilnih predstavnikov, Lepidodendron in Sigillaria. Poleg odtisov debel so prisotni tudi odtisi listov drevesta-stih oblik, ki jih uvr{~amo v rod Cyperites. 12 Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Slika 1. Rekonstrukcija zgornjekarbonske pokrajine na osnovi najdb fosilnih rastlin, izkopanih na Grajskem hribu in drugod v Posavskem hribovju (avtorica Barbara Jurkov{ek). Fig. 1. Reconstruction of Upper Carboniferous landscape based on fossils collected in Ljubljana Castle Hill and elsewhere in the Sava Folds (by Barbara Jurkov{ek). Koreninske organe posameznih rodov liko-psidov medsebojno ni mogo~e razlikovati in jih ozna~ujemo z rodom Stigmaria, saj je njihova izoblikovanost na splo{no zelo enovita. Najdeni primerki pripadajo samo vrsti, ki je hkrati najbolj pogostna izmed vseh poznanih vrst stigmarij v zgornjem karbonu Evrope, zanjo je zna~ilna neenakomerna valovitost med brazgotinami odpadlih koreninic. Od pteridosperm se v flori Grajskega hriba nahajajo redka semena in odtisi mahal, medtem ko so posamezne pinule nevropteri-dov razmeroma pogoste. Najdena primerka rodu Eusphenopteris predstavljata mahalo (sfenopteridni tip) z ravno osjo in z okrogla-sto oblikovanimi in nekoliko obokanimi pi-nulami. Žilnatost ni vidna, kar onemogo~a vrstno dolo~itev. V raziskani fosilni flori so pogoste posamezne pinule rodu Neuropteris. Ta rod vklju~uje neparna mahala, ki kon-~ajo z enim samim listi~em ter imajo zna~il-no sr~asto (nevropteridno) zažeto bazo. Prav {ibek stik rahisa in listi~a v eni sami to~ki, je bil vzrok, da so slednji hitro odpadli. Ve~ina listi~ev ima jezikasto obliko in pripada vodilni westfalijski obliki Neuropteris tenuifo-lia. Omenjena skupina je stratigrafsko po-mebna, saj so iz westfalija poznane {tevilne vodilne vrste. Podrejeno se pojavlja {e rod Linopteris, ki ima mrežasto žilnatost. Posamezni primerki pripadajo tudi rodu Noeggerathia, ki se pojavlja razmeroma redko v plasteh od srednjega karbona do spodnjega perma in ga uvr{~amo v samostojen red Noeggerathiales. Najdeni primerki ima- Tabla 1 – Plate 1 1, 1a Calamites (Mesocalamites) roemeri Goeppert, LG 112, 1 x, 3 x 2, 2a Calamites (Mesocalamites) cf. cistiiformis Stur, LG 116, 1 x 3 x 3, 3a, 4, 4a Calamites (Stylocalamites) undulatus Sternberg, LG 507a, LG 507b, 1 x, 3 x Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani 13 14 Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek jo obovatne pinule z zna~ilno pahlja~asto nervaturo. Mestoma je viden nazob~an rob pinul. Od prvotnih golosemenk je na Grajskem hribu zastopan tudi rod Cordaites. Kordaiti so bili v zgornjekarbonskih gozdovih mar-kantna drevesa, visoka do 20 m. Najpogosteje se od njih v fosilnem stanju ohranijo podolgovati listi, ki so bili pri nekaterih vrstah dolgi pol metra in {iroki 5 cm. Izkopani so bili le deli velikih listov, na katerih so vidne vzporedno potekajo~e žile, zna~ilne za iglavce. Zaklju~ek Predstavljena rastlinska združba iz Grajskega hriba ustreza splo{ni sliki evroame-ri{ke flore. V njej prevladujejo ~lenovke (Calamites) in pteridosperme (Neuropteris, Linopteris) v prisotnosti redkeje zastopanih predstavnikov lisi~ja~nic (Lepidodendron, Sigillaria, Cyperites) ter golosemenk (Cor-daites). Na splo{no je raziskana združba podobna fosilni flori iz doslej znanih na-hajali{~ Posavskih gub (tabela 1). Seznam flore z Grajskega hriba vsebuje tudi en novi element za celoten prostor Posavskih gub. To je Cyperites bicarinatus Lindley & Hutton, pomembna pa je tudi ponovna najdba rodu Noeggerathia, ki je bila doslej znana iz karbonskih plasti med Grajskim hribom in Rudnikom. Starost raziskane fosilne rastlinske združbe Grajskega hriba je mogo~e zaklju~iti na osnovi stratigrafske raz{irjenosti posameznih vrst, med katerimi se vrste Neuropteris tenuifolia, Neuropteris cf. heterophylla in Cordaites palmaeformis pojavljajo samo v westfaliju. Prisotnost nekaterih mezokala-mitom podobnih oblik kaže na spodnji del westfalija. Dve najdeni kalamitni obliki (Calamites (Mesocalamites) roemeri in Ca-lamites (Mesocalamites) cf. cistiiformis) se pojavljata od namurija B do spodnjega dela westfalija A. Glede na stratigrafsko raz-{irjenost lahko celotno združbo uvrstimo v spodnji del westfalija A. Zahvala Geolo{ko-paleontolo{ko spremljavo zemeljskih del ob izgradnji tirne vzpenja~e na Grajski hrib so omogo~ili Mestna ob-~ina Ljubljana, SCT, Agencija Republike Slovenije za raziskovalno dejavnost in Geolo{ki zavod Slovenije. Posebna zahvala za razumevanje ob izvedbi nadzora in izkopavanja fosilne flore ter pomo~ pri pripravi prestavitve nahaja-li{~a na Ljubljanskem gradu velja gospodu S. Miklavcu in gospe T. Pinoza (Festival Ljubljana), arhitektu M. Kerinu (Ambient), B. Hlad (Agencija Republike Slovenije za okolje), H. Tehovnik (Zavod Republike Slovenije za varstvo narave) in dr. U. Herlecu (Naravoslovnotehni{ka fakulteta). Ve~ji del raziskave je potekal v okviru raziskovalne dejavnosti Geolo{kega zavoda Slovenije (organizacijska enota Stratigrafija in paleontologija). Prepariranje s pripravo vzorcev za prezentacijo na Ljubljanskem gradu je bilo opravljeno v Paleontolo{ki zbirki Jurkov{ek, rekonstrukcijo karbonskega okolja na osnovi fosilnih najdb pa je izdelala Barbara Jurkov{ek. Dr. Karlu-Heinzu Jostenu (Tönisvorst, Nem~ija) se zahvaljujeva za pregled determinacij fosilov in pomo~ pri interpretaciji njihove starosti. Za tehni~-no pomo~ v zaklju~ni fazi raziskave se zahvaljujeva g. Stanetu Zakraj{ku (Geolo{ki zavod Slovenije). Late Carboniferous flora of Castle Hill in Ljubljana (Slovenia) Extended Summary The belt of folded beds between Southern Alps and External Dinarides was named first by Kossmat (1913) the Sava Folded System. It was Winkler (1923) who ten years later proposed the term Sava Folds that has persisted till now. The basic lithologic members of the Sava Folds are quartz conglomerate that contains Tabla 2 – Plate 2 1, 3 Neuropteris tenuifolia Schlotheim, LG 403, LG 404, 5 x 2 Neuropteris cf. heterophylla Brongniart, LG 411, 5 x 4 Linopteris sp., LG 413, 5 x 5, 6 Noeggerathia sp., LG 315a, LG 315b, 5 x 7 Cordaites principalis, LG 209, 3 x 8 Cyperites bicarinatus Lindley & Hutton, LG 201, 3 x Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani 15 16 Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Okolica Litije Bizovik Grajski hrib Calamites (Mesocalamites) haueri Stur X Calamites (Mesocalamites) ramifer Stur X Calamites (Mesocalamites) cf. ramifer Stur X X Calamites (Mesocalamites) roemeri Goeppert X X X Calamites (Mesocalamites) cf. roemeri Goeppert X Calamites (Mesocalamites) cistiiformis Stur X Calamites (Mesocalamites) cf. cistiiformis Stur X X Calamites (Stylocalamites) suckowi Brongniart X X Calamites (Stylocalamites) cf. suckowi Brongniart X Calamites (Stylocalamites) cf. cisti Brongniart X Calamites (Stylocalamites) undulatus Sternberg X X Calamites (Stylocalamites) cf. undulatus Sternberg X X Calamites (Calamitina) sachsei Stur X Calamites (Calamitina) schuetzeiformis Kidston & Jongmans X Calamites sp. X X X Equistetites cf. hemingwayi Kidston X Lepidodendron cf. aculeatum Sternberg X X Lepidodendron lycopodioides Sternberg X Lepidodendron sp. X X X Lepidostrobus sp. X Asolanus comptotaenia Wood X ? Asolanus sp. X Sigillaria boblayi Brongniart X Sigillaria cf. boblayi Brongniart X Sigillaria mamillaris Brongniart X Sigillaria elegans (Sternberg) Brongniart X Sigillaria sp. (Syringodendron - Rhytidolepis) X X X Sigillaria sp. X X Cyperites bicarinatus Lindley & Hutton X Stigmaria ficoides (Sternberg) Brongniart X X Stigmaria ficoides var. undulata Goeppert X Stigmaria cf. ficoides (Sternberg) Brongniart X Pecopteris (Senftenbergia) cf. plumosa (Artis) Brongniart X Pecopteris sp. X Eusphenopteris sp. X X ? Mariopteris sp. X Neuropteris tenuifolia Schlotheim X X Neuropteris cf. heterophylla Brongniart X Neuropteris sp. X X ? Neuropteris sp. X Linopteris neuropteroides (Gutbier) Zeiller X Linopteris sp. ali Reticulopteris sp. X Linopteris sp. X Trigonocarpus sp. X X X ? Carpolithus sp. X Noeggerathia sp. X Cordaites palmaeformis (Goeppert) X Cordaites principalis (Germar) X Cordaites cf. principalis (Germar) X Cordaites sp. X X X Cordaicladus sp. X Artisia approximata Lindley & Hutton X ? Artisia sp. X Zgornjekarbonska flora Grajskega hriba v Ljubljani 17 locally also limestone pebbles, quartz sandstone, siltstone and claystone. Based on the previous knowledge and detailed personal investigations Mlakar concluded that the Paleozoic sequence of the Sava Folds can be subdivided into three first order superposition units that may represent three formations, or three members of the same formation (Mlakar, 1987, 1994; Mlakar et al., 1993). In the nineties of the former century several resounding overview papers were printed that opened new aspects of understanding the geologic structure of the Sava Folds and their structural importance at the contact between Southern Alps and External Dinarides. A novelty was contributed by Placer’s work (Placer, 1999 a, b), in which he considered the Sava Folds in the triangle between the Periadriatic, Idrija and Central Hungarian tectonic zones. The Ljubljana Castle Hill is the westernmost locality of fossil flora in the Sava Folds. The presented plant assemblage from the Castle Hill is consistent with the general characteristics of the Euramerian flora. In it predominate articulates (Calamites) and pteridosperms (Neuropteris, Linopteris) in presence of rarer representatives of lyco-psids (Lepidodendron, Sigillaria, Cyperites) and gymnosperms (Cordaites). The studied assemblage in general resembles the fossil flora from previously known localities in the Sava Folds (Table 1). The list of flora from Ljubljana Castle Hill contains also an element that is new for the entire Sava Folds region, the Cyperites bicarinatus Lindley & Hutton. Important is also the renewed find of genus Noeggerathia, previously known from Carboniferous beds between the Castle Hill and Rudnik. The age of the studied fossil plant assemblage from Castle Hill can be deduced from stratigraphic extension of individual species among which the species Neuropteris tenui-folia, Neuropteris cf. heterophylla and Cor-daites palmaeformis occur only in Westpha-lian. Presence of certain mesocalamites-like forms indicates the lower part of Westpha-lian. Two found calamites forms (Calami-tes (Mesocalamites) roemeri and Calamites (Mesocalamites) cf. cistiiformis) occur from Namurian B to lower part of Westphalian A. In view of stratigraphic extension the entire assemblage can be attributed to the lower part of Westphalian A. Literatura Hauer, F. v. 1851: Nachricht über die Sammlung in Laibach. – Mitt Freunde Naturwiss., 7/4, 139–140. Wien Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1985: Nova nahajali{~a paleozojske flore v Posavskih gubah med Ljubljano in Litijo. – Razprave IV. Razr. SAZU, 26, 199–218, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1986: Karbonska (westfalijska) makroflora iz Za-vrstnika. – Rud.-metal. zbor., 33/1–2, 3–34, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1990: Karbonska makroflora med Jan~ami in Pol{nikom v Posavskih gubah. – Rud.-metal. zbor., 37/3, 367–389, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 2002a: Karbonski gozd. Karbonske plasti z rastlinskimi fosili pri Ljubljani. – Geolo{ki zavod Slovenije, 191 str., Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 2002b: Rastlinski fosili v karbonskih plasteh na trasi avtoceste pri Bizoviku. – Geologija, 45/2, 433–438, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 2004: Carboniferous flora of central Slovenia. – V: 32nd International Geological Congress, Florence, Italy, August 20–28, Florence. Kossmat, F. 1913: Die adriatische Umrandung in der alpinen Faltenregion. – Mitt. Geol. Ges., 6, 61–165, Wien. Lipold, M. V. 1857: Bericht über die geologischen Aufnahmen in Oberkrain im Jahre 1856. – Jb. geol. R.–A., 8, 205–234, Wien. Lipold, M. V. 1858: Bericht über die geologischen Aufnahmen in Unter-Krain im Jahre 1857. – Jb. geol. R.–A., 257–276, Wien. Mlakar, I. 1987: Prispevek k poznavanju geo-lo{ke zgradbe Posavskih gub in njihovega ju`ne-ga obrobja. – Geologija, 28/29 (1985/86), 157–182, Ljubljana. Mlakar, I. 1994: O problematiki Litijskega rudnega polja. – Geologija, 36 (1993), 249–338, Ljubljana. Mlakar, I., Skaberne, D. & Drovenik, M. 1993: O geolo{ki zgradbi in orudenju v karbonskih kameninah severno od Litije. – Geologija, 35 (1992), 229–286, Ljubljana. Morlot, A.v. 1850: Über die geologischen Verhältnisse von Oberkrain. – Jb. Geol. R.–A., 389–411, Wien. Placer, L. 1999a: Structural meaning of the Sava folds. – Geologija, 41 (1998), 191–221, Ljubljana. Placer, L. 1999b: Contribution to the macro-tectonic subdivision of the border region between Southern Alps and External Dinarides. – Geologija, 41 (1998), 223–255, Ljubljana. Tabela 1. Primerjava karbonske flore v raziskanih nahajali{~ih Posavskih gub. Table 1. Comparison of Carboniferous flora in investigated localities of Sava Folds. 18 Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Premru, U. 1983: Tolma~ za list Ljubljana. Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000. – Zvezni geolo{ki zavod, 75 str., Beograd. Rakovec, I. 1932: H geologiji Ljubljane in njene okolice. – Geogr. vest. 8/1–4, 38–70, Ljubljana. Tornquist, A. 1929: Die Blei-Zinklagestätte der Savefalten vom Typus Litija (Littai). – Berg und Hüttenmann. Jb., 77/1, 1–28, Wien. Winkler, A. 1923: Über den Bau der östlichen Südalpen. – Mitt. Geol. Ges., 16, 1–272, Wien. GEOLOGIJA 50/1, 19–28, Ljubljana 2007 Triasni konodonti Slovenskega bazena Triassic conodonts of the Slovenian Basin † Stanko BUSER1, Tea KOLAR-JURKOVŠEK2 & Bogdan JURKOVŠEK2 1Univerza v Ljubljani, NTF - Oddelek za geologijo, Privoz 11, 1000 Ljubljana; 2Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ulica 14, 1000 Ljubljana, tea.kolar@geo-zs.si, bogdan.jurkovsek@geo-zs.si Ključne besede: konodonti, trias, Slovenski bazen, Slovenija Key words: conodonts, Triassic, Slovenian Basin, Slovenia Izvle~ek Slovenski bazen je nastal v ladiniju po razpadu enotne Slovenske karbonatne platforme in je trajal neprekinjeno do zgornje krede. V triasnih plasteh Slovenskega bazena so bile ugotovljene {tevilne konodontne zdru`be. Stratigrafsko pomembne vrste pripadajo rodovom Budurovignathus, Epigondolella, Gladigondolella, Metapolygnathus, Misikella, Neogondolella, Nicoraella, Norigondolella in Paragondolella. Abstract Slovenian Basin was formed during the Ladinian following disintegration of the Slovenian Carbonate Platform. It persisted continuously until the Late Cretaceous. Several conodont asscociations were recognized within the Triassic rocks of the Slovenian Basin. Stratigraphically significant species belong to the genera Budurovignathus, Epigondolella, Gladigondolella, Metapolygnathus, Misikella, Neogondolella, Nicoraella, Norigondolella and Paragondolella. Uvod Slovenski bazen je prvi zasledil v zahodnem delu Slovenije oziroma na meji med Italijo in Slovenijo Cousin (1973). Kasneje je Buser (1989) dognal, da se bazen proti vzhodu {iri skoraj preko celotne osrednje Slovenije. Sprva je prevladovalo mnenje, da se je bazen nadaljeval {e dlje proti zahodu v sosednjo Italijo v Belluno bazen, proti vzhodu pa naj bi imel zvezo z Bosanskim bazenom (Buser, 1989; Haas et al., 1995). Domnevno prekinitev Slovenskega bazena na zahodu smo tolma~ili s tem, da je zveza z Belluno bazenom na povr{ini pokrita z na-rinjenimi deli Julijskih Alp (Buser, 1986). Kasnej{e objave (Buser & Debeljak, 1996; Buser, 1996, 2003) navajajo, da se je bazen v dolini So~e zahodno od Tolmina iz-klinil v obliki ozkega jarka. Tu sta od spodnje jure naprej neposredno mejili Dinarska karbonatna platforma, ki se nadaljuje v sosednjo Italijo kot Friuli platforma, in Julijska karbonatna platforma, ki se nadaljuje v Italiji kot Trento platforma brez vmesnega bazena. V vzhodnem delu Slovenije, kjer dose`e Slovenski bazen najve~jo {irino in globino, pa se je nadaljeval preko Hrva{ke severno od Zagreba~ke gore na sosednjo Mad`arsko. Dana{nji na povr{ini odkriti sedimenti Slovenskega bazena se pojavljajo v smeri vzhod–zahod na dol`ini okoli 170 km in {irini do 40 km (slika 1). S konodontnimi raziskavami triasnih sedimentov Slovenskega bazena je bilo ugotovljeno 45 biostratigrafsko pomembnih 20 † Stanko Buser, Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Slika 1. Dana{nji polo`aj geotektonskih enot v zahodni in osrednji Sloveniji in raz{irjenost sedimentov nekdanje Julijske in Dinarske karbonatne platforme ter Slovenskega bazena. Figure 1. Actual position of geotectonic units in western and central Slovenia with extension of the sediments of the ancient Julian and Dinaric Carbonate Platforms and the intermediate Slovenian Basin, respectively. vrst, ki pripadajo rodovom Budurovignat-hus, Epigondolella, Gladigondolella, Meta-polygnathus, Misikella, Neogondolella, Ni-coraella, Norigondolella in Paragondolella. Pregled konodontnih raziskav triasnih plasti Slovenskega bazena V zgornjem permu je nastala na prostoru dana{nje Slovenije obse`na Slovenska karbonatna platforma, ki je bila stabilna do zgornjega anizija (Buser, 1989). V zgornjem aniziju je pri~elo ob dolgih regionalnih prelomih razlamljanje (slika 2). Na njej so se {e naprej odlagale karbonatne kamnine, v globokih vmesnih jarkih pa rde~kasti in svetlo sivi gomoljasti apnenci tipa Han bulog, ki naznanjajo za~etek kasnej{ega popolnega razpada karbonatne platforme. V bazenskih sedimentih osrednje Slovenije je bila pri Polhovem Gradcu najdena bogata anizijska amonitna favna (Petek, 1998). Anizijske plasti z amoniti, konodonti in radiolariji so znane tudi iz jugovzhodnega dela Slovenskega bazena iz okolice Mirne, Mokronoga in Novega mesta (Kühn & Ramov{, 1965; Krivic & Premru 1976; Kolar-Jurkov{ek, 1983; Ramov{, 1983, 1998c). Na {ir{em, idrijskem prostoru je bila s konodotnti dokazana ilirska podstopnja (Kolar-Jurkov{ek, 1983, 1991). Nekoliko mlaj{i so apnenci na [marni gori pri Ljubljani, ki vsebujejo ilirsko do spodnjeladi- Triasni konodonti Slovenskega bazena 21 nijsko konodontno in radiolarijsko zdru`bo (Ramov{ & Gori~an, 1995). Idrijska tektonska faza je v ladiniju pov-zro~ila tektonski razpad Slovenske karbonatne platforme (Buser, 1980). Nekateri predeli so bili globoko pogreznjeni pod morje, nekateri pa so postali kopno. Le na poredkih mestih so ostali {e naprej manj-{i ostanki nekdanje karbonatne platforme. Najgloblje pogreznjen predel je bil na ob-mo~ju osrednje Slovenije, ki predstavlja za~etek kasnej{ega Slovenskega bazena. V globljem morju so nastajale psevdoziljske plasti, ki jih sestavlja menjavanje skrilavih Slika 2. Paleogeografski razvoj Slovenskega bazena Figure 2. Paleogeographic evolution of Slovenian Basin 22 † Stanko Buser, Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek glinavcev, drob in tufov, s poredkimi plastmi temno sivega apnenca. Psevdoziljske plasti v vzhodnem delu Posavskih gub vsebujejo konodonte (Kolar-Jurkov{ek & Placer, 1987; Placer & Kolar-Jurkov{ek, 1990; Kolar-Jurkov{ek & Ri`nar, 2006). Ko-nodonti so pogostni tudi v plastovitih in plo{~astih apnencih osrednjega dela Slovenije, ki jih marsikje spremljajo zelene tuf-ske plasti »pietra verde« (Ramov{, 1997). V teh plasteh so pogostne pozidonije in da-onele (Jurkov{ek, 1983, 1984). Zna~ilne ladinijske zdru`be so znane iz {ir{ega idrijskega prostora (Kolar-Jurkov{ek, 1991), iz okolice Ljubljane (Ramov{, 1977, 1985a, 1994b, 1997; Krivic & Stojanovi~, 1978; Kolar-Jurkov{ek, 1991) ter iz vzhodnga dela Jelovice pri Kropi, kjer se pojavljajo skupaj z daonelami in bogato radiolarijsko zdru`bo (Skaberne et al., 2003). V sedimentih globjevodnih jarkov, ki so segali na prostor nastajajo~e Julijske karbonatne platforme, so bile v Gorenji Trenti ter na Pokljuki v ladinijskih plasteh ugotovljene zdru`be daonel (Ramov{ & Jur-kov{ek, 1983), radiolarijev in konodontov (Gori~an & Kolar-Jurkov{ek, 1984; Kolar-Jurkov{ek, 1989; Gori~an & Buser, 1990), iz ju`nega obrobja bazena pa so bili na Blokah, ju`no od Ljubljane najdeni fassanski konodotni elementi (Ramov{, 1996). Na dvignjenih kopnih predelih so takrat nastali pisani konglomerati. V Idriji je v la-diniju na obmo~jih jarkov z vmesnimi hor-sti nastalo svetovno znano hidrotermalno sinsedimentarno `ivosrebrovo rudi{~e. Verjetno pa so takrat nastala {e nekatera druga rudi{~a. Koncem ladinija ali v za~etku karnija je nastopilo obdobje kompakcije. Osrednje ob-mo~je Slovenije je ostalo {e naprej globoko pogreznjeno in je pre{lo v Slovenski bazen. Vulkanizem je popolnoma zamrl. Severno od globokomorskega obmo~ja je nastala stabilna Julijska karbonatna platforma, ki zajema dana{nje ju`ne Karavanke, Julijske in Kamni{ko-Savinjske Alpe. Ju`no od Slovenskega bazena pa je nastala Dinarska (=Ja-dransko-Dinarska) karbonatna platforma, ki je danes sestavni del Zunanjih Dinaridov. V zahodnem delu Slovenskega bazena, to je v okolici Tolmina, so nastali v karniju temno sivi plo{~asti apnenci z gomolji in polami ro`encev. V dolini Ba~e in do `eleznikov na vzhodu so v bazenu nastale amfiklinske plasti, ki jih sestavlja menjavanje skrilavih glinavcev, kremenovih pe{~enjakov in drob. Ime so dobile po brahiopodu rodu Amphic-lina (Kossmat, 1910). Te plasti so podobne psevdoziljskim ladinijskim plastem, vendar v njih ni ne tufov in ne primarnih riolitov, andezitov in bazaltov. V spodnjem delu am-fiklinskih plasti so nastali ob robu bazena temno sivi masivni grebenski apnenci, ki jih v ni`jih delih sestavljajo {tevilne spongije (Senowbari-Daryan, 1981), navzgor pa prevladujejo korale (^ar et al., 1981, Turn-{ek et al., 1982; 1984; Turn{ek, 1997). V zgornjem delu amfiklinskih plasti se menjavajo klastiti s skladnatimi apnenci. V apnencih so bile v {tevilnih lokalitetah med Tolminom, Cerknim in [kofjo Loko ugotovljene zna~ilne karnijske zdru`be konodon-tov, od katerih je ve~ina tuvalskih, nekatere pa segajo {e v norij (Flügel & Ramov{, 1970; Krivic, 1977; Krivic & Buser, 1979; Kolar-Jurkov{ek, 1982a; Ramov{, 1994a, 1998a, 1998b). V osrednji in vzhodni Sloveniji dobimo v karniju Slovenskega bazena temno sive skladnate mikritne apnence z ve~ ali manj tankimi polami laporja, ki ponekod vsebujejo konodonte (Kolar-Jurkov{ek, 1994). Na poredkih mestih so bili v teh apnencih najdeni amoniti (Kühn & Ramov{, 1965), zahodno od Celja, na Kozjanskem in na Dolenjskem pa ladinijsko-karnijski konodon-ti (Krivic, 1978; Ramov{, 1978; Kolar-Jurkov{ek, 1982b, 1990, 1991). Proti severu so se v karniju iz Slovenskega bazena na Julijsko karbonatno platformo zajedali globljemorski intraplatformni jarki, ki so {e posebno pogostni v Julijskih Alpah in Ju`nih Karavnkah ter v Kamni-{ko-Savinjskih Alpah. V teh jarkih so se odlagali beli do temno sivi mikritni apnenci, ki poleg raznovrstnih mikro- in makrofosi-lov vsebujejo tudi konodonte (Kolar, 1979; Jurkov{ek et al., 1984; Ramov{, 1985b; Jamnik & Ramov{, 1993; Jurkov{ek & Kolar-Jurkov{ek, 1986; Kolar-Jurkov-{ek, 1982b, 1991; Kolar-Jurkov{ek & Jurkov{ek, 1997, 2003; Dobruskina et al., 2001; Jurkov{ek et al., 2003; Kolar-Jurkov{ek et. al., 2005). Norij in retij sta pomenila za Slovenski bazen stabilno obdobje. Nivo morja se je precej dvignil, na celotnem prostoru bazena so nastali enaki pogoji sedimentacije. Odlagali so se plo{~asti in plastnati apnenci z gomolji in polami ro`encev. Apnenci so kasneje docela pre{li v ba{ki dolomit, ki je najbolj zna~ilna kamnina celotnega dela Slovenske- Triasni konodonti Slovenskega bazena 23 ANIZIJ ANISIAN LADINIJ LADINIAN KARNIJ CAR N IAN NORIJ NORIAN 1 Paragondolella bulgarica 2 Paragondolella hanbulogi 3 Paragondolella bifurcata 4 Neogondolella excentrica 5 Neogondolella cornuta 6 Neogondolella transita 7 Paragondolella praealpina 8 Paragondolella excelsa 9 Neogondolella constricta 10 Gladigondolella tethydis 11 Paragondolella ? pridaensis posteroacuta 12 Paragondolella ? trammeri praetrammeri 13 Budurovignathus lipoldi 14 Neogondolella slugovensis 15 Paragondolella trammeri 16 Paragondolella inclinata 17 Budurovignathus hungaricus 18 Budurovignathus mungoensis 19 Pseudofurnishius murchianus 20 Gladigondolella malayensis 21 Neogondolella celeiana 22 Budurovignathus mostleri 23 Mosherella newpassensis 24 Paragondolella foliata 25 Budurovignathus diebeli 26 Metapolygnathus baloghi 27 Metapolygnathus polygnathiformis 28 Metapolygnathus oertlii 29 Nicoraella ? budaensis 30 Metapolygnathus primitius 31 Metapolygnathus carpathicus 32 Metapolygnathus nodosus 33 Metapolygnathus pseudodiebeli 34 Norigondolella navicula 35 Epigondolella japonica 36 Epigondolella echinata 37 Epigondolella abneptis 38 Metapolygnathus parvus 39 Metapolygnathus slovenicus 40 Epigondolella triangularis 41 Norigondolella steinbergensis 42 Epigondolella postera 43 Epigondolella bidentata 44 Misikella hernsteini 45 Misikella posthernsteini Tabela 1. Stratigrafska raz{irjenost pomembnih konodontnih vrst v plasteh srednjega in zgornjega triasa Slovenskega bazena. Table 1. Range chart of significant conodont taxa in the Middle and Late Triassic strata in the Slovenian Basin. it 45 24 † Stanko Buser, Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek ga bazena. V ba{kem dolomitu pri Sevnici so bili najdeni norijski konodontni elementi (Ogorelec & Dozet, 1997). Tudi v nori-ju in retiju so iz bazena segali na Julijsko karbonatno platformo intraplatformni jarki, v katerih so nastali beli mikritni apnenci z gomolji ro`encev, ki vsebujejo monotide (Jurkov{ek, 1982a, 1982b) in konodonte (Kolar-Jurkov{ek, 1982b; Kolar-Jur-kov{ek et al., 1983; Kolar-Jurkov {ek & Jurkov{ek, 1990; Ramov{, 1986). Slovenski bazen se je v juri mo~no poglobil. V vrhnjem delu zgornje krede je pre{el v fli{ni bazen, ki se je premaknil na ju`neje le-`e~o Dinarsko karbonatno platformo, s tem je prenehal tudi obstoj Slovenskega bazena. Zaklju~ek V ve~ kot 40 letnem obdobju konodontnih raziskav triasnih plasti Slovenskega bazena so bile ugotovljene {tevilne konodontne zdru`be. Stratigrafsko pomembe vrste pripadajo rodovom Budurovignathus, Epigon-dolella, Gladigondolella, Metapolygnathus, Misikella, Neogondolella, Nicoraella, No-rigondolella in Paragondolella, s katerimi je bilo kvalitetno dopolnjeno poznavanje biostratigrafije in dinamike Slovenskega bazena. Rezultati raziskav so strnjeni v tabeli 1, v kateri {e ni upo{tevan nov polo`aj meje med anizijem in ladinijem. Po odlo-~itvi mednarodnih institucij to mejo definira prvi pojav amonita Eoprotrachyceras curionii (cona curionii) (Brack et al., 2005). V smislu konodonte stratigrafije pomeni, da je prvi pojav konodonta P. trammeri v zgornjem aniziju oziroma da je po novi razdelitvi konodontna cona trammeri prestavljena iz spodnjega ladinija (Krystyn, 1983) v zgornji anizij. Nekateri zna~ilni konodontni elementi so upodobljeni na tabli 1. Triassic conodonts of the Slovenian Basin Conclusion Throughout the 40-year period of cono-dont research in Triassic strata of the Slovenian Basin several conodont assemblages were determined. The finding of stratigrap-hically significant species that belong to the genera Budurovignathus, Epigondolella, Gladigondolella, Metapolygnathus, Misi-kella, Neogondolella, Nicoraella, Norigon-dolella and Paragondolella is an important contribution to knowledge about the bio-stratigraphy and dynamics of the Slovenian Basin. Conodont results are shown in Table 1 in which recently defined Anisian-Ladinian boundary has not been taken into account. According to the International Commision on Stratigraphy the base of the Anisian is defined by the first appearance of ammonoid Eoprotrachyceras curionii (curi-onii Zone) (Brack et al., 2005). In a sense of the conodont stratigraphy it means the first appearance of P. trammeri is in the Late Anisian. Thus, the conodont trammeri Zone has been transfered from the Early Ladini-an (Krystyn, 1983) to the Late Anisian. Some characteristic conodont elements are illustrated in the Plate 1. Zahvala Lepa hvala doc. dr. Bojanu Ogorelcu za skrben pregled ~lanka in gospodu Stanetu Zakraj{ku za ra~unalni{ko obdelavo grafi~-nih prilog. Raziskave so potekale v okviru programov in projektov, ko so jih finan~no omo-go~ile Raziskovalna skupnost Slovenije, Ministrstvo za znanost in tehnologijo ter Agencija za raziskovalno dejavnost Slovenije. Tabla 1 – Plate 1 1 a, b,c Neogondolella celeiana Kolar-Jurkov{ek, zgornji ladinij-spodnji karnij / Upper Ladinian-Lower Carnian, [krjanec, GeoZS 1858 2 a, b, c Budurovignathus mungoensis (Diebel), ladinij / Ladinian, Blagovica, GeoZS 3750 3 a, b, c Pseudofurnishius murchianus van den Boogaard, zgornji ladinij - spodnji karnij / Upper Ladinian-Lower Carnian, Trnjava, GeoZS 1631 4 a, b Nicoraella ? budaensis Kozur & Mock, karnij / Carnian, Belca (Karavanke), GeoZS 3066 5 Epigondolella bidentata Mosher, zgornji norij / Upper Norian, [marjetna gora, GeoZS 1239 6 a, b Epigondolella echinata (Hayashi), zgornji karnij / Upper Carnian, @bont, GeoZS 1260 7 a, c Norigondolella steinbergensis (Mosher), zgornji norij / Upper Norian, Pokljuka (Julijske Alpe), GeoZS 1318 8 a, b Metapolygnathus carpathicus (Mock), zgornji karnij / Upper Carnian, Kozja dnina (Julijske Alpe), GeoZS 1984 a – pogled od zgoraj, b – pogled od strani, c – pogled od spodaj. Merilo je 100 mikronov. a – upper, b – lateral, c – lower views. Scale bar 100 microns. Triasni konodonti Slovenskega bazena 25 26 † Stanko Buser, Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Literatura Brack, P. , Rieber, H., Nicora, A. & Mun-dil, R. 2005: The Global Stratotype Section and Point (GSSP) of the Ladinian Stage (Middle Tri-assic) at Bagolino (Southern Alps, Northern Italy) and its implications for the Triassic time scale. – Episodes, 28/4, 233–244, Beijing. Buser, S. 1980: Stratigrafske vrzeli v paleo-zojskih in mezozojskih plasteh v Sloveniji. – Simp. de Geologie reg. et Pal., Inst. de Geologie reg. et Pal. fac. des Mines et de Geologie, Univ. de Belgrade, 335–345, Beograd. Buser, S. 1986: Tolma~ k Osnovni geolo{ki karti SFRJ 1:100.000, lista Tolmin in Udine (Videm). – Zvezni geolo{ki zavod Beograd, 103 pp., Beograd. Buser, S. 1989: Development of the Dinaric and Julian Carbonate Platforms and of the intermediate Slovenian Basin (NW Yugoslavia). – Mem. Soc. Geol. It., 40 (1987), 313–320, Roma. Buser, S. 1996: Geology of western Slovenia and its paleogeographic evolution. – V: Drobne, K. et al. (ur.): The role of impact processes in the geological and biological evolution of planet Earth. – International workshop, September 27 – October 2, 1996, Postojna/Slovenia, 111–123, Ljubljana. Buser, S. 2003: Géologie de la Slovénie occidentale. – V: Drobne, K., Pugliese, N. & Tam-bareau, Y. (ur.). De la mer Adriatique aux Alpes Juliennes (Italie nord-orient et Slovenie occi-dentale) – un percours geologique sans frontieres. Ljubljana: Znanstveno raziskovalni center SAZU; Trieste: Dipartimento di scienze geolo-giche, ambientali e marine, Universita, 27–31, Trieste. Buser, S. & Debeljak, I. 1996: Lower Jurassic beds with bivalves in south Slovenia. – Geologija, 37/38 (1994/95), 23–62, Ljubljana. Cousin, M. 1973: Le sillon slovene: les formations triasiques, jurassiques et neocomiennes au Nord–Est de Tolmin. – Bull. Soc. geol. Fr., 7/15, 326–339, Paris. ^ar, J., Skaberne, D., Ogorelec, B., Turn-{ek, D. & Placer, L. 1981: Sedimentological characteristic of Upper Triassic (Cordevolian) circular quiet water coral bioherm in Western Slovenia, Northwestern Yugoslavia. – SEPM Special Publication, 3, 233–240, Tulsa, Oklahoma. Dobruskina, I.A., Jurkov{ek, B. & Kolar-Jurkov{ek, T. 2001: Upper Triassic flora from »Raibl beds« of Julian Alps (Italy) and Karavanke Mts. (Slovenia). – Geologija, 44/2, 263–290, Ljubljana. Flügel, H. & Ramov{, A. 1970: Zur Kenntnis der Amphiclinen-Schichten Sloweniens. – Geol. vj., 23, 21–36, Zagreb. Gori~an, [. & Buser, S. 1990: Middle Tri-assic radiolarians from Slovenia (Yugoslavia). – Geologija, 31/32, 133–197, Ljubljana. Gori~an, [. & Kolar-Jurkov{ek, T. 1984: Some Triassic and Jurassic radiolarians from Slovenia (Yugoslavia). – V: Morfologija, ekologija i evoljucija radioljarii: materiali 4 simpoziuma Evropeiskih radiolaristov, EURORAD 4, 15–19. 10. 1984, 149–158, Nauka, Leningrad. Haas, J., Kovacs, S., Krystyn, L. & Lein, R. 1995: Significance of Late Permian-Triassic facies zones in terrane reconstructions in the Al- pine-North Pannonian domain. – Tectonophysics, 242, 19–40, Amsterdam. Jamnik, A. & Ramov{, A. 1993: Holoturijski skleriti in konodonti v zgornjekarnijskih (tuval-skih) in norijskih apnencih osrednjih Kamni{kih Alp. – Geologija, 35, 7–63, Ljubljana. Jurkov{ek, B. 1982a: Zgornjetriasne Mono-tidae v Sloveniji. – Rud.-metal. zb., 29/2–3, 121– 132, Ljubljana. Jurkov{ek, B. 1982b: Halobiidae in Monoti-dae v Sloveniji in njihov biostratigrafski pomen. – V: Cicmil, S. (ur.). Zbornik radova. X. jubilarni kongres geologa Jugoslavije, Budva, 1, 147–154, Titograd. Jurkov{ek, B. 1983: Fassanske plasti z dao-nelami v Sloveniji. – Geologija, 26, 29–70, Ljubljana. Jurkov{ek, B. 1984: Langobardske plasti z daonelami in pozidonijami v Sloveniji. – Geologija, 27, 41–95, Ljubljana. Jurkov{ek, B. & Kolar-Jurkov{ek, T. 1986: A Late Triassic (Carnian) fish skeleton (family Birgeriidae) from Slovenia, NW Yugoslavia. – Neues Jahrb. Geol. Paläontol., Monatsh., 8, 475–478, Stuttgart. Jurkov{ek, B., Ogorelec, B., Kolar-Jur-kov{ek, T., Jelen, B., [ribar, L. & Stojano-vi~, B. 1984: Geolo{ka zgradba ozemlja ju`no od Vr{i~a s posebnim ozirom na razvoj karnijskih plasti. – Rud.-metal. zb., 31/3–4, 301–334, Ljubljana. Jurkov{ek, B., Ogorelec, B. & Kolar-Jur-kov{ek, T. 2003: Vr{i~ – le Carnian. – V: Drobne, K. (ur.). De la mer Adriatique aux Alpes Juliennes (Italie nord-orient et Slovenie occidentale) – un percours geologique sans frontieres. Ljubljana: Znanstveno raziskovalni center SAZU; Trieste: Dipartimento di scienze geologiche, ambientali e marine, Universita, 84–87, Trieste. Kolar, T. 1979: Konodonti v {kofjelo{kem apnencu na [marjetni gori. – Geologija, 22/2, 309– 325, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. 1982a: Konodonti iz amfiklinskih skladov in ba{kega dolomita. – Geologija, 25/1, 167–188, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. 1982b: Zgornjetriasni konodonti v Sloveniji. – V: Cicmil, S. (ur.). Zbornik radova, X. jubilarni kongres geologa Jugoslavije, Budva, 1, 155–160, Titograd. Kolar-Jurkov{ek, T. 1983: Srednjetrias-ni konodonti Slovenije. – Rud.-metal. zb., 30/4, 323–364, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. 1989: New radiolaria from the Ladinian stage (Middle Triassic) of Slovenia (NW Yugoslavia). – Neues Jahrb. Geol. Pa-läontol., Monatsh., 3, 155–165, Stuttgart. Kolar-Jurkov{ek, T. 1990: New ostracod and conodont species from the Triassic strata of Slovenia (NW Yugoslavia). – Geologija, 31/32 (1988/89), 219–224, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. 1991: Mikrofavna srednjega in zgornjega triasa Slovenije in njen biostratigrafski pomen. – Geologija, 33 (1990), 21–170, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T. 1994: Karnijski mikro-fosili iz Bev{kega. – Geologija, 36 (1993), 61–67, Ljubljana. Kolar-Jurkov{ek, T., Buser, S. & Jurko-v{ek, B. 1983: Zgornjetriasne plasti zahodnega dela Pokljuke. – Rud.-metal. zb., 30/2–3, 151–185, Ljubljana. Triasni konodonti Slovenskega bazena 27 Kolar-Jurkov{ek, T., Gazdzicki, A. & Jurkov{ek, B. 2005: Conodonts and foramini-fera from the »Raibl Beds« (Carnian) of the Karavanke Mountains, Slovenia: stratigraphical and palaeobiological implications. – Geological Quarterly, 49/4, 429–438, Warszawa. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1997: Valvasoria carniolica n. gen. n. sp., a Tri-assic Worm from Slovenia. – Geologia Croatica, 50/1, 1–5, Zagreb. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1990: Pomen izolirane mikrofavne za triasno stratigrafijo Slovenije. – V: Denkovski, G. (ur.). XI: kongres na geolozi na Jugoslavija, Ohrid, 1, Stratigrafija, sedimentologija, paleontologija, 358–363, Ohrid. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 2003: Clypeina besici Panti} (Chlorophyta, Da-sycladales) from the »Raibl Beds« of the Western Karavanke Mountains (Slovenia). – Geologica Carpathica, 54/4, 237–242, Brastislava. Kolar-Jurkov{ek, T. & Placer, L. 1987: Ladinijsko-karnijska mikrofavna iz psevdozilj-skih plasti Posavskih gub. – Geol. vj., 40, 53–63, Zagreb. Kolar-Jurkov{ek, T. & Ri`nar, I. 2006: Budurovignathus mungoensis (Conodonta) iz ladinijskega dela »Psevdoziljske formacije« pri Blagovici (Posavske gube, Slovenija). – Rud.-me-tal. zbor. – Materials and Geoenvironment, 53/1, 39–47, Ljubljana. Kossmat, F. 1910: Erläuterungen zur Geologischen Karte Bischoflack und Idria. – Geol. R.–A. 101 pp., Wien. Krivic, K. 1977: Mezozoik v Sloveniji. Raziskave triasnih konodontov I. – Manuskript v arhivu Geolo{kega zavoda Slovenije. Krivic, K. 1978: Mezozoik v Sloveniji. Raziskave triasnih konodontov II. – Manuskript v arhivu Geolo{kega zavoda Slovenije. Krivic, K. & Buser, S. 1979: Excursion M. Hudaju`na in the Ba~a Valley – Carnian stage. 16th European Micropaleontological Colloquium, 229–232, Ljubljana. Krivic, K. & Premru, U. 1976: Konodonti iz srednjetriadnih plasti pri Gornjem Mokronogu. – Geologija, 19, 9–20, Ljubljana. Krivic, K. & Stojanovi~, B. 1978: Kono-donti v triadnem apnencu pri Prikrnici. – Geologija, 21/1, 41–46, Ljubljana. Krystyn, L. 1983: Das Epidaurus-Profil (Griechenland) – ein Beitrag zur Conodonten-Stan-dardzonierung des tethyalen Ladin und Unter-karn. – Schrift. Erdwiss. Kom., 5, 231–258, Wien. Kühn, O. & Ramov{, A. 1965: Zwei neue Trias-Ammonitenfaunen der Umgebung von Novo mesto. – Jugosl. Akad. Znan. Umjetn., Acta geologica, 5, 13–41, Zagreb. Ogorelec, B. & Dozet, S. 1997: Upper Tri-assic, Jurassic, and Lower Cretaceous Beds in Eastern Sava Folds – Section Laze at Bo{tanj (Slovenia). – Rud.-metal. zb., 44/3–4, 223–235, Ljubljana. Petek, T. 1998: Skitske in anizijske plasti v kamnolomu pri Hrastenicah in pomembne najdbe zgornjeanizijskih fosilov. – Geologija, 40, 119–151, Ljubljana. Placer, L. & Kolar-Jurkov{ek, T. 1990: O starosti psevdoziljskih skladov v vzhodnih Posavskih gubah. – Rud.-metal. zb., 37/4, 529–534, Ljubljana. Ramov{, A. 1977: Skelettapparat von Pseu-dofurnishius murchianus (Conodontophorida) im Mitteltrias Sloweniens (NW Jugoslavien). – N. Jb. Geol. Paläont. Abh., 153/3, 361–399, Stuttgart. Ramov{, A. 1978: Zgornjekarnijski in spod-njenori{ki konodonti v okolici Mirne na Dolenjskem. – Geologija, 21/1, 47–60, Ljubljana. Ramov{, A. 1983: Geologija. Univerza E. Kardelja v Ljubljani, Filozofska fakulteta, Oddelek za geografijo in Biotehni{ka fakulteta, VTOZ za biologijo, 197 pp., Ljubljana. Ramov{, A. 1985a: Pseudofurnishius murc-hianus (Conodonta) v Sloveniji in njegov stra-tigrafski pomen. – Razprave IV. razr. SAZU, 26, 267–280, Ljubljana. Ramov{, A. 1985b: Geolo{ke raziskave severnih Julijskih Alp in njihov biostratigrafski razvoj. – Jeklo in ljudje, 5, 391–428, Jesenice. Ramov{, A. 1986: Poklju{ka soteska – svojevrsten naravni spomenik. – Proteus, 49 (1986– 1987), 147–150, Ljubljana. Ramov{, A. 1994a: Conodonten aus den obersten Amphiclinen-Schichten und die Karn/Nor-Grenze im voralpinen Raum der Julischen Alpen. – Razprave IV. razr. SAZU, 35/5, 101–109, Ljubljana. Ramov{, A. 1994b: Mitteltrias (Ladin)-Co-nodonten vom Pe~evje, nordöstlich von Ljubljana (Slowenien). – Razprave IV. razr. SAZU, 35/5, 111–119, Ljubljana. Ramov{, A. 1996: Oberfassanische (mitteltriassische) Conodonten aus Kalken südlich von Slugovo, Südslowenien. – Geologija, 37, 38, 141– 151 (1994/95), Ljubljana. Ramov{, A. 1997: Solenopora ladinica n. sp. und Solenopora suhadolica n. sp. (Rotalgen) und Paragondolella ? trammeri (Kozur, 1972) (Cono-donta) aus dem Ladin (Mitteltrias) bei Suhadole, östlich von Ljubljana, Slowenien. – Geologija, 39, 79–90, Ljubljana. Ramov{, A. 1998a: Epigondolella pseudodie-beli (Kozur, 1972) (Conodonta) aus den oberen Am-phiclinen-Schichten oberhalb Po~e, Westslowenien. – Geologija, 40 (1997), 103–107, Ljubljana. Ramov{, A. 1998b: Conodonten-Stratigra-phie der Obertrias von Slowenien. Ergebnisse einiger Untersuchungen. – Geologija, 40 (1997), 223–232, Ljubljana. Ramov{, A. 1998c: Conodonten-Stratigraphie der Mitteltrias von Slowenien. Ergebnisse einiger Untersuchungen. – Rud.-met. zb. – Materiali in geookolje, 45/3–4, 285–294, Ljubljana. Ramov{, A. & Gori~an, [. 1995: Late Ani-sian – Early Ladinian radiolarians and cono-donts from [marna gora near Ljubljana, Slovenia. – Razprave IV. razr. SAZU, 36, 179–221, Ljubljana. Ramov{, A. & Jurkov{ek, B. 1983: Razvoj ladinijskih plasti nad [upco ju`no od Vr{i~a. – Geol. zb., 4, 81–91, Ljubljana. Senowbari-Daryan, B. 1981: Zur Paläontologie des Riffes innerhalb der Amphyclinen-Schichten bei Hudaju`na, Slowenien. – Razprave IV. razr. SAZU, 23/3, 99–119, Ljubljana. Skaberne, D., Gori~an, [. & ^ar, J. 2003: Kamnine in fosili (radiolariji) iz kamnoloma Kamna Gorica. – Vigenjc, 3, 85–99, Kropa. Turn{ek, D. 1997: Mesozoic corals of Slovenia. – ZRC SAZU, Zbirka ZRC, 16, 512 pp., Ljubljana. 28 † Stanko Buser, Tea Kolar-Jurkov{ek & Bogdan Jurkov{ek Turn{ek, D., Buser, S. & Ogorelec, B. 1982: Carnian coral-sponge reefs in the Amphi-clina beds between Hudaju`na and Zakri` (western Slowenia). – Razprave IV. razr. SAZU, 24/2, 51–98, Ljubljana. Turn{ek, D., Buser, S. & Ogorelec, B. 1984: The role of corals in Ladinian reef communities of Slovenia, Yugoslavia. – Palaeontogr. Am., 54, 201–209, Washington. GEOLOGIJA 50/1, 29–44, Ljubljana 2007 Kraški rob Geološki prerez vzdolž AC Kozina - Koper Kraški rob (landscape term) Geologic section along the motorway Kozina - Koper (Capodistria) Ladislav PLACER Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ulica 14, 1000 Ljubljana, Slovenia e-mail: lplacer@geo-zs.si Ključne besede: Tektonika, meja Dinaridi - Jadransko-Apulijsko predgorje, Istra, po-drivni pas, Kra{ki rob (pokrajinsko ime), kra{ki rob (geomorfolo{ka stopnja) Key words: Tectonics, the border Dinarides - Adria-Apulia foreland, Istria, subthru-sting belt, Kra{ki rob (»Karst Edge«, landscape term), karst edge (kra{ki rob, geomorp-hologic step) Izvleček Geolo{ki profil po avtocesti od Kozine do Kopra je v celoti odkril geolo{ko zgradbo mejnega pasu med Jadransko-Apulijskim predgorjem in Dinaridi, ki je nastal pri podri-vanju Jadransko-Apulijskega predgorja (Istra, Furlanija) pod Zunanje Dinaride (Kras, ^i~arija). Pri tem se je znotraj podrivnega pasu izoblikovala geomorfolo{ka stopnja, ki je nastala tam, kjer je apnenec narinjen na fli{. Za del geomorf olo{ke stopnje se je v zadnjem desetletju 20. stoletja uveljavil izraz Kra{ki rob. Glede na geolo{ke in geomorfolo{ke danosti je treba razlikovati Kraški rob kot pokrajinsko ime za stene nad dolinama Osapske reke in zgornje Ri`ane in kraški rob v splo{nem pomenu, ki je sinonim za geomorfolo{ko stopnjo iz prepadnih sten in strmih karbonatnih pobo~ij v celoti med izlivom Timave in U~ko, ki tvorijo mejni pas med kra{kim planotastim svetom Krasa in ^i~arije na eni strani ter fli{no Istro s tr`a{kim fli{nim obalnim pasom na drugi. Abstract Geologic section along the motorway from Kozina to Koper in totality exposed geologic structure of the border belt between Adriatic-Apulian foreland and Dinarides that was formed by subthrusting of Adriatic-Apulian foreland (Istria, Friuli) underneath External Dinarides (Kras, ^i~arija). During this process within the subthrusting belt a geomorpho-logic step was formed at sites where limestone became overthrust on flysch beds. A part of this geomorphologic step became known in the last decade of 20st century as the Kra{ki rob (Karst edge). With respect to geologic and geomorphologic considerations the term Kraški rob (»Karst Edge«) as landscape term for cliffs above the valleys of the Osapska reka and upper Ri`ana rivers should be distinguished from term karst edge (kra{ki rob) as a general term which is a synonym for the geomorphologic step consisting of precipitous cliffs and steep carbonate slopes situated entirely between the mouth of the river Timava and Mt. U~ka that form the border belt between the karstic plateaus of Kras and ^i~arije from one side, and the flysch Istria with the Trieste flysch coastal zone on the other side. 30 Ladislav Placer Uvod Primorska avtocesta v celoti seka geo-morfolo{ko stopnjo med ^i~arijo in Istro (sl. 1). S strukturno-geolo{kim kartiranjem zemeljskih del med gradnjo odseka avtoceste med Kozino in Srminom v letih 1999– 2004 je bila natan~neje ugotovljena njena geolo{ka zgradba. Za del obravnavane stopnje se je v zadnjem desetletju 20. stoletja uveljavil izraz Kra{ki rob, ki pa doslej {e ni bil natan~neje opredeljen, zaradi ~esar ga razli~ni avtorji razli~no razumejo. V tem sestavku poizku{amo postaviti izhodi{~e za njegovo definicijo. Termin Kra{ki rob so po Ogrinu & Mu`ini (2005) prvi uporabili pisci zbornika Kra{ki rob in Br`anija (1990), kot sinonim za ozemlje krajevne skupnosti ^rni Kal. Pojma v zborniku niso utemeljili niti natan~neje omejili, vendar se je prijel (npr. Kunaver & Ogrin, 1993, Sovinc & Lipej, 2003). Toda posamezni pisci so ga razumeli razli~no, nekateri zelo {iroko kot geomorfolo{ko stopnjo med Devinom in U~ko, nekateri med Socerbom in Mlini. V projektu »Ohranitev in varstvo ogro`enih habitatov in vrst na obmo~ju Kra{kega roba« v okviru Life – Nature 2002 (Sovinc & Lipej, 2003) je v Kra{ki rob zajeto ostenje med Socerbom in Rakitovcem in del ozemlja nad in pod stenami, vendar brez sten med Kubedom in Mlini. Razli~no razumevanje Kra{kega roba je povezano z razli~nimi zornimi koti Sl. 1. Geografska skica ozemlja med Furlanijo in Kvarnerjem Fig. 1. The geographic sketch map of the area between Friuli and Kvarner Kra{ki rob gledanja na ta fenomen. Kljub raznolikemu pojmovanju pa je najpomembnej{a za definicijo Kra{kega roba njegova geomorfolo{ka izraznost v obliki bolj ali manj raz~lenjene reliefne stopnje brez katere sploh ne bi govorili o Kra{kem robu, kot menita Ogrin in Mu`ina (2005), temve~ kve~jemu o »kra{kem robu« ali »robu krasa« nasproti fli{nemu ozemlju. Ker pa je geomorfolo{ka stopnja pogojena z geolo{kim razvojem, je treba fenomen Kra{kega roba osvetliti z geolo{kega, geomorfolo{kega in geografskega vidika. Geolo{ka zgradba Kra{ki rob le`i v prehodnem pasu med Dinarskim gorstvom in Istro. Predstava o geolo{ki zgradbi tega pasu se je v zadnjih desetletjih spreminjala in dopolnjevala skladno z regionalnimi geolo{kimi raziskavami. Ustrezno interpretacijam se je spreminjala tudi terminologija. Tako imenujejo to obmo~je [iki} in Pol{ak (1963) ^i~arija; Pleni~ar et alii (1973) luskasta struktura ^i~arije; [iki} in Pleni~ar (1975) kredna-paleogenska zgradba ^i~a-rije; Buser (1972, 1976) naluskana, oziroma luskasta zgradba ^i~arije; Placer (1981) ^i~arijska naluskana zgradba. Italijanski avtorji so nariv Tr`a{ko-Komenskga anti-klinorija proti jugozahodu obravnavali kot podalj{ek reverzne ali narivne cone katere osrednji strukturni element je Palmanovski prelom (linea di Palmanova). Kartirajo~i geologi so pri izdelavi Osnovne geolo{ke karte SFRJ 1 : 100.000 uvajali terminologijo formalne regionalne tektonske rajonizacije po listih. Placer je leta 1981 povezal njihove ugotovitve v enoten kinematsko-dinamski model in uporabil termin, ki so ga uvedli Pleni~ar in sodelavci (1973) in Buser (1972, 1976). V dinamskem smislu je zgradbo zaledja Tr`a{kega zaliva in Istre razlagal kot enotni narivni model Zunanjih Dinaridov, tako tudi Caligaris in sodelavci (2003). @e prvi rezultati kartiranja AC Kozina–Koper pa so nakazali podrivanje Istre pod Dinarsko gorstvo (Placer, 2002, 2005; Placer et al., 2004) o ~emer sta pisala `e Bla{kovi} in Aljinovi} (1981). Razvil se je podrivni pas katerega potek v severni Istri je prikazan na sl. 2. V smislu tektonske rajonizacije gre za podrivanje Jadransko-Apulijskega predgorja pod Zunanje Dinaride. 31 Tu je treba lo~evati pojma podrivanje in narivanje. Nasproti podrinjeni Istri stojita Trnovski in Hru{i{ki pokrov, ki ka`eta na izrazit narivni mehanizem. Oba mehanizma si v geolo{ki zgodovini sledita zaporedoma, krovno narivanje trnovskega sistema pokrovov je eocensko-oligocen-ske starosti, njegova inicialna struktura je najvi{je le`e~i Trnovski pokrov ali krovna enota nad njim. Podrivanje Istre pod Dinarsko gorstvo je zgornjemiocenske in postmiocenske starosti in je domnevno aktivno {e danes (Ri`nar et al., 2007, v tej reviji), njegova inicialna struktura je najni`je le`e~i strukturni blok. Podrivanje in narivanje sta dinamska fenomena, morfologija narivov in podrivov pa je enaka, zato se uporablja elementarne termine, kot npr. narivni prelom in narivna cona, tudi znotraj podrivnega pasu. Termini kot kra{ki narivni rob, narivna zgradba ^i~arije, ~i~arijska narivna zgradba, narivna zgradba roba Tr`a{ko-Komen-skega antiklinorija in podobno so opisni in sinonimi za zgradbo posameznih delov podrivnega pasu, zato jih je mogo~e uporabljati kot splo{ne izraze. Treba je tudi opozoriti na termina naluskana in narivna zgradba, ki ka`eta na razli~no razumevanje zna~aja in dol`ine narivanja. V prvem primeru gre za reverzne prelome in kraj{e premike, v drugem za narivne prelome in ve~je premike. Podrivni pas v zaledju Istre in Tr`a{kega zaliva je sestavljen iz ve~ narivnih con in je razli~no {irok. V naj{ir{em poznanem delu med Kozino in Koprom dose`e 15-16 km. Mejo pasu tvorita na severovzhodu in jugozahodu mejni narivni coni. V vidnem obmo~ju se podrivni pas vle~e od obale Tr`a{kega zaliva do obale Kvar-nerskega zaliva v vzhodni Istri. Podrivni pas na povr{ju sestavljajo zgornjekredne, paleocenske in spodnje in srednjeeocen-ske karbonatne kamnine Jadransko-Di-narske karbonatne platforme in eocen-ski fli{, ki je produkt njenega razpadanja. Geomorfolo{ka stopnja v podrivnem pasu je pogojena z izdanki narivov karbonatnih kamnin na prehodni laporovec in eocen-ski fli{. Tam kjer je fli{ narinjen na fli{ ni morfolo{kih anomalij ali pa so te neizrazite. Antiklinalni greben ob vzhodni obali Istre je sestavni del podrivnega pasu, vendar je sekundarno tektonsko deformiran in se v tem smislu lo~i od podrivnega pasu v zaledju Istre. 32 Ladislav Placer Sl. 2. Skica podrivnega pasu med Trstom in Buzetom. Dopolnjeno po Placerju (2005) 1. Eocenski fliš in prehodni laporovec; 2. Kamnine Jadransko-Dinarske karbonatne platforme od zgornjega triasa do alveolinsko-numulitnega apnenca srednjeeocenske starosti; 3. Prelom: K - Kozinski po-ševnozmični prelom, M - Matarski prelom, B - Brgodski prelom; 4. Reverzni prelom: T - Trmunski reverz-ni prelom, P - Preski reverzni prelom; 5. Normalni prelom; 6. Narivni prelom, narivna cona: PE - Pet-rinjski narivni prelom, ŠK - Škrkloviški narivni prelom, KA - Kastelski narivni prelom, SC - Socerbski narivni prelom, ČK - Črnokalski narivni prelom, ZG - Zanigradska narivna cona, HB - Hrastoveljska narivna cona, KU - Kubejska narivna cona, GB - Gračiška narivna cona, SO - Sočerska narivna cona, BU - Buzetska narivna cona; 7. Črnokalski narivni prelom (Palmanovski narivni prelom); 8. Guba: Ba - Rodiška antiklinala, Ča - Čičarijski antiklinorij, Os - Ocizelska poševna do prevrnjena brahisinklinala; 9. Geološka meja; 10. Podrivni pas; 11. Avtocesta Ljubljana-Koper; 12. Lega projekcijske ravnine P - P geološkega prereza po avtocesti na si. 3A; 13. Vrtina Osp-1/91 Fig. 2. The sketch map of the subthrusting belt between Trieste and Buzet. Suplemmented after Placer (2005) 1. Eocene flysch and transitional marl; 2. The rocks of the Adriatic-Dinaric carbonate platform from the Upper Triassic to the alveoline-numulite limestone of the Middle Eocene age; 3. Fault: K - Kozina oblique strike-slipe fault, M - Materija fault, B - Brgod fault; 4. Reverse fault: T - Trmun reverse fault, P - Prešnica reverse fault; 5. Normal fault; 6. Thrust fault, thrust fault cone: PE - Petrinje thrust fault, SK - Škrklovica thrust fault, KA - Kastelec thrust fault, SC - Socerb thrust fault, ČK - Črni Kal thrust fault, ZG - Zanigrad thrust cone, HB - Hrastovlje thrust cone, KU - Kubed thrust cone, GB - Gračišče thrust cone, SO - Sočerga thrust cone, BU - Buzet thrust cone; 7. Črni Kal thrust fault (Palmanova thrust cone, Palmanova line); 8. Fold: Ba - Rodik anticline, Ča - Čičarija anticlinorium, Os - Ocizla brachisyncline; 9. Geologic border; 10. Subthrusting belt; 11. Motorway Ljubljana-Koper (Capodistria); 12. The position of the projection plane P - P of the geologic section on the motorway on the fig. 3A; 13. Borehole Osp-1/91 Kra{ki rob 33 Geolo{ki prerez vzdol` AC Kozina – Koper Profil na sl. 3A poteka po trasi avtoceste med Kozino in Koprom ter je projiciran na ravnino, ki je pravokotna na narivne strukture (sl. 2). Na njem je podana zgradba podrivnega pasu v celoti. Prikazano je tudi razmerje med podrivnim pasom in geomorfolo{ko stopnjo na obmo~ju ^rnega Kala. Podrivni pas je sestavljen iz ve~ narivnih con, ki se v vzdol`ni smeri na ve~je razdalje prepletajo med seboj ali pa so lo~ene ali segmentirane in premiki narivanja bo~no prehajajo od ene narivne cone na drugo. Na{ profil poteka preko naj{ir{ega vidnega dela podrivnega pasu in je za celotni pas orientacijski ne pa referen~en. Bo~ne spremembe so namre~ velike in tako vplivajo na zgradbo, da jih ni mogo~e prikazati v enem profilu. Opis profila je shematski. Stratigrafiji je posve~eno le toliko pozornosti kolikor je nujno potrebno za razumevanje vsebine in je povzeta po Jurkov{ku in sodelavcih (1996). Najstarej{e plasti pripadajo plast-natemu in neplastnatemu apnencu santonij-sko-campanijske starosti z rudisti, biostromami in biohermami. Debelina teh plasti zna{a najve~ 400 m. Nad njim le`i diskor-dantno odlo`eni plastnat in tanko plastnat apnenec, lapornati apnenec in apnen~eva bre~a s tanj{imi izoliranimi plastmi ~rnega premoga ter v zgornjem delu plastnatega miliolidnega apnenca Liburnijske formacije. Ta je zgornjekredne maastrichtijske in spodnjeterciarne paleocenske starosti. Te plasti dose`ejo najve~ 450 m. Sledi normalno odlo`eni plastnat alveolinski in nu-mulitni apnenec spodnjeeocenske starosti (alveolinsko-numulitni apnenec). Debelina teh plasti zna{a najve~ 300 m. Alveolinsko-numulitni apnenec prehaja v laporni apnenec in laporovec, ta pa v eocenske fli{ne plast, ki dose`ejo debelino nekaj sto metrov. Za laporovec se je uveljavil izraz prehodne plasti ali prehodni laporovec. V profilu na sl. 3A so ozna~eni nivo avtoceste, kastelski in dekanski predor ter ~rno-kalski most. Merjeni podatki v trasi avtoceste o smeri in vpadu prelomnih ploskev so zabele`eni v oklepaju ob imenu preloma. Z mastnim tiskom so zabele`ene meritve glavnih prelomnih ploskev, z navadnim tiskom pa meritve vzporednih prelomnih ploskev znotraj prelomne cone. ^e je bila merjena ploskev izven trase avtoceste je zabele`en kraj meritve. Strukturni opis profila poteka od severovzhoda proti jugozahodu. Pri~ne se v jugozahodnem krilu skrajnega severozahodnega dela ^i~arijske-ga antiklinorija, ki je na tem mestu reduciran na enostavno antiklinalo – ^a. Njeno jedro tvorijo plasti santonijsko-campanij-skega apnenca, krili pa plasti Liburnijske formacije in alveolinsko-numulitni apnenec. Kozinski po{evnozmi~ni prelom – K (10/60, 0/60, 0/70), Matarski prelom – M (205/65, 220/75, 30/90) in Brgodski prelom – B (60/70) niso povezani z genezo ^i~arij-skega antiklinorija, niti podrivnega pasu, temve~ spadajo v neki drugi deformacijski krog, ki ga tu ne obravnavamo. Jugozahodno krilo antiklinale preide proti jugozahodu v Ocizelsko brahisinklinalo – Os s fli{em v jedru, ki je ponekod po{evna, ponekod pa rahlo prevrnjena proti jugozahodu. V jedru sinklinale nastopa prva narivna struktura podrivnega pasu v tem profilu, Trmunski reverzni prelom - T (60/70, 60/90) imenovan po ledini Trmun in kmalu zatem Pre-{ki reverzni prelom - P (70/70) imenovan po Pre{nici. Oba spremlja ve~ vzporednih prelomov. Interpretacija stika prehodnih plasti z alveolinsko-numulitnim apnencem v sin-klinalnem sedlu je interpolacija poteka te meje na povr{ju med Brgodom in Petrinjami na jugovzhodu ter Nasircem in Bota~em na severozahodu. Jugozahodno krilo Ocizelske brahisinkli-nale se proti jugozahodu izravna v ob{irni kra{ki ve~stopenjski ravnik iz alveolinsko-numulitnega apnenca, ki blago visi proti severozahodu in tone pod fli{ne plasti srednjega toka Glin{~ice. Ravnik je razkosan z narivnimi prelomi od najbolj strmega Petrinj-skega narivnega preloma – PE (60/40, 60/35, 60/45), preko [krklovi{kega – [K (60/45), imenovanega po hribu [krklovica (461 m) blizu kastelskega predora, Kastelskega – KA (80/30, 80/40) in Socerbskega – SC (70/20 po vrtinah v ~rnoti{kem kamnolomu, 70/15 po konstruiranem vpadu med Socerbom in Bo-ljuncem) do ^rnokalskega narivnega preloma – ^K (60/10 v golici nad Gabrovico, 60/ 20 v golici pod Prebenegom v Italiji, 50/20 v useku hitre ceste nasproti strojne tovarne v Dolini v Italiji), ki tvori v obravnavanem profilu jugozahodno mejo ravnika. Vpadi omenjenih narivnih prelomov so bili merjeni v ploskvi ob kateri je alveolinsko-numulitni apnenec narinjen na prehodni laporovec, za katero smatramo, da je glavna narivna ploskev ali glavni narivni prelom {ir{e narivne 34 Ladislav Placer cone. Ta zajema vzporedne narivne prelome v samem apnencu in v prehodnem laporov-cu. Izjemi sta meritvi glavne narivne ploskve ^rnokalskega narivnega preloma v Prebene-gu in Dolini, kjer sta talna in krovna nariv- na gruda iz fli{nih plasti, vendar je narivna cona toliko razkrita, da je mogo~e dolo~iti glavno narivno ploskev. Jugozahodno od ~ela ^rnokalskega na-rivnega preloma v obravnavanem profilu ni Kra{ki rob 35 ve~ izdankov alveolinsko-numulitnega apnenca, ki je severovzhodno od tod praviloma gradil antiklinalno uslo~ena ~ela narivnih grud. Nastopajo le narivne grude iz fli{nih kamnin, ki so ob narivnih conah narinjene proti jugozahodu. Alveolinsko-numulitni apnenec je tu prekrit s fli{nimi kamninami in izdanja le razli~no dale~ jugovzhodno od profila. Pri kartiranju zemeljskih del so bile ugotovljene zaporedoma od ^rnokal-skega narivnega preloma proti jugozahodu naslednje narivne cone: Zanigradska – ZG, Hrastoveljska – HR, Kubejska – KU, Gra~i-{ka – GR, So~erska – SO in Buzetska nariv-na cona – BU. Pri tem je pomembno omeniti razliko v zgradbi narivnih con severovzhodno in jugozahodno od ^rnokalske narivnega preloma. Od Petrinjskega do ^rnokalskega narivnega preloma je razmeroma lahko lo-~iti glavno narivno ploskev, v tem primeru glavni narivni prelom, od spremljajo~ih na-rivnih prelomov, zato je smiselno dolo~no omenjati ^rnokalski in druge narivne prelome, same narivne cone pa so tu debele le nekaj deset metrov. V narivih fli{a na fli{ pa dose`ejo narivne cone izjemno debelino, do ve~ sto metrov in je le v primerih popolne razkritosti mogo~e dolo~iti glavno narivno ploskev. Povsod pa je mogo~e omejiti {iri-no narivne cone, oziroma njen presek s po-vr{jem. Zato je na tem odseku primerneje uporabljati ta termin. Zanigradska nariv-na cona se v trasi AC pojavi v jugozahodnem izteku ^rnokalskega mostu in sega do sedla med [krljevico in Belicami (40/30, 50/30, 60/30). Zaradi velike debeline, skoraj 350 m, so deformacije v njej razpr{ene na manj{e narivne prelome in medplastne premike. ^elna guba alveolinsko-numulitnega apnenca v narivni grudi nad narivno cono izdanja v Zanigradu. Hrastoveljska narivna cona dosega v useku AC debelino le nekaj deset metrov, zaradi ~esar so fli{ne kamnine v njej mo~no zgnetene (30/15), na odseku od ankaranskega kro`i{~a proti [kofijam pa je odkrita na dol`ini okoli 400 m in dosega debelino okoli 200 m (40/20, 40/25). Alveo-lonsko-numulitni apnenec v narivni grudi te narivne cone izdanja med Hrastovljami in Dolino. Kubejska narivna cona je bila v trasi AC kartirana ob vzhodnem ustju de-kanskega predora (50/30, 35/30). Najlep{e jo poudarjajo rahlo inverzne subvertikalne plasti prevrnjene gube v desnem pobo~ju pritoka Tinjanskega potoka, ki izvira pod vasjo Kolombar pri Tinjanu in te~e pod avtocesto tik pred vzhodnim ustjem dekan-skega predora. Po izrazitih gubah in manj poudarjenih narivnih prelomih izgleda, da se Kubejska narivna cona od Kubeda proti severozahodu polagoma izklinja in se zahodno od Kolombara `e mo~no oslabljena naslanja na Hrastoveljsko narivno cono. Alveolinsko-numulitni apnenec v pripada-jo~i narivni grudi izdanja na hribu Gri`a severozahodno od Kubeda. Gra~i{ko nariv-no cono je bilo mogo~e na trasi AC slediti od zahodnega ustja dekanskega predora do ankaranskega kro`i{~a in na odcepu za {kofije (20/20). Vidna je tudi v Milokih nad zalivom Sv. Jerneja za Debelim rti~em. Al-veolinsko-numulitni apnenec v pripadajo~i Sl. 3. Zgradba podrivnega pasu: A Poenostavljen geolo{ki prerez podrivnega pasu vzdol` avtoceste Kozina – Koper. Projekcija na ravnino P – P (sl. 2); B Raz~lenitev narivne in podrivne geometrije 1. Eocenski fli{; 2. Prehodni laporovec (prehodne plasti); 3. Srednjeeocenski alveolinsko-numulitni apnenec; 4. Paleocenski in maastrichtijski apnenec (Liburnijska formacija); 5. Zgornjekredni apnenec; 6. Geolo{ka meja: vidna, ekstrapolirana, dolo~ena z geofizikalnimi metodami in globokimi vrtinami, hipoteti~na; 7. Ovojnica ~el narivnih grud po meji alveolinsko-numulitnega apnenca s prehodnim laporovcem; 8. Raz~lenjene gube:, Pa – Podgorska raz~lenjena antiklinala, Bs – Br`anska raz~lenjena sinklinala, Ma – Movra{ka raz~lenjena antiklinala; 9. Narivni prelomi, narivne cone, reverzni prelomi, prelomi, gube. Glej legendo na sl. 2; 10. Smer narivanja Dinaridov v zgornjem eocenu do spodnjem oligocenu (^i~arijski antiklinorij, Rodi{ka antiklinala); 11. Smer podrivanja Istre po srednjem miocenu; 12. Vrtina Osp-1/91 Fig. 3. The strukture of the subthrusting belt: A Simplified geologic section along the motorway Kozina – Koper. Projection on the plane P – P (fig. 2); B Subdivision of the thrusting and subthrusting geometry 1. Eocene flysch; 2. Transitional marl (transitional beds); Middle Eocene alveoline-numulite limestone; 4. Paleocene and Maastrichtian limestone (Liburnian Formation); 5. Upper Cretaceous limestone; 6. Geologic border: exttralopation, determined by geophysical metods and boreholes, hipotetical; 7. Enveloping line of fronts of thrust blocks following the boundary of alveolinal-nummulitic limestone with the transitional marl; 8. Segmented folds: Pa – Podgorje segmented anticline, Bs – Br`anija segmented syncline, Ma – Movra` segmented anticline; 9. Thrust faults, thrust fault zones, reverse faults, faults, folds. See the explanation on the fig. 2; 10. Thrusting direction of the Dinarides in the Upper Eocene – Lower Oligocene (^i~arija anticlinorium, Rodik anticline); 11. Subthrusting direction of the Istria after Middle Miocene; 12. Borehole Osp-1/91 36 narivni grudi izdanja v Gra~i{~u. So~erska narivna cona zaradi prekritosti ni bila kartirana v trasi AC temve~ v njeni bli`ini na gri~u Srmin v starem laporokopu (20/20) in na Pobegih ter Sv. Antonu. V pripadajo~i narivni grudi izdanja alveolinsko-numulit-ni apnenec v Lukinih pri So~ergi. Buzetska narivna cona je skrajna jugozahodna meja podrivnega pasu. Na trasi AC ni bila vidna nikjer, ker v ~asu njene izgradnje med an-karanskim kro`i{~em in Koprom geolo{ko-strukturna spremljava ni bila predvidena. Odkrita je bila najprej v zgornji Dragonji (Placer et al., 2004) in nato sledena do naselja Triban v bli`ini [kocjana pri Kopru. Za Buzetsko narivno cono je zna~ilno, da je obseg deformacij ob njej na obmo~ju zgornje Dragonje zelo velik, saj zna{a {irina pasu inverznih plasti pod glavno narivno ploskvijo 1,5 km, ocenjena debelina inverzije od glavne narivne ploskve do osi obnariv-ne polegle sinklinale pa okoli 400 m. Obseg inverzije se proti severozahodu hitro zmanj-{uje in je pri Tribanu neznaten. To ka`e na padanje intenzitete narivanja proti severozahodu kot je bilo `e omenjeno pri Kubejski narivni coni. Konstrukcija globinskih razmer v profilu na sl. 3A sloni na podatkih vrtine Osp-1/91, na razporeditvi kontaktov med alveolin-sko-numulitnim apnencem in prehodnim laporovcem v posameznih narivnih grudah, ki jih je na povr{ju mogo~e povezati z ovojnico od Buzeta preko Kubeda, Hrastovelj, Zanigrada, Ospa, Socerba, Boljubca in Bor-{ta do Petrinj (sl 4). Na poenostavljenem profilu na sl. 3B je konstruirana le ovojnica narivnih ~el, ki je posneta po profilu na sl. 3A. Na geolo{ki karti (sl. 4) in v profilu (sl. 3B) je vidna anomalija med ^rnokal-skim in Kubejskim narivnim prelomom, ki se ka`e na povr{ju kot globoka dolina Hrastoveljskega potoka nad izvirom Ri`a-ne po kateri se vle~e dolg jezik fli{a proti Dolu, v profilu pa kot po{evna zajeda fli{a pod ^rnokalsko narivno grudo. Anomalija je posledica sorazmerno velikega premika ob ^rnokalski narivni coni, ki je bistveno ve~ji od premika ob drugih narivnih conah podrivnega pasu in predstavlja jugovzhodni podalj{ek Palmanovskega narivnega preloma (linea di Palmanova, Palmanova line). Na profilu na sl. 3B je podana poenostavljena predstava o splo{ni zgradbi podrivnega pasu. Od severovzhoda proti jugozahodu si sledijo: skrajni severozahodni del ^i-~arijskega antiklinorija, po{evna do pre- Ladislav Placer Sl. 4. Poenostavljena karta podrivnega pasu. Potek ovojnice ~el narivnih grud po meji alveolinsko-numulitnega apnenca s prehodnim laporovcem. Legenda na sl. 2 in sl. 3 Fig. 4. Simplified map of the underthrusting belt. Passage of the enveloping line joining the fronts of thrust blocks along the boundaryof alveolinal-nummulitic limestone with the transitional marl. Legend on fig. 2 and fig. 3 vrnjena Ocizelska brahisinklinala, narivno razkosana ali raz~lenjena (segmentirana) antiklinala nad ^rnovr{ko narivno cono, ^rnovr{ka narivna cona, narivno razkosana ali raz~lenjena sinklinala pod ^rnovr{ko narivno cono, narivno razkosana ali raz-~lenjena antiklinala nad Buzetsko narivno cono in istrska gruda. Lege narivnih con pod ovojnico so le nakazane in jasno ka`e-jo na pove~evanje vpadnega kota narivnih ploskev od jugozahoda proti severovzhodu, ki se odra`a kot prehod polo`nih narivnih prelomov v bolj strme in nazadnje v reverz-ne prelome, kar je eden pomembnej{ih dokazov podrivanja. Enak geometrijski model podrivanja na {ir{em obmo~ju Kvarnerja sta ugotovila `e Bla{kovi} in Aljinovi} (1981). Ponovno pa moramo opozoriti na velike bo~ne spremembe, zato modela na sl. 3B ne moremo uporabiti za ves podrivni Kra{ki rob pas v Istri. Buzetska narivna cona, ki ima v profilu 3A ali 3B neznaten obseg, ima na obmo~ju zgornje Dragonje in So~erge tak pomen kot ^rnovr{ka narivna cona. Zaradi la`jega sporazumevanja je smiselno poimenovati vse tri raz~lenjene gube. Tako je guba nad ^rnovr{ko narivno cono imenovana Podgorska raz~lenjena antiklinala – Pa po Podgorskem krasu v njenem jedru. Pod ^rnovr{ko narivno cono je Br`anska raz-~lenjena sinklinala – Ba imenovana po Br-`aniji in najni`je le`i Movra{ka raz~lenjena antiklinala – Ma po Movra`u in Movra{ki vali v njenem jedru. ^i~arijski antiklinorij in njegov segment Rodi{ka antiklinala nista del podrivnega sistema, temve~ sta nastali v starej{i fazi narivanja Zunanjih Dinaridov. Podrivanje Istre je potekalo neenakomerno s prekinitvami in spreminjajo~o dinamiko, zato so danes ploskve narivnih prelomov rahlo nagubane. Tako vpadajo ponekod celo proti jugozahodu. Gubanju je sledilo ponovno podrivanje. Upo{tevanje te komponente zahteva poseben konstrukcijski postopek, ki {e ni bil objavljen, zato je profil idealiziran. Vloga Palmanovskega narivnega preloma je pomembna. Za podkrepitev dve ugotovitvi: 1. Geometrija podrivanja v Istri je nad tem prelomom druga~na od geometrije po-drivanja pod njim in 2. Na obravnavanem prostoru Slovenije je zanimiva ugotovitev o poteku biosedimentarnih con (BiosZ 3 in 4) na podlagi mikrofosilov. Vzporedno na NE strani Palmanovskega narivnega preloma, oziroma njegove cone, poteka paleobio-geografska meja med apnenci paleocen-ske in spodnjeeocenske starosti (BiosZ 3) ter med apnenci srednjeeocenske starosti (BiosZ 4) (Drobne et al., 2006, figs 9,10,11). Razli~na biotska vsebina dolo~ena v profilih in vrtinah govori za oddvojen paleoprostor sedimentacije `e po kredno terciarni meji. Geomorfolo{ka stopnja Vidna posledica podrivanja Istre pod Dinarsko gorstvo je nastanek geomorfolo{ke stopnje med Istro na eni in Krasom ter ^i-~arijo na drugi strani, ki se vle~e od izvira Timave do U~ke. Posledica podrivanja je tudi greben ob vzhodni obali Istre od U~ke do polotoka vzhodno od Ra{kega zaliva, vendar ima ta nekoliko druga~en strukturni razvoj, pa tudi v geomorfolo{kem smislu ne lo~uje planotastega sveta od Istre (sl. 1). Obseg in predvsem {irina geomorfo- 37 lo{ke stopnje je posledica zgradbe podriv-nega pasu, odvisna je od lege osi narivnih gub znotraj narivnih grud, ki polagoma tonejo proti severozahodu. Zaradi tega izda-njajo v jugovzhodnem delu podrivnega pasu starej{e karbonatne kamnine platforme, v severozahodnem delu pa mlaj{e laporov-~eve in fli{ne kamnine. Tako je relief podriv-nega pasu neenoten, neizrazit je tam, kjer je fli{ narinjen na fli{, mo~no izrazit tam, kjer je apnenec narinjen na prehodni laporovec in fli{ ter manj izrazita tam, kjer je apnenec narinjen na apnenec. Tako je reliefna stopnja na severozahodu od Timave do sten nad Hrastovljami enostavna in izrazita, na jugovzhodu proti U~ki, kjer izdanjajo karbonatne kamnine v ~elih vseh narivnih grud, pa je reliefna stopnja v celoti razvita stopni~asto, vendar manj izrazito, saj je apnenec narinjen na apnenec. Profil na sl. 3A le`i v severozahodnem delu geomor-folo{ke stopnje, kjer je v vidnem obmo~ju podrivni pas naj{ir{i, okoli 15 do 16 km. Tu je stopni~asta zgradba {iroka le okoli 2 km vendar izrazita, ker je omejena le na nekaj zgornjih narivnih grud, kjer je apnenec na-rinjen na fli{. V osrednjem in jugozahodnem delu profila je fli{ narinjen na fli{. Geomorfolo{ka stopnja je potemtakem zgrajena iz karbonatnih kamnin in v bistvu sledi ovojnici alveolinsko-numulitnega apnenca v ~elih narivnih grud. Tam, kjer je fli{ narinjen na fli{ se stopnja v reliefu ni ohranila. Erozija jo je odstranila delno `e med narivanjem in pozneje. Kra{ki rob Pisci zbornika Kra{ki rob in Br`anija (1990) niso definirali termina Kra{ki rob, opisovali pa so obmo~je krajevne skupnosti ^rni Kal. Nosilca projekta »Ohranitev in varstvo ogro`enih habitatov in vrst na ob-mo~ju Kra{kega roba« (Sovinc & Lipej, 2003) sta zajela stene od Socerba do Kav-~i~a (883 m) nad Rakitovcem, oziroma do hrva{ke dr`avne meje, ki pa ne predstavlja morfolo{ke meje. Nekateri pohodniki, ki se ogla{ajo na spletnih straneh razumejo pod Kra{kim robom geomorfolo{ko stopnjo od Devina do U~ke. Dejstvo je, da izraz Kra{ki rob med Kra{evci in Istrani ni bil poznan, po objavi pa se je hitro prijel in bil razumljen {ir{e od predstav avtorjev imenovanega zbornika. Stojimo torej pred vpra{a-njem ali uporabljati termin Kra{ki rob kot oznako geomorfolo{ke stopnje od Timave 38 Ladislav Placer do U~ke ali kot oznako geomorfolo{ke stopnjo v Istri jugovzhodno od Socerba oziroma Glin{~ice do U~ke ali pa skrajno selektivno samo za ostenje med Socerbom in Kav~i~em torej le na obmo~ju Slovenije. Poleg tega se pojavlja tudi vpra{anje ali ga uporabiti kot geografsko oziroma pokrajinsko ime ali kot splo{no oznako za mejni pas med svetom nad geomorfolo{ko stopnjo, torej Krasom in ^i~arijo, ki je zgrajen iz karbonatnih kamnin in svetom pod geomorfolo{ko stop- njo v dnu Tr`a{kega zaliva in Istri, ki ga sestavljajo pe{~ene in laporov~eve fli{ne kamnine. Pomembno je tudi, da hribovje ju`no od U~ke sicer pripada podrivnemu pasu, vendar je do`ivelo v deformacijskem smislu nekoliko druga~no genezo. ^e upo-{tevamo idejo avtorjev termina Kra{ki rob in razse`nost geomorfolo{ke stopnje znotraj podrivnega pasu, potem je najbolj smiselno uporabljati termin kra{ki rob z malo za~etnico za geomorfolo{ko stopnjo med Sl. 5. Obseg geomorfolo{ke stopnje iz karbonatnih kamnin znotraj podrivnega pasu med Trstom in Buzetom 1. Reliefna stopnja, kra{ki rob v geomorfolo{kem smislu; 2. Stene nad dolino Osapske reke in zgornje Ri`ane, Kra{ki rob kot pokrajina Fig. 5. Extent of the geomorphologic step of carbonate rocks within the underthrusting belt between Trieste and Buzet 1. Geomorphologic step, the karst edge in geomorphologic sense; 2. Cliffs above the Osapska reka river and upper Ri`ana river valleys, Kra{ki rob (»Karst Edge«) as landscape Kra{ki rob 39 Sl. 6. Prevladujo~a zna~ilnost kulturne krajine kra{kega roba v sinteti~nem geolo{kem prerezu. Naselja dinarskega tipa v okolju narivne zgradbe 1. Fli{ in prehodni laporovec; 2. Alveolinsko-numulitni apnenec; 3. Narivni prelom; 4. Naselje Fig. 6. Predominating characteristics of the karst edge cultural landscape in synthetic geologic section. Dinaric type settlements in the environment of overthrust structure 1. Flysch and the transitional marl; 2. Alveoline-numulite limestone; 3. Thrust fault izlivom Timave in U~ko, ki predstavlja bolj ali manj {irok mejni pas strmih karbonatnih pobo~ij in prepadnih sten med kra{kima planotama Krasom in ^i~arijo nasproti fli{ni Istri in tr`a{kemu obalnemu fli{nemu pasu. Za stene nad dolino Osap-ske reke in zgornje Ri`ane pa Kra{ki rob z veliko za~etnico kot pokrajinsko ime, ki se je v slovenski ob~i in strokovni javnosti `e udoma~ilo (sl. 5). Morfolo{ke, biolo{ke, mikroklimatske in naselitvene zna~ilnosti kra{kega roba so tiste posebnosti, ki so posledica reliefnih danosti geomorgolo{ke stopnje. Meje kra{kega roba niso ostre, ker je mogo~e njegove zna-~ilnosti obravnavati z vseh na{tetih vidikov. Za ponazoritev, da je to vpra{anje kompleksno, samo dva primera. Prvi je vezan na naselitveni vzorec kra{kega roba tam, kjer je alveolinsko-numulitni apnenec narinjen na prehodni laporovec in fli{ v ve~ stopnjah. Na sl. 6 je v sinteti~nem profilu podana lega vasi in polj v razmerah stopni~astega reliefa. Naselja v tem modelu so vezana na ve~je narivne grude in postavljena v zavetju stene naslednje krovninske narivne enote, na izravnanem delu grude pa so polja. Take vasi so npr. Boljunec (Bagnolli), Dolina (S. Dorligo d´ Valle), Kastelec, ^rnoti~e, Osp, Gabrovica, Bre`ec pri Podgorju, Zazid, Ra-kitovec, Dol pri Hrastovljah, Kubed, Gra-~i{~e, Smokvica, Movra`, Dvori nad Mlini, Mlini in {e katero. Opisana zna~ilnost je vezana na geomorfolo{ko stopnjo in specifi~-na za kra{ki rob, vendar vsa naselja nimajo take lege. Pred seboj imamo dinarski tip naselitve, ki je specifi~en glede na narivno tek-toniko. Ker najdemo enak tip naselitve v dinarskem pasu tudi ob kra{kih poljih, ki niso vezana na narivno tektoniko, bi bilo morda smiselno govoriti o dveh podtipih. Drugi primer je povezan z gradnjo obdelovalnih teras tam, kjer je fli{ narinjen na fli{. Nariv-ne cone so tu debele tudi do ve~ sto metrov. ~e potekajo po fli{nih plasteh, kjer se menjavajo 10 do 20 cm debele plasti pe{~enja-ka in pe{~enega laporja, so te plasti mo~no nagubane ali pa se iz sistemskih razpok razvijejo manj{e duplikacije, kjer so narinjena telesa pe{~enjaka velika do 30 ali 40 cm in predstavljajo naravne zidake za zidanje teras, zmleti in prepereli pe{~eni lapor pa zemljo za njihovo polnilo (sl. 7). Pe{~enjak je razkosan tudi v nagubanih delih narivnih con. Zna~ilen tak primer so terase na hribu Krasca severovzhodno od Kubeda, ki le`i 40 Ladislav Placer Sl. 7. Hrastoveljska narivna cona v fli{nih plasteh iz pe{~enjaka in pe{~enega laporovca. Usek za lovsko ko~o na hribu nad Kortinami pri Ri`ani (osrednji del narivne cone) Fig. 7. The Hrastovlje thrusting zone in flysch beds of sandstone and sandy marl. Cut in the slope behind hunting hut on hill above Kortine near Ri`ana (central part of thrusting zone) Sl. 8. Pogled na talninski del Hrastoveljske narivne cone na hribu Vrh nad Hrastovljami Fig. 8. View of the basal part of Hrastovlje thrusting zone on the hill of Vrh above Hrastovlje village Kra{ki rob znotraj Hrastoveljske narivne cone, katere zgradba je vidna ob regionalni cesti Ri`ana – Kubed po celem severovzhodnem pobo~ju Krasce in ~ez njen greben. Vpad Hrastovelj-ske narivne cone je viden na jugovzhodnem pobo~ju hriba Vrh nad Hrastovljami (sl. 8). Narivne cone znotraj podrivnega pasu, ki so temeljni geolo{ko-strukturni gradbeni element kra{kega roba, segajo tudi na obmo~ja naselij Dekani, Milje, Ankaran, Marezige, ki pa le`ijo izven geomorfolo{ke stopnje. Zato je treba kulturno krajino, ki temelji na fenomenu narivnih con obravnavati kot pomemben vendar nespecifi~ni element kra-{kega roba. Naselitvenih vzorcev in vzorcev kulturne krajine je na obmo~ju kra{kega roba ve~, vsi pa so povezani s tipom strukturno-geolo{kega modela, ki pa se lateralno znatno spreminja. Zaradi tega jih bo potrebno s tega vidika podrobneje obdelati. V prakti~nem `ivljenju bo mogo~e uporabljati le tisto razumevanje kra{kega roba in Kra{kega roba, ki ga bodo osvojili doma~ini ali se bo udoma~il v strokovni literaturi. V tem ~lanku so podani kriteriji, ki povzro~ajo najmanj vsebinskih nejasnosti. Vsekakor pa je kra{ki rob v predlaganem smislu tako zanimiv in raznolik, da kar kli~e po temeljiti geografski obdelavi tega prostora na geolo{kih, geomorfolo{kih, naselitvenih in habitatnih podlagah. Vsekakor pa bi pre{iroko ali preohlapno razumevanje tega termina razvodenilo njegovo bistvo. Primer pre{irokega zajema je uvrstitev spodmola v Steni ob reki Dragonji, pod naseljem Dragonja, med spodmole Kra{kega roba (Kunaver & Ogrin, 1993). Ta spod-mol le`i izven podrivnega pasu in je bolj slu~ajno kot vzro~no tudi s strukturnega vidika druga~en od spodmolov v stenah kra{kega roba. Pokrajinsko ime Kra{ki rob ozna~uje v tem smislu `e uveljavljeno oznako za dolo~eno ostenje. Ob tej priliki se najlep{e zahvaljujem dr. J. Kunaverju in dr. D. Ogrinu za njuno pomo~ pri vsestranski geografski osvetlitvi Kra{kega roba, ki mi je pomagala pri kon~nem sklepu. 41 Kra{ki rob (landscape term) Geologic section along the motorway Kozina–Koper (Capodistria) Introduction The new Ljubljana–Koper motorway crosses at its section between Kozina and Koper the border area between Istria belonging to Dinaric foreland, and ^i~arija and Kras that belong to the External Dinarides (fig. 1). Based on results of surface mapping older researchers ascribed to this belt inbricate structure ([iki} & Pol{ak, 1963/1973; [iki} & Pleni~ar, 1967/1975), named by Pleni~ar et al., (1965/1973) and Buser (1972, 1976) the inbricate structure of ^i~arija. This was included by Placer (1981) under the term ^i~arija inbricate structure into the thrusting system of the External Dinarides that presumingly was formed between Eocene and Oligocene. The Italian geologists connected the uplift of the Trieste-Komen plateau (Kras plateau) with the Palmanova reverse fault (linia di Palmanova, Palmanova line). The first to write on the overthrust character of this boundary in the Trieste territory were Calligaris et al., (2003). Geologic acompaniment of the motorway construction in 1999–2004 showed that the boundary belt does not contain reverse faults, but thrust faults that were active in post-Miocene times due to underthrust-ing of Istria under the External Dinarides (Placer, 2002, 2005; Placer et al., 2004). During this process a wide subthrusting belt formed that is exposed from the Kvar-ner to Gulf of Trieste. The course of the subthrusting belt in northern Istria is shown on the structural sketch in fig. 2. In its structure take part rocks of the Adriatic-Dinaric carbonate platform that comprise outcropping Cretaceous, Paleocene, Lower and Middle Eocene carbonate beds, transition marl and flysch rocks of Eocene age that are products of its disintegration (Jurkov{ek et al., 1996). Since subthrusting contains the dynamic aspect of structure development, in the following the appropriate terminology is used, as the terms overthrusts, thrust faults, thrust zones and thrust units. 42 Section of subthrusting belt In the Kozina-Koper section the new motorway crosses entirely the subthrusting belt shown in profile on fig. 3A. The profile is synthetic, the contacts from the motorway axis being projected on the plane at right angle on geologic structures which results in undeformed thicknesses and dips of overthrust units. The subthrusting belt strikes generally NW-SE dipping toward NE. It consists of two structural levels that are separated by the ^rni Kal thrust fault, or the ^rni Kal overthrust zone. The latter is a southeastern prolongation of the Palmanova overthrust fault (linea di Palmano-va) toward southeast. Interpretation in depth of profile is based on data of borehole Osp-1/91 and of surface map on fig. 2. The influence area of thrust faults is in case of limestone thrust on limestone or flysch rocks relatively narrow, and it amounts to a few tens of meters at most. Where flysch is thrust over flysch rocks, however, the interbedding boundaries acquire the role of partial thrust planes, and the zones of influence of thrust faults may become up to several hundred meters thick. In such cases the principal thrust plane, or the principal thrust fault, can be established only exceptionally, therefore the term 'thrust zone’ is more appropriate. The structure on profile fig. 3A can be simplified by drawing an enveloping line through the fronts of thrust blocks along the boundary between transition marl and limestone with alveolinas-numulites as shown in map on fig. 4 and in simplified profile on fig. 3B. The jump of the envelope at the ^rni Kal thrust zone (^K) indicates the proportionally larger shift along it, and we consider it to be identical with the Palmanova thrust zone, or its southeast prolongation. Profil on fig. 3B shows a simplified structure of the contact of External Dinarides with the Dinaric foreland, that consist of the ^i~arija anticlinorium (^a), Ocizla inclined to slightly overturned brachisyncline (Os), Podgorje segmented anticline (Pa), Br`anija segmented syncline (Bs), Movra` segmented anticline (Ma) and the Istria block. The ^i~arija anticlinorium formed during the thrusting phase of External Dinarides between Eocene and Oligocene. Subthrusting of Istria is a process that started in Middle Miocene and is perhaps active even at present. The tendency of increasing thrust- Ladislav Placer ing zones’ dip from southwest toward northeast, from gentle thrust faults across steeper thrust faults to reverse faults indicates a distinctive subthrusting geometry, described in Istria and Kvarner already by Bla{kovi} & Aljinovi} (1981). Kra{ki rob and karst edge The substhrusting belt is a geomorpho-logic phenomenon in the part where exposed rocks of the carbonate platform are thrust on the transition marl and flysch (fig. 5). Predominant limestone with alve-olinas-nummulites is outcropping in largely precipitous cliffs and to a lesser extent steep slopes that can be traced from source of Timavo (Timava) river at the Trieste bay to Mt. U~ka and Ra{a bay at eastern coast of Istria. Since structures within the thrust units gently dip northwestward, the carbonate platform rocks are exposed mostly in the southeast. This is the reason why the morphologic step between Timavo and ^rni Kal village is about 2 km wide with one or two precipitous steps, while southeastward it widens to 10 km and more, with several precipitous steps. Precipitous cliffs and steep slopes represent an important meteo-rologic barrier, and they offer favorable conditions for development of distinct floral and faunal habitats. The natural barrier resulted also in special characteristics of human settlements, and in forming of a specific cultural landscape. Owing to historical and natural particularities the authors of the anthology »Kra{ki rob in Br`anija« (1990) or »Karst Edge and Br`anija region« introduced the term Kra{ki rob for the part of the geomorphologic step above ^rni Kal (Ogrin & Mu`ina, 2005). The proposers of the project »Preservation and protection of endangered habitats and species in the region of Kra{ki rob« (Sovinc & Li-pej, 2003) extended the meaning of this term to the region from the cliffs at the village and castle of Socerb to the Kav~i~ hill (883 m) above Rakitovec at border with Croatia, although it does not represent a geomorphologic boundary. The term Kra{ki rob was rapidly accepted, although variously understood by various authors, in the most extreme case even for the extent from Devin to Mt.U~ka. If considering the idea of authors of the term Kra{ki rob and the dimension of the Kra{ki rob 43 geomorphologic step within the subthrust-ing belt, it seems the most appropriate to use the term karst edge with lowercase initial for the geomorphologic step between Ti-mavo and Mt. U~ka that represents a more or less wide border belt of steep carbonate slopes and precipitous cliffs between the karstic plateaus of ^i~arija and Kras as opposed to flysch Istria and the coasta Trieste flysch belt. The western slope of the ridge south of U~ka does not correspond to definition of the karst edge. For cliffs above the Osapska reka river valley and upper Ri`ana river we use Kra{ki rob (»Karst Edge«) with major initial as a landscape term already accepted by the Slovenian general and professional public (fig. 5). Definition of subthrustiung belt and explanation of its internal structure would require a more detailed analysis of relationships between geologic structure and geo-morphology, and analysis of colonization and habitat specificity of the karst edge. As an examle, on fig. 6 appears in a synthetic profile the position of villages and fields in an area of the graded geomorphologic step. The settlements in this model are localized on larger thrust nappes, in shelter sites under the cliff of the subsequent thrust unit, while village fields extend on the levelled part of the thrust unit. Such villages are for example Bagnolli (Boljunec), S. Dorligo d´ Valle (Dolina), Kastelec, ^rnoti~e, Osp, Gabrovica, Bre`ec near Podgorje, Zazid, Rakitovec, Dol near Hrastovlje, Kubed, Gra~i{~e, Smokvica, Movra`, Dvori above Mlini, Mlini, and a few more. The described characteristics is connected with the geo-morphologic step, and is specific for the karst edge. It is the dinaric type of colonization which is specific with regard to over-thrusting tectonics. As a similar type of co-lonizastion in dinaric belt occurs also along the karst poljes that are not connected with overthrust tectonics, it would make sense to distinguish between two subtypes. The second example is connected with development of farming on terraces in areas of flysch overthrusting on flysch. The over-thrusting zones are here up to several hundred meters thick. If they pass along flysch bedding planes with alterations of 10 to 20 cm thick sandstone and sandy marl layers, these beds are heavily folded, or there develop from system fissures duplications of overthrust sandstone bodies of 30 or 40 cm in size. The latter are used as natu- ral bricks for erecting walls of terraces, and the crushed and weathered marl as material for soil on them (fig. 7). Sandstone is broken into pieces also in the folded parts of overthrust zones. A characteristic case is presented by the terraces on the Krasca hill northeast of Kubed, situated within the Hrastovlje thrusting zone, the structure of which is visible along the regional road Ri`ana–Kubed in the entire northeastern slope of Krasca and across its ridge. The dip of the Hrastovlje thrust zone can be observed on the southeastern slope of the Vrh hill above Hrastovlje (fig.8). The thrusting zones within the subthrusting belt that are the basic geologic-structural construction element of the karst edge, extend also as far as to the range of villages of Dekani, Muggia (Milje), Ankaran, Marezige, which, however, are located outside the geomor-phologic step. Therefore the cultural landscape based on the phenomenon of thrust zones should be considered as an important, though unspecific element of the karst edge. There are several colonization and cultural landscape patterns in the area of the karst edge. They will have to be studied in more detail in connection with the type of the structural-geologic model. This model, however, has a considerable lateral variability. Let me thank at this occasion most car-dially doctors J. Kunaver and D. Ogrin for their assistance in manysided consideration of the Karst edge which helped me to reach the definitive conclusion. Literatura - References Bla{kovi}, I. & Aljinovi}, B. 1981: Mi-krotektonski elementi kao osnova za model tektonske gra|e {ireg podru~ja Kvarnera (Mi-crotectonic elements as a basis for tectonic model of the broader Kvarner area). Simp. Kompleksna naftno-geolo{ka problematika pod-morja i priobalnih djelova Jadranskog mora, Split, Zbornik radova (Proceedings), 87–100, Zagreb. Buser, S. 1972: Geologija Slovenskega pri-morja. V bro{uri Ekskurzije, 3–9, 6. kongres spe-leologov Jugoslavije, Se`ana – Lipica. Buser, S. 1976: Tektonska zgradba ju`noza-hodne Slovenije (Tektonischer Aufbau SüdwestSloweniens). – Geotektonika, geofizika, 3, 54–57, 8. jugoslovanski geol. kongres, 1974, Bled. Ljubljana. Calligaris, R., Forti, F. , Forti, Fu. & Libe-rio, N. 2003: La situazione geologica della »Car-sia Gulia« – con particolare riguardo al Carso 44 Ladislav Placer Classico ed Istria. – Hydrores 2002, 21–39, Trieste. Drobne, K. & Ogorelec, B. 2006: Inquadra-mento geologico del Paleogene nel SO della Slovenia / Geologic overview of the Paleogene of SW Slovenia/; Diva~a : stop 3. in: Melis, R, Romano, R., Fonda, G.(eds). – Giornate di paleontologia 2006, Trieste 8–11 giugno 2006: guida alle escur-sioni. Trieste: Editioni Univ. di Trieste, 35–45, figs 8–13, incl ref. 58–61, Trieste. Jurkov{ek, B., Toman, M., Ogorelec, B., [ribar, L., Drobne, K., Poljak, M. & [ribar, Lj. 1996: Formacijska geolo{ka karta ju`nega dela Tr`a{ko-Komenske planote, Kredne in paleogenske karbonatne kamnine, 1 : 50.000 (Geological map of the suothern part of the Tri-este–Komen plateau, Cretaceous and Paleogene carbonate rocks, 1 : 50.000). Geolo{ki zavod Ljubljana, pp 143, Ljubljana. Jurkov{ek, B. & Kolar-Jurkov{ek, T. & Ogorelec, B. 1997: Geologija avtocestnega odseka Diva~a–Kozina. – Annales, Ser. Hist. Nat., 7/11, 161–186, Koper. Kunaver, J. & Ogrin, D. 1993: Spodmoli v stenah kra{kega roba. – Annales, Ser. Hist. Nat. 3/3, 61-66, Koper Ogrin, D. & Mu`ina, D. 2005: Pokrajin-skoekolo{ke zna~ilnosti obmo~ja med Kav~i~em in Tinjanom. – Meje in konfini, 289–332, ured. Ro`ac Darovec, V., Univerza na Primorskem, Annales, Koper. Placer, L. 1981: Geolo{ka zgradba jugozahodne Slovenije (Geologic structure of southwestern Slovenia). – Geologija, 24/1, 27–60, Ljubljana. Placer, L. 2002: Predhodna objava rezultatov strukturnega profiliranja Kra{kega roba in Istre, AC Kozina – Srmin, Se~ovlje (Preliminary results of structural profiling of the Karst edge and Istria, Motorway Kozina – Srmin, Se~ovlje). – Geologija, 45/1, 277–280, Ljubljana. Placer, L., Ko{ir, A., Popit, T. , [muc, A. & Juvan, G. 2004: The Buzet Thrust Fault in Istria and overturned carbonate megabeds in the Eocene flysch of the Dragonja Valley (Slovenia). – Geologija, 47/2, 193–198, Ljubljana. Placer, L. 2005: Strukturne posebnosti severne Istre (Structural curiosity of the northern Istria). – Geologija, 48/2, 245–251, Ljubljana. Pleni~ar, M., Pol{ak, A. & [iki}, D. 1973: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, Tolma~ za list Trst. Beograd. Ri`nar, I., Koler, B. & Bavec, M. 2007: Recentna aktivnost regionalnih struktur v zahodni Sloveniji. – Geologija, 50/1, 111–120, Ljubljana. [iki}, D. & Pol{ak, A. 1973: Osnovna geo-lo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, Tolma~ za list Labin. Beograd. Sovinc, A. & Lipej, B. 2003: Life-Nature 2002, Ohranitev in varstvo ogro`enih habitatov in vrst na obmo~ju Kra{kega roba »http://www. zrs-kp.si./projekti/life/OpisProjekta.html« [iki}, D. & Pleni~ar, M. 1975: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, Tolma~ za list Ilirska Bistrica. Beograd. Kra{ki rob in Br`anija: zbornik ob 500-letnici fresk v Hrastovljah. Lekt. Ho~evar J., Pokrajinski muzej Koper, str. 152, 1990. GEOLOGIJA 50/1, 45–54, Ljubljana 2007 Monitoring of micro-deformations along Idrija and Rasa faults in W Slovenia Opazovanje mikro-deformacij ob Idrijskem in Baškem prelomu v zahodni Sloveniji Andrej GOSAR1,2 1Environmental Agency of the Republic of Slovenia, Seismology and Geology Office, Dunajska 47, Ljubljana, e-mail: andrej.gosar®gov.si 2University of Ljubljana, Faculty of Natural Sciences and Engineering, A{ker~eva 12, Ljubljana Key words: tectonic movements, active tectonics, monitoring, Dinaric fault system, Idrija fault, Ra{a fault, Slovenia Ključne besede: tektonski premiki, aktivna tektonika, monitoring, Dinarski prelomni sistem, Idrijski prelom, Ra{ki prelom, Slovenija Abstract Monitoring of tectonic movements along two active faults of Dinaric (NW-SE trending) fault system in W Slovenia using TM 71 extensiometers was set up in 2004. After two years ob measurements some clear trends of displacement were developed. The average left-lateral displacement along a crack in the inner fault zone of the Idrija fault in U~ja valley is 0.38 mm/year. Short term (10 months) rates were even greater and reached the value of 0.54 mm/year. Since the Idrija fault is considered as dextral strike-slip, is the observed left-lateral displacement explained by local permutation of principle stress axis. In the Ra{a fault monitoring site at the foot of Vrem{~ica Mt. at Ko{ana the average reverse uplift of hanging wall (SW) block of 0.24 mm/years and left-lateral displacement of 0.16 mm/year were established. Short term (9 months) vertical displacements reached the value of 0.53 mm/year. The oblique sense of displacement is in agreement with geological and seismological observations. Since there were no stronger earthquakes in the vicinity and time span of monitoring, no correlations were established with seismic activity. The observed displacement rates along monitored faults of up to 0.5 mm/year are consistent with the regional deformation rate in W Slovenia established from GPS measurements which is of the order of 2 mm/year. Izvleček V letu 2004 smo v zahodni Sloveniji pri~eli z opazovanjem tektonskih premikov ob dveh aktivnih prelomih Dinarskega prelomnega sistema z mehanskimi ekstenziometri TM 71. V dveh letih opazovanja so se razvili jasno izra`eni premiki, ki omogo~ajo prvo interpretacijo. Na razpoki v notranji coni Idrijskega preloma v dolini U~je smo izmerili levo horizontalno zmikanje s povpre~no hitrostjo 0,38 mm/leto. Hitrost premikov v kraj{em obdobju (10 mesecev) je celo ve~ja in dose`e 0,54 mm/leto. Ker je Idrijski prelom sicer desno-zmi~en, pojasnjujemo opazovan levi zmik z lokalno permutacijo glavne napetostne osi. Na razpoki v coni Ra{kega preloma v vzno`ju Vrem{~ice pri Ko{ani smo izmerili reverzno dvigovanje krovninskega bloka (SW) s povpre~no hitrostjo 0,24 mm/leto in levo horizontalno zmikanje s hitrostjo 0,16 mm/leto. Hitrost vertikalnih premikov v kraj{em obdobju (9 mesecev) dose`e 0,53 mm/leto. Opazovan po{evni zmik se ujema z geolo{kimi in seizmolo{kimi podatki. V obdobju meritev nismo ugotovili nobene korelacije med premiki in potresno aktivnostjo, vendar v bli`ini opazovanih prelomov v tem ~asu tudi ni bilo mo~nej{ih potresov. Opazovane hitrosti premikov ob obeh prelomih, ki so do 0,5 mm/leto, so pri~akovane glede na regionalno stopnjo deformacij, ugotovljeno z GPS meritvami, ki je reda velikosti 2 mm/leto. 46 Andrej Gosar Introduction Within the COST 625 action (Stemberk et al., 2003) we set up deformation monitoring of three active faults in W Slovenia using five TM 71 extensiometers. In the first half of 2004 two TM 71 instruments were installed in Postojna cave system on the Di-naric oriented (NW–SE) fault that is situated about 1 km north from Predjama fault ([ebela et al., 2005). The third and fourth instruments were installed in November 2004 on Ra{a fault at the SE foot of Vrem-{~ica Mt. and on Idrija fault in U~ja valley (Fig. 1). The fifth instrument TM 71 was set up in 2006 on Kne`a fault which is located between Idrija and Ravne fault. After two years ob measurements some clear trends of displacement were developed. Tectonics of W Slovenia Slovenia is situated at the NE part the Adria microplate, whose northern margin (Southern Alps-Dinarides) is highly deformed and backthrusted onto the central, less deformed part of the Adria microplate (Poljak et al., 2000). Collision of European and African plates results in predominantly N–S oriented recent principal stress direction in the region of Slovenia. This resulted in a system of conjugate strike-slip faults. In W Slovenia a right-lateral NW–SE oriented Figure 1. Micro-deformation monitoring sites equipped with TM 71 extensiometers on Idrija fault in U~ja valley (1) and on Ra{a fault at the foot of Vrem{~ica Mountain (2). Slika 1. Lokacije opazovanj mikro-deformacij s TM 71 ekstenziometri na Idrijskem prelomu v dolini U~je (1) in na Ra{kem prelomu v vzno`ju Vrem{~ice (2). Monitoring of micro-deformations along Idrija and Ra{a faults in W Slovenia 47 strike-slip faults prevail and in E Slovenia a left-lateral NE–SW oriented strike-slip faults. In addition there are several W–E oriented reverse faults and north verging thrusts. Adria’s major aseismic outcrop is the Istria peninsula. In northern Slovenia we observe a significant and sharp (few mm/ year) dextral (and transpressive) gradient in GPS velocities along the Sava fault and Periadriatic zone, suggesting that lateral extrusion in the NE Alps is still active and being driven by the CCW rotation of Adria (Weber et al., 2006). In External Dinarides GPS observations showed N- to NNE-di-rected movements in the range from 0.5 to 2 mm/year (Vrabec et al., 2006). The basic structural characteristic of the External Dinarides is a dense pattern of faults in a NW–SE direction, in addition to the thrusts with the south-westward direction of thrusting (Placer, 1981). In External Dinarides strike-slip and transpression displacement along NW–SE trending faults is present. Seismicity of W Slovenia The territory of Slovenia can be considered as one of moderate seismicity. No surface rupture related to an earthquake has been detected so far in Slovenia. In External Dinarides we find moderate historical and recent seismicity (Fig. 2). Data from the 4S"N- Figure 2. Seismicity map of Western Slovenia (EARS catalogue for the years 567–2004). Slika 2. Karta seizmi~nosti zahodne Slovenije (katalog ARSO za obdobje 567–2004). 14'E 48 Andrej Gosar last 20 years show that most earthquakes in SW Slovenia are situated along Ra{a and Idrija faults, delineated in NW–SE direction (Michelini et al., 1998). Focal mechanisms for the most earthquakes indicate right-lateral or reverse faults (Poljak et al., 2000). The strongest earthquake ever recorded in the Alps-Dinarides junction was the 1511 western Slovenia earthquake (M = 6.8). The exact location and mechanism of this event are still debated (Fitzko et al., 2005). Although strike-slip and thrust-type dominate, there are also a few earthquakes with normal-type faulting. From the fault plane solutions it is evident that the governing stress in the region runs approximately in a N–S direction (Poljak et al., 2000). The region of NW Slovenia undergoes a recent increase in seismic activity with two damaging earthquakes in the Upper So~a valley. The 12 April 1998 (Mw = 5.6) and 12 July 2004 (Mw = 5.2) earthquakes occurred on the NW–SE trending near-vertical Ravne fault in the Krn mountains at 7–9 km depth (Zupan~i~ et al., 2001). The focal mechanisms of both earthquakes show almost pure dextral strike-slip. Monitoring of micro-deformations with TM 71 extensiometers Within the COST 625 action five locations for TM 71 measurements of active faults in Slovenia were selected. Monitoring started in Postojna cave system on February 2004 ([ebela et al., 2005). In November 2004 two TM 71 instruments were installed on Idrija fault (U~ja) and on the Ra{a fault (Vrem{~ica) (Fig. 1). The fifth instrument in Slovenia was installed on Kne`a fault in November 2006 (Gosar et al., 2007). TM 71 extensiometer TM 71 is a mechanical extensiometer (Fig. 3) designed for installation on a narrow cracks (crack gauge) to monitor relative micro-displacements between both walls of the crack. It works on the principle of mechanical interference (Moire effect), and displacements are recorded by interference patterns of two optical grids (Ko{t’ák, 1991). The instrument provides three-dimensional results – displacement vector in two perpendicular planes (horizontal and vertical) and angular deviations (rotati- Figure 3. TM 71 instrument for monitoring micro-displacements in three-directions. Slika 3. In{trument TM 71 za meritve mikro-premikov v treh smereh. on). The sensitivity of the system is: 0.05– 0.0125 mm in all three space co-ordinates, and 3.2 10-4 in angular deviations (Stem-berk et al., 2003). The main advantages of this purely mechanical instrument are: it completely avoids the use of electrical transmission means, it furnishes good performances under severe outdoor conditions and has a long-term stability. TM 71 instrument was developed at the Institute of rocks structures and mechanics of the Czech academy of science (Ko{t’ák, 1991). Idrija fault The best morphologically expressed fault in the region of W Slovenia is the Idrija fault, which is clearly visible in topography and in aerial or satellite images. It extends from the Italian border near Bovec to the Croatia in Gorski Kotar (N of Rijeka), having a total length of more than 120 km (Fig. 1). The strongest historical earthquake in the region, the »Idrija« earthquake in 1511 with estimated magnitude of 6.8 and max. intensity X (Fig. 2), is usually related to this fault (Ribari~, 1979), but its exact location and relation to the faults in the region is still not clear (Fitzko et al., 2005). The second strongest known event with magnitude 5.6 happened in 1926 at the SE end of the Idrija fault. However, recent se-ismicity in the vicinity of this fault is rather low (Poljak et al., 2000). No terrestrial geodetic measurements of tectonic movements along Idrija fault were performed so far. In 1977 they established the geodetic network across the fault in Ka- Monitoring of micro-deformations along Idrija and Ra{a faults in W Slovenia 49 nomljica valley near Idrija and performed the first measurements, but later the measurements were never repeated (Kogoj, 1997). In November 2004 we installed the TM 71 device in the NW part of Idrija fault, where good exposure of the main fault zone was found in the U~ja valley near Bovec. The whole fault zone is here more than 1 km wide and was divided in outer and inner fault zone by ^ar & Pi{ljar (1993). The TM-71 instrument is installed on a prominent crack in the central part of the inner fault zone (Figs. 4 and 5) which cut 50 m high wall of a canyon. In first 10 months of measurements a clear trend of horizontal displacements y = + 0.54 mm/year was developed (Fig. 6). It was followed by an outlying measurement at the beginning of 2006. It was most Figure 4. Left: the crack in the inner zone of the Idrija fault in the U~ja valley. The arrow shows the location of TM 71 instrument. Right: The exposure of the fault plane 50 m from the crack shown in the left figure with clear striations indicating subhorizontal movements. Slika 4. Levo: razpoka v notranji prelomni coni Idrijskega preloma v dolini U~je. Pu{~ica ka`e lokacijo in{trumenta TM 71. Desno: izdanek prelomne ploskve 50 m stran od razpoke na levi sliki z izrazitimi drsami, ki ka`ejo na subhorizontalne premike. 50 Andrej Gosar [mm] displacement 0.8 Idrija fault ^J_^ 40.38 mm/yr | j 40.S4IT1 n/yr 1/7 v*^ Z \ years |pi/200] angular deviation 0 06 2004.5 ?no^o years Figure 5. The sketch of TM 71 instalation on the crack in the Idrija fault zone with indication of observed displacement. Slika 5. Skica namestitve TM 71 na razpoki v Idrijski prelomni coni z ozna~enim ugotovljenim premikom. probably caused by a mechanical impact on the instrument (fallen rock or ice), because later the same trend continued. The average displacement rate for the first two years of measurements is + 0.38 mm/year. In the same period no clear trend in angular deviation was developed in both planes. Relative movement between blocks shows left-lateral horizontal displacement (Fig. 5). This is unexpected result, because Idrija fault is considered as a dextral strike slip fault (^ar & Pi{ljar, 1993). There are clear geological evidences of dextral displacement for the geological history (Placer, 1982), but for recent times no direct proofs are available. Therefore the dextral strike slip movement was mainly inferred from the orientation of principal stress axis, which has N–S direction and from the fault plane solutions of two stronger earthquakes that occurred on parallel Ravne fault. Observed left-lateral displacement should be therefore explained by local permutation of stress direction inside very complex fault zone (Kav~i~, 2006). In any case longer observations and detailed tectonic mapping of complex Idrija fault cross-section in the U~ja valley are necessary to understand the relations between different cracks observed in outer and inner fault zone. X-axis (opening or closing the crack) shows clear seasonal effects, which are in good corre-Figure 6. Displacements and angular deviations recorded with TM 71 at the monitoring site U~ja on the Idrija fault. +x represents closing of crack, +y horizontal left-lateral slip, +z downslope slip of SW block. Slika 6. Premiki in kotne deformacije izmerjeni s TM 71 na lokaciji opazovanja U~ja na Idrijskem prelomu. +x predstavlja stiskanje razpoke, +y levo horizontalno zmikanje, +z spu{~anje SW bloka. Monitoring of micro-deformations along Idrija and Ra{a faults in W Slovenia 51 lation with recorded temperatures. On the other hand no trend was developed yet on z-axes. Ra{a fault The second important fault located approximately 25 km SW from the Idrija fault is the Ra{a fault (Placer, 1981), which can be clearly traced in a length of 50 km from Anhovo (N of Nova Gorica) in the So~a valley to the Sne`nik thrust at Ilirska Bistrica (Fig. 1). Main features related to this fault are: almost straight valley of the Ra{a river between Kobdilj and [tor-je and its clear expression in topography around Vrem{~ica Mountain. A cross-section of this fault is well exposed near Seno`e~e where the highway crosses the fault trace. Otherwise there are only few good exposures of the fault. The seismicity in the vicinity of the Ra{a fault is concentrated mainly in the Sne`nik Mt. area at its SE termination (Fig. 2). Hypocenters of the earthquakes in this area define a steeply NE dipping fault plane (Michelini et al., 1998). We explored the whole trace of the Ra{a fault to find a suitable location for installation of TM 71 extensio-meter. In spite of its clear expression in the topography we recognized that there are very few good exposures. The best location was found at the foot of Vrem{~ica Mt., on its SE side, near Ko{ana (Fig. 7). There are two abandoned quarries in the Upper Cretaceous limestone situated exactly at the fault trace. There is a plan to put the upper quarry again in operation, but the lower one is abandoned for more than 15 years and will remain closed. Therefore, it provides a suitable place for crack gauge measurements. The contact between Upper Cretaceous limestone to the NE and Palaeocene Kozina limestone to the SE (Buser et al., 1967) is exposed in this quarry, separated by the main fault zone, which is approximately 10 m wide. Therefore, it was not possible to install the instrument in the main fault plane, but we selected a parallel crack (Figs. 7 and 8) in the exposed wall of the quarry built of Cretaceous limestone. The measurements started in November 2004. In two years of observations the average reverse uplift of hanging wall (SW) block Figure 7. The quarry at the foot of Vrem{~ica Mt. near Ko{ana on Ra{a fault zone with location of TM 71 instrument. Slika 7. Kamnolom v vzno`ju Vrem{~ice pri Ko{ani v coni Ra{kega preloma z lokacijo in{trumenta TM 71. 52 Andrej Gosar Figure 8. The sketch of TM 71 instalation on the crack in the Ra{a fault zone with indication of observed displacement. Horizontal plane (left) and vertical plane (right). Slika 8. Skica namestitve TM 71 na razpoki v Ra{ki prelomni coni z ozna~enim ugotovljenim premikom. Vodoravna ravnina (desno) in navpi~na ravnina (desno). of – 0.24 mm/years and left-lateral displacement of + 0.16 mm/year were established (Figs. 8 and 9). Short term vertical displacements reached the value of – 0.53 mm/year (Fig. 9). The oblique sense of displacement is in agreement with geological and seis-mological observations. Focal mechanisms of some stronger earthquakes in the active zone of Sne`nik Mt., SE of the monitoring site, indicate strike slip and reverse character. X-axis (opening or closing the crack) shows clear seasonal effects, which are in good correlation with recorded temperatures. No trend in angular deviation was developed in both planes so far. Conclusions The observed displacement rates of up to 0.5 mm/year at both monitored active faults are consistent with the regional GPS deformation rate in W Slovenia established from GPS measurements which is of the order of 2 mm/year (Vrabec et al., 2006). Since there were no stronger earthquakes in the vicinity and time span of monitoring, no correlations were established with seismic activity. In addition to described monitoring sites in W Slovenia another one was set up in November 2006 at Kne`a fault near Tolmin (Zadlaz-^adrg). Acknowledgments The installation of TM-71 instruments in Slovenia was realised with the support of COST 626 action 3D monitoring of active tectonic structures. The author is grateful to Josef Stemberk and Blahoslav Ko{t’ ák for their cooperation in realisation of monitoring in Slovenia, to Toma{ Nydl, Lubomir Petro and Josef Hok for their help during installation of instruments and to Mojca Kav~i~ for taking regular readings. References Buser, S., Grad, K. & Pleni~ar, M. 1967: Basic geologic map of Yugoslavia, scale 1 : 100.000, sheet Postojna. – Federal Geological Survey, Belgrade. ^ar, J. & Pi{ljar, M. 1993: Cross section of the Idrija fault and the course of the U~ja valley regarding the fault structures. – Rudarsko-metalur{ki zbornik, 40/1–2, 79–91. (in Slovenian) EARS, 2004: Earthquake catalogue for the years 567–2004. – Environmental Agency of the Republic of Slovenia, Seismology and geology office. Fitzko, F. , Suhadolc, P. , Aoudia, A. & Panza, G.F. 2005: Constraints on the location and mechanism of the 1511 Western-Slovenia earthquake from active tectonics and modeling of macroseismic data. – Tectonophysics, 404, 77–90. Gosar, A., [ebela, S., Ko{t’ ák, B. & Stem-berk, J. 2007: Micro-deformation monitoring of active tectonic structures in W Slovenia. – Acta Geodyn. Geomat. 4/1, 87–98. Monitoring of micro-deformations along Idrija and Ra{a faults in W Slovenia 53 Figure 9. Displacements and angular deviations recorded with TM 71 at the monitoring site Vrem{~ica on the Ra{a fault. +x represents closing of crack, +y horizontal left-lateral slip, +z downslope slip of SW block. Slika 9. Premiki in kotne deformacije izmerjeni s TM 71 na lokaciji Vrem{~ica na Ra{kem prelomu. +x predstavlja stiskanje razpoke, +y levo horizontalno zmikanje, +z spu{~anje SW bloka. Kav~i~, M. 2006: Displacement measurements along some faults in W Slovenia by exten-siometers. Graduation thesis. University of Ljubljana, 118 p. (in Slovenian) Kogoj, D. 1997: Geodetske meritve stabilnosti tal ob tektonskih prelomih na obmo~ju Slovenije. – 3. strokovno sre~anje SZGG: Novej{i dose`ki na podro~ju geodezije in geofizike v Sloveniji : zbornik predavanj. SZGG, 133–144. Ko{t’ ák, B. 1991: Combined indicator using Moire technique. – Proc. 3rd int. symp. on field measurements in geomechanics. Oslo, 53–60. Michelini, A., @iv~i~, M. & Suhadolc, P. 1998: Simultaneous inversion for velocity structure and hypocenters in Slovenia. – J. of Seismology, 2, 257–265. Poljak, M., @iv~i}, M. & Zupan~i~, P. 2000: The seismotectonic charateristics of Slovenia. – Pure and Applied Geophysics, 157, 37–55. Placer, L. 1981: Geolo{ka zgradba jugozahodne Slovenije. – Geologija, 24/1, 27–60. Placer, L. 1982: Tektonski razvoj idrijskega rudi{~a. – Geologija, 25/1, 7–94. Ribari~, V. 1979: The Idrija earthquake of March 26, 1511 – a reconstruction of some seis-mological parameters. – Tectonophysics 53, 315– 324. Stemberk, J., Ko{t’ ák, B. & Vilimek, V. 2003: 3D monitoring of active tectonic structures. – J. of Geodynamics, 103–112. [ebela, S., Gosar, A., Ko{t’ ák, B. & Stem-berk, J. 2005: Active tectonic structures in the W part of Slovenia – setting of micro-deformation monitoring net. Acta Geodyn. Geomat., 2/1 (137), 45–57. Vrabec, M., Pavlov~i~ Pre{eren, P. & Sto-par, B. 2006: GPS study (1996–2002) of active deformation along the Periadriatic fault system in northeastern Slovenia – tectonic model. – Geol. Carpath., 57/1, 57–65. Weber, J., Vrabec, M., Stopar, B., Pav-lov~i~ Pre{eren, P. & Dixon, T. 2006: The 54 Andrej Gosar PIVO-2003 experiment: a GPS study of Istria peninsula and Adria microplate motion, and active tectonics in Slovenia. In: Pinter, N. et al. (eds.): The Adria Microplate: GPS Geodesy, Tectonics, and Hazards, 305–320, Springer. Zupan~i~, P. , Ceci}, I, Gosar, A., Placer, L., Poljak, M & @iv~i}, M. 2001: The earthquake of 12 April 1998 in the Krn Mountains (Upper So~a valley, Slovenia) and its seismotectonic characteristics. – Geologija 44/1, 169–192. GEOLOGIJA 50/1, 55–63, Ljubljana 2007 Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini Reasons and mechanism for soil sliding processes in the Rebrnice area, Vipava valley, SW Slovenia Jernej JEŽ Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, SI-1000 Ljubljana e-mail: jernej.jez@geo-zs.si Ključne besede: Rebrnice, plaz, niš, apnenčev pobočni grušč, Vipavska dolina Key words: Rebrnice, landslide, flysch, limestone scree, Vipava valley, Slovenia Abstract A motorway Razdrto-Podnanos is being built across Rebrnice area in Vipava valley. There is limestone scree material deposed on flysch rocks. Limestone scree is unstable and gradually slides downslopes because of slope inclination, underground water and clayey zones. Clayey zones have been created on the contact between scree and flysch rocks. Material movements can be observed on the surface but they were also measured in wells. Limestone scree composition and reasons for landslides were described in this article. Izvle~ek Trasa hitre ceste Razdrto-Podnanos prečka območje Rebrnic v Vipavski dolini, kjer so apnenčevi pobočni grušči odloženi na flišnih kamninah. Pobočni grušči so zaradi nagnjenosti terena, prisotnosti talne vode in zaglinjenih con, ki se pojavljajo na kontaktu grušča s flišem, nestabilni in postopoma drsijo po podlagi. Premiki se kažejo na površini, potrjujejo pa jih tudi meritve v vrtinah. V prispevku podrobneje opisujem sestavo poboč-nega grušča in navajam vzroke za nastanek plazov. Uvod Rebrnice obsegajo del jugozahodnega po-bo~ja Nanosa, med Podnanosom in Razdrtim. Proti zahodu prehajajo v Vipavsko dolino, proti jugovzhodu pa v Piv{ko kotlino. Obmo~je pre~ka regionalna cesta, trenutno pa preko Rebrnic gradijo tudi hitro cesto, odsek Razdrto–Vipava. V prispevku obravnavam pas ozemlja med kilometroma 4,7 in 6,3 omenjene hitre ceste. Pas zajema pobo~je od apnen~evih sten Nanosa do izravnave pri Lozicah, ki pripada zgornjemu delu Vipavske doline. Dana{nja geolo{ka struktura {ir{ega ob-mo~ja je posledica starej{e terciarne narivne tektonike (Placer, 1981). Kredni apnenci so narinjeni na eocenske fli{ne kamnine. Pas fli{nih kamnin, ki se ob južnemu robu Nanosa vle~e v Vipavsko dolino, pripada Sne-žni{ki narivni grudi (Placer, 1981; Janež et al., 1997). Na Snežni{ko narivno grudo je narinjen Hru{i{ki pokrov, ki zajema tudi Nanos. Zaradi mehanskega preperevanja in drobljenja zgornjekrednih rudistnih apnencev je nastala velika koli~ina apnen~evega pobo~nega gru{~a, ki se je odložil na spodaj leže~ih fli{nih kamninah. V okviru gradnje hitre ceste se v zadnjem ~asu izvajajo podrobnej{e geolo{ke raziskave terena. Zaradi neugodne kamninske zgradbe se gradbeniki pri gradnji nekaterih 56 objektov, predvsem vkopov in viaduktov, sre~ujejo s {tevilnimi problemi. Za utrditev omenjenih objektov se poslužujejo dragih podpornih konstrukcij. S pomo~jo podatkov zbranih pri inže-nirsko-geolo{kem kartiranju ter podatkov iz geomehanskih vrtin sem izdelal inženir-sko-geolo{ko karto v merilu 1 : 5000. Namen kartiranja je bil ugotoviti razprostranjenost pobo~nih gru{~ev in vpad fli{nih kamnin ter ugotoviti znake fosilnega plazenja gru{~ev. Na podlagi pridobljenih podatkov lahko pojasnimo dinamiko in mehanizem plazenja. Inženirsko-geolo{ka karta Rebrnice kot samostojna enota niso posebej obravnavane nikjer v strokovni literaturi. Kljub temu pa so mnogi avtorji pri opisovanju geologije Nanosa in Vipavske doline zajeli tudi ta del ozemlja. O veliki koli~ini gru{~ev v Vipavski dolini je pisal že Hacquet (1789). Kasneje so pri obravnavi {ir{ega obmo~ja o južnem robu Nanosa pisali Stur (1858), Stache (1889), Kossmat (1905), Winkler (1924) in Limanovsky (1910), v okviru izdelave Osnovne geolo{ke karte v merilu 1 : 100.000, listov Gorica in Postojna pa Buser (1986), Buser in sodelavci (1967) ter Pleni~ar (1970). Veliko podatkov je bilo zbranih tudi pri geolo{kem kartiranju posameznih izvirov in njihovih zaledij na obmo~ju Visokega krasa (Janež et al., 1997). Obravnavano ozemlje obsega del po-bo~ja ob odseku hitre ceste med 4,7 in 6,3 kilometrom in v {irini 2 km. Eocenske kamnine so razvite v zna~ilnem fli{nem razvoju. V glavnem se menjavajo sivi skrilavi laporovci in kremenovi ter apnen~evi pe-{~enjaki. Na redkih mestih izdanjajo debele plasti kalkarenita ter kalkrudita in plasti zelenkasto sivega glinavca. Generalni vpad fli{nih plasti je proti severovzhodu, plasti vpadajo v pobo~je. Z izjemo kalkarenitov in kalkruditov so fli{ne plasti nepropustne in tvorijo talno hidrogeolo{ko pregrado za kra{ke vode Nanosa (Janež et al., 1997). Na eocenske kamnine so narinjeni kredni apnenci, ki gradijo Nano{ko planoto. Jugozahodni rob planote sestavljajo debeloplast-nati organogeni rudistni apnenci zgornje-kredne, senonijske starosti (Buser, 1973). Debele plasti apnenca vpadajo proti severu oziroma severovzhodu, enako kot spodaj leže~e fli{ne plasti. Z mehanskim prepere- Jernej Je` vanjem in razpadanjem krednih apnencev nastaja pobo~ni gru{~, ki se v obliki meli{~ odlaga na fli{nih kamninah. Gru{~i, ki so na nekaterih mestih sprijeti v bre~o, pokrivajo približno 2/3 obravnavanega ozemlja. Izpod apnen~evih sten se obmo~ja gru{~a v jezi-~asti obliki {irijo proti dolini. Gru{~ tvori grebene oziroma rebra. Debelino sedimenta je na terenu težko dolo~iti, iz reliefnih oblik lahko sklepamo, da ponekod presega 30 metrov. Položaj in odnos krednih ter eocenskih kamnin in kvartarnih pobo~nih sedimentov je prikazan na sliki 1. Na sliki 1 je viden tudi profil A–B preko inženirsko-geolo{ke karte. Profil je lociran v bližini vasi Podgri~ in poteka v smeri NE– SW. Podatek o debelini pobo~nega gru{~a je pridobljen iz geomehanske vrtine VK-2 (Umek, 2000). Pobo~ni gru{~i in bre~e Ve~ji del Rebrnic pokrivajo pobo~ni gru-{~i in bre~e. Odnos med sedimenti je glavno gibalo pobo~nih procesov, ki se tu dogajajo. Njihovih izdankov je na obravnavanem terenu malo, zato podrobnej{i opis gru-{~ev povzemam po geomehanskih vrtinah in profilih v ve~jih vkopih. Vrtine locirane na pobo~nem gru{~u so prevrtale {tiri glavne horizonte (sl. 2). Zgornji horizont gradi apnen~ev pobo~ni gru{~. Sestavljajo ga raz-li~no veliki apnen~evi kosi ter skalni bloki. Ponekod je gru{~ sprijet v pobo~no bre~o. Kosi apnenca so ostrorobi, obi~ajno merijo od 5 do 15 cm, lahko pa se v gru{~u pojavljajo tudi ve~je skalne samice, ki merijo od 20 cm do 2 m. Skalni apnen~evi bloki in bre~a so delno zakraseli ali kavernozni. Gru{~ je svetlo rjave do sive barve, obi~ajno pe{~en, meljast ali lokalno zaglinjen. Gostoto gru{~a dolo~ajo zrna glinaste in meljaste frakcije. Obi~ajno je dobro prepusten. Zaledna voda se preceja {ele na dnu tega horizonta. Debelina horizonta se lokalno zelo spreminja, v eni od vrtin njegova debelina zna{a kar 45 metrov. Navzdol sledi drugi horizont, ki ga sestavlja pome{an gru{~ fli-{nih kamnin in apnenca. Tudi znotraj tega horizonta so posamezni ve~ji bloki apnenca, ki se jim pridružujejo kosi fli{nega pe- Slika 1. Inženirsko-geolo{ka karta dela Rebrnic s profilom Figure1. Engineerical-geological map of part of Rebrnice area with profile Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini 57 58 Jernej Je` Slika 2. Skica glavnih horizontov, ki sestavljajo pobo~ni gru{~ Figure 2. Sketch of the main horizons which compose scree {~enjaka. Pome{an gru{~ je navadno mo~-neje zaglinjen, kot ~ist apnen~ev gru{~. Voda se preceja po prepustnej{ih delih horizonta. V tretji horizont uvr{~am na mestu preperele fli{ne kamnine. Kamnine nastopajo delno kot poltrdna kamnina, delno pa so razpadle v glinast gru{~. Klasti laporov-ca in pe{~enjaka so veliki najve~ do 5 cm. Zaledna voda se tudi tu preceja po prepust-nej{ih delih horizonta. Gru{~ je temno siv do temno rjav. Spodnji, ~etrti horizont, zastopa kompaktna kamnina, ki jo sestavljajo fli{ni laporovci, meljevci in drobnozrnati pe{~enjaki. Na nekaterih obmo~jih, kjer fli{ne kamnine niso pokrite z apnen~evim gru{~em in bre~o, zgornja dva horizonta manjkata. Nadome{~a jih preperina fli{nih kamnin. Sestavlja jo glinena preperina z drobnim gru{~em fli{nih kamnin. Hidrogeolo{ke lastnosti apnen~evih po-bo~nih gru{~ev in bre~ se lokalno spreminjajo (Janež et al., 1997). V odvisnosti od zrnavosti in koli~ine glinene frakcije se od lokacije do lokacije precej spreminja predvsem prepustnost. Bolje prepustni gru{~i so sestavljeni iz debelih odlomkov apnenca in vsebujejo manj glinenih in meljastih zrn. V splo{nem velja, da so gru{~i dobro prepust- ni. Talna voda se v sedimentih pretaka po mo~neje zaglinjenih conah, ki se obi-~aj-no pojavljajo v spodnjem delu zgornjega apnen~astega horizonta oziroma znotraj drugega horizonta. Tovrstno pretakanje je bilo mogo~e zaznati tudi v mnogih geomehanskih vrtinah. Voda je potemtakem vezana na kontakt gru{~a s fli{em, ~eprav je tega težko natan~no dolo~iti, ker je ravno v coni, kjer se me{ata gru{~nat apnen~ev in fli{ni material. Pretakanje talne vode pod gru{~em dokazujejo tudi {tevilni izviri, ki se pojavljajo na spodnjih delih gru{~natih pokrovov (sl. 1). Pretakanje vode {e poslab-{a že tako slabe geomehanske lastnosti za-glinjenih con. Dinamika in vzroki plazenja Že sam položaj in razprostranjenost po-bo~nih sedimentov na Rebrnicah nam da slutiti, da se gru{~i v obliki razli~nih po-bo~nih procesov premikajo. Poleg tega nam to potrjujejo tudi premiki, ki so bili izmerjeni s pomo~jo inklinometrskih vrtin ter nekateri recentni plazovi. Znaki drsenja so opazni v deformacijah na obstoje~i Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini 59 regionalni cesti, v razpokah na nekaterih odsekih nove hitre ceste ter na po{kodbah objektov v vasi Lozice. Meritve premikov v geomehansko-inklinometrskih vrtinah kažejo premike reda velikosti nekaj milimetrov do maksimalno 15 milimetrov mese~-no. Navezujemo se predvsem na premike v vrtinah VK-2, VK-3 in POL-I1, ki so locirane na objektih Vkop Polance in viadukt Na Polancah (Umek, 2000, 2004). Približno 500 m severovzhodno od vasi Lozice, se je spomladi leta 2001 nad traso hitre ceste aktiviral plaz, imenovan Rebrnica. Nad ve~jim vkopom je drselo okrog 400.000 m3 pobo~nega gru{~a. Drsna ploskev se je oblikovala na meji med gru{~em in fli{nimi kamninami. Visoko v pobo~ju je nastal do 3 m {irok odlomni rob. Plaz so uspeli zaustaviti s sidrano pilotno steno. Apnen~ev material, ki nastaja pri mehanskem preperevanju apnencev jugozahodnega roba Nanosa, se v obliki meli{~ odlaga na spodaj leže~e fli{ne kamnine. Zaradi kontinuiranega pove~evanja koli-~ine materiala za~nejo meli{~a pod vplivom gravitacije drseti po podlagi. V zgornjem delu meli{~a drsijo po krožni drsini, kar dokazujejo {tevilne izravnave oziroma zatrepi, ki se vzdolž Rebrnic pojavljajo pod apnen~evimi stenami. Meli{~e, ki je obi~aj-no nagnjeno pod kotom 45°, je zaradi krožnega drsenja pri{lo v vodoraven položaj. V zaledju gru{~ so~asno na novo nastaja, zato se dogodki ponavljajo. Mlaj{a meli{~a pred seboj potiskajo starej{e pobo~ne gru{~e, ki so se med tem ~asom že lahko povezali v pobo~ne bre~e. Na tak na~in so pobo~ni gru{~i splazeli vse do doline. Vzroki za opisano plazenje ter manj-{e premike in zdrse se med seboj kombinirajo. Povpre~en nagib pobo~ja na Rebrnicah zna{a med 15 in 20°, kar teren uvr{~a med zmerno nagnjena pobo~ja. Strmeje je nagnjen le zgornji del pobo~ja, kjer nastajajo meli{~a. Zmeren nagib pobo~ja že omogo~a drsenje sedimenta pod vplivom gravitacije. Drugi vzrok so zaglinjene cone, ki se pojavljajo na meji med gru{~em in fli{nimi kamninami. Gline imajo slabe geomehanske lastnosti, znotraj njih se lahko oblikujejo drsne ploskve. Poleg tega se v teh conah pretaka podzemna voda, ki dodatno zmanj{u-je geomehansko trdnost gline. Tretji razlog so gradbeni posegi na trasi hitre ceste. Pri gradnji velikih vkopov skozi gru{~nate grebene se stabilnost pobo~nih sedimentov nad traso ceste mo~no zmanj{a. Zaklju~ki in razprava Dana{nji premiki velikih mas apnen~e-vih pobo~nih gru{~ev in bre~ na Rebrni-cah so le del plazenja, ki se je dogajalo že v preteklosti. To potrjuje jezi~asta oblika gru{~natih pokrovov, ki je zna~ilna za regionalne plazove (sl. 1). Me{anje apnen~e-vih kosov in kosov fli{nih kamnin v drugem horizontu, na kontaktu apnen~evega gru{~a s fli{em, je prav tako posledica fosilnega plazenja. So~asno z drsenjem so se me{ale preperele fli{ne kamnine z apnen~e-vimi kosi. V primeru, da bi bil apnen~ev gru{~ normalno odložen na fli{, me{anega horizonta ne bi bilo. Zaglinjene cone, ki se pojavljajo znotraj tega horizonta oziroma neposredno nad njim, omogo~ajo pre-cejanje talne vode. Voda pripomore tudi k nastanku drsne ploskve. Nazoren primer vpliva precejanja talne vode na nastanek drsne ploskve je razviden v inklinometrskih vrtinah VK-2, VK-3A in POL-I1. V vrtini VK-3A so zaznali premik na globini 15 metrov (Umek, 2004). Cono sestavlja delno vlažen zaglinjen gru{~ apnenca in fli-{a z vmesnim slojem rjave gline. V vrtini VK-2 je premik nastal na globini 26 metrov, v coni mo~no zaglinjenega drobnega gru{~a apnenca. Na globini 25,8 m so zaznali dotok podzemne vode. Tudi v vrtini POL-I1 so v coni zaglinjenega gru{~a apnenca in fli{a z vložki rde~erjave gline izmerili premik na globini 26 metrov. Sediment je mestoma vlažen. Dotok vode iz zaledja so v isti vrtini zaznali na globini 29,7 m. Obravnavane plazove uvr{~amo v posamezne kategorije. Glede na vrsto plaze~ega materiala spadajo med zemljinske plazove. Geolo{ka struktura in globina drsne ploskve jih ume{~ata med kompaktne regionalne plazove. Podolgovata oblika drsne ploskve pogojuje nastanek zdrsov po naprej pogojeni drsini, glede na hitrost zdrsa pa jih uvr-{~amo med po~asno plazenje. Oblika plazov je enostavna. Glede na vsebnost vode spada plazina med suhe plazine. Po~asno aktivno plazenje na Rebrnicah v tem trenutku ogroža regionalno in hitro cesto Razdrto–Vipava, medtem ko naselji Lo-zice in Podgri~ nista ogroženi. V prihodnosti bi lahko katastrofi~ni dogodki v smislu nenadnega hitrega zdrsa ve~jih koli~in gru{~a ogrozili tudi omenjeni naselji. Katastrofi~ne dogodke bi lahko povzro~ili neugodni naravni pogoji, kot so dolgotrajno deževje in potresi ali kombinacija obojega. 60 Inženirsko-geolo{ke raziskave z namenom odpravljati težave pri gradnji hitre ceste Razdrto–Podnanos so v zadnjem ~asu na Rebrnicah pogoste. Aktualna je tudi tema o pobo~nih procesih. Ker so omenjeni procesi neposredno vezani tudi na strukturno geo-lo{ke elemente, bi bilo v prihodnje smiselno natan~no strukturno geolo{ko kartiranje celotnega pobo~ja Nanosa med Razdrtim in Vipavo. S tem bi pridobili podatke o na-tan~nem poteku narivnice, o položaju in legi fli{nih plasti, o tektonski deformiranosti kamnin ter vplivu aktivnega narivanja na nastajanje plazov. Reasons and mechanism for soil sliding processes in the Rebrnice area, Vipava valley, SW Slovenia Introduction The Rebrnice area extends over the part of the southwest slope of the Nanos, between Podnanos and Razdrto. To the west, it proceeds to the Vipava Valley, to the southeast, to the Piv{ka kotlina basin. The area is crossed by a regional road. At the moment, a motorway section Razdrto–Podnanos is being built here. The area dealt with in the article stretches from the Nanos limestone walls to the flat land near Lozice, which is a part of the Upper Vipava Valley. Today’s geological structure of the broader area results from early Tertiary thrust tectonics (Placer, 1981). Cretaceous limestone is thrust on the Eocene flysch rocks. The belt of flysch rocks, going past the southern edge of the Nanos into the Vipava Valley, is a part of the Snežnik thrust sheet (Placer, 1981; Janež et al., 1997). The Hru{ica nappe together with the Nanos as a part of it is then thrust into the rocks of the Snežnik thrust sheet. Because of physical weathering of the Upper Cretaceous rudist limestone, a large amount of limestone scree material has been formed and deposited on the underlying flysch rocks. Recently, a lot of detailed geological investigations of the terrain have been conducted for the purposes of building the motorway. There are many problems concerning the building of some objects, such as digs and viaducts, because of unstable rock deposition. To consolidate them, expensive sustaining constructions have to be built. Jernej Je` With data, obtained from the engineeri-cal-geological mapping, and the ones gathered from the geomechanical wells, an en-gineerical-geological map has been made. The purpose of mapping was to find out the expansion of scree material and the dip of the flysch rocks as well as to disclose the signs of scree fossil sliding. On the basis of the collected data it is possible to explain the dynamics and the mechanism of sliding processes. An engineerical-geological map The Rebrnice area has never been dealt with as an independent unit in the literature separately although it has been included into the treatment of the Nanos and the Vipava Valley by many authors. Beside Hacquet (1789), who wrote about a huge amount of scree material in the Vipava Valley, there were many others who followed him later, dealing with the southern edge of the Nanos, taking into account broader area Stur (1858), Stache (1889), Kossmat (1905), Winkler (1924) and Limanovsky (1910). The geological situation of this area was also described while mapping the Basic Geological Map 1:100 000, as well as the Gorica (Buser, 1986) and the Postojna (Buser et al., 1967, Pleni~ar, 1970) map sheets. Many data were obtained from geological mapping of individual springs and its hinterlands in the High altitude karst area (Janež et al., 1997). The area consists of part of the slope at the motorway section between 4.7 and 6.3 km, in width 2 km. Eocene rocks are developed in a typical flysch. Mainly, there alternate grey shalley marlstone and quar-zitic and carbonatic sandstones. On few places outcrop thick layers of calcarenit and calcrudit as well as the layers of greenish grey claystone. The general dip inclines towards northeast, the rocks dip into the slope. With the exception of calcarenit and calcrudit, flysch layers are impermea-bil and form underground hidrogeological break for the Nanos karst water (Janež et al., 1997). Cretaceous limestones, of which the Nanos Plateau consists, are thrust on the Eocene rocks. The southwestern edge of the plateau is composed of the thick-layer organogenetic rudist limestone of the Upper Cretaceous, Senonian age (Buser, 1973). Both the thick limestone and the underlying Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini 61 flysch layers dip into the north or northeast. Physical weathering and the Cretaceous limestone disintegration cause the formation of scree material, which is then deposited on the flysch rocks in the form of slope talus. Scree material, which can in some places be formed as breccia, covers approximately 2/3 of the area. From under the limestone walls, the zones of the tongue-shaped scree material, which forms the ridges or ribs, expand towards the valley. The thickness of sediment is difficult to determine on the terrain. As it can be concluded from relief configurations, it exceeds 30 m in some places. The position and contact of both Cretaceous and Eocene rocks and Quaternary slope sediments are shown in Figure 1. In it, the profile A–B can be seen on the engineerical-geological map. It is located near the village Podgri~ and is directed NE–SW. The thickness of scree material is measured in the VK-2 geomechani-cal well (Umek, 2000). Scree material and breccia Larger part of the Rebrnice area is covered with scree material and breccia. The processes occurring there depend on the contact of the sediments. There are very few outcrops on the terrain, hence a detailed description of scree is taken from geomechanical wells and profiles in larger digs. The wells located on scree material have perforated four main horizons (fig. 2). The upper horizon is composed of limestone scree, namely limestone fragments and blocks of different size. Scree is sometimes transformed into breccia. Sharp-edged limestone fragments are 5 to 15-centimetre large. There can also appear 0,2 to 2 metre large individual blocks in scree material. Limestone blocks and breccias are partly karstified or cavernous. Scree is usually sandy, silty or locally clayey, ranging from fair brown to grey. The density of usually permeabil scree is determined by clayey and silty grains. Hinterland water is not filtered before the bottom of that horizon. The thickness of the horizon changes significantly; in one of the wells, for instance, measures 45 metres. Downwards, there follows the second horizon, composed of mixed talus of flysch components and limestone. Inside it are found individual larger limestone blocks together with fragments of flysch sandstone. Mixed talus is usually more clayey than pure limestone scree. Water is filtered thro- ugh more permeabil parts of the horizon. In-situ weathered flysch rocks, being partly semi solid rocks and partly disintegrated into clayey scree, form the third horizon. Marlstone and sandstone grains measure up to 5 cm. Also in this horizon is hinterland water filtered through more permeabil parts of it. Scree ranges from dark grey to dark brown. The lowest – fourth – horizon is of solid rock, composed of flysch marlsto-ne, siltstone and fine-grained sandstones. In areas where flysch rocks are not covered with limestone scree and breccia, the upper two horizons are missing. They are replaced by clayey weathered residual of flysch rocks with fine flysch scree. Hidrogeological characteristics of limestone scree and breccia change locally (Janež et al., 1997). Depending on gradation and the quantity of fine grains it is permeability that changes a lot. More permeabil scree consists of thick fragments of limestone which has fewer clayey and silty grains. In general, scree is of good permeability. Underground water flows into sediments between the more clayey zones, which are usually found either in the lower part of the upper limestone horizon or in the second horizon. This can also occur in numerous geo-mechanical wells. Therefore, water appears on the contact between scree and flysch. The contact is difficult to determine because it is found in the zone where scree limestone and flysch material are mixed. Underground water flows under scree, thus worsening the already bad geomechanical characteristics of the clayey zones. The flowing can be observed by numerous springs emerging in the lower parts of the scree cover (fig. 1). Dynamics and reasons for sliding processes Due to the position and extension of the sediments on the Rebrnice area, scree material moves in forms of various slope processes, which can be seen from the movements measured by means of inclinometer wells and by some recent landslides. Sliding has already caused the regional road deformations, the cracks on some new motorway sections and the damage on the objects in the village Lozice. The movements in geo-mechanical-inklinometer wells measure between a few millimetres and a maximum of 15 milimetres monthly. Taken into account are particularly the movements in the 62 Jernej Je` VK-2, VK-3 and POL-I1 wells, all located on the objects The Polance Dig and the Na Polancah Viaduct (Umek, 2000, 2004). Approximately 500 metres southeast of Lozice, above the motorway, the Rebrnica landslide activated in spring 2001. Above the larger dig slided around 400,000 m3 of scree material. A shear plane was formed on the edge between scree material and flysch rocks. There formed up to 3-metre wide scarp high in the slope. The landslide was stopped by the anchor pile wall. Limestone material, resulting from physical weathering of the Nanos southwestern edge limestone, is deposited on the underlying flysch rocks in the form of slope talus. Due to continuous increase of the quantity of material, slope talus starts to slide on the foundation because of gravity. In the upper part, it slides across the circular shear plane, resulting in numerous flat lands along the Rebrnice limestone walls. Slope talus, which is usually inclined by 45°, reached a horizontal position because of the circular sliding. In the hinterland, scree is formed simultaneously, hence the repeating of the processes. Younger slope talus pushes forward the older ones, which have meanwhile formed into breccias. Thus has the scree material slided downwards to the valley. Causes for such sliding and minor movements are combine with one another. Firstly, the Rebrnice slope is moderately-inclined with the average slope inclination of 15–20°, which can already cause the sediment to slide because of gravity. More inclined is only upper part of the area, where slope talus is formed. Secondly, on the contact of scree and flysch rocks there appear clayey zones with bad geomechanical characteristics. Shear planes are formed there. Besides, underground water flowing in those zones, adds to the decrease of clay geomechanical solidity. Lastly, with building dips through scree ridges, the slope sediment stability above the motorway section is severely decreased. Conclusion Recent movements of large masses of limestone scree material and breccias are only a part of the sliding occurring already in the past. This can be seen from the tongue-shaped scree covers, which is typical of great regional landslides (fig. 1). Another consequence of fossil landslides is the mixing of limestone fragments and the fragments of flysch rocks in the second horizon, on the contact between limestone scree and flysch. While sliding, weathered flysch rocks mixed with limestone fragments. If limestone scree had been normally deposited on the flysch, there would have been no mixed horizon. Clayey zones, appearing inside this horizon or just above it, enable the filtration of underground water, which also adds to the formation of shear planes. The influence of filtration of underground water on the formation of a shear plane can be seen in the VK-2, VK-3A and POL-I1 inclinometer wells. In the VK-3A well the movement at the depth of 15 metres was observed (Umek, 2004). The zone consists of partly damp clayey limestone scree and flysch with the brown clay in between. In the VK-2 well the movement occured at the depth of 26 metres, in the zone of strongly clayey fine limestone scree. At the depth of 25.8 m the inflow of ground water was observed. At the depth of 26 m, the movement was measured in the POL-I1 well in the zone of clayey limestone scree and flysch with the insertion of reddish brown clay. The sediment is damp in some parts. In the same well, the inflow of hinterland water was observed at the depth of 29.7 m. The mentioned landslides can be arranged in separate categories. According to the type of sliding material, they belong to soil landslides. They can be grouped under compact regional landslides due to their geological structure and the depth of a shear plane. The emersion of slides on the well-known shear plane is conditioned by oblong shear plane shape condition. With respect to the slide speed, they are slow-sliding. The shape of landslides is simple. According to the quantity of containable water the scree material belongs to dry material. Although slow but active sliding in the Rebrnice area affects regional road and a motorway (Razdrto–Vipava), the villages Lozice and Podgri~ are not under threat. This could, however, change in the future in case of catastrophes, such as a sudden quick slide of larger quantities of scree, caused by unfavourable natural conditions (e.g. long-lasting rainfalls, earthquakes or a combination of both). There have been many engineerical-geo-logical investigations carried out in the Rebrnice area to resolve the difficulties in building a motorway Razdrto–Podnanos. Vzroki in mehanizem zemeljskega plazenja na Rebrnicah v Vipavski dolini 63 Issues concerning slope processes are also topical. Due to the fact that the processes are directly interconnected with the structural geological elements, a detailed structural geological mapping of the whole slope of the Nanos from Razdrto to Vipava would be appropriate. Thus the data on the exact position of thrust plane, flysch bed position, tectonic rock deformation and the impact of activity thrusting on the formation of landslides would be obtained. Literatura – References Buser, S. 1973: Tolma~ za list Gorica. OGK 1 : 100.000 – Zvezni geol. zavod, 50 p. Beograd. Buser, S. 1986: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Gorica. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Buser, S., Grad, K. & Pleni~ar, M. 1967: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Postojna. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Hacquet, B. 1789: Oryctographia Carniolica oder Physikalishe Erdbeschreibung des Herzogt-hums Krain, Istrien und zum Theil der benachtbarten Länder, 91 pp., Leipzig. Janež, J., ^ar, J., Habi~, P. & Podobnik, R. 1997: Vodno bogastvo Visokega krasa. Ranljivost kra{ke podzemne vode Banj{ic, Trnovskega gozda, Nanosa in Hru{ice, Geologija d.o.o, 1–167, Idrija. Kossmat, F. 1905: Geologische Spezialkarte etc. Blatt: Heidenschaft und Adelsberg 1 : 75.000, Geol. R.–A., Wien. Limanovsky, M. 1910: Wielkie przemieszenie mas skalnych w Dynarydach kolo Postojny. – Raz. Wydz. pryr. Akad. Umiej. Serye 3, 109–171, Krakow. Placer, L. 1981: Geolo{ka zgradba jugozahodne Slovenije. – Geologija, 24/1, 27–60, Ljubljana. Pleni~ar, M. 1970: Tolma~ za list Postojna. OGK 1 : 100.000 – Zvezni geol. zavod, 62 p. Beograd. Stache, G. 1889: Die Liburnische Stufe und deren Grenzhorizonte. Abh. k.k. geol. 1–170, Wien. Stur, D. 1858: Das Isonzo – Thal von Flitsch abwärts bis Görts, die Umgebung von Wippach, Adelsberg, Planina und Wochein. – Jahrb. Geol., 324–366, Wien. Umek, U. 2000: Geomehanska vrtina VK-2, vkop v P290. – GEOT d.d. Tehnolo{ki park Gradbenega in{tituta ZRMK, Ljubljana. Umek, U. 2004: Geomehanska vrtina VK-3A, vkop v P290, desno 12 m. – GEOT d.d. Tehnolo{ki park Gradbenega in{tituta ZRMK, Ljubljana. Umek, U. 2004: Geomehanska vrtina POL-I1, viadukt Na Polancah. – GEOT d.d. Tehnolo{ki park Gradbenega in{tituta ZRMK, Ljubljana. Winkler, A. 1924: Über den Bau der östlichen Südalpen. Mitt. Geol. Ges. 16, Wien. GEOLOGIJA 50/1, 65–76, Ljubljana 2007 Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov z mikrotremorji Study of the effects of local geological structure on seismic ground motion and building vulnerability with microtremors Andrej GOSAR1,2 1Agencija RS za okolje, Urad za seizmologijo in geologijo, Dunajska 47, SI-1000 Ljubljana e-mail: andrej.gosar@gov.si 2Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehni{ka fakulteta, A{ker~eva 12, SI-1000 Ljubljana Ključne besede: mikrotremorji, ambientne vibracije, metoda spektralnih razmerij (HVSR), mikrorajonizacija, oja~anje potresnega nihanja tal, potresna ranljivost objektov Key words: microtremors, ambient vibrations, spectral ratio method (HVSR), micozo-nation, seismic ground motion amplification, seismic building vulnerability Izvle~ek Primeri {tevilnih potresov v zadnjih desetletjih so pokazali, da je bil vpliv lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal pogosto podcenjen. Med metodami za ocenjevanje tovrstnih vplivov so se zelo uveljavili mikrotremorji. Metoda temelji na meritvah tresljajev naravnega in umetnega izvora. Spektralno razmerje med njihovim zapisom na horizontalni in vertikalni komponenti podaja lastno frekvenco sedimentov, ki so odloženi na skalni podlagi. Z meritvami v zgradbah pa ocenjujemo osnovne frekvence nihanja in tako dolo~imo obmo~je pove~ane ranljivosti objektov. S primerjanjem kart lastne frekvence sedimentov in meritev v zgradbah naredimo kvantitativno mikrorajonizacijo urbanih obmo~ij in dolo~imo obmo~ja, kjer obstaja nevarnost resonance med tlemi in objekti. V Sloveniji izvajamo raziskave z mikrotremorji v okviru projekta NATO Znanost za mir. Z meritvami v mreži to~k 200 m x 200 m poteka izdelava nove mikrorajonizacije obmo~ja Ljubljane. V Bov{ki kotlini smo z meritvami mikrotremorjev ugotovili, da so nekatere hude po{kodbe objektov ob potresih 1998 in 2004 posledica resonan~nih u~inkov med tlemi in objekti. Na obmo~ju Ilirske Bistrice se je prav tako pokazalo, da se ve~ina objektov po{kodovanih ob potresih nahaja v frekven~nem obmo~ju nihanja tal, ki se ujema s frekven~nim obmo~jem najve~je ranljivosti objektov. Abstract Examples of several earthquakes in last decades have shown that the influence of local geological structure (site effects) on seismic ground motion was often underestimated; the effects of the earthquake were therefore greater than expected. Especially dangerous is the situation when both the fundamental frequency of sediments and of structures are similar and a resonance occurs. Among the other methods for assessing the effects of local geology the use of microtremors achieved a recognition in the last decade. The method is based on measurements of ambient vibration of natural and artificial origin with three-component sensor. Spectral ratio between the records on horizontal and vertical component yield fundamental frequency of soft sediments deposited over hard bedrock. By measurements inside buildings the main building frequency in longitudinal and transverse direction and consequently the range of increased vulnerability is determined. By comparison of the fundamental frequency map of sediments and measurements inside buildings, we can perform quantitative microzonation of urbane areas and identify areas where the danger of soil-structure resonance exists. In Slovenia microtremors investigations are carried out in the frame of a NATO Science for peace project. By measurements in a very dense grid of 200 m x 200 m a new microzonation of Ljubljana will be performed. In the Bovec basin, where the site effects were very prominent during 1998 and 2004 damaging earthquakes, we found out that relative high damage to some buildings were caused by soil-structure resonance effects. In Ilirska Bistrica, which is one of the most seismically active regions in Slovenia, we also established that most of the buildings damaged during stronger earthquakes are located in areas characterised by the fundamental frequency of soil which coincide with the range of the main building frequencies. 66 Uvod V zadnjih dveh desetletjih je seizmologija mo~no napredovala pri razumevanju vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na nihanje tal in na u~inke potresov. Temu so botrovali nekateri potresi pri katerih so bili lokalni u~inki zelo izraziti, predvsem pa razvoj novih metod za njihovo vrednotenje. Najbolj znan je primer potresa leta 1985 magnitude 8,1, ki je katastrofalno prizadel Mexico City (10.000 mrtvih, 6 milijard dolarjev {kode), ~eprav je bilo žari{~e potresa ob tihomorski obali Mehike oddaljeno od mesta kar 400 km (Reiter, 1990). Do posebej mo~nega oja~anja nihanja tal v obmo~ju frekvenc, ki so ru{il-ne za visoke (5 do 15 nadstropne) zgradbe je pri{lo le v predelu mesta, ki je zgrajen na sedimentih izsu{enega jezera. U~inki potresa le nekaj kilometrov stran, kjer so tla iz magmatskih kamnin pa so bili zanemarljivi. Podobno je potres magnitude 7,1 leta 1908 na Siciliji poru{il kar 95 % zgradb v Messini (ve~ kot 82.000 mrtvih), medtem ko so bile zgradbe zgrajene na trdni skali le malo po-{kodovane. Tudi pri obeh potresih v Poso~ju leta 1998 in 2004 lahko velike razlike v po{kodbah objektov na obmo~ju Bovca, Kala–Koritni-ce, ^ezso~e, Drežnice in Drežni{kih Raven pripi{emo le delno razli~ni kvaliteti gradnje in zato razli~ni potresni odpornosti objektov, precej ve~ji pa je bil domnevno vpliv oja~anja potresnih valov v sedimentih, oziroma resonanci med tlemi in objekti. To so potrdile tudi raziskave opravljene po obeh potresih (Gosar et al., 2001; Gosar, 2007). Regionalne (državne) karte potresne nevarnosti zaradi velikega merila ne morejo upo{tevati vplivov lokalne geolo{ke zgradbe, zato je na njih veli~ina (intenziteta ali pospe{ek), ki opredeljuje potresno nevarnost, ocenjena za trdno geolo{ko podlago (skalo). Lokalne vplive pa kažejo karte potresne mikrorajonizacije, ki na obmo~jih z mehkej{imi sedimenti na povr{ju (na takih je zgrajena ve~ina naselij), dopolnjujejo karto potresne nevarnosti (Reiter, 1990). Za posebne objekte ({ole, bolnice, elektrarne itd.), katerih poru{itev ali po{kodba bi imela hude posledice, pa je pred gradnjo potrebno opraviti posebne {tudije. Metode mikrorajonizacije so se v zadnjih petdesetih letih precej spreminjale od kvalitativnih do vedno bolj kvantitativnih (Pitilakis, 2004). Dolgo ~asa so mislili, da zadostuje podrobna geolo{ka karta, s pomo~jo katere Andrej Gosar lo~imo sedimente glede na njihovo trdoto in ~e je mogo~e tudi debelino ter ocenimo t.i. prirastek seizmi~ne stopnje, ki pove za koliko bo intenziteta na neki lokaciji ve~ja kot na primerjalnih skalnih tleh. Sledile so metode, ki so uporabljale vsaj en koli~inski podatek. Navadno je bila to hitrost {irjenja strižnega valovanja v vrhnjih nekaj desetih metrih, kar so dolo~ili z razmeroma dragimi seizmi~nimi meritvami. Primeri {tevilnih potresov pa so pokazali, da u~inki niso odvisni le od lastnosti tal v katerih je objekt temeljen ali v zgornji plasti debeline nekaj deset metrov, ampak da pogosto na nihanje tal vpliva celoten paket sedimentov do skalne podlage. Temu spoznanju je sledil razvoj {tevilnih kvantitativnih metod vrednotenja vpliva lokalne geolo{ke zgradbe. Metode vrednotenja vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na nihanje tal ob potresu Kak{no bo nihanje tal v neki to~ki na povr{ju zaradi potresa je odvisno a) od ža-ri{~nih lastnosti potresa (magnituda; žari-{~ni mehanizem, ki pove kako potresna energija seva iz žari{~a potresa), b) od regionalne geolo{ke zgradbe, ki jo potresni valovi prepotujejo in c) od vplivov lokalne geolo{ke zgradbe oziroma mehkej{ih sedimentov, ki ležijo na skalni podlagi (Pitilakis, 2004). Ko se potresno valovanje približuje povr{ju in prehaja iz tr{ih kamnin v mehkej{e sedimente, se amplituda (premik, hitrost ali pospe{ek) nihanja spremeni v odvisnosti od razlike v akusti~ni impedance (zmnožek hitrosti valovanja in gostote) in se pove~a v mehkej{ih, manj gostih sedimentih. Poleg tega pa prihaja na mejah kamnin z ve~jo razliko v akusti~ni impedanci tudi do nastanka povr{inskih valov ter do ujetja valovanja v povr{inski plasti. Zato so amplitude in trajanje nihanja tal v dolinah in kotlinah, zapolnjenih s sedimenti, znatno ve~je kot na skali na njihovem obrobju (Kramer, 1996). Metoda referen~ne to~ke Najbolj{e podatke o tem, za koliko je nihanje tal na sedimentih mo~nej{e kot na skali, lahko dobimo, ~e postavimo en seizmograf na skalo v bližini roba kotline ali doline (re-feren~na to~ka), enega ali ve~ seizmografov pa na razli~ne lokacije na sedimentih (slika 1) in ~akamo, da se zgodi potres, ki pa mora biti dovolj oddaljen, da lahko vpliv Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov ... 67 žari{~a in regionalne poti zanemarimo (Borcherd, 1970). S primerjavo zapisov na sedimentih in na skali oziroma z izra~unom razmerja njihovih amplitudnih spektrov dobimo zelo dobre podatke za koliko nihajo tla mo~neje na sedimentih pri razli~nih frekvencah. ^e imamo na raziskovanem obmo~-ju vrtino, ki sega skozi sedimente do skalne podlage, lahko namestimo poseben seizmo-meter na njenem dnu in primerjamo zapis potresa s povr{ine s tistim iz vrtine (sli- ka 2). Kljub temu, da daje metoda referen~-ne to~ke zelo dobre podatke, ima nekaj ve~-jih pomanjkljivosti (Pitilakis, 2004). Prva je, da moramo na obmo~jih, kjer je malo potresov postaviti seizmografe za zelo dolgo ~asa in potem ~akati, da se bo zgodil primeren potres. Druga je, da navadno nimamo na voljo dovolj velikega {tevila seizmografov, ki bi jih lahko postavili na razli~ne lokacije in je {tevilo to~k, kjer lahko meritve izvedemo navadno precej omejeno. Tretja pomanjklji- Slika 1. Metoda referen~ne to~ke, pri kateri primerjamo zapis potresa v kotlini zapolnjeni s sedimenti z zapisom na skali na obrobju ali v podlagi sedimentov (Pitilakis, 2004). Fig. 1. Reference point method is based on comparison of seismogram recorded within the sedimentary basin with the one recorded at outcroping rock site or at the bedrock of sediments. 68 Andrej Gosar Slika 2. Metoda spektralnega razmerja med zapisom potresa na horizontalni in vertikalni komponenti na eni sami potresni opazovalnici, ki je postavljena na sedimentih (Pitilakis, 2004). Fig. 2. Method of spectral ratio between horizontal to vertical component of an earthquake recorded at single seismological station laying on sediments. vost pa je, da je pogosto težko najti dobro referen~no lokacijo, kjer ne bi bilo nobenih lokalnih vplivov (preperina na povr{ini, vpliv topografije). Metoda spektralnega razmerja ^e ni na voljo ustrezne referen~ne to~ke, se lahko temu problemu izognemo z uporabo metode spektralnega razmerja med horizontalno in vertikalno komponento se- izmi~nega zapisa na eni sami to~ki (Lermo & Chavez-Garcia, 1993). Osnovna predpostavka te metode je, da je na obmo~jih, kjer so plasti vodoravne, na vertikalni komponenti seizmi~nega zapisa ne zaznamo nobenega vpliva lokalne geolo{ke zgradbe, ki pa je prisoten na obeh horizontalnih komponentah (slika 2). Skupna pomanjkljivost obeh metod je, da moramo v obmo~jih z zmerno seizmi~no-stjo, kot je tudi Slovenija, navadno ~akati Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov ... 69 precej dolgo, da dobimo primeren zapis potresa za analizo. Zato so se v zadnjih dveh desetletjih pojavile tudi druge metode, med katerimi se je najbolj uveljavila metoda mi-krotremorjev. Metoda mikrotremorjev Z izrazom mikrotremorji ozna~ujemo stalno {ibko tresenje tal ali seizmi~ni nemir, ki je naravnega ali umetnega izvora. Naravne vibracije povzro~ajo morski valovi, ki butajo ob obalo, reke, slapovi in veter, umetne pa predvsem industrija in promet. ^eprav so že prej domnevali, da so lastnosti mikrotre-morjev povezane z lokalno geolo{ko zgradbo, sta {ele Nogoshi in Igarasi (1971) predlagala metodo, pri kateri iz spektralnega razmerja med horizontalno in vertikalno komponento zapisa mikrotremorjev dolo~i-mo lastno frekvenco sedimentov. Kljub temu se metoda v praksi ni uveljavila do leta 1989, ko je Nakamura (1989) objavil ~lanek, zaradi katerega nekateri imenujejo to metodo po njem. Metoda mikrotremorjev je v osnovi enaka zgoraj opisani metodi spektralnega razmerja, le da namesto podatkov potresa uporabimo kar seizmi~ni nemir, kar bistveno pove~a mersko u~inkovitost, saj lahko v kratkem ~asu izvedemo meritve na velikem {tevilu lokacij, kar prej ni bilo mogo~e (Bard, 1999). Kljub nekaterim kritikam, se je zato metoda v zadnjih petnajstih letih v praksi zelo uveljavila in ji ve~ina danes priznava uspe{nost. Zanimivo je, da teoreti~no ozadje te metode {e vedno ni povsem pojasnjeno in obstojata vsaj dve razli~ni razlagi povezave spektralnega razmerja horizontalne in vertikalne komponente mikrotremor-jev z lastno frekvenco sedimentov. Prav to in pa dejstvo, da dolgo ni bilo enotnega pristopa k izvedbi meritev in njihovi obdelavi, pa so bili glavni argument kritikov te metode (Mucciareli & Gallipoli, 2001). Ko pa so v okviru Evropskega projekta SESAME zelo podrobno raziskali vse okoli{~ine uporabe mikrotremorjev ter izdelali smernice za pravilno izvedbo, obdelavo in vrednotenje meritev (SESAME, 2004) ter zaradi o~itnih prednosti tovrstnih raziskav, je bilo njenih nasprotnikov vedno manj. Teoreti~no ozadje spektralnega razmerja mikrotremorjev Razlaga Nogoshija in Igarasija (1971) temelji na predpostavki, da sestavljajo mi- Slika 3. Rayleighjevi potresni valovi so glavna komponenta mikrotremorjev. Delci krožijo po elipti~ni poti v navpi~ni ravnini. Fig. 3. Rayleigh seismic waves are main component of microtremors. The particle motion is eliptical in a vertical plane. krotremorje v veliki meri povr{inski seiz-mi~ni valovi in sicer predvsem Rayleigh-jevi valovi. Za te valove je zna~ilno precej zapleteno nihanje delcev tal, ki opisujejo elipti~no pot v navpi~ni ravnini (slika 3). V seizmologiji so povr{inski valovi zelo pomembni, ker imajo ve~je amplitude od sicer hitrej{ih prostorskih valov ter zato ob potresu povzro~ijo najve~ {kode. Iz predpostavke Nogoshija in Igarasija (Bard, 1999) sledi: • spektralno razmerje horizontalne in vertikalne komponente (H/V) odraža predvsem elipti~nost Rayleighjevih valov, ki prevladujejo v vertikalni komponenti zapisa, • elipti~nost je odvisna od frekvence valovanja in v primeru, da je kontrast v akusti~ni impedanci med plastjo sedi-mentov na povr{ini in skalno podlago velik, pokaže H/V izrazit vrh pri lastni frekvenci plasti sedimentov, • do vrha v H/V razmerju pride zaradi tega, ker je smer v kateri krožijo delci pri Rayleighjevem valovanju odvisna od frekvence. Pri nizkih frekvencah je nasprotna smeri {irjenja valovanja, pri visokih frekvencah pa enaka smeri {irjenja. V ozkem vmesnem obmo~ju, ki ustreza lastni frekvenci sedimentne plasti pa nihanje delcev v vertikalni smeri izgine, kar se odrazi v izrazitem vrhu v H/V razmerju. Razlaga Nakamure (1989; 2000) pa temelji na predpostavki, da se v mehki plasti sedimentov vpliv povr{inskih valov tako zmanj{a, da ga lahko zanemarimo in je zato 70 spektralno razmerje H/V odvisno le od prostorskih, predvsem horizontalno polarizira-nih strižnih (SH) valov, ki se ujamejo v po-vr{inski plasti in zato registrirajo predvsem na horizontalnih komponentah, na vertikalni komponenti po skoraj ni~. Spektralno razmerje H/V tako neposredno pomeni prenosno funkcijo sedimentov za S-valove. V kasnej{ih modelnih raziskavah so se precej ukvarjali z deležem povr{inskih in prostorskih seizmi~nih valov v spektralnem razmerju H/V in dali prednost razlagi z Ray-leighjevimi valovi (Bonnefoy-Claudet et al., 2006). Raziskave z mikrotremorji Meritve Za meritve mikrotremorjev lahko uporabljamo obi~ajne {irokopasovne trikompo-nentne senzorje in seizmografe, ki jih sicer uporabljamo v seizmologiji za registracijo potresov. Izkazalo pa se je, da so kabli s katerimi povežemo senzor, seizmograf in vir napajanja pogosto vir mehanskih in elek-tri~nih motenj. Dodatna težava je v dolgem ~asu, ki ga po premikanju ali prevozu potrebujejo seizmolo{ki senzorji, da se umirijo in so pripravljeni za meritev. Zato so razvili posebne seizmografe za meritve mikrotre-morjev (slika 4) pri katerih so vsi elementi: elektrodinami~ni senzor, registrator in napajalne baterije integrirani v skupno ohi{je. Slika 4. Seizmograf za meritve mikrotremorjev Tromino. Fig. 4. Seismograph Tromino for measurements of microtremors. Andrej Gosar Težav s povezovalnimi kabli zato ni, zaradi majhne teže (1,1 kg) pa je celotna naprava tudi lahko prenosljiva. Pri svojih raziskavah uporabljamo {est seizmografov Tromino (Micromed, 2005). Zelo pomemben je dober stik senzorja s tlemi in njegov horizontalni položaj. Zato ima Tromino konice, ki jih privijemo v dno ohi{ja in pa libelo. Za dolo~itev položaja in sinhronizacijo notranje ure ima vgrajen GPS sprejemnik. Meritev na posamezni to~ki traja navadno 20 minut, kar omogo~a analizo podatkov do frekvence okoli 0,5 Hz, kar je tudi spodnja meja za vgrajen senzor. ~e želimo izdelati karto lastne frekvence se-dimentov, je priporo~ljivo izvajali meritve v mreži z gostoto 200–250 m. Pri meritvah se moramo izogibati mo~nej{emu vetru, dežju, bližini rek, industrijskim obratom in pro-metnej{im cestam, ki vna{ajo preve~ nezaželenih tresljajev (SESAME, 2004). Zato se izogibamo tudi gozdu in posameznim drevesom, ker se nihanje dreves v vetru preko korenin prena{a v tla. Obdelava podatkov Zapise seizmi~nega nemira (slika 5) najprej vizualno pregledamo in opredelimo ob-mo~ja posameznih mo~nej{ih motenj, ko je na primer mimo peljal tovornjak ali podobno. Celoten 20 minut dolg zapis razdelimo v 40 oken, dolgih po 30 sekund, in izlo~imo tista okna, kjer so mo~nej{e kratkotrajnej{e motnje. S Fourierevo transformacijo izra- Slika 5. Seizmi~ni zapis mikrotremorjev na dveh vodoravnih (N–S in E–W) in vertikalni (U–D) komponenti. Fig. 5. Seismic record of microtremors on two horizontal (N–S in E–W) and vertical (U–D) component. Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov ... 71 . i i !i i n Slika 6. Barvno kodirano razmerje horizontalne in vertikalne komponente za 30 s dolge odseke seizmi~nega zapisa. Fig. 6. Colour coded plot of horizontal to vertical spectral ratios for 30 s long windows of seismic record. ~unamo nato za vsa okna amplitudne spektre za vsako komponento posebej. Razmerje geometrijskega povpre~ja obeh horizontalnih komponent in vertikalne komponente prikažemo na diagramu, kjer so za vseh 40 oken z razli~nimi barvami prikazana ampli-tuda razmerja v odvisnosti od frekvence (slika 6). Tu lahko iz obdelave izlo~imo odseke z mo~nej{imi motnjami, ki se kažejo kot visoke amplitude (na sliki 6 so to posamezni pasovi visokih amplitud (rde~e) pod 1 Hz). Nato iz-ra~unamo povpre~ne amplitudne spektre za vse tri komponente (slika 7), ki pokažejo, da je amplituda mikrotremorjev na vertikalni komponenti v frekven~nem obmo~ju med 1,5 in 4,5 Hz znatno manj{a kot na obeh horizontalnih komponentah. Zato se na povpre~nem spektralnem razmerju med horizontalnima in vertikalnima komponentama (HVSR – horizontal to vertical spectral ratio) v tem obmo~ju pokaže izrazit vrh (2,8 Hz na sliki 8). Frekvenca pri kateri ima krivulja vrh, ustreza lastni frekvenci paketa sedimentov do prve izrazite geolo{ke meje oziroma do izrazitega kontrasta v akusti~ni impedanci kamnine. Amplituda tega vrha je odvisna predvsem od impedan~nega kontrasta in ne podaja faktorja oja~anja. Primerjava meritev z metodo referen~ne to~ke je pokazala, da je vr{na amplituda spektralnega razmerja mikrotremorjev v splo{nem manj{a od dejanskega oja~anja potresnih valov in lahko torej predstavlja le grobo oceno njegove spodnje meje (SESAME, 2004). Z metodo spektralnega razmera mikro-tremorjev lahko torej opredelimo predvsem lastno frekvenco sedimentov, torej pri kateri frekvenci bo pri{lo do oja~anja potresnih valov. Meritve v zgradbah Razli~no visoke zgradbe imajo razli~no lastno frekvenco nihanja. Poleg vi{ine ({te- N-S component E-W component Up-Down component Hz Slika 7. Krivulje amplitudnih spektrov, na katerih se jasno vidi razlika med horizontalnima in vertikalno komponento. Fig. 7. Amplitude spectral curves clearly shows the diffrenece between horizontal and the vertical components. 72 Andrej Gosar Slika 8. Povpre~na krivulja spektralnega razmerja horizontalne in vertikalne komponente z 95 % intervalom zaupanja. Izrazit vrh podaja lastno frekvenco sedimentov. Fig. 8. Average spectral ratio of horizontal to vertical component with 95 % confidence interval. Prominent peak gives the fundamental frequency of sediments. vila nadstropij) pa na to vpliva tudi vrsta gradnje (opeka, armiran beton itd.) in oblika zgradbe. Ocena lastnih frekvenc objekta v razli~nih smereh nihanja pa ni preprosta niti za objekte za katere imamo dobro dokumentacijo (n. pr. Kreslin et al., 2006). Metoda mikrotremorjev se je v zadnjih letih zato uveljavila tudi pri ocenjevanju lastnih frekvenc nihanja objektov v vzdolžni in pre~ni smeri (Gallipoli et al., 2004). Skupaj z meritvami na prostem povr{ju v bližini stavbe, s katerimi ugotovimo lastno frekvenco sedi-mentov lahko tako na dokaj preprost na~in ugotovimo ali obstoja nevarnost resonance med tlemi in objektom. Meritve v zgradbah izvedemo v vsaki etaži posebej. Za oceno osnovne frekvence nihanja lahko uporabimo kar amplitudni spekter ali pa razmerje spektrov zapisov iz vi{jih nadstropij proti tistemu iz pritli~ja ali kleti. Primer amplitudnega spektra dvonadstropne hi{e je na sliki 9b. Oba vrhova jasno odražata vzdolžno (8,5 Hz) in pre~no (7,8 Hz) osnovno frekvenco objekta. Meritve na prostem povr{ju so pokazale izrazit vrh v spektralnem razmerju pri 8 Hz in amplitudo 6,5 (slika 9a). Zaradi bližine vseh treh vrhov je nevarnost resonance med tlemi in objektom torej precej{nja. Raziskave v Bov{ki kotlini so pokazale (Gosar, 2007), da lahko precej-{en del mo~nej{ih po{kodb ob potresih 1998 in 2004 pripi{emo prav resonanci med tlemi in objektom. V Italiji je bilo opravljenih nekaj meritev mikrotremorjev v objektih, ki jih je kasneje prizadel mo~an potres. S ponovnimi meritvami v po{kodovanih zgradbah so ugotovili premik osnovnih frekvenc nihanja zgradbe proti nižjim vrednostim, kar je posledica strukturnih po{kodb (Gallipoli et al., 2004). Eden od namenov sistemati~nih meritev mikrotremorjev v zgradbah je torej tudi pridobiti referen~ne podatke, ki jih bomo v primeru mo~nej{ega potresa lahko primerjali z meritvami v objektih, ki jih bo po{kodoval potres. Raziskave v Sloveniji Raziskave z mikrotremorji izvajamo v Sloveniji v okviru mednarodnega projekta NATO Znanost za mir (Science for Peace): Assessment of seismic site amplification and seismic building vulnerability in Macedonia, Croatia and Slovenia. V projektu sodelujejo: iz Italije Univerza iz Bazilikate (Potenza) in Univerza iz Siene, iz Makedonije skopski In{titut za potresno inženirstvo in inženirsko seizmologijo, iz Hrva{ke Univerza v Zagrebu ter iz Slovenije Agencija RS za okolje, Urad za seizmologijo in geologijo. V okviru projekta bo po enotni metodologiji izdelana podrobna seizmi~na rajoni-zacija urbanih obmo~ij v razli~nih državah, ki bo opredelila tako lastno frekvenco sedi- Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov ... 73 Slika 9. Primerjava spektralnega razmerja meritev na prostem povr{ju (a) in amplitudnega spektra meritev v zgradbi (b), ki zaradi podobnih vrednosti vrhov kaže na nevarnost resonance med sedimenti in objektom. Fig. 9. Comparison between spectral ratio for free-field measurements (a) and amplitude spectra for measurements in building (b). Since all peaks occure at similar values, is the danger of resonance between sediments and structure considerable. mentov kakor tudi izbranih objektov in tako omogo~ila dolo~itev nevarnih obmo~ij resonance med tlemi in objekti, ki lahko znatno pove~a po{kodbe ob potresu. V Sloveniji so raziskave usmerjene na tri obmo~ja s pove-~ano potresno nevarnostjo in sicer Ljubljano, Bov{ko kotlino in Ilirsko Bistrico. Na obmo~ju Mestne ob~ine Ljubljana potekajo najobsežnej{e raziskave, saj bodo meritve izvedene na ve~ kot 1100 to~kah v mreži gostote 200 m x 200 m ter v ve~ kot 150 zgradbah (Zupan~i~ et al., 2006). Do za~etka leta 2007 je bila narejena izmera na ve~ kot 700 to~kah na prostem povr{ju (celotni južni in zahodni del Ljubljane) in v okoli 100 zgradbah. Cilj je izdelava nove karte potresne mikrorajonizacije, opredelitev obmo~ij z nevarnostjo resonance med tlemi in objekti ter pridobitev obsežne baze podatkov meritev v zgradbah. Prej{nja karta potresne mikrorajonizacije Ljubljane je bila izdelana v za~etku sedemdesetih let prej{njega stoletja (Lapajne, 1970) po danes zastareli metodologiji seizmi~nih prirastkov (Medvedev, 1965) na podlagi seizmi~nih refrakcijskih meritev hitrosti P-valov. Kasneje je bila izdelana {e mikro-rajonizacija po standardu Eurocode 8, ki dolo~a danes uveljavljene faktorje za raz-li~ne vrste tal (Zupan~i~ et al., 2004). Kar pa pri tem ni bilo novih terenskih raziskav, je karta namenjena le za uporabo v 74 Andrej Gosar Slika 10. Karta lastne frekvence sedimentov za obmo~je Galjevice v južnem delu Ljubljane, ki kaže dobro korelacijo med debelino sedimentov, ki nara{~a proti jugozahodu in zmanj{evanjem frekvence v isti smeri. Fig. 10. Map of fundamental frequency of sediments for Galjevica in the southern part of Ljubljana. There is a good correlation between thickness of sediments which increases towards the south-west and decrease of frequency in the same direction. Raziskave vpliva lokalne geolo{ke zgradbe na potresno nihanje tal in ranljivosti objektov ... 75 civilni za{~iti, ne pa tudi za projektiranje. Del karte lastne frekvence izdelan na podlagi mikrotremorjev za obmo~je Galjevice je prikazan na sliki 10 (Lenart, 2006). Na karti prikazano nižanje lastne frekvence od 9,4 Hz do 1,3 Hz odraža pove~evanje debeline sedimentov Ljubljanskega barja od Golovca, kjer permokarbonska podlaga izda-nja, proti jugozahodu do globine 35 m, kar je ugotovljeno z geofizikalnimi raziskavami in vrtanjem. Potresa 1998 in 2004 v zgornjem Poso~ju sta povzro~ila v Bov{ki kotlini po{kodbe na {tevilnih objektih, ki pa so bile razporejene zelo neenakomerno. Tega ne moremo razložiti le z razli~no potresno odpornostjo objektov, saj so bile ponekod novej{e hi{e, ki so praviloma grajene po bolj{ih (novej{ih) predpisih potresno odporne gradnje bolj po-{kodovane od starej{ih. Zato lahko del pre-cej{njih razlik v u~inkih potresa pripi{emo predvsem vplivom lokalne geolo{ke zgradbe. Preliminarne raziskave z mikrotremorji in modeliranjem na podlagi podatkov geofizikalnih raziskav po potresu 1998 so potrdile da je na nekaterih obmo~jih verjetnost resonance med tlemi in objekti velika (Gosar et al., 2001). Zato smo raziskave nadaljevali v okviru NATO projekta in izmerili 124 to~k na prostem povr{ju v celotni Bov{ki kotlini ter 25 objektov (Gosar, 2007). Izdelana karta lastne frekvence sedimentov je pokazala, da leži ve~ kot 60 % ozemlja v obmo~ju med 6 in 12 Hz, meritve v dvonadstropnih hi{ah, ki prevladujejo na tem obmo~ju pa, da sta njihova vzdolžna in pre~na lastna frekvenca v obmo~ju med 7 in 11 Hz. To kaže, da je nevarnost resonance med tlemi in objekti velika in lahko pojasni nekatere razmeroma velike po{kodbe objektov glede na magnitu-do in oddaljenost potresa. Raziskave potekajo tudi na obmo~ju Ilirske Bistrice, ki sodi med potresno najde-javnej{a obmo~ja v Sloveniji. Najmo~nej{i potres v prej{njem stoletju je bil leta 1956 z magnitudo 5,1 in najve~jimi u~inki VII. stopnje po evropski potresni lestvici (EMS). V Ilirski Bistrici je bilo po{kodovanih kar 60 % objektov, od tega 30 % huje. Mo~an je bil tudi potres leta 1995 (magnituda 4,4 in najve~ji u~inki VI. stopnje po EMS). Zadnji mo~nej{i potres je bil 24. aprila 2005 z ma-gnitudo 3,9 in najve~jo intenziteto V. stopnje po EMS (Vidrih & Godec, 2006). Ker leži velik del Ilirske Bistrice in sosednjih vasi na kvartarnih sedimentih, so tudi tu vplivi lokalnih tal na u~inke potresa znatni. Zato smo opravili meritve mikrotremorjev na 134 to~kah in izdelali karto lastne frekvence ter jo primerjali z razporeditvijo po{kodovanih objektov ob potresih 1995 in 2005. Primerjava je pokazala, da se ve~ina po{kodovanih objektov nahaja v frekven~nem obmo~ju nihanja tal, ki se ujema z frekven~nim obmo~-jem najve~je ranljivosti objektov. Zahvala Raziskave potekajo s finan~no podporo projekta NATO Znanost za mir: Assessment of seismic site amplification and seismic building vulnerability in Macedonia, Croatia and Slovenia. Zahvaljujem se sodelavcem pri projektu: Barbari [ket Motnikar in Poloni Zupan~i~ iz Urada za seizmologijo in Janezu Ro{erju iz Naravoslovnotehni{ke fakultete. Literatura Bard, P.Y. 1999: Microtremor measurements: a tool for site effect estimation? V: Irikura, K., Kudo, K., Okada, H., Sasatami, T. (ur.): The effects of surface geology on seismic motion. Balkema, 1251–1279. Bonnefoy-Claudet, S., Cotton, F. , Bard, P.Y., Cornou, C., Ohrnberger, M. & Wathe-let, M. 2006: Robustness of the H/V ratio peak frequency to estimate 1D resonance frequency. 3rd symp. on effects of surface geology on seismic motion, 361–370. Borcherdt, R.D. 1970: Effects of local geology on ground motion near San Francisco bay. Bull. Seism. Soc. Am., 60/1, 29–61. Gallipoli, M. R., Mucciarelli, M., Castro, R.R., Mochavesi, G. & Contri, P. 2004. Structure, soil-structure response and effects of damage based on observations of horizontal-to-vertical spectral ratios of microtremors. Soil Dyn. and Earthq. Eng., 24, 487–495. Gosar, A., Stopar, R., Car, M. & Mucciarel-li, M. 2001: The earthquake on 12 April, 1998 in Krn mountains (Slovenia): ground motion amplification study using microtremors and modelling based on geophysical data. – J. of Applied Geo-phy., 47/2, 153–167. Gosar, A. 2007: Microtremor HVSR study for assessing site effects in the Bovec basin (NW Slovenia) related to 1998 Mw5.6 and 2004 Mw5.2 earthquakes. – Engineering Geology, 91, 178–193. Kramer, S. L. 1996: Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, 653 str. Kreslin, M., Dol{ek, M. & Fajfar, P. 2006: Matemati~no modeliranje in analiza armiranobetonske stavbe po EC8. – Gradbeni vestnik, 55, 141–152. Lapajne, J. 1970: Seizmi~na mokrorajoniza-cija Ljubljane, geofizikalne raziskave, Neobjavljeno poro~ilo. Geol. zav. Ljubljana, 16. str. Lenart, A. 2006: Merjenje seizmi~nega nemira na Galjevici v Ljubljani za oceno oja~enja 76 Andrej Gosar nihanja tal ob potresu. Seminarska naloga, NTF, 12. str. Lermo, J. & Chavez-Garcia, F.J. 1993: Sitte effect evaluation using spectral ratios with only one station. – Bull. Seism. Soc. Am., 83/5, 1574– 1594. Medvedev, S. V. 1965: Inženjerska seizmolo-gija. Gra|evinska knjiga, 268 str., Beograd. Micromed 2005: Tromino, portable seismic noise acquisition system. User’s manual, 102 pp. Mucciarelli, M. & Gallipoli, M.R. 2001: A critical review of 10 years of microtremor HVSR technique. – Boll. Geof. Teor. Appl., 42, 255–266. Nakamura, Y. 1989: A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Q. R. Railway Tech. Res. Inst., 30, 25–33. Nakamura, Y. 2000: Clear identification of fundamental idea of Nakamura’s technique and its applications. 12WCEE, Auckland. Nogoshi, M. & Igarashi, T. 1971: On the amplitude characteristics of microtremor (part 2). – Jour. Seism. Soc. Japan, 24, 26–40. Pitilakis, K. 2004: Site effects. V: Ansal, A. (ur.): Recent advances in earthquake geotechnical engineering and microzonation. 139–197. Reiter, L. 1990: Earthquake hazard analysis. Columbia University Press, 254 str. SESAME 2004. Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations: measurements, processing and interpretation, 62 pp., http://sesame-fp5.obs. ujf-grenoble.fr/Delivrables/Del-D23-HV_User_ Guidelines.pdf Vidrih, R. & Godec, M. 2006: Potresi na Ilir-skobistri{kem. – Ujma, 20, 73–85. Zupan~i~, P. , [ket-Motnikar, B., Gosar, A. & Prosen, T. 2004: Karta potresne mikrora-jonizacije Mestne ob~ine Ljubljana. Potresi v letu 2002, 32–54. Zupan~i~, P. , [ket-Motnikar, B. & Go-sar, A. 2006: Ambient vibration measurements in Ljubljana, Slovenia. 1st Europ. Conf. Earth. Eng. and Seism., Geneve, 461–462. GEOLOGIJA 50/1, 77–96, Ljubljana 2007 PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface deformations - A case of NW Slovenia Primerjava uporabe metodologije PSInSAR in DInSAR za opazovanje premikov povr{ja - primer SZ dela Slovenije Krištof OŠTIR1 & Marko KOMAC2 'Znanstvenoraziskovalni center SAZU, Novi trg 2, 1000 Ljubljana, Slovenia; kristof@zrc-sazu.si 2Geološki zavod Slovenije, Dimičeva ul. 14, 1000 Ljubljana, Slovenia; marko.komac@geo-zs.si Key words: permanent scatterers, surface deformation, differential interferometry, InSAR, Slovenia Ključne besede: permanentni sipalci, deformacije površja, diferencialna interferometri-ja, InSAR, Posočje, Slovenija Abstract In the recent years radar interferometry (InSAR) has become an important tool in various studies. It can be used to produce accurate digital elevation models and observe small surface displacements. Differential interferometry (DInSAR) can detect movements in the radar look direction that are in the order of wavelength used, i.e. less than one centimetre with ERS data. In the presented study DInSAR has been used to observe surface movements in western Slovenia. Three ERS radar images have been supplemented with an external digital elevation model to produce three differential interferograms that temporally covered the Posočje earthquake, which happened on April 12, 1998. For the area around Bovec a land subsidence of approximately 0.5 cm has been observed; the largest movements detected exceeded 2 cm. DInSAR has been compared to the permanent scatterers interferometry (PSInSAR). Both methods are complementary and both have individual advantages and disadvantages. Izvle~ek Radarska interferometrija (InSAR) je razmeroma nova tehnika, ki se je v zadnjih nekaj letih uveljavila v najrazličnejših študijah. Najpomembnejše področje njene uporabe je izdelava digitalnih modelov višin in opazovanje majhnih premikov. Zelo uporabna je tudi diferencialna interferometrija (DInSAR), s katero lahko opazujemo premike tal velikostnega reda valovne dolžine uporabljenega radarskega valovanja, kar znaša pri satelitih ERS približno pol centimetra. V predstavljeni študiji so bili s tremi podobami območja Posočja in uporabo zunanjega modela višin ustvarjeni trije diferencialni interferogrami. Z upoštevanjem dejstva, da so modeli, dobljeni iz različnih interferogramov, odvisni, so bili določeni premiki, nastali ob potresu v zgornjem Posočju, 12. aprila 1998. Interferometrija je pokazala, da se je okolica Bovca v povprečju posedla za 0,5 cm, največji opaženi premiki pa znašajo več kot 2 cm. Opravljena je bila tudi podrobna analiza potenciala metode DInSAR in primerjava z metodo permanenthih sipalcev (PSInSAR). Metodi sta komplementarni, vsaka pa ima svoje prednosti in pomanjkljivosti. DInSAR namreč daje ploskovne rezultate, PSInSAR pa točkovne, vendar omogoča daljše časovno opazovanje, kar je še posebej pomembno v območjih pokritih z vegetacijo, kjer dekorelacija onemogoča uporabo tehnike DInSAR. PSInSAR predstavlja odlično alternativo tudi klasičnim geodetskih tehnikam, saj jih v mnogočem prekaša. Glavna prednost pred slednjimi je velika gostota merskih točk, dolgo časovno opazovanje ter možnost opazovanja brez predhodne namestitve instrumentov. V študiji zahodnega dela Slovenije je bilo mogoče opazovati več kot 20 točk na kvadratni kilometer v obdobju skoraj deset let z natančnostjo desetnike milimetra. Pokazalo se je, da so premiki, določeni z metodama DInSAR in PSInSAR, enakega velikostnega reda, a PSInSAR omogoča njihovo opazovanje skozi daljše časovno obdobje. Raziskava, predstavljena v tem prispevku, je pokazala, da je interferometrija permanentnih sipalcev zelo uporabna metoda, saj predstavlja nadgradnjo “klasične” DInSAR metode in se obnese bolje od nje povsod, razen na gosto naseljenih območjih, kjer je stopnja korelacije visoka tudi skozi daljše obdobje. Največje omejitve PSInSAR tehnike so zapletena interpretacija, nezveznost podatkov (DInSAR lahko služi kot dodatna informacija), neuporabnost metode za opazovanje poraščenih območij, omejeno obdobje ponovitve vzorčevanja, ki je vezano na povratno dobo satelitskega snemanja in neuporabnost metode za opazovanje hitrih premikov oziroma deformacij. 78 Introduction Radar interferometry (InSAR) is a relatively new technique based on stereo pairs of aerial or satellite imagery high resolution images of the Earth's surface. Its primary fields of application are the production of digital elevation models and detection of minor displacements or deformations in vertical direction. The latter is especially useful in areas where the deformations are hard to measure with classic methods (i.e. geodetic measurements). The accuracy of the digital elevation models is about 10 meters in the horizontal (location) and several meters in the vertical (elevation) direction. A special InSAR method, the differential interferometry, is a very useful method that can be applied in ground deformation detection and measurements in the range of the radar wavelength. For ERS satellites the radar wavelength is 5.6 cm resulting in displacement accuracy of approximately half a centimetre (O{tir, 2000, 2006). The radar interferometry approach uses complex satellite radar images that are composed of the amplitude and of the phase of the backscattered signal. The phase is dependent upon the surface's characteristics and the travelling distance of the radar signal (between the emitting antenna, the surface, and the receiving antenna). The advantage of having two images of the same area, taken from slightly different orbits, can be, considering the viewing geometry, exploited for creating the link between the interferogram (the phase difference of the two images) and the surface elevations. This principle can only be used if both images meet the requirements of interferometric analyses, which are 1) they both have to be acquired from orbits that are close to each other, which means that they have similar image acquisition geometry, and 2) the phase reflectance or geophysical properties of the surface must not change substantially between the acquisitions, which means that the time between acquisitions of the image pairs must be short enough to guarantee minimal distortion of the image (O{tir, 2000). Similarly, this principle can be used in differential interferometry (DInSAR) for the detection of small relative displacements or deformations from the set of three images of the ground area with similar image acquisition geometry. With this method, two inter-ferograms can be calculated and with their Kri{tof O{tir & Marko Komac comparison the differential interferogram is produced. One interferogram is created from the first two images and the second interferogram from the last two images. If no changes occurred, the differential inter-ferogram is equal to zero. If the phase reflectance has changed or if the surface has undergone deformations the differential interferogram will not be equal to zero. The phase reflectance represents noise and its elimination from further analyses is necessary, while the second factor enables accurate displacement detections (O{tir, 2000; Hanssen, 2005). Permanent (also persistent) Scatterers InSAR (PSInSAR) technique is an upgrade of DInSAR. For analytical purposes this method uses coherent radar targets that can be clearly distinguished in all images and do not vary in their properties (Ferretti et al., 2001). Based on their permanent properties they are called permanent scatterers. By using permanent scaterers the atmospheric effects can be filtered out and the temporal and geometrical decorrelation can be eliminated. The drawback of this method is a loss of data continuity. The data are a set of points with a density depending on the form and coverage of the surface. These coherent radar targets are abundant in urban areas, but are very scarce in the vegetated and mountainous areas. The theoretical background of interfer-ometry has been known for more than two decades and over fifteen years ago the first successful interferometric analysis was conducted (Zebker in Goldstein, 1986). The real breakthrough in the field of interferom-etry came in 1991 with the launch of the first European satellite for Earth observation, the ERS-1. Since then this technique has been applied in many fields of terrestrial research, from hydrology (Borgeaud & Wegmüller, 1997; Goldstein et al., 1989; Rodriguez et al., 1996), seismology (Massonnet et al., 1993; Massonnet et al., 1994; Dixon, 1995; Peltzer et al., 1996; Massonnet et al., 1996; Peltzer et al., 1999; Carnec & De-lacourt, 2000), glaciology (Mohr & Mad-sen, 1997), ecology (Dixon, 1995; Ludwig et al., 2000), volcanology (Massonnet et al., 1995, Salvi et al., 2004), subsidence (Ferretti et al., 2000), and slow-landslide detection (Ferretti et al., 2001; Hilley et al., 2004). Despite the wide range of applications, the interferometry still hasn't reached its full operational stage, either due to the PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface ... 79 lack of data processing standards, due to the complex software or because of the difficulties in combining interferograms. Since the PSInSAR technique is a relatively young method, which is only gaining its recognition among a wider user domain, its application is still very limited. This paper will in short present the theoretical background of interferometry, the differential interferogram analyses and the permanent scatterer technique. The results of the DInSAR and PSInSAR analyses in the upper So~a valley in north-western Slovenia will be compared and evaluated. Study area and data used The study area was defined as an intersection of DInSAR and PSInSAR data acquisition range (Fig. 1). The north-western part of Slovenia was chosen as the study area due to its neotectonic activity (Poljak et al., 2000; Zupan~i~ et al., 2001; Grenerczy et al., 2005) and due to a number of landslide, rockfall and debris flow occurrences (Komac et al., 2005). Prior to the PSInSAR data acquisition in the NW part of Slovenia, the DInSAR analyses were conducted in the Bovec basin in order to analyse the influence of radar interferogram combination on digital elevation and movement accuracy (O{tir, 2000). For the DInSAR analyses of surface deformations, related to the earthquake of 12th April 1998 in the So~a valley area, three ERS-2 satellite images were used. Images were acquired before and after the earthquake. The digital elevation model of the area was calculated from two images, taken before the event in the so-called tandem acquisition where satellites ERS-1 and ERS-2 acquired images with a 24-h delay. One day difference in image acquisition enables good coherence between images. The description of images used for the DInSAR analyses is shown in Table 1. Fig. 1. The study area is located in the NW part of Slovenia. Slika 1. Obravnavano obmo~je se nahaja v SZ delu Slovenije. 80 Kri{tof O{tir & Marko Komac Table 1. Description of images used for the DInSAR analyses of the study area Satellite Orbit Path Frame Date Time Use ERS-2 15235 351 2673 20.3.1998 9:56 deformations ERS-2 15736 351 2673 24.4.1998 9:56 deformations ERS-2 16237 351 2673 29.5.1998 9:56 deformations ERS-1 24888 351 2673 18.4.1996 9:56 elevations ERS-2 5215 351 2673 19.4.1996 9:56 elevations As a part of Interreg III B project Climate Change, Impacts and Adaptation Strategies in the Alpine Space (ClimChAlp) permanent scatterers in the north-western part of Slovenia, between Tolmin in the south and Kranjska Gora in the north, were analysed. The area extends over 700 km2. The primary goal of the research was to determine the slope mass movements using PSInSAR technique and at the same time to determine the use of this method for other geologically based applications. For this purpose 57 images from the descending orbits of ERS-1 and ERS-2 satellites were used. Images were acquired in the period between April 21st 1992 and December 29th 2000. As the reference image, the image taken on September 26th 1997 was selected. Based on the preliminary data analyses and geological prospection for the reference point (stable or a “zero“ displacement point), the location near the town of Tolmin was chosen. The location of the reference point is 46°11´3.44´´N, 13°44´45.12´´E, the velocity of the point – 0.13 mm/year and the overall coherence 0.84. The average density of permanent scatterers is 23 per square kilometre, and the minimum density required for analysis is 15 per square kilometre. Average displacements in the line of sight were determined for the whole population of targets with a coherence higher than 0.5. Altogether 16304 permanent scatterers were used. For approximately ten most reliable percent of the population (1646 PS with a coherence higher than 0.74) the displacement data of all 57 acquisitions were calculated. For these targets, time series of displacements from 1992 to 1994 and again from 1995 to 2000 was derived. Methodology Radar interferometry Radar interferometry is a technique that has been successfully applied in different fields. The Earth’s topography can be ob- served with interferometry by using two approaches, with either one or two passes (overflights). In the first approach emission and reception antennas are placed on the same platform (airplane or satellite), while in the second approach, which is usually used in satellite acquisition, the same or identical platform overflies the same area with a time lag from slightly shifted orbits (O{tir, 2000, 2006). All equations are taken from O{tir (2000). In Fig. 2 the two radar antennas, located in points O1 and O2, simultaneously observe the surface. Vector B is called baseline has a distance B, which represents the distance between the radar antennas, is inclined at angle L in respect to the horizontal plane. The first antenna (O1) is located at elevation H above the selected reference plane (h = 0). The distance between the antenna O1 and the observed surface is defined by r, while the distance between the antenna O2 and the same point on the observed surface is defined by r + d. The phase of the backscat-tered wave is: 2tu Eq. 1 where ? represents phase, indexes t and r represent emission and reception. The inter-ferogram of the images with a common emitter represents only the reception part of the phase since the distance from the emitting antenna to the target is the same for both receptors. This is due to the same location of emitting source and hence the difference is equal to zero. In the described case one antenna emits and receives the radar signal and the other only receives the signal. Both antennas are placed on the same platform, plane, space shuttle or satellite. A different situation occurs when there are two emitters located on the same platform or when the same antenna system images the same area twice. In this case the interferogram represents the difference of two distances between the antenna and the target. PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface ... 81 Fig. 2. The geometry of radar interferometry. Slika 2. Geometrija radarske interferometije. The interferogram is derived through an exact coregistration of images and through a complex multiplication of pixel values from the first image with the conjugated pixel values of the second image. The phase difference is defined as: ¦*-A-f, 8 = 2np Eq. 2 Eq. 3 where p stands for the number of emitting antennas (p = 1 for one source and p = 2 for two sources/antennas). The phase that is shown on the interferogram is a modulus of absolute phase. The procedure of defining the absolute phase ? from the measured phase ?M is called phase unwrapping. The phase difference between both signals depends upon the geometry of observation and upon the height (h) of the target above the reference plane (h = 0). Considering the fact that observation geometry can be influenced or defined with adequate accuracy, the elevation of targets h(x,y) can be determined. The achieved accuracy can be in the range of several metres, with the precondition of phase uncertainty elimination. From Fig. 2 the following two rules can be concluded: h = H -rcosd, and Eq. 4 y = rsmO, Eq. 5 where 6 represents the incidence angle of the radar signal to the Earth's surface and hence the angle of observation. From Eq. 2, 3 and 4 the desired elevation of the target or the surface can be derived: Ky> ^) = H - y x ctg lg - aresin sin \2jcpB Eq. 6 Elevations derived from radar interferom-etry represent the average elevation of the pixel (or the basic resolution element) in the image. Usually the size of the pixel is ten or several tens of metres. With the ERS satellite data the resolution achieved can reach between 20 and 25 metres. Displacement observation using DInSAR What happens with interferograms if deformations of the surface occur between two acquisitions? Is it still possible to define the topography of the surface? The answer to these questions depends upon the dimen- 82 sion of the difference or deformation. If the relative position of scatterers within a pixel changes for more than the wavelength of used radar signal, the measurements can’t be conducted. In that case the phase correlation is lost and the comparison of images or production of topography is impossible. The only information available is that differences are greater than the wavelength, not even knowing in which direction they occurred. The differences of two elevation models which were calculated one from the image-pair acquired before and the other from the image-pair after the event (i.e. earthquake, subsidence…) can be used to determine surface deformation. The accuracy of such surface deformation model is identical to the accuracy of primary elevation models. In case of ERS satellites the accuracy would be several metres (O{tir, 2000; Hanssen & Ferretti, 2002; Hanssen, 2005). Deformations can also be observed when the displacements on the surface are coherent and spread over several neighbouring pixels. In this situation the user assumes that the scatterers’ locations within a pixel haven’t changed, while the whole area of pixel and its neighbours has shifted upwards, downwards or to the side. In this case the phase comparison of images can be conducted. The so-called differential phase contains the information on the change in the direction of the observation or in the line-of-sight (LOS). The displacement measurement accuracy that can be achieved with differential interferometry is in the range of less than the radar signal wavelength. Usually the dimensions vary from several millimetres to several centimetres. With systems ERS-1 and ERS-2 that have the wavelength of ? = 5.6 cm measurement accuracy of half a centimetre can be achieved (O{tir, 2000). The high accuracy is the consequence of observing the difference of interferograms and not the actual elevation models or their changes. This enables the highly accurate target motion detection. To achieve such high accuracy of motion detection, a good knowledge about topography and the position and direction of the antennas is necessary. Phase difference measurements based on two successive radar images enable the definition of only one component of the movement vector in space, in the sensor-target direction (LOS). Only one-dimension measurements are a substantial drawback of this Kri{tof O{tir & Marko Komac technique, while the big advantage is the possibility of spatial coverage of the observed area. Combining the radar data from ascending and descending orbits in analyses would enable the definition of two components of movement, which is usually sufficient for analyses. Motion measurements with radar inter-ferometry depend upon the nature of the motion. There are two basic conditions for satisfactory results (O{tir, 2000): • Changes during the acquisition of images must not be too big. This applies especially to their gradient, which should not be too big within a pixel. • Radar scattering within a pixel at the time of acquisition must be as equal as possible. More precisely, the position of emitters within the observed resolution cell should not change more than 20% of the wavelength of the used microwave radiation. The first condition is generally not a major problem. If large changes occurred during image acquisition – e.g. due to a volcano outburst or a destructive earthquake – the elevation model before and after the event is simply subtracted. In this way changes within the range of several metres can be detected. Of course the production of a precise elevation model before and after the observed event may present a limitation of the described method. The second condition is considerably more problematic. When it is not fulfilled, we speak about time decorrelation. Time decorrelation is one of major problems in the use of radar interferometry, because it renders difficult or even impossible comparison of two phases of radar images. Decor-relation – partial or complete – can be observed in images obtained at a few hours’ intervals on areas covered with vegetation and exposed to wind. On the other hand a good phase correlation can be achieved even among images taken several months or even years apart. The condition for a high correlation between images is the observation of the surface which is not covered with vegetation, e.g. desert or urban areas. In general bare areas are more adequate than vegetated, dry areas are better than wet and radars with a larger wavelength are more appropriate than those with smaller. The difficulties with decorrelation can be solved by permanent scatterers technique, which takes into PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface ... 83 account only those areas (points) which are coherent (i.e. phase stable). In order to understand differential inter-ferometry we can imagine two radar antennas observing the Earth’s surface at different time intervals (O{tir, 2000; Hanssen, 2005; Hanssen & Ferretti, 2002). This is the so called repeat pass interferometry. The phase of an individual pixel in the radar image is equal to the sum of the travelling part (contribution due to the double path between the satellite and the observed area) and the radiation part (due to the interaction between the radar wavemotion and the ground). In case that the surface properties have not changed between image acquisitions, the radiation part may be removed by subtracting the phases of two images. Only the part remains that is directly related to the geometry of observation. If the approximation of parallel signals is again taken into account, the following equation is obtained S = Bsm(š-9) = B. Eq. 7 Here BB is a component of the baseline in the radar signal movement direction. If it is assumed that there is another interferomet-ric pair where one of the images is equal to the image in the first interferogram. In this case r and 6 remain unchanged, thus enabling the comparison of phases of individual pixels. The other interferogram has a different baseline B' and its orientation L'. If the equations are combined, the result for an interferogram pair is 4# ) B' dh ~ 36 dh ~ Asin0 r' Eq. 11 dfi _ An Since the baseline B is much smaller than the slanting distance r, phase difference is much more sensitive to surface movements than to changes in elevation. Radar interferometry enables the measuring of absolute elevation within some metres' accuracy, while movements can be determined with the precision of one centimetre or even millimetre. Satellite ERS, orbiting at the elevation H = 770 km and facing the Earth's surface at an average angle 6 = 23° with the wavelength X = 5.6 cm, has at a baseline B' = 300 m and the signal-noise relation SNR = 10 dB and phase error a = 0.6, an elevation error ah = 3.3 m. Under the same circumstances the inaccuracy of movement measurements 2,43 mm/leto (n = 5) 29,16 0,0092 3,35 3,53 (n = 244) – premiki > 0,0 mm/leto (n = 91) 8,21 0,0026 0,94 0,95 (n = 7260) je ve~je od 2,43 mm/leto (n = 5). Ob nedvoumnem aseizmi~nem premikanju lahko med decembrom 1996 in junijem 1997 opazujemo tudi nekatere izrazitej{e dogodke, ki bi jih lahko pripisali potresom (15. 2. 1997 ML = 2,3; 25. 4. 1997 ML = 2,3; 10. 5. 1997 ML = 2), vzrok za bolj intenzivne premike v marcu in aprilu 1996 nam ni znan, najverjetneje pa je povezan s sistemati~no napako. Lahko pa bi bil povezan tudi s kopi~enjem energije pred potresom 13. 4. (ML = 4) in popotresom 16. 4. 1996 v Furlaniji (Živ~i}, 2006). Slika 6 prikazuje primerjavo povpre~-nega vertikalnega relativnega »spu{~anja« PS v vasi Drežnica (n = 58) in povpre~ne-ga relativnega vertikalnega dviganja PS na obmo~ju Julijskega pokrova (n = 91), ki je Opazovanje vertikalne komponente recentnih premikov v Julijskih Alpah s PSInSAR metodo 105 Slika 6. Primerjava povpre~nih relativnih vertikalnih premikov za obmo~je vasi Drežnica, kjer se nahaja 58 PS (modra linija) s povpre~nimi relativnimi vertikalnimi premiki vseh 91-ih PS na obmo~ju Julijskega pokrova, ki se dvigajo (ocenjena povpre~na hitrost dviganja nad 0,0 mm/leto). Premiki PS so podani v mm. Vse vrednosti so projicirane na navpi~nico in predstavljajo vertikalne komponente relativnih premikov. Fig. 6. Comparison of average relative vertical component displacements of 58 PS in the Drežnica village and average relative vertical component displacements of all uplifting PS situated in the Julian nappe (n = 91; PS with average displacement velocity above 0.0 mm/year), shown in blue and red respectively. All displacements are given in mm and are projected to the vertical axis. prikazan tudi na sliki 5. Vas Drežnica se »spu{~a« s povpre~no hitrostjo 1,4 mm/leto glede na referen~no to~ko. V vasi Drežnica se v obdobju med 28. 2. in 9. 5. 1997 pojavi nenaden dvig celotnega obmo~ja za dobra 2,4 mm, kateremu sledi posedek, skoraj dvakratne velikosti (3,98 mm). Podobno gibanje je opazno pri povpre~ju hitrosti PS za obmo~je Alp s hitrostmi nad 2,43 mm/ leto (sl. 5), le da je smer gibanja nasprotna. Analiza podatkov o potresih v obdobju med oktobrom 1996 in oktobrom 1997 pokaže, da sta se med 29. 11. 1996 (ML = 1,6) in 15. 2. 1997 (ML = 2,3) na ožjem obmo~ju vasi Drežnica, v oddaljenosti najve~ 7 km (Živ~i}, 2006), zgodila dva potresa, ki sta o~itno (z zamikom) botrovala dogajanju na obmo~ju Drežnice. Primerjava podatkov je zanimiva zaradi nasprotne usmeritve trenda relativnega gibanja, ki nedvomno dokazuje pripadnost dveh obmo~ij dvema, med seboj povezanima tektonskima domenama. Slika 5. Grafi~ni prikaz povpre~nih premikov glede na referen~no to~ko v Tolminu, iz katerih ocenjujemo vertikalno komponento hitrosti premikanja PS na obmo~ju Julijskega pokrova glede PS na Tolminskem pokrovu. Prikazani so vertikalni premiki za skupine PS kot so razdeljeni v Preglednici 1. Trend dviganja, ozna~en z rumeno barvo, predstavlja povpre~je relativnih vertikalnih komponent premikov vseh 91-ih PS na obmo~ju Julijskega pokrova, ki se dvigajo (ocenjena povpre~na hitrost dviganja nad 0,0 mm/leto) glede na referen~no to~ko. Trend dviganja, ozna~en z modro barvo, predstavlja povpre~je relativnih vertikalnih komponent premikov 5-ih PS na obmo~ju Julijskega pokrova z najve~jimi relativnimi hitrostmi dviganja (zgornja 2,5 % populacije z ocenjeno povpre~no hitrostjo dviganja nad 2,43 mm/leto) glede na referen~no to~ko. Premiki PS so podani v mm. Vse vrednosti so projicirane na navpi~nico in predstavljajo vertikalne komponente relativnih premikov. Fig. 5. Displacement trends of PS within the Julian nappe according to the reference point. The trend indicated in yellow represents the average relative vertical component displacements of all uplifting PS situated in the Julian nappe (n = 91; PS with average displacement velocity above 0.0 mm/year), and the trend indicated in blue represents the average relative vertical component displacements of the group of most extreme uplifting PS, situated in the Julian nappe (n = 5 PS with average relative displacement velocity above 2.43 mm/year) according to the reference point. All displacements are given in mm and 106 Marko Komac & Milo{ Bavec V obdobju med 15. 3. in 18. 4. 1996 so vidni so~asni relativni spusti PS na obmo~-ju Drežnice in relativni dvigi PS na obmo~-ju Julijskega pokrova. Zrcalna slika pojava se ponovi v obdobju med 9. 4. in 14. 5. 1999, tokrat je relativni dvig opazen na obmo~-ju Drežnice in relativni spust na obmo~ju Julijskega pokrova. Glede na seizmolo{ke podatke (Živ~i}, 2006) menimo, da so to lahko koseizmi~ni premiki povr{ja. Koseizmi~ni premiki povr{ja ob potresu v Krnskem pogorju 12. aprila 1998 Kot že omenjeno se je v obdobju opazovanja obmo~ja raziskav z metodo PSInSAR na obmo~ju zgornjega Poso~ja zgodil mo~an potres z magnitudo MW = 5,6 (Gosar et al., 2001; Zupan~i~ et al., 2001; Bajc et al., 2001; Vidrih, 2006). O{tir (2000) je s pomo~-jo diferencialne interferometrije analiziral premike, nastale zaradi omenjenega dogod- ka. Obmo~je, analizirano z metodo DInSAR je na sliki 7 prikazano z zelenim odtenkom. Na obmo~ju Bov{ke kotline je dokazal minimalne vertikalne premike, nastale ob potresu 12. 4. 1998, ki se na obmo~jih prekrivanja s PS (sl. 7), pridobljenimi za predstavljene analize, statisti~no dobro ujemajo (O{tir & Komac, 2007). ^asovni potek premikov PS na obmo~ju, ki ga pokrivajo podatki (sl. 7), pridobljeni z obema metodama, kaže na opazno premikanje podlage Bov{ke kotline ob potresu in na popotresno uravnavanje povr{ja (sl. 8). Dobro opazni premiki po-vr{ja v vzhodnem delu Bov{ke kotline so se zgodili z manj{im ~asovnim zamikom glede na potres in so na PSInSAR podatkih opazni {ele v obdobju med 24. 4. in 29. 5. 1998, torej z zamikom dveh do desetih tednov. Pov-pre~ni relativni vertikalni posedek 21-ih PS zaradi potresa je bil, glede na njihovo stanje (torej ne glede na stanje referen~ne to~ke) na 24. 4. 1998 (–)8,4 mm. Temu posedanju Slika 7. Obmo~je vzhodnega dela Bov{ke kotline, kjer so bili izmerjene relativne vertikalne komponente premikov. Z rde~o barvo so ozna~eni PS, katerih premiki skozi ~as so prikazani na sliki 8 in v preglednici 2. Obmo~je, prikazano na sliki je v ve~ini pokrito s podatki DInSAR analiz, ki jih je opravil O{tir (2000). Fig. 7. East part of Bovec basin area where relative vertical component displacements have been measured. Red points represent PS for which temporal displacements are show in Fig. 8 and in Table 2. The area displayed in the Fig. 7 is almost whole covered with the DInSAR data, on which O{tir (2000) has performed analyses (shown in transparent green). Opazovanje vertikalne komponente recentnih premikov v Julijskih Alpah s PSInSAR metodo 107 Slika 8. Grafi~ni prikaz relativnih vertikalnih komponent premikov v vzhodnem delu Bov{ke kotline glede na referen~no to~ko. Lokacije PS so prikazane na sliki 8. Premiki PS so podani v mm. Vse vrednosti so projicirane na navpi~nico in predstavljajo vertikalne komponente relativnih premikov. Prikaz se nana{a le na obdobje med januarjem in septembrom 1998, torej nekaj mesecev pred in nekaj mesecev po potresu v Poso~ju na dan 12. 4. 1998. Fig. 8. Relative vertical component displacements of PS situated in the east part of Bovec basin according to reference point. Locations of PS are show in Fig. 7. All displacements are given in mm and are projected to the vertical axis. The figure only shows the displacement time span from January to September 1998, covering several moths before and after the 1998 Easter earthquake. The surface displacements related to the earthquake are well seen, first a subsidence of an average 8.4 mm occurred somewhere between two to ten week after the earthquake, followed by an uplift of an average 12.3 mm. The time lag of displacements could be the consequence of post-earthquake surface “equilibration” or a consequence of systematic error of data during their processing, but the later is of negligible possibility. je sledilo dviganje, v povpre~ju za 12,3 mm glede na stanje na 29. 5. 1998, v naslednjih obdobjih snemanja SAR podatkov pa so se povpre~ni relativni premiki umirili (preglednica 2). Relativni premiki glede na refe-ren~no to~ko so identi~ni, a imajo druga~e izražene vrednosti in so prikazani v preglednici 2. Iz slike 8 je možno jasno razbrati »nihanje« povr{ja med aprilom in avgustom 1998, ki bi lahko bilo posledica postopnega in zato ~asovno nekoliko zamaknjenega popotresnega uravnavanja povr{ja. ^asovni zamik premikov v odvisnosti od potresa bi lahko bil tudi posledica sistemske napake pri obdelavi podatkov PSInSAR, kar pa je malo verjetno. Zaklju~ki Julijske Alpe se v primerjavi s svojim predgorjem nedvomno dvigajo oziroma je vertikalna komponenta vektorja premikanja obrnjena navzgor. Pojav je bil v preteklosti že nakazan. Relativna hitrost dviganja posameznih to~k znotraj Pokrova Julijskih Alp, dobljena z metodo PSInSAR, je nekoliko druga~na od predhodno ocenjenih in je ocenjena na 3,35 mm/leto. Ob bolj konzervativni oceni, ki upo{teva vse dvigajo~e se PS (povpre~na relativna hitrost vertikalne komponente dviga je ve~ja od 0,0 mm/ leto) na obmo~ju Pokrova Julijskih Alp, je povpre~na hitrost dviganja ocenjena na slab milimeter na leto. Ocenjene hitrosti moramo razumeti z resnim pridržkom, ker so bile pridobljene na podlagi statisti~ne obdelave podatkov in brez dejanske terenske ocene PS. Bolj neposredno uporabna se je metoda izkazala za identifikacijo koseizmi~nih premikov na povr{ju. Najbolj izrazito reakcijo povr{ja smo ugotovili v Bov{ki kotlini in sicer v povezavi z velikono~nim potresom 1998. Nadaljevanja raziskav bomo usmerili v analizo horizontalne komponente premikov in geolo{ko oceno kvalitete in pomena posameznih permanentnih sipalcev. Zahvala Pri~ujo~a {tudija je bila sofinancirana iz kohezijskih skladov Evropske komisije skozi program Interreg IIIB – Alpine Space, iz 108 Marko Komac & Milo{ Bavec Preglednica 2. Relativne vertikalne komponente premikov PS, ki ležijo v vzhodnem delu Bov{ke kotline (slika 8), glede na referen~no to~ko. Prvi stolpec podaja identifikator PS-a, drugi in tretji njegovo geografsko {irino in dolžino, stolpec z oznako “v” predstavlja izra~unano povpre~no relativno vertikalno hitrost PS in “Koherenca” kvaliteto interference. Zadnjih sedem stolpcev prikazuje relativne vertikalne premike (v mm) glede na referen~no to~ko. Zadnja vrstica podaja povpre~ja za posamezne stolpce. Table 2. Relative vertical displacement components of PS situated in the east part of Bovec basin (Fig. 8) according to reference point. First column is PS identification, second and third represent geographical latitude (N) and geographical longitude (E) respectively. Column “v” represents average relative vertical velocity component of PS, and column “Koherenca” represents coherence level of each PS. Last seven columns represent relative vertical displacements (in mm) according to reference point. Last row represents average values for all 21 PS in the Table 2. # Geog. {irina (S) Geog. dolžina (V) v Koherenca Premiki glede na referen~no to~ko (mm) 09. 01. 98 20. 03. 98 24. 04. 98 29. 05. 98 03. 07. 98 06. 08. 98 07. 08. 98 11. 09. 98 05H30 46,330465° 13,569659° -0,80 0,92 -1,12 -0,26 -0,30 -8,81 5,09 -0,79 -0,34 -0,08 05H31 46,330425° 13,569679° -0,73 0,90 -2,03 0,30 -0,76 -9,10 2,92 -0,87 -0,01 -1,78 05H34 46,330254° 13,569843° -0,65 0,89 0,99 -1,28 -2,14 -11,17 4,53 -1,65 -0,09 -1,59 05H2Z 46,330501° 13,569660° -0,47 0,88 0,63 -0,33 -1,19 -8,85 8,52 -1,74 -1,51 1,79 05H35 46,330221° 13,569818° -1,03 0,87 0,18 -1,13 -1,99 -9,49 6,20 1,45 -1,28 -1,17 05H37 46,330140° 13,569872° -0,79 0,86 1,89 -1,14 -2,24 -10,18 5,99 0,21 -2,05 -0,73 05A1J 46,336699° 13,568143° -0,43 0,86 0,39 1,86 -0,17 -10,95 10,88 2,29 -0,81 0,22 05DAP 46,336427° 13,562688° -0,35 0,86 -0,61 0,91 -0,64 -7,99 5,09 0,96 -0,59 -1,15 05H2Q 46,330772° 13,570047° -0,37 0,85 1,16 -1,81 -1,84 -10,11 7,48 -4,14 0,13 -0,97 056B9 46,337858° 13,583440° -0,15 0,84 0,57 2,06 0,15 -6,46 2,05 1,02 -1,77 -0,64 05A1H 46,336732° 13,568162° -0,36 0,82 -1,62 1,40 -0,71 -8,75 9,51 2,05 -0,41 1,08 059ZP 46,337298° 13,569501° -0,08 0,80 -3,76 1,71 -0,44 -8,12 -6,21 -0,28 1,55 0,98 05A16 46,337110° 13,568084° 0,11 0,80 -1,21 0,34 -2,18 -9,22 12,00 2,13 0,61 -1,30 05H2R 46,330736° 13,570042° -0,78 0,78 1,64 -1,61 -1,67 -9,77 5,82 -0,51 -0,01 -0,53 05H2Y 46,330536° 13,569670° -0,59 0,77 1,75 -1,13 2,28 -11,81 5,24 -3,71 -3,12 2,00 056AY 46,338160° 13,583134° -0,02 0,77 -1,46 2,13 1,08 -5,90 -0,08 3,95 -5,13 0,64 059ZQ 46,337265° 13,569482° -0,77 0,75 -2,52 2,83 -1,14 -8,72 -10,48 1,69 0,13 -0,02 056AR 46,338222° 13,583447° 0,12 0,75 2,64 0,90 -0,58 -7,84 1,92 0,25 -2,86 0,34 059ZM 46,337348° 13,569657° -0,42 0,74 -4,23 2,84 0,63 -8,26 -3,03 0,39 3,34 1,57 059ZL 46,337366° 13,569778° -0,33 0,74 -2,50 -0,82 -0,68 -10,64 -6,43 1,81 0,95 0,82 056B7 46,337892° 13,583458° 0,63 0,74 1,61 1,17 0,55 -7,76 1,23 -3,54 -1,46 0,35 Povpre~je (n = 21) -0,39 0,82 -0,36 0,43 -0,67 -9,04 3,25 0,05 -0,70 -0,01 Opazovanje vertikalne komponente recentnih premikov v Julijskih Alpah s PSInSAR metodo 109 lastnih sredstev Geolo{kega zavoda Slovenije, sredstev Agencije za raziskovalno dejavnost R Slovenije in Ministrstva za okolje in prostor. Avtorja se zahvaljujeta sodelavcem, ki so kakor koli pomagali pri izdelavi analiz ali pa so s svojim znanjem in izku{-njami svetovali pri nastanku prispevka. Literatura Bajc, J., Aoudia, A., Sarao, A. & Suha-dolc, P. 2001: The 1998 Bovec–Krn mountain (Slovenia) earthquake sequence. – Geophys. Res. Lett., 28, 1839–1842. Bavec, M., Budkovi~, T. & Komac, M. 2005: Geohazard – geolo{ko pogojena nevarnost zaradi procesov pobo~nega premikanja. Primer ob~-ine Bovec = Estimation of geohazard induced by mass movement processes. The Bovec municipality case study. – Geologija, 48/2, 303–310, Ljubljana. Bianchi, M. & Ferretti, A. 2006: Land deformation monitoring using satellite radar data processed with the Permanent Scatterers Technique (POLIMI PS Technique TM). Processing Report Slovenia, western area ERS descending dataset (Poro~ilo o izvedbi analiz – 06.008C). – Tele-Rile-vamento Europa, 30 p., Milano. Buser, S. 1987: Osnovna geolo{ka karta SFRJ, list Tolmin in Videm, 1 : 100.000. – Zvezni geolo-{ki zavod, Beograd. Bürgmann, R., Hilley, G., Ferretti, A. & Novali, F. 2006: Resolving vertical tectonics in the San Francisco Bay Area from permanent scatterer InSAR and GPS analysis. – Geology, 34/3, 221–224. Carnec, C. & Delacourt, C. 2000: Three years of mining subsidence monitored by SAR in-terferometry, near Gradane, France. – Journal of Applied Geophysics, 43, 43–54. Colesanti, C., Ferretti, A., Prati, C. & Rocca, F. 2003a: Monitoring Landslides and Tectonic Motion with the Permanent Scatterers Technique. – Engineering Geology, 68, 3–14. Colesanti, C., Ferretti, A., Novali, F. , Prati, C., & Rocca, F. 2003b: SAR Monitoring of Progressive and Seasonal Ground Deformation Using the Permanent Scatterers Technique. – IEEE Transactions on Geoscientific Remote Sensing, 41, 1685–1700. Dixon, T.H. 1995: SAR interferometry and surface change detection (ed.). – Report of a Workshop Held in Boulder, Colorado : February 3–4, 1994, Universtity of Miami. (http://southport.jpl. nasa.gov/scienceapps/dixon/index.html, 2006) Dixon, H.T., Amelung, F. , Ferretti, A., No-vali, F. , Rocca, F. , Dokka, R., Sella, G., Kim, S.W., Wdowinski, S. & Whitman, D. 2006: Subsidence and flooding in New Orleans. – Nature, 441, 587–588. Ferretti, A., Bianchi, M., Prati, C. & Roc-ca, F. 2005: Higher-Order Permanent Scatterers Analysis. – EURASIP Journal on Applied Signal Processing, 20, 3231–3242. Ferretti, A. & Crespa, S. 2006: Advances in Differential SAR Interferometry: from DInSAR to PSInSARTM. – CSTARS “Height” Workshop October, 24th 2006, Miami, Florida. Ferretti, A., Prati, C. & Rocca, F. 2000: Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR in-terfe-rometry. – IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 38/5, 2202–2212. Ferretti, A., Prati, C. & Rocca, F. 2001: Permanent Scatterers in SAR Interferometry. – IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing 39/1, 8–20. Gams, I. & Ramov{, A. 1990: Julijske Alpe = Jullian Alps. – In: Javornik, M. (Ed.) Enciklopedija Slovenije, 4, Mladinska knjiga, 352–354, Ljubljana. Gosar, A., Stopar, R., Car, M. & Muccia-relli, M. 2001: The earthquake on 12 April, 1998 in Krn mountains (Slovenia): Ground motion amplification study using microtremorsand modelling based on geophysical data. – Journal Appl. Geophys., 47/2, 153–167. Grenerczy, G., Sella, G., Stein, S. & Keny-eres, A. 2005: Tectonic implications of the GPS velocity field in the northern Adriatic region. – Geophys. Res. Lett., 32, L16311, doi: 10.1029/20-05GL022947. Hilley, G.E., Bürgmann, R., Ferretti, A., Novali, F. & Rocca, F. 2004: Dynamic of slow-moving landslides from perma-nent scatterer analysis. – Science, 304/5679, 1952–1955. Jurkov{ek, B. 1987: Osnovna geolo{ka karta SFRJ, lista Beljak in Ponteba, 1 : 100.000. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Komac, M. 2005: Verjetnostni model napovedi nevarnih obmo~ij glede na premike pobo~nih mas – primer ob~ine Bovec = Probabilistic model of slope mass movement susceptibility – a case study of Bovec municipality, Slovenia. – Geologija, 48/2, 311–340, Ljubljana. Komac, M. & Ribi~i~, M. 2006: Landslide susceptibility map of Slovenia at scale 1 : 250.000 = Karta verjetnosti pojavljanja plazov v Sloveniji v merilu 1 : 250.000. – Geologija, 49/2, 295–309, Ljubljana. Massonnet, D., Rossi, M., Carmona, C., Adragna, F. , Peltzer, G., Feigl, K. & Raba-ute, T. 1993: The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. – Nature, 364, 138–142. Massonnet, D., Feigl, K.L., Rossi, M. & Adragna, F. 1994: Radar interferometric mapping of deformation in the year after the Landers earthquake. – Nature, 369, 227–230. Massonnet, D., Thatcher, W. & Vadon, H. 1996: Detection of post-seismic fault zone collapse following the Landers earthquake. – Nature, 382, 612–616. O{tir, K. 2000: Analiza vpliva združevanja radarskih interferogramov na natan~nost modelov vi{in in premikov zemeljskega povr{ja : doktorska disertacija. – Univerza v Ljubljani, 175 str., Ljubljana. O{tir, K. 2006: Daljinsko zaznavanje. – Založba ZRC, pp. 250, Ljubljana. O{tir, K. & Komac, M. 2007: PSInSAR and DInSAR methodology comparison and their applicability in the field of surface deformations – A case of NW Slovenia. – Geologija, 50/1 (v tisku), Ljubljana. Peltzer, G., Rosen, P.A., Rogez, F. & Hudnut, K. 1996: Postseismic rebound in fault stepo-vers caused by pore fluid flow. – Science, 273/52-79, 1202–1204. 110 Marko Komac & Milo{ Bavec Peltzer, G., Crampé, F. & King, G. 1999: Evidence of the nonlinear elasticity of the crust from Mw 7.6 Manyi (Tibet) earthquake. – Science, 286/5438, 272–276. Placer, L. 1998: Contribution to the macro-tectonic subdivision of the border region between southern Alps and External Dinarides. – Geologija, 41, 223–255. Poljak, M., Živ~i}, M. & Zupan~i~, P. 2000: The seismotectonic charcteristics of Slovenia. – Pure Applied Geophysics, 157, 27–55. Rižnar, I., Koler, B. & Bavec, M. 2005: Identifikacija potencialno aktivnih struktur vzdolž reke Save na podlagi topografskih podatkov in podatkov nivelmanskega vlaka. – Geologija 48/1, 107–116, Ljubljana. Rižnar, I., Koler, B. & Bavec, M. 2007: Re-centna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji. – Geologija, 50/1, 111–120, Ljubljana. Vasco, D.W. & Ferretti, A. 2005: On the use of quasi-static deformation to understand reservoir fluid flow. – Geophysics, 70/4, O13–O27. Weber, J., Vrabec, M., Stopar, B., Pavlov-~i~ Pre{eren, P. & Dixon, T. 2006: The PIVO-2003 experiment: a GPS study of Istria peninsula and Adria microplate motion, and active tectonics in Slovenia. – V: Pinter, N., Gre-nerczy, G., Weber, J., Stein, S., Medak, D. (eds): The Adria microplate: GPS geodesy, tectonics and hazards. NATO Science Series, I V, Earth and Environmental Sciences, 61, 305–320, Springer. Vidrih, R. 2006: Geolo{ki vidiki potresa 12. aprila 1998 v zgornjem Poso~ju : doktorska disertacija = Geological aspects of the earthquake on 12 April 1998 in upper So~a valley : Ph. D. thesis. – NTF Univerza v Ljubljani, 432 str., Ljubljana. Zupan~i~, P. , Ceci}, I., Gosar, A., Placer, L., Poljak, M. & Živ~i}, M. 2001: The earthquake of 12 April 1998 in the Krn Mountains (Upper So~a valley, Slovenia) and its seismo-tectonic characteristics. – Geologija, 44/1, 169– 192. Živ~i}, M. 2006: Katalog potresov. – Urad za seizmologijo in geologijo, ARSO. Neobjavljeno. GEOLOGIJA 50/1, 111–120, Ljubljana 2007 Recentna aktivnost regionalnih geoloških struktur v zahodni Sloveniji Recent activity of the regional geologic structures in western Slovenia Igor RIŽNAR1, Božo KOLER2 & Miloš BAVEC3 1 Geološke ekspertize Igor Rižnar s.p., Ulica bratov Martinec 40, 1000 Ljubljana, e-mail: igor.riznar@s5.net 2 Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, 1000 Ljubljana, e-mail: bozo.koler@fgg.uni-lj.si 3 Geološki zavod Slovenije, Dimičeva ul. 14, 1000 Ljubljana, e-mail: milos.bavec@geo-zs.si Ključne besede: recentna tektonska aktivnost, geodinamika, nivelman, Kraški rob, Ju-žnoalpska narivna meja, Nariv Julijskih Alp, Raški prelom, Divaški prelom, vertikalna geodinamiča aktivnost, Slovenija Key words: recent tectonic activity, geodynamics, levelling line, Kraški Rob, South-alpine Front, Julian Alps thrust, Rasa fault, Divača fault, vertical geodynamic activity, Slovenia Izvleček Na podlagi analize in geološke interpretacije podatkov ponovljenega preciznega nivel-mana smo vzdolž nivelmanskega poligona med Sečovljami in Lescami ugotovili in kvan-tificirali recentno aktivnost nekaterih najpomembnejših geoloških struktur v zahodni Sloveniji. Ob upoštevanju omejitev metode, zaznavamo lahko le vertikalno komponento premika, ugotavljamo, da so na obravnavanem območju recentno aktivne vsaj naslednje strukture: sinklinalno upogibanje med Strunjanom in Koprom, Kraški naluskani prag, Divaški prelom, Raški prelom, Južnoalpska narivna meja in nariv Julijskih Alp. Največja razlika hitrosti vertikalne komponente premika med Sečovljami in Bledom je približno 7 mm/a. Rezultati meritev oziroma hitrosti premikov so relativni in preračunani glede na izhodiščno točko v Sečovljah. Uvajamo pojem vertikalne geodinamične aktivnosti (VGA), kot vmesni člen med geološko interpretacijo geodetskih meritev in možnimi neposrednimi aplikacijami ter kot primerjalno veličino. Abstract Several important geological structures in the western Slovenia were identified as active and their activity was quantified. Geologic interpretation is based on the analysis of repeated leveling line campaigns data along the Sečovlje-Bled polygon. Taking into account the limitations of the method - only the vertical component of displacement is measured - the following structures were identified as active: a juvenile syncline between Strunjan and Koper, the Kras Imbricate Structure, the Divača fault, the Rasa fault, the Southalpine Front and the Julian Alps thrust. Vertical movement rate is relative, calculated with respect to the benchmark in Sečovlje. The largest uplift rate difference between Sečovlje and Bled is 7 mm/a.Vertical Geodynamic Activity (VGA) is introduced as a link between geologic interpretation of geodetic measurements on one side and possible applications on the other as well as a mean of comparison between tectonically active regions. 112 Igor Ri`nar, Bo`o Koler & Milo{ Bavec Uvod Lega (geodetske, merske) to~ke v vertikalni ravnini je dolo~ena z vi{ino to~ke nad neko izhodi{~no, primerjalno ploskvijo. V nivelmanskih mrežah so nadmorske vi{ine to~k, reperjev, dolo~ene z metodo geometri~nega nivelmana, ki spada med najnatan~nej{e geodetske merske metode. ^e so nivelmanske mreže vi{jih redov merjene ve~krat, potem lahko rezultate izmer uporabimo za dolo~itev vertikalnih premikov reperjev. Uporaba ponovljenih meritev nivelmana za oceno geodinamike v Sloveniji ni novost. Geodetske osnove je postavil Koler (2006), ki je ob analizi ponovljenih nivelmanov z obmo~ja celotne Slovenije ugotovil sistematske anomalije in jih pripisal geodinamskim premikom v ~asu med dvema meritvama. Poljak (1997) je v Kr{ki kotlini poskusil s kvantifikacijo premikov v povezavi z znano geolo{ko strukturo, pisci tega prispev- ka (Rižnar et al., 2005) pa so že dolo~ili koli~ine relativnega vertikalnega premika med Ljubljano in Rate~ami, vendar so bili pri navezavi na konkretne aktivne geolo{ke strukture omejeni zaradi nedodelanega strukturnega modela Ljubljanske kotline. Za razliko od Ljubljanske kotline je tektonska slika zahodne Slovenije bolj jasna, poleg tega pa je bila recentna aktivnost nekaterih regionalnih struktur že nakazana (Placer, 2004, ustno sporo~ilo o domnevni aktivnosti ^rnokalskega nariva; Placer, 2007 v tej reviji), o recentnih horizontalnih premikih na obmo~ju jugozahodne Slovenije pa so pisali tudi Weber in sodelavci (2005). Namen tega dela je bil najprej oceniti uporabnost podatkov o vi{inski izmeri ni-velmanskega poligona Se~ovlje–Lesce za ocenjevanje vertikalnih premikov, nato pa te podatke uporabiti za kvantifikacijo vertikalne komponente aktivnega premikanja ob znanih geolo{kih strukturah v zahodni Sloveniji. Slika 1. Geografska lega nivelmanskega poligona Se~ovlje–Bled z relativnimi hitrostmi dviganja posameznih to~k ter pomembnej{imi geolo{kimi strukturami (po Placerju, 1999; 2005). Legenda na sliki 2. Figure 1. Geograpgic position of the Se~ovlje–Bled levelling line including relative vertical movement rates. See key on fig. 2. Recentna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji 113 Slika 2. Lega nivelmanskega poligona Se~ovlje–Bled in projekcijskih ravnin, v katerih so prikazani posamezni odseki. Figure 2. Position of the Se~ovlje–Bled Levelling line with projection planes for presented sections. Nivelmanski poligon Se~ovlje–Bled Nivelmanski poligon Se~ovlje–Bled se za~ne v Se~ovljah in poteka vzdolž obalne regionalne ceste mimo Portoroža, Strunja-na in Izole do Kopra. Od tam se nadaljuje po magistralni cesti mimo ~rnega Kala preko Kra{kega roba. Pri Diva~i se usmeri proti Sežani in sledi glavni cesti mimo Sežane in [tanjela do Nove Gorice. Severno od Gorice vstopi v dolino So~e in ji sledi do Mosta na So~i, kjer pre~ka Idrijco in vstopi v dolino Ba~e. Od tod poteka vzdolž železni{ke proge skozi Bohinjski predor, mimo Bohinjske Bele do Bleda (slika 1, 2). Obravnavani nivelmanski poligon se dejansko kon~a z navezavo na reper v Lescah, ki pa je že del nivelman-skega poligona Ljubljana–Rate~e (Rižnar et al., 2005). Ker med Lescami in Bledom nimamo ohranjenih reperjev, ga imenujemo nivelmanski poligon Se~ovlje– Bled. Omenimo naj {e dejstvo, da je nivel-manski poligon Se~ovlje–Bled sklenjen pre- ko Lesc, Ljubljane in Diva~e in je na tem delu v bistvu zaprt poligon. Metode dela Nivelmanske mreže vi{jih redov, ki so stabilizirane na obmo~ju R Slovenije, so bile vklju~ene v izmere I. in II. nivelmana visoke natan~nosti (NVN). Nivelmanska mreža I. NVN je bila izmerjena po 2. svetovni vojni. Posamezni deli nivelmanskega poligona od Se~ovelj do Lesc so bili izmerjeni v letih 1947, 1948, 1950 in 1953, omenjeni nivel-manski poligon pa je bil ponovno izmerjen leta 1971, ko je na obmo~ju R Slovenije potekala izmera II. NVN. Ker je izmera I. NVN potekala v razli~nih letih, vertikalnih premikov reperjev ne moremo neposredno primerjati, saj so ~asovno nehomogeni. Tako smo ob predpostavki enakomernega premikanja dolo~ili hitrosti vertikalnih premikov na letni ravni, ki so ne glede na ~asovno obdobje med dvema 114 izmerama, med seboj primerljive. Hitrosti vertikalnih premikov reperjev in analiza natan~nosti dolo~itve hitrosti vertikalnih premikov se nana{ajo na obdobje od I. do II. izmere NVN. Hitrosti vertikalnih premikov so bile izra~unane v milimetrih na leto (mm/a) na osnovi spremembe nadmorskih vi{in to~k in ~asa, ki je pretekel med dvema izmerama. Hitrosti vertikalnih premikov so dolo~ene glede na izhodi{~ni reper B.V. 478, ki je stabiliziran v bližini fundamentalnega reperja FR1014 (^rnu~e). Za potrebe dolo~itve recentnih aktivnosti regionalnih struktur v zahodni Sloveniji smo hitrosti vertikalnih premikov prera~u-nali tako, da zna{a hitrost premika reperja 5491 v Se~ovljah 0 mm/a. Vse predstavljene vertikalne hitrosti premika so torej relativne in se navezujejo na reper 5491 v Se~ovljah. Natan~nost dolo~itve vertikalnega premika in hitrosti vertikalnega premika posameznega reperja je bila dolo~ena na osnovi na-tan~nosti dolo~itve nadmorskih vi{in to~k v I. in II. izmeri NVN. V nivelmanskem poligonu od Se~ovelj do Lesc (Bleda) imamo stabiliziranih 132 reperjev, ki so bili zajeti v obe izmeri NVN in za te smo lahko dolo~ili hitrosti vertikalnih premikov. Vse reperje nivelmanskega poligona Se-~ovlje–Bled smo pregledali na terenu in jih kategorizirali glede na njihovo ohranjenost oziroma uporabnost in glede na medij v katerega so temeljeni objekti, v katere so reperji sidrani. Na ta na~in smo izlo~ili za analizo neuporabne reperje. Stanje reper-jev nivelmanskega poligona Se~ovlje–Bled je glede na nivelmanski poligon (vlak) Ljubljana–Rate~e (Rižnar et al., 2005) v zelo dobrem stanju. Ve~ kot polovica (55 %) reperjev je {e vedno uporabnih. ^etrtina reperjev je danes sicer uni~enih, vendar smo ocenili, da so z redkimi izjemami njihovi podatki uporabni. Iz dokumentacije je namre~ razvidno, da so bil reperji, ki smo jih uvrstili v kategorijo uni~enih reperjev ali pa jih na terenu nismo na{li, ve~inoma sidrani v mati~no kamnino ali cestne objekte, ki so bili temeljeni v utrjen nasip. Te reperje so med rekonstrukcijo posameznih cestnih odsekov ve~inoma zasuli, vendar se je to zgodilo po zadnji izmeri NVN. Neuporabnih reperjev, sidranih v deformirane objekte ali v objekte, ki so temeljeni v nestabilna tla, je zanemarljivo malo. Le trije reperji v celotnem nivel-manskem poligonu Se~ovlje–Bled sodijo v skupino neuporabnih reperjev. Igor Ri`nar, Bo`o Koler & Milo{ Bavec V obstoje~o {tudijo smo poleg absolutno uporabnih reperjev uvrstili tudi t.i. uni~ene reperje, za katere smo na podlagi dokumentacije, terenskega ogleda in rezultatov meritev (gre za primere, kjer meritve ne odstopajo bistveno od sosednjih) domnevali, da so bili v ~asu izmer relevantni. Obravnavani poligon poteka med Se-~ovljami in Diva~o ter med Plavami in Bledom v smeri proti severovzhodu, medtem ko osrednji del med Diva~o in Plavami poteka proti severozahodu (slika 1, 2), razen tega pa poligon pre~ka vsaj tri podro~ja z razli~nimi geodinamskimi in geometrijskimi zna~ilnostmi. Zato smo izra~unane hitrosti dviganja položili ~ez tektonsko skico zahodne Slovenije in izdelali enostaven tridimenzionalen model (slika 1), ki je bil klju~en za analizo in razumevanje povezanosti dolo~enih struktur z merjenimi podatki. S pomo~jo modela smo namre~ izra~unane hitrosti lahko opazovali v poljubni ravnini oziroma projekciji. Zaradi lažje predstavitve podajamo rezultate analize poligona v treh delih od katerih je vsak prikazan v projekcijski ravnini orientirani pravokotno na sle-menitev geolo{kih struktur, ki jih poligon pre~ka (slika 2): – Odsek Se~ovlje–Diva~a v smeri JZ–SV v projekcijski ravnini s slemenitvijo 52°, – Odsek Diva~a–Plave v smeri JV–SZ v projekcijski ravnini s slemenitvijo 36° in – Odsek Plave–Bled v smeri JZ–SV v projekcijski ravnini s slemenitvijo 10°. Rezultati Nivelmanski poligon Se~ovlje–Bled je pomemben tudi ali predvsem zato, ker pre~-ka vse najpomembnej{e strukture v zahodni Sloveniji. V Se~ovljah se za~ne na Avtohot-nu Istre, ki spada k t.i. Jadranskemu oziroma Apulijskemu predgorju, pre~ka Kra{ki rob (Kra{ki naluskani prag oz. ^i~arijska naluskana zgradba ...) in se nadaljuje naprej proti severovzhodu po Komenski na-rivni grudi. Znotraj Komenske narivne grude pre~ka Diva{ki in Ra{ki prelom in se pri Gorici vzpne na Trnovski pokrov. V smeri proti severovzhodu v {ir{i okolici Tolmina pre~ka cono Idrijskega preloma in Južno-alpsko narivno mejo, pri Podbrdu pa {e na-riv Julijskih Alp (Placer, 1999). Recentna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji 115 Odsek Se~ovlje–Diva~a (Strunjanska struktura, Kra{ki naluskani prag) Nivelmanski poligon pre~ka na odseku med Se~ovljami in Diva~o geolo{ke strukture s slemenitvijo SZ–JV približno pod pravim kotom, kar je za analizo najugodneje. Izra~unane hitrosti relativnega dviganja posameznih reperjev so za odsek Se~ovlje– Diva~a projicirane na ravnino usmerjeno pravokotno na slemenitev struktur, torej približno vzporedno s potekom poligona na tem odseku. Na obmo~ju med Se~ovljami in Strun-janom se vertikalne komponente hitrosti posameznih to~k gibljejo malo nad ni~lo glede na izhodi{~no to~ko v Se~ovljah. Pri Strunjanu za~ne hitrost nenadoma linearno padati in doseže minimum (– 1,02 mm/a) dva kilometra severovzhodno od Izole pri rti~u Viližan. Hitrost dviganja to~k od Viližana do ^rnega Kala nara{~a enakomerno, od tam do ^rnoti~, kjer preseže 2 mm/a, pa zelo strmo. Trend zmernega nara{~anja hitrosti se od ^rnoti~ do križi{~a lokalnih cest med Oci-zlo in Klancem pri Kozini nadaljuje, nato do Klanca nekoliko pade in od tam do Hrpelj spet naraste do 2,74 mm/a, kar je najve~ja izmerjena vrednost na tem odseku. Hitrost dviganja od Hrpelj do Diva~e linearno pada in v Diva~i zna{a 1,71 mm/a. Odsek obravnavanega nivelmanskega poligona med Se~ovljami in Diva~o pre~ka dva med seboj povezana kompleksa struktur, ki sta, kot kažejo meritve, aktivna. Na JV delu se to odraža z minimumom hitrosti pri Viližanu, na SZ delu pa z naglim porastom hitrosti med ^rnim Kalom in Kozino. Jugozahodni del grafa predstavljenega na sliki 3 interpretiramo v vertikalni ravnini kot sinklinalno upogibanje obmo~ja med Strun-janom in ^rnim Kalom. Upogibanje je omejeno z obmo~ji sprememb trenda v nara{~anju hitrosti. Ob upo{tevanju doslej znanih podatkov o geolo{ki zgradbi tega obmo~ja (Pleni~ar et al., 1969; Placer, 1981, 1999, 2005), lahko ugotovimo, da se sprememba trenda v nara{~anju hitrosti na JV delu odseka ujema s povratnoreverznimi prelomi pri Strunjanu, ki jih opisuje Placer (2005, sl. 1) v sklopu Strunjanske strukture. Ti prelomi vergirajo proti severovzhodu. Os upogibanja poteka približno 2,5 km severovzhodno od osi Izolske antiklinale. Proti SZ je upogibanje omejeno z narivi Kra{kega naluskanega praga, ki vergirajo proti jugozahodu. Tam hitrost dviganja skokovito naraste. Graf na sliki 3 kaže, da je upogibanje enakomerno (obe krili se upogibata enako hitro), vendar asimetri~no (os upogibanja ni v osi obmo~ja, ki se upogiba), kar povezujemo z asimetri~no zgradbo tega obmo~ja. Anomalij v trendu hitrosti dviganja ni opaziti na obmo~ju Izolske antiklinale, niti na obmo~ju Izolskega in Buzetskega narivnega preloma (Placer, 2005) iz ~esar sklepamo, da omenjene strukture niso aktivne. Na zahodnem delu odseka poligona, ki med Koprom in Diva~o pre~ka Kra{ki naluskani prag in ^i~arijski antiklinorij (Placer, 2005, sl. 2.), lahko po spremembi trenda hitrosti izpostavimo obmo~ji ^rnega Kala in Klanca pri Kozini. Prvo se popolnoma ujema z narivom pri ^rnem Kalu, drugo pa z reverznim prelomom, ki poteka ob jugozahodnem vznožju Slavnika in mimo Klanca pri Kozini. Med obema omenjenima strukturama je v diagramu opazna {e manj{a anomalija na obmo~ju Petrinj. Na mestih, kjer smo opazili spremembe v trendu hitrosti dviganja, so narivi in luske ozna~eni že na OGK list Trst (Pleni~ar et al., 1969), vendar niso posebej poimenovani. Odsek Diva~a–Plave (Diva{ki prelom – Ra{ki prelom – narivna meja Trnovskega in Hru{i{kega pokrova) Med Diva~o in Skopim poteka nivelman-ski poligon v smeri proti SZ bolj ali manj vzporedno z Diva{kim prelomom, nato zavije proti severu, se pri Kobdilju približa Ra{kemu prelomu vzdolž katerega poteka vse do Branika in Nove Gorice. Pri Solkanu pre~ka narivno mejo Hru{i{kega in Trnovskega pokrova in tam vstopi v dolino So~e, po kateri poteka naprej proti Plavam. Na odseku med Diva~o in Plavami je potek nivelmanskega poligona za prikazovanje aktivnosti geolo{kih struktur, ki jih pre~ka, manj ugoden. Poligon namre~ poteka v glavnem vzdolž, ve~inoma pa kar po prelomni coni Diva{kega in Ra{kega preloma. Diagram na sliki 4 prikazuje vertikalne hitrosti v projekciji približno pravokotno na smer Ra{kega preloma, ker pa je odsek med Diva~o in Plavami v tej projekciji razmeroma kratek, smo v isti projekciji za lažjo orientacijo prikazali {e del poligona do Kozine na JZ in do Sel pri Vol~ah na SZ. 116 Igor Ri`nar, Bo`o Koler & Milo{ Bavec Slika 3. Diagram relativnih vertikalnih hitrosti geodetskih to~k za odsek Se~ovlje–Diva~a. Figure 3. Diagram showing relative vertical movement rates for the Se~ovlje–Diva~a section. Recentna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji 117 Slika 4. Diagram relativnih vertikalnih hitrosti geodetskih to~k za odsek Diva~a–Plave. Figure 4. Diagram showing relative vertical movement rates for the Diva~a–Plave section. Jasen trend padanja hitrosti med Kozino in Diva~o je proti severovzhodu omejen z Diva{kim prelomom, kjer hitrosti dviganja padejo pod 1,5 mm/a in ostajajo nizke vse do Tomaja. Tu poligon zapusti vplivno obmo~je Diva{kega preloma. Med Tomajem in Kobdiljem oziroma med vplivno cono Diva{kega in Ra{kega preloma hitrosti zopet narastejo in zna{ajo približno 2 mm/a. Hitrosti posameznih reperjev vzdolž Ra{kega preloma ne kažejo jasnega trenda, pa~ pa je o~itnih nekaj odstopanj, kjer hitrosti naglo padejo skoraj na polovico (1 mm/a). Tak primer je, ko nivelmanski poligon vstopi v vplivno cono Ra{kega preloma (slika 4). Obmo~je med Diva{kim in Ra{kim prelomom se med Tomajem in Kobdiljem dviga enakomerno. Zaradi poteka poligona vzdolž Di-va{kega in Ra{kega preloma strukturna interpretacija na podlagi teh podatkov ni mogo~a, jasno pa je, da sta oba preloma re-centno aktivna. Nivelmanski poligon pre~ka narivnici Trnovskega in Hru{i{kega pokrova, ki se pri Solkanu severno od Nove Gorice popolnoma približata druga drugi. Vertikalne hitrosti reperjev od Rožne doline, kjer nivelmanski poligon zapusti vplivno ob-mo~je domnevnega podalj{ka Ra{kega preloma, proti severu vzdolž doline So~e nara{~ajo razmeroma po~asi z enakomernim trendom, srednja vrednost hitrosti dviganja pa zna{a približno 2 mm/a. Sklepamo, da gre za »zmerno« recentno aktivnost Trnovskega pokrova oziroma njegove narivne meje. Odsek Plave–Bled (Idrijski prelom, Južnoalpska narivna meja, Nariv Julijskih Alp) Od Plav do Bleda poteka nivelmanski poligon v smeri JZ–SV, torej približno pravokotno na slemenitev »dinarskih« struktur. To je za analizo in prikaz dinamike nadvse ugodno. Manj ugodna pa je ta smer za prikazovanje »alpskih« struktur, ki med Tolminom in Bohinjsko Bistrico potekajo v smeri VSV–ZJZ in opisujejo s traso nivelmanskega poligona razmeroma majhen kot. Med Plavami in Selami pri Vol~ah je potek hitrosti dviganja ozemlja vzdolž doline So~e približno konstanten in zna{a glede na izhodi{~no to~ko v Se~ovljah med 2 in 2,5 mm/a. Hitrost dviganja za~ne pri Selah strmo nara{~ati, tako da zna{a pri Klavžah že približno 3,5 mm/a. Trend nara{~anja hitrosti se proti SV nadaljuje in pri Hudajužni, kjer pre~ka Južnoalpsko na-rivno mejo, doseže 5 mm/a. Od Hudajužne do Podbrda so hitrosti dviganja približno konstantne (5 mm/a). Kjer nivelmanski poligon pre~ka narivno mejo Julijskih Alp pa hitrosti zopet strmo narastejo do skoraj 6 mm/a v Bohinjski Bistrici. Od tod pa do Bleda se hitrosti nekoliko spreminjajo, vendar brez izrazitega trenda. Na sliki 5 je prikazan graf, kjer so vertikalne hitrosti premikov posameznih reper-jev projicirane na ravnino pravokotno na slemenitev dinarskih struktur. Recentna tektonska aktivnost meje med Južnimi Alpami in Dinaridi (Južnoalpska narivna meja) ni 118 Igor Ri`nar, Bo`o Koler & Milo{ Bavec Slika 5. Diagram relativnih vertikalnih hitrosti geodetskih to~k za odsek Plave–Bled. Figure 5. Diagram showing relative vertical movement rates for the Plave–Bled section. Recentna aktivnost regionalnih geolo{kih struktur v zahodni Sloveniji 119 omejena na posamezne prelomne ploskve, kot je to primer znotraj Kra{ke naluskane cone, pa~ pa hitrost dviganja nara{~a bolj ali manj zvezno v pasu, ki je {irok približno 6,5 km v smeri pravokotno na slemenitev narivne meje. Na {ir{em obmo~ju soto~ja So~e, Idrijce in Ba~e se prekrivata vplivni coni Idrijskega preloma in Nariva Južnih Alp, tako da vpliva posamezne strukture na tem obmo~ju ne moremo lo~evati. Vsekakor pa je jasno, da sta tako Južnoalpska narivna meja kot tudi Nariv Julijskih Alp aktivni strukturi. Vertikalna geodinami~na aktivnost Ker zgolj podatek o relativni hitrosti vertikalnega premika ne pove vsega o obmo~ju, za katerega vemo, da je tektonsko aktivno, ne poznamo pa vselej to~ne geometrije oziroma lokacij posameznih prelomov, na tem mestu vpeljujemo veli~ino vertikalne geodinami~ne aktivnosti (VGA), ki pove, za koliko naraste hitrost vertikalnega premikanja na znani razdalji v smeri (projekciji) pravokotno na slemenitev struktur oziroma aktivnosti pojava. Meje obmo~ja dolo~imo na podlagi spremembe trenda v prirastu hitrosti, vrednost pa je izražena v mm/a/km. Smiselnost pojma VGA vidimo v primerjavi posameznih tektonsko aktivnih obmo~ij, ocenjevanju omejenosti deformacije na dolo~eno strukturo in v povezavi z ocenjevanjem vplivov na okolje (geohazard). Na obravnavanem obmo~ju lahko izpostavimo Kra{ki naluskani prag, ki je omejen s spremembo v trendu prirasta hitrosti pri ^rnem Kalu in maksimumom pri Kozini (slika 3). Izra~unani indeks vertikalne aktivnosti za to obmo~je zna{a 0,22 mm/a/km. Ker je upogibanje obmo~ja med Strunjanom in ^rnim Kalom enakomerno, je VGA za omenjeno obmo~je ista in zna{a 0,15 mm/a/km. Za primerjavo naj navedemo {e VGA obmo~ja Južnoalpske narivne meje, ki smo ga omejili s spremembo trenda hitrosti pri Selah in maksimumom pri Hudajužni in zna{a 0,43 mm/a/km. Zaklju~ki Na podlagi analize podatkov ponovljenega preciznega nivelmana med Se~ovljami in Bledom smo ugotovili, da so skoraj vse ve~je strukture, ki jih pre~ka nivelmanski poligon med Se~ovljami in Bledom, recentno aktivne. Med Strunjanom in ^rnim Kalom je obmo~je, ki se sinklinalno upogiba s hitrostjo približno 1 mm/a na razdalji 6,5 km. Upogibanje je omejeno s povratnoreverznimi prelomi z vergenco proti SV med Pacugom in Strunjanom (JZ del Strunjanske strukture) ter narivom pri ^rnem Kalu. Recentna aktivnost Kra{kega naluskanega praga je zgo{~ena vzdolž narivov pri ^rnem Kalu, pri Petrinjah in vzdolž reverznih prelomov pri Klancu pri Kozini. Vertikalna komponenta premika zna{a samo vzdolž nariva pri ^rnem Kalu približno 1,5 mm/a med to~kama, ki sta oddaljeni približno 1,5 km. Na recentno aktivnost Diva{kega in Ra{kega preloma sklepamo po nižjih hitrostih (dviganja) to~k, ki se nahajajo znotraj vplivne cone omenjenih prelomov. Obmo~je med Diva{kim in Ra{kim prelomom se, kolikor lahko sklepamo po podatkih izmerjenih med Tomajem in [tanjelom, dviga enakomerno. Trnovski pokrov kaže neznaten trend nara{~anja hitrosti proti severu. Nenaden porast hitrosti in enakomeren trend dviganja na obmo~ju med Selami pri Vol~ah in Hudajužno pri~a o vertikalni geodinami~ni aktivnosti Južno-alpske narivne meje, ki zna{a približno 2,8 mm/a na razdalji 6,5 km. O~itna je tudi aktivnost Nariva Julijskih Alp, vendar je ta neprimerljiva z Južnoalpsko narivno mejo, ki je v smislu vertikalne komponente hitrosti premikanja najaktivnej{a struktura v Zahodni Sloveniji. Vse trditve v tem prispevku se nana{ajo le na vertikalno komponento premikanja. Ob upo{tevaju znane geometrije opisanih struktur je jasno, da gre tako v primeru Kra{kega naluskanega praga, kakor tudi Južnoalpske narivne meje in Nariva Julijskih Alp za narive, kjer je vertikalna komponenta premika podrejena. ^e privzamemo, da prelomne ploskve obravnavanih narivov vpadajo pod kotom 30° in da so vektorji premikov pravokotni na njihovo slemenitev, so torej skupni letni premiki ob teh strukturah lahko dvakrat ve~ji. Zahvale Delo je nastalo z združevanjem rezultatov pridobljenih v okviru razli~nih projektov med katerimi izpostavljamo projekt Karta aktivnih prelomov, ki ga podpira in vodi Agencija za okolje RS pri Ministrstvu za okolje in prostor RS, projekt Regionalna 120 geologija Slovenije, program Regionalna geologija ter program P2-227 Geoinforma-cijska infrastruktura in trajnostni prostorski razvoj Slovenije, ki poteka pod okriljem Agencije za raziskovalno dejavnost RS. Avtorji prispevka se zahvaljujemo za finan-~no podporo. Za pregled angle{kega prevoda se zahvaljujemo Andreji Maver. Recent activity of the regional geologic structures in western Slovenia Summary The two campaigns of gathering levelling line data allowed us to infer the vertical movement rates for the points measured along the geodetic levelling line between Se~ovlje and Bled (Figs. 1, 2). Nearly all major geological structures along the levelling line were identified as active. Levelling line data indicate that a synform deformation is in progress between Strunjan and ^rni Kal with a vertical movement rate of 1 mm/a at a distance of 6.5 km between the confining backthrust faults at Strunjan and the thrust fault at ^rni Kal (Fig. 3). The geodynamic activity of the Kras Imbricate Structure is concentrated along the thrust faults at ^rni Kal and Petrinje as well as along the reverse fault at Klanec. Only across the thrust fault at ^rni Kal was the relative vertical movement rate as high as 1.5 mm/a between two points measured at a distance of 1.5 km (Fig. 3). Recent activity of the Diva~a and Ra{a Faults is inferred from the lower vertical movement rates within the fault zones in relation to the ones outside these zones. According to the analyzed data, the area between Tomaj and [tanjel is being uplifted steadily. A subtle but steady increase in the movement rate towards the north was observed within the Trnovo Nappe (Fig. 4). The abrupt increase in the movement rate between Sela pri Vol~ah and Hudajužna is attributed to the vertical geodynamic activity of the Southalpine Front. At a distance of 6.5 km, the relative increase in velocity rises for app. 2.8 mm/a. The activity of the thrust of the Julian Alps is also obvious, though minor compared to the Southalpine Front (Fig. 5). The latter seems to be the most active structure in western Slovenia, at least as far as the rate of its vertical movement is concerned. A maximum of 7 mm/a of differ- Igor Ri`nar, Bo`o Koler & Milo{ Bavec ence in the relative vertical movement rate was observed along the whole distance of the Se~ovlje-Bled levelling line. Some of the major geological structures described above (i.e. the Kras Imbricate Structure, the Southalpine Front and the Julian Alps thrust) dip at approximately 30°. This signifies that the measured vertical component of displacement is actually merely half the value of the horizontal one. Vertical Geodynamic Displacement VGA [mm/a/km] is introduced as a measure of the vertical movement rate over a known distance in the direction perpendicular to the strike of the geologic structure. The purpose of VGA is in 1) the characterization and comparison of different tectonically active areas, 2) the estimated distribution of the uplift among the main and the secondary fault planes and consequently in 3) it serving as an additional tool for geohazard mitigations. Literatura Koler, B. 2006: Vertical Movements in Slovenia from Leveling Data. In: N. Pinter et al. (eds.), The Adria Microplate. - GPS Geodesy, Tectonics and Hazards, Springer, 223-236, Berlin. Placer, L. 1981: Geolo{ka zgradba južne Slovenije. - Geologija 24/1, 27-60, Ljubljana. Placer, L. 1999: Contribution to the macro-tectonic subdivision of the border region between Southern Alps and Dinarides. Prispevek k makrotektonski rajonizaciji ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi. - Geologija 41, 223-255, Ljubljana. Placer, L. 2004: Strukturne posebnosti severne Istre. Structural curiosity of the northern Istria. - Geologija 48/2, 245-251, Ljubljana. Placer, L. 2007: Kra{ki rob, Geolo{ki prerez vzdolž AC Kozina-Koper. - Geologija, 50/1, 29–44, Ljubljana. Pleni~ar, M., Pol{ak, A. & [iki}, D. 1969: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Trst. Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. Poljak, M. 1997: Geolo{ka interpretacija geodetskih meritev v okviru projekta stalnega dolo~anja tektonskih premikov v okolici JE Kr{ko. - Interno poro~ilo, 13 str, 3 karte, 12 dodatkov. Arhiv Geolo{ki zavod Slovenije, Ljubljana. Rižnar, I., Koler, B., & Bavec, M. 2005: Identifikacija potencialno aktivnih struktur vzdolž reke Save na podlagi topografskih podatkov in nivelmanskega vlaka. - Geologija, 48/1,107-116, Ljubljana. Weber, J. C, Vrabec, M., Stopar, B., Pavlov~i~ Pre{eren, P. & Dixon, T. 2005: Ugotavljanje recentne kinematike Jadranske mikroplo{~e in aktivnih tektonskih deformacij v Sloveniji in Istri na osnovi GPS opazovanj (projekt PIVO 2003). - Geol. zb. 18, 129-130, Ljubljana. GEOLOGIJA 50/1, 121–129, Ljubljana 2007 Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) Reolo{ke raziskave za plaz Slano Blato pri Ajdov{~ini Karmen FIFER BIZJAK1 & Andreja ZUPAN^I^2 1Slovenian National Building and Civil Engineering Institute, Dimi~eva 12, 1000 Ljubljana, Slovenia 2Faculty of Chemistry and Chemical Technology, Department of Chemical Engineering, University of Ljubljana, A{ker~eva 5, 1001, Ljubljana, Slovenia Klju~ne besede: zemljinski tok, plaz, geotehnika, reolo{ke lastnosti materiala, numeri~no modeliranje, Burgerjev model, Slano Blato, Slovenija Key words: earth flow, landslide, geotechnical engineering, rheological properties, numerical modelling, Burger model, Slano Blato, Slovenia Abstract The landslide Slano Blato, is situated above the village Lokavec near Ajdov{~ina in the weat of Slovenia. It has a relatively long history and was first mentioned in a document in 1887. At that time it destroyed a part of a main road and reconstruction works took 17 years. In the last decade, movement of the landslide was observed in November 2000, when it reached distances of 60–100 m/day. By means of geotechnical research work on the landslide in the year 2004, several rheological tests were also carried out, which is not usual for geotechnical research work. A stability analysis was carried out numerically by applying the Burger elasto-plastic model. The model took into account geomechanical and rheologi-cal characteristics of the landslide. Izvle~ek Plaz Slano Blato leži nad vasjo Lokavec pri Ajdov{~ini v zahodnem delu Slovenije. Ima že dokaj dolgo zgodovino, saj je bil v dokumentih omenjen že leta 1887. V tem ~asu je uni~il glavno cesto in njegova sanacija je trajala 17 let. V zadnjem desetletju so bili prvi ve~ji premiki na plazu v novembru 2000. Najve~ji izmerjeni pomiki splazele mase so bili 60–100 m/dan. V letu 2004 so se izvajale geotehni~ne raziskave za namen pridobitve podatkov za sanacijo plazu. V sklopu teh raziskav so bile izvedene tudi obsežne reolo{ke raziskave. Stabilnostne analize so bile izvedene z Burgerjevim elasto-plasti~nim modelom. Model pri izra~unu upo{teva geomehanske in reolo{ke karakteristike splazele mase. Introduction Landslide is an important erosion process in Slovenia, affecting 8000 km2 of labile or potentially unstable slopes (around 40 % of the country’s area) mainly composed of unconsolidated or partially consolidated fine – grained soils (Miko{ et al., 2004). The Slano Blato landslide is situated in the west of Slovenia (Figure 1), above Lokavec village (Figure 2), on the border between the Alps and the Mediterranean region. Within 100 km of Slano Blato there are three large landslides, each with a potential sliding mass of over 500,000 m3. Also some other relatively large landslides are located in the Slovenian Alps. 122 Karmen Fifer Bizjak & Andreja Zupan~i~ The Slano Blato landslide has a relatively long history and having been first mentioned in a document in 1887. At that time it destroyed a part of a main road after which reconstruction works took 17 years. More recently, movement of the landslide was observed in November 2000, when it reached peak displacement rates of 60–100 m/day. The landslide Slano Blato was probably activated, as an earth flow, by a combination of several events. In 1998, a strong earthquake occurred in the Upper So~a River valley (Vidrih, 2001). And next, the year 2000 was very wet and the old drainage system was not maintained any more. Intense rainfalls which cause large landslides are not rare in the Alpine regions of Italy, (Guzzeti, 2004), Switzerland and Austria (Moser, 2002). Detailed investigation of the landslide was undertaken in the year 2004, to determine the depth of the landslide, its geotech-nical and rheological parameters. The models, which are usually used for the analysis of landslides are the Mohr-Coulomb, the Drucker Prager or the von Mises model. A numerical stability analysis was performed by applying the finite difference method with Burger visco-plastic model. Figure 2. The Landslide Slano Blato, above the village Lokavec Slika 2. Plaz Slano Blato, nad vasjo Lokavec Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) 123 The model takes into account the geome-chanical and rheological characteristics of the landslide. The model has not been used in geotechnical practice very often. Probably is the reason in the relevant rheological soil parameters for the calculation. For that aim exacting rheological tests have to be done that are not usual tests in the geotechnical investigation work. The finite element model has already been used for the Val Pola landslide, using the classical elasto-plastic law and quasi static time stepping (Crosta, 2001). The Burger visco-plastic model, which was used in our case, has not been used for the landslide problems yet. Geology The Slano Blato landslide is situated at the contact between Triassic limestone and Eocene flysch formation (Figure 3). The Eocene flysch consists of marl and layers of sandstone with thickness of centimetres or several meters. The rock is highly tectoni-cally deformed. The limestone was overthrusted on to the flysch over a very large distance along the Trnovski overthrust. In consequence the region consists of large synclines and anticlines. The upper part of the limestone is at 670 m above sea level. Limestone is fissured into blocks with dimensions of several cubic meters. The limestone is overthrusted on to the massive sandstone, which belongs to the flysch series. The contact dips at approximately 10° to the NW. Based on the sediment texture, inverse positions of layers were established in the upper part of the landslide. Inverse layers are observed even up to 550 m. Throughout the landslide several faults with dinaritic dip direction 330–345/ 55–75° were observed. The flysch in the region of the landslide can be divided into three parts: – layers of sandstone of thickness between one and several meters – a region with alternation of marl and 10 cm thick layers of sandstone – a region where layers of marl prevail under the layers of sandstone. The dip direction of layers is WN, which is favourable for slope stability. The flysch is covered with clayey gravel, that forms the landslide mass. This is very Figure 3. Geological map and profile of the landslide Slano Blato Slika 3. Geolo{ka karta in profil za plaz Slano Blato 124 Karmen Fifer Bizjak & Andreja Zupan~i~ heterogeneous, with blocks of limestone, sandstone and clayey silty gravel. The thickness of the gravel is 3 to 10 m, as ascertained by borehole logging and geophysical investigations. ples that were taken during a rainy period of drilling, on the other hand, had water content of 16–17 % and lower strength. The index of plasticity, Ip, was between 19 and 32 % in keeping with results obtained for Austrian earth flows (Moser, 2002). Field and laboratory measurements Geomechanical characterisation of the landslide Geomechanic characterisation of the gravel material and the flysch have been undertaken as follows. Flysch layers Logging of the boreholes determined that the RQD index of the flysch is 0. The marl is highly tectonized, in places even into silty grey clay. The intermediate layers of sandstone are also highly fissured. In the laboratory tests the water content (w), liquid limit (wl), plastic limit (wp), dry unit weight (?dry), uniaxial strength (Qu), angle of friction (?) and cohesion (c) were determined (table 1). The uniaxial strength Qu proved to be very low. Shear vane test, yielded on intact friction angle of 8.4°, and a residual friction angle of, ?rez = 4.4°. These values are very low. Table 1. Geomechanical properties of the flysch layers Tabela 1.Geomehanske lastnosti fli{nih plasti w % 10-14 y dry Qu KN/m3 kN/m2 c KN/m2 18-20.6 155-323 22-27 0-37 Landslide gravel material The results of geotechnical testing of the landslide gravel material proved to be highly depended upon the condition at the take of sampling. Samples collected in dry weather had a much lower water content (around 12 %) and higher strength (Table 2). The sam- Rheological investigations For rheological tests samples were prepared from sieved landslide materials with particles below 63 µm. This particle fraction represented 36 wt % of the total sieved material, which was proved as the critical part for material sliding. Samples of different water contents, from 35 to 60 %, were prepared by adding water to dry powders. Samples were taken from the surface and at a depth of 8 m at different locations of the upper part of the landslide. In order to allow complete wetting of the particles, rheologi-cal tests were performed two days after the preparation. The rheological tests were carried out using the controlled stress rheometer, Haake RheoStress RS 150, equipped with a parallel plates sensor geometry (with serrated surface), PP 25, of 1.2 mm gap. The measurements were carried out under destructive and non destructive shear conditions at 23 °C. A small amount of water, placed around the measuring sensor and covered by a solvent trap, was necessary to prevent water evaporation from the samples. Due to the peculiar behaviour of the investigated semisolid samples, measuring protocols were predetermined in order to obtain repeat-able experimental data. Shear stress was increased for 3 minutes under destructive shear conditions. The shear stress ranges, which depended on the amount of water in the sample, were selected in the range where the transition from creep flow to shear flow was expected. The viscoelastic properties of samples were examined under non-destructive conditions of oscillatory shear and by creep-recovery tests. The upper limit of the linear viscoelastic response (LVR) was determined Table 2. Main geomechanical properties of sliding mass Tabela 2. Geomehanske lastnosti splazele mase Properties w % Boring in dry period Boring in wet period 12 16-25.6 % 21 20.4 wl % 52 50 Ydry KN/m3 19.6-20.3 15.2-15.6 Qu kN/m2 64-125 E MPa 29 24 c KN/m2 15 18 Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) 125 w = 50% w = 40% GM – Maxwell, (Pa) 1.92E + 05 1.11E + 06 ?M Maxwell, (Pa.s) 1.95E + 07 1.30E + 09 ?K (Kelvin Voight), (Pa.s) 2.14E + 06 5.02E + 06 GK (Kelvin Voight) (Pa) 5.92E + 04 1.53E + 05 Table 3. The material properties, the elastic modulus GM,K and the viscosities, ?M,K, evaluated as parameters of the Burger model for sample 405 at water content of 40 % and 50 % Tabela 3. Reolo{ke lastnosti, elasti~ni modul GM,K viskoznost, ?M,K, kot parametri Burgerjevega modela za vzorec 405 pri vsebnosti vlage 40 % in 50% from stress sweep tests under oscillatory shear conditions. The mechanical spectra of the examined suspensions were evaluated by applying frequency sweep experiments in the LVR. Creep-recovery tests were performed by applying a constant shear stress for 5 min and measuring the increased shear deformation in the sample during creep and recovery. By increasing the shear stress during the rheological tests under destructive shear conditions the material deformed (creep flow) and in narrow shear stress range the viscosity drastically dropped, as shown in Figure 4. Due to high solid loadings and the nature of the samples, a homogeneous shear flow field was not achieved. Critical shear stress, at which the transition from creep flow to shear flow occurred, was determined for samples with different contents of water. Viscosities of the samples at different water contents were taken from the plateau region of the creep flow. As shown in Figure 5, the critical shear stress and the viscosity strongly decreased with increased water content in the investigated samples, independently of i.oe+08 -i *s US> 1 8 1 1.0E+06 • - fN W-3JW ¦f? ¦» ^ r * 1 l.OE+04- *» ¦ W-50% W-4QM [".!¦:,; . Si LI 1 ! J AiltlitUfcpSrlDftllcbntbWi 1.0E-HI2 1.0E+« 1.0E444 1.0E44K Shi-Hr fin.»-. (Pill Figure 4. Determination of critical shear stress from stress sweep tests for the sample from middle part of the landslide contained different water content, from 35 % to 60 % Slika 4. Dolo~itev kriti~ne strižne trdnosti iz reolo{ke preiskave za vzorec iz osrednjega dela plazu, pri vsebnosti vlage med 30 in 60 % sample location in the landslide. From rheo-logical tests and from the geomechanical characterisation of the examined landslide materials it was concluded that the critical water content for the formation of earth flow could be about 40 %. Figure 5. Influence of water content on critical shear stress and viscosity of examined samples taken from different regions of the landslide: A: middle part, B: from borehole of the upper part, C: upper part – at the same location as B, D: upper part Slika 5. Vpliv vlage na kriti~no strižno trdnost preiskanih vzorcev vzetih iz A: osrednjega dela plazu, B: iz vrtine zgornjega dela plazu, C: povr{ina, ista lokacija kot B, D: spodnji del plazu 126 In order to determine the parameters required for numerical simulations of the earth flow with the FLAC program, the rheological tests of the samples having water content of 40 % and 50 % were performed under nondestructive shear conditions. Measurements showed that the investigated samples with water content of 40 % exhibited viscoelastic behaviour with predominant elastic contribution to the viscoelastic response. From the experimental data measured in creep and recovery tests, the parameters of the Burger model were evaluated. The Burger model (Barnes, 2000) describes the response of many real viscoelastic materials on the applied constant shear stress (?c) in the range of linear response. It consists of four simple mechanical elements, two springs (G – elastic modulus) and two dash-pots (? – viscosity) and represents a combination of the Maxwell (describes viscoelastic-liquid response) and the Kelvin-Voight (describes viscoelastic-solid response) mechanical model in a series (Figure 6). Figure 6. Burghers mechanical model - a combination of Kelvin-Voight mechanical model and Maxwell model Slika 6. Burghersov model sestavljata zaporedno vezana Kelvin-Voightov in Maxwellow model The Burger model describes shear deformation (y) of the material during creep tests as: y(t)=^+^+^ • (l-exp(-tAK)} t\m gm gk and y(t) = x(t)/G(t) = xJG(t) where XK represents the Kelvin-Voight relaxation time, XK = T|K/GK and xc the applied shear stress and G(t) the time dependence of the shear modulus. The Burger model is often written in terms of time dependence of compliance J(t), which is defined as [J(t) = 1/G(t)]. This means that time dependence of shear deformation can be written as: y(t) = x(t) · J(t) = xc · J(t) Karmen Fifer Bizjak & Andreja Zupan~i~ Then the Burger model can be expressed: J(t)=—+JM+JK -{l-exp(-tAK)} For the evaluation of the model parameters it is necessary to determine the dependence of y(t) experimentally. Viscous (t|m and r|K) and elastic (GM and GK) contributions to the viscoelastic response of the investigated sample, taken from the upper part of the landslide, at water contents of 40 % and 50 %, were calculated from the creep tests. For calculation the examined range of water content was selected in order to compare the model parameters evaluated for the sample with solid-like viscoelastic response (w = 40 %) with the sample with fluid-like response (w = 50 %). As reported in Table 3, the decrease of humidity in the examined range increased the values of material properties by at least ten times. The experimental data and the corresponding curves calculated by using the Burger model are shown in Figure 7. It is evident that the model correlated with the experimental data in a satisfactory way. For calculation of all Burger’s parameters the SOLVER protocol in Excel was used. Experimental data from creep and recovery curve were fitted with Burger’s parameters. Figure 7. Creep and recovery tests for the sample taken from the upper part of the landslide at water content of 40% and 50%. Curves passing the experimental data are correlated by the Burger model Slika 7. Test lezenja za vzorce vzete iz zgornjega dela plazu, z vsebnostjo vode 40 in 50 %. Krivulja je korelirana z Burgerjevim modelom Geomechanical and rheological investigations of landslide materials showed that the material properties of the samples are strongly influenced by water content, as B-B Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) 127 well as by the time in which the materials were exposed to wetting, therefore by the precipitation conditions on the landslide. During drilling, influx of underground water was observed in layers at different depths. Numerical analyses The aim of numerical modelling was to establish the most critical parts of the landslide and the mechanism of failure. For the calculation, the FLAC program was used. This is an explicit finite difference program that performs Lagrangian analyses. Because of the large dimension of the landslide, it was divided for the numerical calculations into 5 regions. Each region begins and finishes with stable layers of sandstone. In that way the influence of the border effects was reduced. Burger - visco-plastic model The Burger visco-plastic model considers visco-elasto-plastic deviatoric behaviour and elasto-plastic volumetric behaviour. The visco-elastic and plastic strain-rate component act in a series. The visco-elastic part corresponds to the Burger model and the plastic part to the Mohr-Coulomb model. The deviatoric component was described with the relation: e.. = eK. + e™ + ep. V 9 8 V where eč - Kelvin strain component, e? -Maxwell strain component, e?- plastic strain component, "J where they are; g - potential function, A, plastic flow parameter, e^ - plastic volume strain rate. The volumetric behaviour is determined with: where e, is volume strain rate. Results of the Burger visco-plastic model The Burger visco-plastic model was used only for the gravel landslide mass. The aim of this calculation was to simulate the earth flow of the landslide gravel mass at the time of the largest movements. For the flysch layers, the Mohr-Coulomb model was used. Input geomechanical and rheological data are given in Table 4. Table 4. Geomechanical parameters for the Burgher visco-plastic model of gravel and slide mass Tabela 4. Geomehanski parametri za Burgerjev visko-plasti~en model za splazelo maso y KN/ /m3 E MPa ° c KN/ /m2 V MPa ?M Pas GK MPa ?K Pas 21 3 24 1 0,3 1,11e6 1,3e9 1,53e5 5,02e6 Considering the material properties in the Burger visco-elasto-plastic model, the maximal deformations developed in one day were calculated with numerical simulations. At the time of maximal landslide movement the observed deformations were in the range of 60–100 m/day. The best results of numerical simulations were obtained when the geomechanical parameters were taken into account for the material water content ranging between 35 and 40 %. With these material properties, taken at different parts of the landslide, the simulated deformations were in the range 70–80 m/day. The results of the numerical analyses are presented in Figure 8, from the upper part of the landslide to the bottom. At the end of the landslide, several meters thick layer of sandstone represents a natural barrier before the village. There was an important question whether that thick layer of sandstone was strong enough or whether it could collapse under additional gravel landslide mass from the upper part of the landslide. Geomechanical investigation proved, with inclinometer measurements, that the natural barrier is stable. Also numerical analyses confirm that it is stable even under additional landslide mass. In the case of landslide moving, the landslide mass will pour over the sandstone layer, but the natural barrier of sandstone will remain stable. 128 Karmen Fifer Bizjak & Andreja Zupan~i~ Figure 8. Results of Burger elasto-plastic mode; displacements per day Slika 8. Rezultat izra~una z Burgerjevim visko-plasti~nim modelom; premiki na dan Rheological investigation for the landslide Slano Blato near Ajdov{~ina (Slovenia) 129 Conclusions With the visco-plastic Burger model the rheological characteristics of gravel landslide mass were considered. Taking into account also the rheological properties of the materials at different landslide locations, the model allowed us to decribe the actual situation on the landslide. In this way, we were able to simulate even the largest deformations when the smallest particles fraction had a water content between 35 and 40 %. The Burger model is not often used for this type of geotechnical problem. Our experience is that together with good rheological tests it could present quite a reliable prediction of landslide movement with time. Geomechanical laboratory tests showed that shear properties depend on the percentage of moisture. The samples taken from boreholes during a wet period had poorer geomechanical properties than those taken during a dry period, but the evaluated results did not differ drastically. Greater differences were observed from rheological characterisations. For example, the viscosity changes were in the range between 103 and 108 Pas, depending on the content of water. Five reinforced concrete wells – dowels were constructed in the upper part of the landslide in year 2005. Wells were used for dewatering and as a retaining structure. Until that larger movements on landslide have not observed. Acknowledgement This work was financialy supported by Ministry of Environment, Spatial planing and Energy. References Alleoti, P. 2004: A warning system for rainfall-induced shallow failures. – Engineering geology, 73, 247–265. D'Amato, A. G., Gianecchini, R. & Puc-cinelli, A. 2004: The influence of the geological and geomorphological settings on shallow landslides. An example in a temperate climate environment: the June 19, 1996 event in northwestern Tuscany (Italy). – Engineering geology, 73, 215–228. Duan, J. 1996: A coupled hydrologic-geomor-phic model for evaluating effects of vegetation change on watersheds. – Ph.D. thesis, Dept. of Forest Engineering, Oregon State University. Barnes, H. A. 2000: A handbook of elementary rheology. – University of Wales, Institute of non Newtonian fluid mechanics, Aberystwth SY23 3BZ. Buma, J. & Dehn, M. 1998: A method for predicting the impact of climate change on slope stability. – Envir. Geol., 35, 190–196. Crosta, G., Calvetti, F. , Imposimato, S., Roddeman, D., Frattini, O. & Agliardi, F. 2001: Granular flows and numerical modelling of landslides. – Damocles, Universita di Milano. Guzzeti, F. , Cardinali, M., Reichenbach, P. , Cipolla, F. , Sebastiani, C., Galli, M. & Salvati, P. 2004. Landslides triggered by 23 November 200 rainfall event in the Imperia province, Western Liguira, Italy. – Engineering geology, 73, 229–245. Hutchinson, J.N. 1988: General Report: morphological and Geotechnical parameters of landslides in relation of geology and hydrogeo-logy. – In. Bonnard, C, (Editor), Proceeding, Fifth International Symposium of Landslides, Christ-church, N.Z., 3, 1805–1841. Iverson, R.M. & Valance, J.M. 2001: New views of granular mass flows. – Geology, 29, 115– 118. Miko{, M., ^etina, M. & Brilly, M. 2004: Hydrologic conditions responsible for triggering the Stože landslide, Slovenia. – Eng. geol., 73, 3/4, 193–213. Ko~evar, M. 2001: Poro~ilo o geolo{kih in hidrogeolo{kih geomehanskih raziskavah na plazu Slano Blato. – Internal report, archives MOP, Ljubljana. Moser, M. 2000: Geotechnical aspects of landslide in the Alps, – In: Rybar, J., Stember, J., Wagner, P. (Eds), Landslides, 23–43. Marinos, P. & Hoek, E. 2000: GSI: A geological friendly tool for rock mass strength estimation. – Proceedings of the International Conference on Geotechnical & Geological Engineering (GeoEng, 2000), Technomic Publishing Co. Inc., Melbourne, Australia, 1422–1440. Petkov{ek, A. 2002: Poro~ilo o geomehanskih laboratorijskih raziskavah zemljine iz plazu Slano Blato nad Lokavcem. – Internal report, archives ZAG, Ljubljana. Sasaki, Y. , Fujii, A. & Asai, K. 2000: Soil creep process and its role in debris slide generation – filed measurements on the north side of Tsukuba Mountain in Japan. – Engineering Geology, 56, 163–183. Vidrih, R., Ribi~i~, M. & Suhadolc, P. 2001: Seismological effects on rocks during the 12 April 1998 upper So~a territory earthquake (NW Slovenia). – Tectonophysics, 330 3/4, 153–175. GEOLOGIJA 50/1, 131–145, Ljubljana 2007 Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih danosti Soil pollution in surroundings of Litija as a reflection of mining, metallurgy and natural conditions Robert [AJN & Mateja GOSAR Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ul. 14, 1001 Ljubljana, Slovenija e-mail: robert.sajn@geo-zs.si, mateja.gosar@geo-zs.si Ključne besede: geokemija, rudarjenje, metalurgija, težke kovine, onesnaženje, Litija, Slovenija Key words: geochemistry, mining, smelting, heavy metals, pollution, Litija, Slovenia Izvle~ek Na obmo~ju Litije in bližnje okolice smo raziskovali vplive rudarjenja in naravnih danosti na stanje obremenjenosti okolja s težkimi kovinami. Z vzor~enjem smo zajeli 30 km2. Na 120-tih enakomerno porazdeljenih lokacijah smo vzor~ili tla v dveh globinah: od 0 do 5 cm (A talni horizont) in od 15 do 30 cm (B talni horizont). Na celotnem raziskanem ozemlju je v zgornjem talnem horizontu mejna vsebnost katerekoli od zakonsko obravnavanih težkih kovin presežena na 24 km2, opozorilna na 20 km2 ter kriti~na na 1,6 km2. Obremenjenost spodnjega talnega horizonta je nekoliko manj{a. Najbolj so povi{ane vsebnosti svinca, živega srebra in arzena. Obmo~je povi{anih vsebnosti zajema hrib Sitarjevec in v njegovem vznožju lokalnost Podsitarjevec, kjer je odlagali{~e jalovine in metalur{kih žlinder. Povi{ane vsebnosti obravnavanih težkih kovin smo ugotovili tudi v neposredni bližini nekdanje topilnice. Abstract The influence of mining and metallurgic activities as well as natural conditions on heavy metal pollution in Litija and surroundings was defined. Sampling grid in an area of 30 km2 was determined. Soil samples were collected on 120 equally distributed locations in two different depths: horizon A (0-5cm) and horizon B (20-30cm). In total researched area concentrations of considered elements in upper soil horizon exceed the official limit concentration on 24 km2, warning concentration on 20 km2 and critical concentration on 1.6 km2. Pollution of bottom soil horizon is several times lower. The highest are contents of lead, mercury and arsenic. Areas of enhanced concentrations include a hill Sitarjevec and hill base Podsitarjevec, where the dumps of mining waste and metallurgic slag are situated. Increased concentrations of heavy metals were determined also in the immediate vicinity of former smelter. Uvod in baritna rudi{~a, od katerih so najve~ja Sitarjevec, Zavrstnik, Zagorica in Maljek. V Litijskem rudnem polju, natan~neje Rudarstvo se je na tem obmo~ju za~elo že med naseljema {tangarske Poljane na zaho- zelo zgodaj. Domnevajo, da so v Litiji ru-du in Mamolj na vzhodu, so v deset kilome- darili že Kelti, vendar za to ni trdnih do-trov dolgem pasu od nekdaj rudarili na {te- kazov. Najdi{~a žlindre v neposredni bližini vilnih lokacijah. Gre za svin~eva, cinkova Litije pri~ajo o rudarjenju v rimskih ~asih. 132 Robert [ajn & Mateja Gosar Od srednjega veka pa vse do leta 1965 so z manj{imi prekinitvami na tem obmo~ju pridobivali svinec, cink, živo srebro, srebro, železo in barit. Kljub temu da je rudarstvo v okolici Litije pred ve~ desetletji zamrlo, so {tevilni sledovi rudarjenja v okolju {e opazni. Najdemo {tevilne vhode v opu{~ene rudnike, deponije siroma{ne rude, prikamnine in žlindre, zavedamo se ogroženosti zaradi možnosti izbruhov ujete rudni{ke vode v zapu{~enem rudniku Sitarjevec in kislih izcednih vod, ki odtekajo iz rudnika. Ugotavljanje obremenjenosti okolja s težkimi kovinami v Litiji in okolici smo obravnavali v zadnjih letih v ve~ vzporednih raziskavah. Vsebnosti v podstre{nem prahu in v tleh na vrtovih vzor~evanih hi{ je v diplomskem delu obravnavala M. Je-mec (2006). Ugotavljanje porazdelitve težkih kovin v tleh v okolici teh polimetalnih rudnikov pa je bila naloga raziskave, ki jo predstavljamo v tem prispevku. hodov ni. Sava naredi pri Litiji najve~-ji ovinek na vsej svoji poti skozi Posavsko hribovje. Ob tem zavoju je nekaj ve~ ravnega sveta, ki se nadaljuje {e ob spodnjem toku Reke do [martnega pri Litiji. Sava je na obmo~ju Litije s svojo erozijo ustvarila {ir{e dolinsko dno z nekaj terasami in deli Litijo na dva dela; starej{i del se nahaja na desnem bregu reke Save ob vznožju Sitar-jevca, novej{i del pa je na levem re~nem bregu, na obmo~ju Gradca in Gra{ke Dobrave. Vzhodno od Litije se razprostira obsežno rodovitno Litijsko polje vse do izliva potoka Reke v Savo. Obravnavali smo ozemlje, ki je veliko 6 x 5 km (slika 1). Na raziskovalnem ozemlju so bolj ali manj strnjena naselja in vasi, ponekod so tudi samotni zaselki. Najve~ povr{in se uporablja v kmetijske obdelovalne namene ter vrtove, veliko povr{ine, kot na primer hrib Sitarjevec, pa prekriva me{ani gozd. Opis raziskanega ozemlja Geografski opis raziskovanega ozemlja Dolina Save je v zgornjem Zasavju vrezana v alpski smeri, pre~nih naravnih pre- Geolo{ki opis ozemlja Geolo{ka zgradba ozemlja povzemamo po Mlakarju (1994) in delno tudi po Osnovni geolo{ki karti lista Ljubljana, v merilu 1: 100.000 (Premru, 1982) (slika 2). Slika 1. Lega raziskanega ozemlja z lokacijami vzor~enja Figure 1. Location of study area with sampling locations Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 133 Aluivhiliii sedi m en Ti (Alluvial sediments) karbonski skrilavci in peščenjaki (Carboniferous shies and sandstones) RcLnc terase (River teraces) Triasne nekarbonatnc kamnine (Triassic non-carbonate rocks) r Triasne karbonatne kamnine (Triassic carbonate rocks} Slika 2. Pregledna geološka karta raziskanega ozemlja Figure 2. Generalized geological map of study area [ir{e ozemlje Litije pripada litijskemu antiklinoriju. Narivi, prelomi in tektonske drse kažejo na premikanje od severa proti jugu. Na obmo~ju Litije so tri tektonske enote, in sicer: Litijska antiklinala, na katero sta narinjena Litijski in Dolski nariv. Najstarej{e kamnine so karbonske in permske starosti. Predstavljajo jih glinav-ci, muljevci, meljevci, kremenovi pe{~enja-ki in konglomerati. Izdanjajo na ve~jem delu raziskovanega ozemlja. Nahajajo se na severnem obrobju litijsko-{marskega ozemlja, v coni {tangarske Poljane–Kepa– Zavrstnik, vzdolž Bere~anovega in Bede-novega grabna, Dragarjevi dolini in Malje-ku. Karbonske plasti pe{~enjakov z vložki temnosivega glinavca ali konglomerata so na zahodnem obmo~ju Litije in [martnega, na Sitarjevcu, na Velikem Vrhu, ob Ponovi-{kem prelomu, na obmo~ju hriba Cvingar, Slatna, Ojstermanovem hribu, na obmo~ju Zagorice, predelu vzhodno od Teneti{ ter na obmo~ju Gradi{kih Laz. V zgornje karbonskih kamninah so na{li rastlinske ostanke zahodno od Zavrstnika. Le-ti imajo pomembno vlogo pri interpretaciji nastanka kamnin (Kolar-Jurkov-{ek & Jurkov{ek, 1986). Mezozojski skladi se za~nejo s skitski-mi kamninami. Najve~ je rde~kastega do rumenkastega in plo{~astega dolomita, ki ponekod vsebuje oolitne le~e, pe{~enjake, glinavce in meljavce. Te plasti se nahajajo na obmo~ju [martnega, Grma~, Po{~avni-ka, na grebenu južno od Dragarjeve doline, na vmesnem prostoru med Jablani{kim potokom in Reko ter na Pajkovem hribu. Ani-zijske in ladinijske plasti dolomita, tufa in tufita izdanjajo jugozahodno od [martnega pri Litiji. Ladinijske plasti se nahajajo jugozahodno od [martnega, na grebenu Ti~-nica–Grma~e, kjer je dolomit s posameznimi polami ~rnega roženca ter sivo zelene tufe in tufite z rožencem. Tufske kamnine z ro-žencem leže neposredno na skitskih skladih (Pajkov hrib, Slatna, Pa{ava, Roje) in predstavljajo majhne izdanke (Mlakar, 1994). Najmlaj{e kamnine na litijskem ozemlju predstavljajo kvartarne usedline, ki jih delimo v starej{i in mlaj{i zasip. V starej{i zasip uvr{~amo usedline iz gline in ilovice s prodniki ali gru{~em ter ostanki wurm-skih postglacialnih sedimentov. Izdanjajo na obmo~ju mesta Litije, naselij Teneti{ in [martno, v coni Ježa–Grbin–[marska Do-brava–Zavrstnik in predelu jugovzhodno od Gradi{kih Laz. Mlaj{i zasip, iz proda in peska, najdemo vzdolž reke Save med Kres-ni{kimi Poljanami in Litijo, okoli pritokov Reka, ~rnega potoka ter Jablani{ki potok, 134 na obmo~ju Grma~ in Zavrstnika ter Ko-strevni{ki dolini. Ponekod se je na pobo~-jih nakopi~il tudi gru{~, ki zavzema ve~ji obseg le na severnih pobo~jih Sitarjevca, na Po{~avniku in Ti~nici, Ojstermanovem hribu in {pilju (Mlakar, 1994). Tla na obravnavanem obmo~ju Na obravnavanem ozemlju prevleduje-jo klastiti karbonske in permske starosti. Na tej mati~ni osnovi se prepletajo distri~-na rjava tla in distri~ni ranker. Distri~ni ranker se pojavlja le mestoma, ve~inoma na strmih pobo~jih, kjer erozija prepre-~uje nadaljnji razvoj. Po svojih zna~ilnostih je podoben rendzini (A–C profil). Distri~na rjava tla predstavljajo razvitej{i stadij tal na nekarbonatnih kamninah. So že globlja in ve~inoma so porasla z gozdom, na nekaterih platojih pa jih izkori{~ajo za travnike, pa{nike in tudi za njive. Zgradba profila je A–(B)–C. Gre predvsem za gozdna tla, ki jih le poredkoma izkori{~ajo za kmetijstvo ([kori}, 1977). Na karbonatnih fluvioglacialnih prodnih zasipih ter dolomitih in apnencih se pojavljata rendzina (A–C profil) in evtri~na oziroma pokarbonatna rjava tla (A–(B)–C profil). Zaradi valovitega reliefa, vrta~ in kotanj, je globina pokarbonatnih tal razli~na (Stritar, 1990). Med obre~na tla na pe{~eno-prodnatem aluviju spadajo tla na sipkem produ Save. Neposredno ob vodotoku so sipine in pro-di{~a. Prodi{~em sledijo v notranjosti plitva, vendar že utrjena obre~na tla. Na starej-{ih re~nih nanosih brez vpliva podtalnice so razvita evtri~na rjava tla. Rudnik Sitarjevec in topilnica svinca Litija Litijski rudnik ali Sitarjevec spada med na{a ve~ja rudna nahajali{~a, Litija pa je verjetno najstarej{e slovensko rudarsko mesto (Mlakar, 1994). Hrib Sitarjevec se razprostira nad mestnim jedrom Litije in meri 448 metrov nadmorske vi{ine. Uvr{~a-mo ga v niz rudi{~, ki so nastala v Posavskih gubah. Žilno rudi{~e Sitarjevec ima dolgo zgodovino in je bilo celo eno najve~jih tovrstnih rudi{~ v Avstro-Ogrski monarhiji. V njem so kopali predvsem svinec, živo srebro, srebro, železo in v zadnji fazi tudi barit. Robert [ajn & Mateja Gosar Pas, ki obsega rudarska dela je dolg okoli 600 metrov in {irok med 250 in 300 metrov. Najvi{ji rov je na koti 420 m, najnižjo to~ko pa so dosegli s Kidri~evim slepim ja{kom na koti 171,5 m. Rudarska dela so se raztezala na okoli 250 metrih vi{inske razlike, dolžina rovov pa je ob zaprtju rudnika leta 1965 zna{ala vsaj 15 km. Na sliki 3 so prikazane lokacije odlagali{~ jalovine in metalur{kih žlinder. Za~etek rudarstva v litijskem obmo~ju domnevno sega že v ~as Keltov, ki so tu kopali svin~evo rudo. V ve~jem obsegu so tu rudarili tudi Rimljani (Godec, 1992). V okolici Litije so v srednjem veku delale manj{e topilnice železa. Vzporedno z železovo rudo so verjetno od ~asa do ~asa kopali v manj{em obsegu tudi svin~evo in cinkovo rudo (^e{miga, 1959). Že v za~et-ku 16. stoletja je bil v Litiji vi{ji rudarski urad. Prvi pisani dokument o rudarjenju na tem podro~ju je nagrobni spomenik rudarskemu mojstru Christofu Brukherschmidu z letnico 1537, ki stoji danes v {marski cerkvi. Leta 1604 je rudnik prenehal delovati (^e-{miga, 1959). Valvasor je leta 1689 napisal, da kažejo kosi rude z opu{~enih odvalov na neko~ velik rudnik svinca in živega srebra (^e{miga, 1959). Leta 1792 so v Pasjeku vzhodno od Litije zgradili topilnico železa, za katero so rudo ob~asno kopali tudi na Si-tarjevcu (Fabjan~i~, 1972) 1838. leta so podelili pravice za raziskovanje železove rude na hribu Sitarjevec. 1878. je za~ela delovati Rudarska družba (Gewerkschaft Littai), ki je delovala do leta 1941, leta 1925 so jo preimenovali v slovensko podjetje Rudarska združba Litija. V tistem ~asu je bilo na Sitarjevcu le nekaj opu{~enih rudarski del (Almin in Karlov rov). Na obsežen limonitni klobuk so naleteli že v za~etni fazi raziskav, v letu 1874 pa so odkrili 30 do 50 cm debelo baritno in ci-nabaritno rudno žilo. V letih 1875 in 1876 so pridobivali le živo srebro. Pri poglabljanju pa so naleteli tudi na galenit in od leta 1877 je bila proizvodnja svinca glavna dejavnost (Fabjan~i~, 1972). Kmalu po za~etku od-kopavanja, so zgradili ~ez reko Savo do bližine litijske železni{ke postaje 364 metrov dolgo ži~nico, po kateri so skozi Avgustov rov dovažali rudo neposredno v prebiralni-co (Mohori~, 1978). Tu so rudo prali, lo-~evali ter sortirali za nadaljnjo obdelavo. V letu 1886 so v Litji za~eli pridobivati tudi srebro, najve~ so ga pridobili leta 1890 in sicer 614,7 kg. Znano je, da so v tem ~asu Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 135 Slika 3. Lega odlagali{~ jalovine in metalur{kih `linder Figure 3. Locations of mine and metallurgic waste deposits na Dunaju iz litijskega srebra izdelali spominske kovance imenovane litijski tolarji (Fabjan~i~, 1972). Do leta 1883 so vso ži-vosrebrno rudo s 15 % Hg prodajali Idriji, tistega leta pa so jo za~eli predelovati tudi sami. Ruda predelana leta 1885 je vsebovala 2,7 % Hg. Tega leta so pridobili tudi najve~ živega srebra (26,3 t), najve~ svinca pa leto prej (1.900 t). Okrog leta 1890 je Litija dajala okrog 10 % avstrijske proizvodnje svinca (Fabjan~i~, 1972). Po letu 1894 v Litiji niso ve~ kopali živosrebrne rude, v letu 1897 pa je obstala tudi proizvodnja svin-~eve rude. To je bil razlog, da so si v topilnici nato vse do leta 1917 pomagali s koncentrati pridobljenimi v drugih kranjskih, koro{kih, ~e{kih, bosanskih, srbskih in celo afri{kih rudi{~ih (Mohori~, 1978). Zato je proizvodna svinca mo~no narasla in zna{ala leta 1914 kar 3.660 ton, naslednje leto pa so pridobili tudi najve~ srebra, in sicer 2.750 kg in celo 2,13 kg zlata (Fabjan~i~, 1972). Slika 4 prikazuje topilnico leta 1910. Dolgotrajni sodni procesi in visoke od-{kodninske zahteve, ki so jih postavljali okoli~ani zaradi {kod, ki jih je povzro~al dim topilnice in prah na okoli{kih gozdovih in kulturah ter splo{na gospodarska kriza, so povzro~ili zaprtje topilnice leta 1917 (Mohori~, 1978). Obrat se je zopet urad- no odprl leta 1918, vendar so dela obstala že leta 1922 zaradi spora s ~ebelarji, ki so se pritoževali zaradi onesnaževanja ~ebelje pa{e s strupenimi plini iz predelovalnih naprav (Mlakar, 1994). Dela so obnovili leta 1924, do intenzivnej{ega obratovanja pa je pri{lo {ele leta 1927, ko so zagnali gravitacijsko separacijo s flotacijo. Takrat je tona svinca vsebovala 20 do 25 g srebra, ruda pa 7 do 10 % svinca (Fabjan~i~, 1972). Konec leta 1930 so ustavili proizvodnjo svinca zaradi velikega padca cen. Leta 1941 so Nemci rudnik zaplenili, rudarska dela pa so za~eli istega leta obnavljati, zaradi potrebe po baritu. Zaradi partizanske diverzantske dejavnosti so se leta 1944 raziskave ustavile. V letih 1943 in 1944 so pridobili 2.299 ton barita. Med okupacijo je zgorel tudi celoten jamomerski arhiv. Leta 1947 so ponovno za~eli z raziskovalnimi deli, tako da so leta 1951 za~eli z izkopavanjem barita. Z letom 1961 je rudnik za~el poslovati kot samostojna enota v okviru rudnikov svinca in topilnice Mežica. Kljub padanju vsebnosti prvin v rudi, ki se je bližala rentabilnostni meji, so nekaj let {e vztrajali pri proizvodnji svin~evega koncentrata in barita. Zaradi pomanjkanja rudnih rezerv, nizke vsebnosti kovin in barita v rudi, težav z vdori vode v najglob- 136 Robert [ajn & Mateja Gosar Slika 4. Topilnica svinca v Litiji leta 1910 Figure 4. Smelter in Litija in 1910 ljih delih ter zaradi vrtanja v kremenovem pe{~enjaku, ki je povzro~al hudo rudarsko bolezen na plju~ih – silikozo, je leta 1965 rudnik prenehal obratovati. Uradno je prenehal obstajati 28. aprila 1966, ko so v katastru izbrisali eksplotacijsko polje Litija (Fabjan~i~, 1972). V vsem tem ~asu, od zgodnjega za~etka rudarjenja v Litiji pa do ukinitve rudnika, so po oceni Drovenika in sodelavcev (1980) pridobili iz doma~e rude 50.000 ton Pb, 1.000 kg Ag ter 42,5 ton Hg ter 30.000 ton barita. Fabjan~i~ (1972) je zbral podatke o proizvodnji v Litiji, ki je predelovala tudi uvoženo rudo. Ocenjuje, da so po letu 1880 pridobili okoli 68.000 ton Pb, skoraj 12 t srebra in kar 150 t živega srebra. Rudnik ob zaprtju ni bil primerno saniran. Takrat so vhode v rudnik zaminirali. Ker so nekateri rovi tik pod povr{jem, je pri{lo do zru{kov in nastale so nove povezave s povr{jem, ki so marsikje tudi nevarne, saj so neozna~ene in skrite v podrasti gozda. Le-te so za obiskovanje zanimivega, a nevarnega podzemlja uporabljali raziskovalci starih rudni{kih rovov in zbiralci mineralov, saj Sitarjevec slovi kot rudnik z najbolj pestro mineralno sestavo v Sloveniji. Pojav- lja se preko {estdeset razli~nih mineralov (cerusit, barit, cinabarit, galenit, limonitni kapniki,…). V zapu{~enih in delno zaru-{enih rudni{kih rovih se tvorijo limonitni kapniki (slika 5) in limonitne pregrade, za katerimi zastajajo velike koli~ine limonit-nega blata in rudni{ke vode (slika 6). To pa predstavlja nevarnost za okolico Sitarjev-ca. Pride lahko do poru{itve teh pregrad in posledi~no do izlitja ve~ kubi~nih metrov zajezenega materiala na povr{je. Tako bi zaradi poru{itve ve~je pregrade limonitno blato lahko zalilo tudi Litijo. Skozi nižje leže~e rove, kot je na primer Savski rov (slika 6), tudi stalno izteka onesnažena rudni-{ka voda. Materiali in metode dela Vzor~enje tal in analitika Vzor~enje tal je potekalo leta 2004 v mreži 500 x 500 m na ozemlju, velikem približno 30 km2 (slika 1) Vzor~ili smo v dveh globinah oziroma talnih horizontih: v globini od 0 do 5 cm oziroma A talni horizont brez morebitnega organskega horizonta in v Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 137 Slika 5. Limonitni stalagmit v opu{~enem rudni{kem rovu (foto M. Gosar) Figure 5. Limonitic stalagmite in abandoned mine (foto M. Gosar) globini 15–30 centimetrov oziroma B talni horizont. Na 120 vzor~nih lokacijah je bilo odvzeto skupno 240 vzorcev tal. Posamezen vzorec je predstavljal kompozit vzorca v osrednji to~ki in {tirih 10 metrov oddaljenih to~-kah severno, vzhodno, južno in zahodno od osrednje. Celotni tako zbrani vzorec je tehtal približno en kilogram. Zbrani vzorci so bili zra~no posu{eni, potem pretrti v kerami~ni terilnici in sejani. Frakcija pod 2 mm je bila zmleta v ahatnem krogli~nem mlinu in dodatno presejana pod 0,125 mm. Vzor~enje, priprava vzorcev in analitika je opravljena po že uveljavljeni metodologiji ([ajn, 1999, 2003). Kemi~na analiza vzorcev tal je bila opravljena v laboratoriju ACME Analytical Laboratories Ltd. v Vancouvru v Kanadi. Za kemi~ne prvine razen Hg je bila uporabljena plazemska emisijska spektro-metrija (ICP) po {tirikislinskem razklopu (HClO4, HCl, HF in HNO3), ki je potekal pri temperaturi 200 °C. Vzorce so analizirali na 42 prvin (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, S, Ti, Ag, As, Au, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Hf, La, Li, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sb, Sc, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Y, Zn in Zr). Za dolo~itev vsebnosti Hg je bilo 0,5 g vzorca prelito s 3 ml zlatotopke (me{anica kislin HCl, HNO3 in H2O v razmerju 3:1:2), eno uro segrevano na 95 °C in potem razred~eno do 100 ml z destilirano vodo. V raztopini je bila dolo~ena vsebnost Hg z neplamensko AAS. Vzorce in naklju~no izbrane dvojnike ter geolo{ke standardne materiale GXR-2, GXR-5 in GXR-6 so v laboratoriju analizirali po naklju~nem zaporedju. V ~lanku smo se omejili le na obravnavo vsebnosti in prostorsko porazdelitev zakonsko normiranih težkih kovin (Ur. list RS 68/96). Ob~ut-ljivost, pravilnost in natan~nost analitike obravnavanih prvin je bila zadovoljiva. Obdelava podatkov in prikaz prostorske porazdelitve prvin Za statisti~ne izra~une smo uporabili program Statistica 6.1. Izra~unane osnovne statistike so: minimalne in maksimalne vrednosti, mediane in povpre~ne vredno- Slika 6. Ujeta voda in limonitno blato v rudni{kih rovih (foto M. Gosar) Figure 6. Captured mine water and limonitic mud in abandoned mine (foto M. Gosar) 138 sti normalnih ali logaritmiranih podatkov. Ocena normalnosti je izdelana na osnovi statisti~nega preizkusa asimetri~nosti, splo{~enosti ter vizualnega opazovanja histogramov. Rezultate smo prikazali v obliki kart porazdelitev vsebnosti težkih kovin v zgornjem (0–5 cm) in spodnjem (20–30 cm) horizontu tal (slike 7, 8, 9, in 10). V postopku izdelave smo uporabili interpolacijsko metodo univerzalnega krigiranja z linearnim variogramom (Davis, 1986), opravili pa smo jo s programom Surfer for Windows (Keckler, 1994). Mejne vsebnosti razredov smo izbrali na osnovi percentilov porazdelitve interpoli-ranih vrednosti tako, da so vrednosti okrog povpre~ja v {ir{ih razredih, nizke in visoke pa v ožjih razredih. Odlo~ili smo se za 7 vsebnostnih razredov: 0–10, 10–25, 25–40, 40–60, 60–75, 75–90 in 90–100 percentilov porazdelitve prvine. Izdelali smo tudi karto prostorske porazdelitve zakonsko normiranih kovin v tleh glede na mejne, opozorilne in kriti~ne vrednosti, ki so dolo~ene v Uradnem listu RS 68/96. Rezultati Arzen (As) V vzetih vzorcih na obmo~ju Litije, zna-{a mediana arzena za zgornji talni horizont (0–5 cm) 14 mg/kg, opazovane vsebnosti pa nihajo od 5 do 78 mg/kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu (20–30 cm) je vrednost mediane za As 14 mg/kg in variira od najmanj{e vsebnosti 7 do najvi{je 41 mg/kg. Obe mediani sta enaki kot mediana za slovenska tla (14 mg). Najvi{je vrednosti arzena so bile dolo~e-ne v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) na celotnem hribu Sitarjevec, {ir{em obmo~ju nekdanje topilnice v Litiji in na JZ obravnavanega ozemlja (južno od reke Reke) (slika 7a). Nekoliko so vsebnosti povi{ane tudi nad Ponovi~ami, v okolici Pod{entjurja. V spodnjem talnem horizontu na Sitarjevcu so vsebnosti arzena nižje kot v zgornjem horizontu tal. To potrjuje antropogeni vnos arzena v tla. V spodnjem horizontu tal so vsebnosti arzena nekoliko povi{ane pri Po-novi~ah ter v okolici [martnega (slika 7b). Na treh lokacijah, ki se nahajajo ob vznožju hriba Sitarjevec ob reki Savi, smo ugotovili presežene kriti~ne vsebnosti (55 mg/kg, Uradni listi, 1996) arzena v tleh (78 mg/kg, Robert [ajn & Mateja Gosar 73 mg/kg in 69 mg/kg). Domnevamo, da so posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti v preteklosti. Kadmij (Cd) Nekoliko povi{ane vsebnosti kadmija smo ugotovili v dolini reke Save od Pod-{entjurja do Litije ter v Ponovi~ah. Tudi pri Podsitarjevcu in {martnem so vsebnosti kadmija nekoliko povi{ane. Najvi{ja izmerjena vsebnost Cd je bila v zgornjem (1,5 mg/kg) in spodnjem (1,7 mg/kg) talnem horizontu v dolini reke Save v bližini Ponovi~. Kadmij je vezan predvsem na sedimente reke Save. Za kadmij velja, da so vi{je vsebnosti v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm), z globino se vsebnosti kadmija praviloma manj{ajo. Kriti~na in opozorilna vrednost kadmija v tleh ni presežena. Mejna vrednost (1 mg/kg, Uradni listi, 1996) pa je presežena le na {tirih vzor~enih lokacijah v dolini reke Save (tabela 2). Kobalt (Co) Mediana za kobalt je v zgornjem talnem horizontu (7,7 mg/kg) in spodnjem talnem horizontu (9 mg/kg) nižja kot je povpre~-je za slovenska tla (16 mg/kg) (tabela 1). Prostorski porazdelitvi kobalta v obeh obravnavanih horizontih jasno kažeta na ob-mo~je z nekoliko vi{jimi vsebnosti kobalta od {martnega proti Kostrevnici in Jablani-{ki dolini, nadalje v Ponovi~ah ter tudi v Zavrstniku in Grma~ah. Na raziskanem ob-mo~ju je za kobalt zna~ilno, da se vsebnosti z globino pove~ujejo. Opozorilna vrednost ni presežena na nobeni lokaciji, mejna (20 mg/kg) pa na dveh lokacijah na skrajnem JV obravnavanega ozemlja v obeh talnih horizontih ter na skrajnem SV le v spodnjem horizontu (tabela 2). Krom (Cr) Na podlagi raziskanih vzorcev zna{a mediana kroma v zgornjem talnem horizontu na obravnavanem obmo~ju 54 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu od 16 do 160 mg/ kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu zna{a mediana za krom 61 mg/kg, vsebnosti so v razponu od 22 do 230 mg/kg (tabela 1). Mediana za slovenska tla zna{a 91 mg/kg in je vi{ja kot mediani obeh obravnavanih horizontov. Najvi{ji izmerjeni vsebnosti v obeh talnih horizontih sta bili dolo~eni na lokaciji zahodno od [martnega in zna{ata v zgornjem horizontu 160 mg/kg, v spodnjem Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 139 Tabela 1. Mediane in razponi (mg/kg) vsebnosti prvin v zgornjem in spodnjem talnem horizontu na obravnavanem ozemlju in v Sloveniji, n = 120 ([ajn, 2003) Table 1. Medians and ranges of elements (mg/kg) in topsoil and bottom soil in study area and in Slovenia Prvina Slo Md Litija Md (tla/soil 0–5 cm) (Min – Max) Litija Md (tla/soil 20–30 cm) (Min – Max) As 14 14 (5.0 - 78) 14 (7.0 - 41) Cd 0.45 0.41 (0.10 - 1.5) 0.24 (0.050 - 1.7) Co 16 7.7 (1.0 - 25) 9.0 (1.0 - 30) Cr 91 54 (16 - 160) 61 (22 - 230) Cu 31 18 (7.7 - 43) 16 (4.8 - 41) Hg 0.065 0.35 (0.065 - 6.0) 0.22 (0.080 - 6.0) Mo 0.80 0.83 (0.30 - 1.7) 0.62 (0.20 - 1.5) Ni 50 18 (4.6 - 41) 20 (4.5 - 47) Pb 42 120 (24 - 790) 74 (28 - 610) Zn 130 93 (31 - 420) 95 (30 - 490) Skupno/ Total Mejno limit 24 Tabela 2. Onesna`enost raziskanega obmo~ja (km2) Table 2. Pollution of researched area (km2) Tla/Soil (0–5 cm) Opozorilno Warning As 5.7 1.8 Cd 0.29 - Co 0.26 - Cr 0.23 - Cu 0.19 0.05 Hg 3.4 1.1 Mo - - Ni - - Pb 22 20 Zn 1.3 0.28 20 Kriti~no Critical 0.52 0.02 1.6 0.01 1.6 Mejno Limit 2.4 .050 0.76 1.6 2.4 13 0.75 16 Tla/Soil (20–30 cm) Opozorilno Warning 0.18 0.10 0.42 10 0.10 11 Kriti~no Critical 0.07 0.07 pa 230 mg/kg in sta verjetno posledici obratovanja usnjarne IUV Vrhnika. To je tudi edina lokacija kjer vsebnost kroma presega opozorilno vrednost (150 mg/kg, Uradni listi, 1996) (tabela 2). Baker (Cu) Vsebnosti bakra so nizke. Mediani zgornjega horizonta (18 mg/kg, tabela 1) in spodnjega horizonta tal (16 mg/kg) sta za polovico manj{i kot mediana za slovenska tla (31 mg/kg) (tabela 1). Prostorska porazdelitev bakra kaže na relativno vi{je vsebnosti v dolini Save in na obmo~ju [martnega in [marske Dobrave ter pri Podsitarjevcu. Vsebnosti bakra se z globino zmanj{ujejo. Mejna vrednost ni bila presežena (tabela 2). Živo srebro (Hg) Mediana za Hg v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) zna{a 0,35 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu med 0,065 do 6 mg/kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu (20–30 cm) je mediana nekoliko nižja 0,22, vsebnosti Hg pa nihajo v razponu od 0,08 do 6,0 mg/kg. Obe mediani za tla na litijskem obmo~ju presegata slovensko povpre~je za tla, ki zna{a 0,065 mg/kg (tabela 1). Prostorsko je anomalija živega srebra najbolje izražena na obmo~ju rudnika Si-tarjevec in nekdanje topilnice Litija vse do Zagorice in hriba Slatine (sliki 8a in 8b). Na teh obmo~jih so v preteklosti tudi izko-ri{~ali živosrebrovo rudo. Anomalija Hg se v spodnjem horizontu (20–30 cm) nekoliko 140 Robert [ajn & Mateja Gosar 9.t 12 13 IS 17 21 Slika 7a. Porazdelitev arzena v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 7a. Spatial distribution of arsenic in topsoil (0-5 cm) 9.t 12 13 IS IT 31 Slika 7b. Porazdelitev arzena v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 7b. Spatial distribution of arsenic in bottom soil (20-30 cm) zmanj{a, vendar {e vedno zajema precej{en Najvi{je izmerjene vsebnosti Hg v zgor- del Sitarjevca, obmo~je Zagorice, ter hrib njem (6,0 mg/kg) in spodnjem talnem hori- Slatine. zontu (5,9 mg/kg) (tabela 1) smo ugotovili Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 141 Hg (mg/kg) 0,12 0.1& «23 ».34 0.47 0.75 Slika 8a. Porazdelitev `ivega srebra v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 8a. Spatial distribution of mercury in topsoil (0-5 cm) ; —L4tt V.S ,xS; Hg (mg/kg) 012 0.1S «23 0.34 0.47 0.75 Slika 8b. Porazdelitev `ivega sebra v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 8b. Spatial distribution of mercury in bottom soil (20-30 cm) na travnikih in pa{nikih Kmetijske Zadru- Podkraju, na severnem vznožju Sitarjevca ge Litija zahodno od [martnega. Visoke v bližini opu{~enega rudni{kega rova. vsebnosti živega srebra smo zasledili tudi v 142 Robert [ajn & Mateja Gosar 4S S9 79 120 160 270 Slika 9a. Porazdelitev svinca v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 9a. Spatial distribution of lead in topsoil (0-5 cm) 4S S9 79 120 160 270 Slika 9b. Porazdelitev svinca v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 9b. Spatial distribution of lead in bottom soil (20-30 cm) Molibden (Mo) zonta zna{a 0,83 in spodnjega 0,62 mg/kg Vsebnosti molibdena so v mejah geoke- (tabela 1). To je blizu slovenskega povpre~ja mi~nega ozadja. Mediana zgornjega hori- (0,8 mg/kg). Na litijskem prostoru so najvi- Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 143 {je vsebnosti molibdena v tleh v zgornjem horizontu tal (1,7 in 1,6 mg/kg) SV od Litije, to je na {ir{em obmo~ju mesta Litije in Svibnega s Stre{nim Vrhom. Manj{a ozemlja s povi{animi vsebnostmi molibdena so tudi na Kostrevni{kem ozemlju, Podsitar-jevcu, Grma~ah in hribu nad Ponovi~ami. V spodnjem horizontu tal je molibdena nekoliko manj, rahla povi{anja je opaziti po dolini reke Save od Ponovi~ do Spodnjega Loga. Nikelj (Ni) Vsebnosti niklja so na celotnem obravnavanem ozemlju nizke, se z globino pove~uje-jo in predstavljajo naravno ozadje. Mediana zgornjega horizonta zna{a 18, spodnjega pa 20 mg/kg (tabela 1). Tudi vsebnosti niklja ne presegajo mejne vrednosti (tabela 2). Svinec – Pb Na podlagi raziskanih vzorcev zna{a mediana svinca v zgornjem talnem horizontu na obravnavanem obmo~ju 120 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu od 24 do 790 mg/ kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu zna{a mediana za svinec 74 mg/kg, vsebnosti so v razponu od 28 do 610 mg/kg (tabela 1). Mediana za slovenska tla zna{a 42 mg/ kg in je nižja kot mediani obeh obravnavanih horizontov. Kriti~na vrednost za svinec v tleh (530 mg/kg, Uradni listi, 1996) je v zgornjem horizontu tal presežena na osmih lokacijah, v spodnjem pa na petih. Najve~ svinca smo dolo~ili na severnem pobo~ju Sitarjevca (790 in 770 mg/kg). Prostorski porazdelitvi svinca v zgornjem in spodnjem talnem horizontu sta si podobni, s tem da so vsebnosti v zgornjem horizontu nekoliko vi{je (sliki 9a in 9b). Povi{ane vsebnosti so na Sitarjevcu in v njegovem vznožju pri Podsitarjevcu ter vse do Zavrstnika in Grma~. Manj{e anomalije svinca so opazne tudi v Zagorici, Maljeku ter nad Pod{entjurjem. Cink (Zn) Prostorska porazdelitev za cink v tleh nam pokaže najvi{je vsebnosti v dolini Save v bližini Ponovi~. Tam smo ugotovili povi{ane vsebnosti cinka tako v spodnjem (490 mg/kg) kot v zgornjem (420 mg/kg) horizontu tal (tabela 1). Na obmo~jih Litije, Grbine, Zagorice, Podsitarjevca in Za-vrstnika pa se vsebnosti cinka z globino zmanj{ujejo. Do povi{anih vsebnosti cinka je pri{lo deloma zaradi rudarjenja, pa tudi naplavine Save so prina{ale s cinkom obogaten material. Opozorilna vrednost (300 mg/kg, Uradni listi, 1996)je presežena na treh lokacijah, tako v zgornjem kot spodnjem horizontu. Vse na{tete lokacije so v dolini Save in v spodnjem horizontu je nekoliko ve~ cinka kot v zgornjem. Mejna vrednost je presežena {e na devetih lokacijah (tabela 2). Onesnaženost raziskanega ozemlja s težkimi kovinami V tabeli 2 so prikazani deleži onesnaženosti raziskanega obmo~ja za posamezno kemi~no prvino (Ur. list RS 68/96). Povr{ine so bile dolo~eno ra~unsko, na podlagi na-{ih vzorcev. Zato so nekatere povr{ine zelo majhne, kar pravzaprav pomeni, da sta le eden ali dva vzorca presegla neko vsebnost. Glede na dejstvo, da so najbolj povi{ane vsebnosti živega srebra, arzena in svinca, jih lo~eno obravnavamo. Na koncu podajamo tudi oceno celotne onesnaženosti. Kriti~na vsebnost Hg v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na ozemlju Pod-sitarjevca, kjer so kopali rudo in jo tudi sortirali, na obmo~ju velikem 2 ha, opozorilna vsebnost na {ir{em obmo~ju Podsitarjevca (1,1 km2) ter mejna vsebnost na celotnem hribu Sitarjevec (3,4 km2). V spodnjem sloju tal (20–30 cm) kriti~na vsebnost Hg ni presežena. Na obmo~ju Grma~, kjer ima travnike in pa{nike Kmetijska Zadruga (42 ha), je presežena opozorilna vsebnost, mejna vsebnost pa na ozemlju velikem 2,4 km2, ki obsega obmo~ja Zagorice in Jezov, hrib Slatina, Zavrstnik in posamezne predele Sitarjevca (tabela 2). Kriti~na vsebnost As v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na hribu Sitarjevec, na obmo~ju velikem 52 ha, opozorilna vsebnost na {ir{em obmo~ju hriba Sitarjevec (1,8 km2), mejna vsebnost pa ob vznožju hriba Sitarjevec, na obmo~ju Po{~avnika, Gra-{ke Dobrave in Gornjega Loga (5,7 km2). V spodnjem sloju tal (20–30 cm) kriti~na vsebnost As ni presežena. Le na posameznih manj{ih obmo~jih je presežena opozorilna vsebnost na obmo~ju velikem 18 ha, mejna vsebnost pa na obmo~ju velikem 2,4 km2 (tabela 2). Kriti~na vsebnost Pb v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na ozemlju rudnika Sitarjevec ter v neposredni okolici topilnice, na obmo~ju velikem 1,6 km2. Opozorilna 144 Robert [ajn & Mateja Gosar Ur. lisi RS 68/96 Nconcsna&eno Mejno Opozorilno Kritično (Nonpolhiled) (Until) {Wim ing) (Critical) Slika 10a. Celotna onesna`enost zgornjega horizonta tal (0-5 cm) s te`kimi kovinami Figure 10a. Spatial distribution of limit, warning and critically polluted topsoil (0-5 cm) Ur. list RS 68/96 Nconcsna&eno Mejno Opozorilno Kritično I Noil polluted) (Until) {Warning) (Critical) Slika 10b. Celotna onesna`enost spodnjega horizonta tal (20-30 cm) s te`kimi kovinami Figure 10b. Spatial distribution of limit, warning and critically polluted bottom soil (20-30 cm) vsebnost je presežena na obmo~ju velikem tiji in Maljeka na vzhodu, Litijsko ozemlje 20 km2, to je na obmo~ju Zavrstnika, [mart- s Pod{entjurjem, Pogonikom ter Svibnim in nega, [marske Dobrave vse do Brega pri Li- Stre{nim Vrhom. Na 22 km2 pa je preseže- Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ... 145 na mejna vsebnost za Pb v tleh. V spodnjem sloju tal (20–30 cm) je kriti~na vsebnost za Pb v tleh presežena na ozemlju Podsitarjev-ca, velikem 7 ha, opozorilna vsebnost na ob-mo~ju velikem 10 km2, ki zajema {ir{e ob-mo~je hriba Sitarjevec, [martnega in Litije ter Maljek, mejna vsebnost pa na ozemlju velikem 13 km2 (tabela 2). Na celotnem raziskanem ozemlju (okoli 30 km2) je v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) mejna vsebnost katerekoli od zakonsko obravnavanih težkih kovin presežena na 24 km2, opozorilna na 20 km2 ter kri-ti~na na 1,6 km2. Obremenjenost spodnjih talnih horizontov (20–30 cm) je nekoliko nižja. Mejna vsebnost težkih kovin je presežena na 16 km2, opozorilna na 11 km2 ter kriti~na na 7 ha (sliki 10 a in 10b). Kriti~ne vsebnosti težkih kovin v zgornjem sloju tal (0–5 cm) so presežene na hribu Sitarjevec in v neposredni bližini nekdanje topilnice. V najve~ji meri je ta anomalija posledica pridobivanja svinca in njegove predelave. Opozorilna vsebnost je presežena na velikem obmo~ju vse od Za-vrstnika, {martnega, Litije do Gornjega Loga, na severu tudi na velikem obmo~ju Svibnega, na vzhodu pa na ozemlju od Grbina vse do Brega pri Litiji ter na obmo~ju Maljeka. V spodnjem sloju tal (20–30 cm) so kriti~ne vsebnosti težkih kovin presežene le na majhnem obmo~ju pri Podsitarjevcu. Opozorilne vsebnosti pa so presežene na nekoliko manj{em ozemlju kot velja za zgornji horizont tal (sliki 10 a in 10b). Zahvala Za financiranje predstavljene raziskave se zahvaljujemo ob~ini Litija in Agenciji za raziskovalno dejavnost RS. Literatura ^e{miga, I. 1959: Rudarstvo LR Slovenije. – Nova proizvodnja, 267 str., Ljubljana. Davis, J.C. 1986: Statistic and data analysis in geology. – Willey & Sons, 651 p., New York. Drovenik, M., Pleni~ar, M. & Drovenik, F. 1980: Nastanek rudi{~ v SR Sloveniji. – Geologija, 23/1, 1–137, Ljubljana. Fabjan~i~, M. 1972: Kronika litijskega rudnika. Rokopis. – Arhiv Geolo{kega zavoda Ljubljana, Ljubljana. Godec, I. 1992: Litija neko~ in danes. – Ko-{arka{ki klub Litija, 56 str., Litija. Jemec, M. 2006: Porazdelitev kemi~nih prvin v tleh in podstre{nem prahu na obmo~ju Litije. Naravoslovnotehni{ka fakulteta, Diplomsko delo, 84 p. Ljubljana. Keckler, D. 1994: Surfer for Windows (Manual). – Golden Software, Inc., 1/1 – 23/3 str., Denver, Colorado. Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1986: Karbonska (westfalijska) makroflora iz Zavrst-nika. – Rudarsko-metalur{ki zbornik, 33/1–2, 3–34, Ljubljana. Mlakar, I. 1994: O problematiki Litijskega rudnega polja. – Geologija, 36/1, 249–338, Ljubljana. Mohori~, I. 1978: Problemi in dosežki rudarjenja na Slovenskem: zgodovina rudarstva in to-pilni{tva v stoletju tehni~ne revolucije. Knjiga 1, Osnove rudarskega dela. – Založba Obzorja, 281 str., Maribor. Premru, U., 1982: Osnovna geolo{ka karta SFRJ. 1 : 100.000, list Ljubljana. – Zvezni geo-lo{ki zavod, Beograd. Stritar, A. 1990: Raba in varstvo tal v Sloveniji. – Partizanska knjiga, 174 str., Ljubljana [ajn, R. 1999: Geokemi~ne lastnosti urbanih sedimentov na ozemlju Slovenije. – Geolo{ki zavod Slovenije, 136 str., Ljubljana. [ajn, R. 2003: Distribution of chemical elements in attic dust and soil as reflection of litho-logy and anthropogenic influence in Slovenia. In: XIIth International Conference on Heavy Metals in the Environment; 2003, Grenoble. Journal de Physique, Les Ulis, 107, 1173–1176, Grenoble. [kori}, A. 1977: Tipovi na{ih tala. – Sve-u~ili{~na naklada Liber, 134 str., Zagreb. Uradni list RS, 1996: Uredba o mejnih, opozorilnih in kriti~nih imisijskih vrednostih nevarnih snovi v tleh. – Uradni list Republike Slovenije, 68/96, 5773–5774, Ljubljana. GEOLOGIJA 50/1, 147–156, Ljubljana 2007 Porazdelitev slednih prvin v treh kraških talnih profilih v Sloveniji Trace element distribution in three karst soil profiles from Slovenia Mateja GOSAR Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ul. 14, 1000 Ljubljana, Slovenija e-mail: mateja.gosar@geo-zs.si Ključne besede: kra{ka tla, sledne prvine, geokemija, Slovenija Key words: karst soil, trace elements, geochemistry, Slovenia Izvleček Na krasu smo v treh globokih profilih v tipi~nih kra{kih žepastih tleh t.i. jerovice ali »terre rosse« obravnavali vsebnosti slednih prvin. Skupno smo analizirali 45 vzorcev iz razli~nih globin. Rezultati kažejo, da vsebnosti Mo, Ni, As, V, Hg, Sb, Bi, U, Cu, Li, Cr, Co v obravnavanih profilih mo~no presegajo slovensko povpre~je. Vsebnosti Pb, Zn in Sb so na nivoju slovenske mediane. Ba, Sr in Mn pa je v obravnavanih tleh nekoliko manj kot v povpre~nih slovenskih tleh. Vrednosti povpre~nega koli~nika obogatitve obravnavanih profilov glede na slovensko mediano so izrazito najvi{je za molibden. V profilu Pliskovica zna{a kar 31, v drugih dveh okoli 5. Tudi pri živem srebru, uranu in delno niklju oboga-titveni koli~nik profila Pliskovica za ve~ kot faktor 2 presega druga dva. Ve~ina obravnavanih slednih prvin kaže trend nara{~anja z globino. V zgornjem delu profilov, v tako imenovanem A horizontu, je izrazito manj slednih prvin, v talnem žepu pa so vsebnosti mo~no povi{ane. Abstract In the karstic area in three deep soil profiles in typical karst pockets of the so called terra rossa the trace element contents were considered. In total 45 samples were collected at various depths. Results show that Mo, Ni, As, V, Hg, Sb, Bi, U, Cu, Li, Cr and Co contents in profiles considerably exceed the Slovenian averages. Pb, Zn and Sb contents are on the level of Slovenian median values. Contents of Ba, Sr and Mn in considered soils are slightly lower of the Slovenian soil averages. The value of mean enrichment factors in profiles with respect to Slovenian median values is by far the highest for molybdenum. In the Pliskovica profile it amounts to 31, and in the other profiles to around 5. Also for mercury, uranium and in part nickel the enrichment factor in the Pliskovica profile is more than twice as high as in other two profiles. Most considered trace element contents show an increasing tendency with depth. In the upper part of profiles, in the A horizont, the trace element contents are lower, and in the soil pocket distinctly increased. Uvod Na apnencih in dolomitih opažamo kra{ke pojave, zato se pogosto uporablja za ta po-dro~ja izraz »kras«. Kras je delo vode, ki že milijone let in tudi {e zdaj oblikuje njegovo podobo v kamnu. Ta je v znatni meri odvisna od lastnosti kamnine. Kamnini na krasu v Sloveniji sta skoraj v celoti samo dve: apne- nec in dolomit. Pri obeh so velike razlike v trdnosti, zrnatosti, plastovitosti, razpokanosti, ~istosti, vsebnosti magnezijevega karbonata in debelini plasti. Vpliv kamnine na zakrasevanje se izraža predvsem prek stopnje vodne prepustnosti (Gams, 2004). V pasu, ki je med kra{kim povr{jem in nižjim z vodo prežetim pasom, prenika po-vr{inska voda pretežno navzdol. Ker ne za- 148 polnjuje vseh medsebojno povezanih praznih prostorov, govorimo o zra~nem, aera-cijskem pasu. Lo~imo vrhnji epikra{ki sloj, tj. navadno stik tal in kamnine, kjer se pre-perina zajeda med skalo v obliki žepov, ja-{kov in {pranj zapolnjenih z ilovico. Sestavo epikra{kega sloja vidimo v kamnolomih, ob cestnih usekih in drugih odkopih za gradnje, globokih od nekaj metrov do deset in ve~. Njegova raznolikost je velika in je odvisna od lastnosti in tektonske pretrtosti spodaj leže~e kamnine. Vpra{anje kemi~ne sestave tal v epikra-{kem sloju je pomembno, saj se skozenj pretaka voda s povr{ja do spodaj leže~ih jam. Na tej poti pride do kemi~nega raztapljanja, nara{~anja trdote vode in morebitnega onesnaževanja. Tla na krasu Tla nastajajo ob preperevanju litosfere zaradi medsebojnega delovanja glavnih pedogenetskih faktorjev: mati~ne podlage, podnebja, reliefa, ~asa in organizmov (]iri}, 1986). Mati~na podlaga daje osnovo, iz katere sestoje tla. Na apnencih in dolomitih so iz tal že na za~etku odstranjeni skoraj vsi karbonatni minerali oz. kalcijevi in magnezijevi ioni, zato je na teh kamninah mati~-na osnova pravzaprav netopni ostanek. Ker nastajajo opisana tla na apnencih in dolomitih z 1 do 2 % netopnega ostanka, je bilo potrebno dolgo obdobje, da so se ta tla razvila. V dolgem ~asovnem obdobju nastajanja tal so bila tla lahko tudi pod vplivom eolskega nana{anja, zato je del talne osnove lahko tudi eolskega izvora. Nastanek terre rosse in na splo{no tal na zelo ~istih apnencih in dolomitih je tudi v svetovnem merilu {e nere{eno vpra{anje. Znanstveniki se {e vedno niso poenotili glede vpra{anja o alohtonosti ali avtohtonosti mati~nega materiala. Mo~no je raz{irjena teorija, da se je terra rossa razvila na ne-topnem ostanku spodaj leže~ih karbonatnih kamnin. Druga teorija pa pravi, da je vpliv netopnega ostanka mo~no zmanj{an zaradi alohtonih vnosov (eolski nanosi, vulkanski pepel itd.) (Durn, 2003). Prevladuje mnenje, da so to reliktna poligenetskega tla, ki so nastala v terciarju in/ali v toplih obdobjih kvartarja (Bronger & Bruhn-Lobin, 1997 in Altay, 1997 v Durn, 2003). Nekateri avtorji (Verheye & Stoops, 1973 v Durn, 2003) so uspeli dokazati, da rde~a tla nastajajo tudi danes na ozemljih, ki imajo dolo- Mateja Gosar ~ene podnebne karakteristike (na primer v Libanonu). V karbonatnih kamninah prevladujejo minerali kalcit, dolomit, magnezit, aragonit in organski skeleti iz kalcita in aragonita, kot primesi pa kremen, glinenci, kalcedon, anhidrit, limonit, pirit, glavkonit itd. Železove primesi ponekod obarvajo kamnino rjavkasto in rde~kasto, bituminozne pa temno rjavo. Netopnih ostankov je v obravnavanih apnencih le do 2 %. Toda to velja za trdno kamnino. V karbonatnih kamninah se nahajajo tudi vložki iz netopnih pe{~enih, ilovnatih in glinastih sedimentov. Ti so, potem ko so karbonati raztopljeni, osnova za nastanek tal. V tleh prevladujejo kremen, minerali glin, limonit, hematit in sljude. (Gregori~, 1969). Po [kori}u (1986) sodi jerovica oz. terra rossa med avtomorfna, kambi~na tla z zna-~ilnimi talnimi horizonti A–(B)–C. Zanjo je zna~ilna rde~a obarvanost (B) horizonta zaradi prisotnosti hematita. Osnovni spe-cifi~ni pedogenetski proces za terro rosso je rubifikacija. Pomembno pri rubifikaci-ji je, da pride do dehidratacije in kristali-zacije železovih oksidov, ki so adsorbirani na povr{ini mineralov glin, ki nastajajo iz apnenca kot netopni ostanek. Tako kristalizira hematit, ki tla obarva zna~ilno rde~e (]iri}, 1986; [kori}, 1977; Durn, 2003). Za ta proces je potrebno dovolj dolgo vlažno in toplo obdobje, ki omogo~i hitro izpiranje karbonatov in akumulacijo netopnega ostanka ter tudi suho obdobje, da se lahko izvr{i dehidratacija. Tudi vsebnost organske snovi ima pomembno vlogo pri nastajanju teh tal. ^e je na voljo dovolj organske snovi, nastajajo organokovinski kompleksi, iz katerih se s po~asno biodegradacijo izlo~a železo in kristalizira goethit, ki daje tlem rjavo barvo. ^e ni na voljo dovolj organske snovi nastaja kriptokristalni ferihidrid, ki hitro prehaja v hematit zna~ilne rde~e barve (]iri}, 1986). Opis raziskanih profilov Na Trža{ko-komenski planoti smo ugotavljali geokemi~no sestavo žepastih kra-{kih tal v treh profilih, katerih lokacije prikazuje slika 1. Profil Pliskovica je lociran ob cesti Pli-skovica–Veliki Dol (slika 2). Leži na meji apnencev in dolomitov Brske formacije, ki je razvita med Diva{kim prelomom in slo- Porazdelitev slednih prvin v treh kra{kih talnih profilih v Sloveniji 149 Slika 1. Lokacije obravnavanih profilov Figure 1. Locations of karst soil profiles vensko-italijansko mejo in sodi stratigraf-sko v spodnjo kredo (aptij) (Jurkov{ek et al., 1996). Jurkov{ek in sodelavci (1996) so ugotovili, da med diagenetske zna~ilnosti te formacije sodi dolomitizacija in tudi pojav do 0,2 mm velikih avtigenih kremenovih kristalov in drobnih piritnih framboidov. Profil smo vzor~ili do globine 100 cm. Kilometer severno od naselja Krajna vas smo vzor~ili 110 cm globok profil z oznako Krajna vas (slika 3). Leži na apnencih Sežanske formacije, ki stratigrafsko sodi v zgornjo kredo (zgornji turonij in spodnji santonij) (Jurkov{ek et al., 1996). Olivno siv apnenec je tu ve~inoma plastovit. Zahodno od Komna pri naselju Ivanji grad smo vzor~ili istoimenski profil, ki je segal 170 cm globoko. Tudi profil Ivanji grad leži na zgornjekrednih apnencih turonijske starosti (Buser, 1964). V profilih Pliskovica in Krajna vas sega A horizont nekako do globine 25 cm, v profilu Ivanji grad pa je domnevno pri{lo do preme-{~anja materiala in zato menimo, da je material, ki ustreza A horizontu nakopi~en do globine 45 cm, sledi kra{ki žep. 150 Mateja Gosar Slika 2. Profil kra{kih tal na lokaciji Pliskovica Figure 2. Karst soil profile from location Pliskovica Vzor~enje tal in analitika Vzor~enje tal je potekalo julija 2006. Profile smo vzor~ili z brazdo v 10 cm intervalih. Celotni tako zbrani vzorec je tehtal približno en kilogram. Laboratorijska obdelava vzorcev je obsegala su{enje pri temperaturi 30 °C in drobljenje sprijetih grud, ne pa skeleta, v kerami~ni terilnici. S suhim sejanjem smo pridobili frakcijo manj{o od 2 mm; to smo potem zmleli v ahatnem krogli~nem mlinu in dodatno presejali na situ z odprtinami 0,125 mm. Kemi~na analiza vzorcev tal je bila opravljena v laboratoriju ACME Analytical Laboratories Ltd. v Vancouvru v Kanadi. Za kemi~ne prvine razen Hg je bila uporabljena plazemska emisijska spektrometrija (ICP) po {tirikislinskem razkroju (HClO4, HCl, HF in HNO3) pri temperaturi 200 °C. V vzorcih so bile tako dolo~ene vsebnosti As, Ba, Bi, Co, Cr, Cu, Li, Mn Mo Ni, Pb, Sb, Sn, Sr, U, V, in Zn. Za dolo~itev vsebnosti Hg je bilo Slika 3. Profil kra{kih tal na lokaciji Krajna vas Figure 3. Karst soil profile from location Krajna vas vzorec - sample As Ba Bi Co Cr Cu Li Mn Mo Ni Pb Sb Sn Sr U V Tai Hg IG 80-90 36 3 1.1 25.3 125.3 45.3 83.0 259 3.4 102.7 38.3 1.7 4.1 30 3.2 198 110 0.133 IG 80-90 B 35 4 1.2 25.9 140.3 45.9 85.0 286 3.4 104.5 43.1 1.9 4.5 39 3.3 204 114 0.155 rel. razlika v % rel.difference in % 3 29 8.7 2.3 11.3 1.3 2A 10 0 1.7 11.8 11.1 9.3 26 3J 3 4 15 KB V 30-40 41 5 1.3 27.7 246.4 63.5 102.0 436 4.8 181.2 46.5 2.6 5.0 37 4 359 168 0.142 KB V 30-40 B 40 6 1.2 25.9 248.5 61.8 101.3 442 4.5 177.2 48.4 2.8 5.0 48 3.9 367 156 0.145 rel. razlika v % rel.difference in % 2 18 8.0 6.7 0.S 2.7 0.7 1 6.5 2.2 4.0 7.4 0 26 2.5 2 7 2 PLI 50-60 61 11 0.9 56.4 172.1 73.5 118.0 272 32.6 255.5 46.7 5.2 6.1 52 8.6 390 143 0.320 PLI 50-60 B 59 10 1.0 58.4 169.6 77.2 117.0 274 32.8 261.6 46.4 5.0 6.1 51 8.9 414 150 0.329 rel. razlika v % rel.difference in % 3 10 10.5 3.5 1.5 4.9 0.9 1 0.6 2.4 0.6 3.9 0 2 3.4 6 5 3 povp. rel. raz. v % av. rel. diff. in % 3 19 9 4 5 3 1 4 2 2 5 7 3 18 3 4 5 7 Tabela 1. Relativne razlike med dvojicami analiz za isti vzorec (vsebnosti prvin v mg/kg) Table 1. Relative differences between two duplicates (element contents in mg/kg) standard GXB-6 As Ba Bi Co Cr Cu Li Mn Mo Ni Pb Sb Sn Sr U V Zn Hg ponovitev 1 313 1241 0.2 13.2 72.7 67.1 37.0 1033 2.6 22.0 102.0 2.9 1.4 34 1.3 194 130 0.058 ponovitev 2 321 1264 0.2 14.0 76.0 72.6 37.0 1080 2.2 22.6 109.4 2.9 1.4 36 1.3 200 138 0.073 ponovitev 3 332 1211 0.2 13.4 78.2 72.9 36.3 1096 2.2 22.3 103.7 2.5 1.4 39 1.3 196 135 0.076 povp. pon. 322 1239 0.2 13.5 75.6 70.9 36.8 1070 2.3 22.3 105.0 2.8 1.4 36 1.3 197 134 0.069 prip. vrednost (P) 330 1300 0.3 14.0 96.0 105.0 32.0 - 2.4 22.0 101.0 3.8 1.7 35 1.5 186 120 0.068 razmerje v % 98 95 69 97 79 67 115 97 101 104 73 82 104 87 106 112 101 Tabela 2. Ponovitve analiz standarda GXR-6, povprečna vrednost in razmerje s priporočeno vrednostjo Table 2. Three analyses of standard GXR-6, mean contents and ratios with standard values 152 0,5 g vzorca prelito s 3 ml zlatotopke (me-{anica kislin HCl, HNO3 in H2O v razmerju 3 : 1 : 2), eno uro segrevano na 95 °C in potem razred~eno do 100 ml z destilirano vodo. V raztopini je bila dolo~ena vsebnost Hg z neplamensko AAS. Vzorce in naklju~no izbrane dvojnike ter geolo{ki standard GXR-6 (Epstein, 1990) so v laboratoriju analizirali po naklju~nem zaporedju. Natan~nost analitike predstavlja mero ponovljivosti dolo~anja nekega parametra v istem vzorcu ne glede na odstopanje od res-ni~ne vrednosti (Rose et al., 1979). Nekatere naklju~no izbrane vzorce smo podvojili in jih dali po naklju~nem vrstnem redu v analizo. Izra~unana je bila vrednost d v odstotkih, ki predstavlja relativno razliko dvojic analiziranih dolo~itev (Blejec, 1976). Ve~ja je relativna razlika, ve~ja je analizna napaka oz. slab{a je natan~nost analitike. Relativna razlika 67 % pomeni, da je vrednost prvine v enem vzorcu dvakrat ve~ja kot v vzporednem vzorcu, 100 % pa pomeni trikrat ve~jo vrednost. Pri obravnavanih prvinah so relativne razlike pri analiziranih prvinah manj{e od 10 %, nekoliko vi{ja je relativna razlika le pri bariju (19 %) in stronciju (18 %) (tabela 1). Pravilnost ali to~nost analitike smo ocenili z razliko med analitsko vrednostjo prvine v vzorcu in njeno dejansko vrednostjo. Primerjali smo analitske vrednosti standarda GXR-6 s priporo~enimi vrednostmi (Abbey, 1983). Standard je bil pod laboratorijskimi {tevilkami naklju~no porazdeljen med ostale vzorce in 3-krat analiziran. V tabeli 2 so navedene analizirane vrednosti, njihova aritmeti~na sredina, priporo~ene vrednosti in razmerja med aritmeti~no sredino ponovitev analiz in priporo~enimi vrednostmi. Tako iz-ra~unana razmerja so pravzaprav popravni koli~nik, s katerim bi morali deliti analizirane vrednosti, da bi dobili prave. Analizne vrednosti se dobro prilegajo priporo~enim saj so odstopanja manj{a od 30 %. Zato lahko ugotovimo, da sta natan~nost in to~nost uporabljene analitske metode zadovoljivi. V nadaljnjih izra~unih, slikah in v tabelah smo uporabili za vzorce, ki so bili po dvakrat analizirani, aritmeti~no sredino obeh dolo-~itev. Rezultati in diskusija Osnovne statistike obravnavanih profilov so prikazane v tabeli 3, porazdelitev nekaterih prvin v profilih na slikah 4 do 7, vrednosti povpre~nega koli~nika obogatitve obravna- Mateja Gosar vanih profilov glede na slovensko mediano pa so predstavljeni na sliki 8. V profilu Pliskovica zna{a mediana arzena 46 mg/kg, v profilu Krajna vas 40 mg/kg in v profilu Ivanji grad36mg/kg.Opazovane vsebnosti pa nihajo od 25 do 60 mg/kg (tabela 1). Glede na Uredbo o mejnih vrednostih nekaterih težkih kovin v tleh (Uradni list RS 68/96), lahko ugotovimo, da vsebnost arzena v vseh vzorcih presega mejno vsebnost, ki zna{a 20 mg/kg (Uradni list RS 68/96). V spodnjih delih profilov pa je presežena tudi opozorilna vsebnost. Kriti~na vrednost (55 mg/kg) je presežena le v vzorcu z globine 55 cm v profilu Pliskovica. V vseh treh profilih se vsebnost arzena v spodnjih delih profila zvi{a (slika 4). Tako lahko ugotovimo, da je v talnih žepih arzen obogaten. Mediane profilov za 2,5 do 3,3 krat presegajo slovensko povpre~je (14 mg/kg; [ajn, 2003) in {e bolj presegajo mediano za evropska tla, ki zna{a 6 mg/kg (Salminen et al., 2005). Razlike z evropskim povpre~jem so ve~je kot s slovenskim, ker Slovenijo ve~inoma pokrivajo karbonatne kamnine, ki so v evropskem merilu v podrejenem položaju. Mediana za kobalt je v profilu Pliskovica 30,5 mg/kg, Krajna vas 21,2 mg/kg in Ivanji grad 26,3 mg/kg. Vsebnosti nihajo od 16,9 do 64,8 mg/kg. Mediani za slovenska tla (16 mg/kg, [ajn, 2003) in evropska tla (8,9 mg/kg; Salminen et al., 2005) sta tako preseženi v vseh vzorcih. Obogatitveni ko-li~nik je najve~ji v profilu Pliskovica (1,9) (slika 8). Na podlagi raziskanih vzorcev zna{ajo mediane kroma v profilu Pliskovica 163,2 mg/kg, Krajna vas 228 mg/kg in Ivanji grad 138,3 mg/kg. Mediane vseh profilov presegajo slovensko povpre~je (91 mg/kg; [ajn, 2003). Obogatitveni koli~nik je najve~ji v profilu Krajna vas (2,5) (slika 8). Tudi vsebnosti bakra so najvi{je v profilu Pliskovica, kjer zna{a mediana 74,3 mg/ kg in obogatitveni koli~nik glede na slovensko mediano 2,4. Mediana v profilu Krajna vas je 63 mg/kg in v profilu Ivanji grad 50,1 mg/kg. Mediana za živo srebro je v profilih Pli-skovica 0,291 mg/kg, Krajna vas 0,131 mg/ kg in Ivanji grad 0,129 mg/kg. Tudi živo srebro je v profilu Pliskovica zelo obogateno, saj ga je 2,5 krat ve~ kot v drugih dveh profilih. V vseh profilih vsebnost živega srebra v talnih žepih naraste za približno faktor 2 glede na zgornji horizont (slika 5). Porazdelitev slednih prvin v treh kra{kih talnih profilih v Sloveniji 153 As profil PLISKOVICA profil KRAJNA VAS profil IVANJI GRAD SLO Europe Md min max SD Md min max SD Md min max SD Md Md 46 28 60 9 40 25 41 5 36 34 40 2 14 6.02 Ba 172 118 236 43 196 154 219 22 190 178 240 19 358 385 Bi 1.0 0.7 1.2 0.2 1.2 0.7 1.3 0.2 1.1 0.9 1.3 0.1 0.4 <0,5 Co 30.5 16.9 64.5 16.2 21.2 18.6 26.8 2.7 26.3 23.3 64.8 13.0 16 8.97 Cr 163.2 87.9 170.9 26.4 228.0 160.0 247.5 29.0 138.3 130.7 155.5 8.2 91 62 Cu 74.3 43.4 77.3 12.1 63.0 42.7 67.6 8.2 50.1 45.6 55.1 3.2 31 13.9 Hg 0.291 0.179 0.360 0.057 0.131 0.074 0.025 0.025 0.129 0.059 0.166 0.029 0.065 0.022 Li 112.1 66.5 119.9 17.1 98.1 61.5 105.5 13.7 89.3 84.0 96.1 3.9 50 / Mn 259.5 191.5 558.0 146.7 484.5 339.0 671.0 123.9 303.5 208.0 525.0 97.6 1054 740 Mo 24.8 17.1 32.7 4.8 4.3 3.4 5.0 0.5 3.6 3.2 3.9 0.2 0.8 0.52 Ni 195.9 111.6 258.6 44.2 175.3 102.7 180.4 26.2 114.1 101.7 129.2 9.6 50 21.8 Pb 46.0 39.6 49.9 3.3 43.8 41.4 52.2 3.4 42.5 36.1 47.1 3.4 42 17.2 Sb 3.6 2.6 5.1 0.7 3.6 2.6 2.8 0.7 1.9 1.7 2.2 0.1 1.1 0.47 Sn 5.8 3.6 6.1 0.9 2.6 2.0 5.4 0.2 4.3 3.8 4.8 0.3 3.1 3 Sr 45 41 52 3 42 36 94 17 30 27 36 3 77 95 U 8.6 5.2 9.5 1.3 3.5 2.1 4.4 0.6 3.3 2.8 3.7 0.3 2.2 2.03 V 340.5 155.0 402.0 72.0 333.0 200.0 363.0 50.9 210.8 191.0 236.0 13.2 102 62.8 Zn 145.8 97.0 153.0 18.8 163.5 116.0 172.0 19.6 114.5 98.0 127.0 8.5 124 47 Tabela 3. Mediane in razponi vsebnosti prvin (mg/kg) v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad in mediani za Slovenijo ([ajn, 2003) in Evropo (Salminen et al., 2005) Table 3. Medians and ranges of elements (mg/kg) in profiles Pliskovica, Krajna vas, Ivanji grad and medians for Slovenia ([ajn, 2003) and Europe (Salminen et al., 2005) 0 -20 ¦40 I -60 ! -80 ! -100 -120 -140 -160 -180 10 20 As (mg/kg) 30 40 50 60 70 -----profil IVANJI GRAD ¦ profil KRAJNA VAS —— profil PLISKOVICA Slika 4. Vsebnosti arzena v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad Figure 4. As contents in profiles Pliskovica, Krajna vas and Ivanji grad 154 Mateja Gosar 0.000 o ¦20 ¦40 I* I -so g -100 l> -120 ¦140 -160 -180 0.050 0.100 0.150 Hg (mg/kg) 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 ------profil IVAN JI GRAD » profil KRAJNA VAS * profil PLISKOVICA Slika 5. Vsebnosti živega srebra v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad Figure 5. Hg contents in profiles Pliskovica, Krajna vas and Ivanji grad Vsebnosti molibdena so v obravnavanih profilih glede na slovensko povpre~je mo~no povi{ane. Mediana profila Pliskovica zna{a kar 24,8 mg/kg in za 31 krat presega slovensko povpre~je (0,8 mg/kg) (sliki 6 in 8). Tudi mediani profilov Krajna vas (4,3 mg/kg) in Ivanji grad (3,6 mg/kg) sta glede na slovensko povpre~je povi{ani. Visoke vrednosti molibdena v tleh pri Pliskovici so zanimive in kažejo na nekoliko druga~en izvorni material ali druge vplive kot pri profilih Krajna vas in Ivanji grad. Njegov izvor bo potrebno dognati z nadaljnjimi raziskavami. Zanimivo je, da so, tudi glede na navedbe v literaturi (Adriano, 1986), v profilu Pliskovica nenavadno visoke vrednosti Mo za tla na neonesnaženih obmo~jih in da njegove vsebnosti v omenjenem profilu presegajo tudi 0 -20 -40 E -60 o I"80 B -100 B) -120 -140 -160 -180 10 Mo (mg/kg) 15 20 25 30 35 ------profil IVANJI GRAD * profil KRAJNA VAS + profil PLISKOVICA Slika 6. Vsebnosti molibdena v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad Figure 6. Mo contents in profiles Pliskovica, Krajna vas and Ivanji grad Porazdelitev slednih prvin v treh kra{kih talnih profilih v Sloveniji 155 0 ¦20 -40 I -60 ! -80 I -100 -120 -140 -160 -180 50 100 NI (mg/kg) 150 200 250 300 -----profil IVANJI GRAD ¦profil KRAJ NA VAS -^profil PLISKOVICA Slika 7. Vsebnosti niklja v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad Figure 7. Ni contents in profiles Pliskovica, Krajna vas and Ivanji grad mejno vrednost za tla, ki zna{a 10 mg/kg (Uradni list RS 68/96). Tudi vsebnosti niklja so visoke. Mediana profila Pliskovica zna{a 196 mg/kg, Krajna vas 175 in Ivanji grad 114 mg/kg. Vse mediane mo~no presegajo slovensko povpre~je, ki zna{a 50 mg/kg. Zanimivo je, da je tudi mejna vsebnost glede na slovensko zakono- dajo postavljena na 50 mg/kg in opozorilna na 70 mg/kg (Uradni list RS 68/96). Torej so vsebnosti v vseh obravnavanih profilih nad opozorilno vrednostjo, v spodnjem delu profila Pliskovica pa presegajo celo kriti~no vsebnost (210 mg/kg) (slika 7). Pri tem naj opozorimo, da smo mnenja, da na lokacijah profilov ni opaznej{ega antropogenega vpli- Slika 8. Povpre~ni koli~niki obogatitve prvin v profilih Pliskovica, Krajna vas in Ivanji grad Figure 8. Average enrichment factors of elements in profiles Pliskovica, Krajna vas and Ivanji grad 156 va, torej je povi{anje naravno pogojeno. V vseh treh profilih se vsebnosti niklja z globino pove~ujejo. V talnem žepu je vsebnost niklja povpre~no 2 krat vi{ja kot v A horizontu (slika 7). Na podlagi raziskanih vzorcev zna{a mediana svinca v profilu Pliskovica 46 mg/kg, Krajna vas 43,8 in Ivanji grad 42,5 mg/kg. Mediana za slovenska tla zna{a 42 mg/kg in zelo ustreza ugotovljenim vsebnostim v profilih. Tudi vsebnosti cinka so v mejah slovenskega povpre~ja; od 97 do 153 mg/kg, z medianami, ki so blizu slovenski, ki zna{a 124 mg/kg. Razvoj in sestavo tal na karbonatnih kamninah so raziskovali tudi Pirc in sodelavci (1991). Primerjava z na{imi rezultati pokaže, da so tudi oni dolo~ili nekoliko povi{ane vsebnosti Cr, Ni in V glede na slovensko povpre~je. Povi{anja pa niso tako izrazita kot v tu opisanih tleh. Hg, As in Mo niso dolo~ali. Kemi~no sestavo tal na kra{kih terenih v sosednji Hrva{ki in na Slova{kem so obravnavali Miko in sodelavci (2003). Na Hr-va{kem so v tleh v Istri ugotovili povi{ane vsebnosti Cr, Ni, V, Mn, Cu, Cd in Mo. Na splo{no so ugotovili, da imajo tla na karbonatnih terenih ve~ As, Co, Cu, Pb, Ni, Mn, Th, V, Cr, Zn, Zr in Nb kot tla na nekarbo-natnih terenih. To se dobro sklada z na{imi rezultati, ki tudi kažejo vi{je vsebnosti Mo, Ni, As, V, Hg, Sb, Bi, U, Cu, Li, Cr in Co glede na slovensko in evropsko povpre~je. Na Hrva{kem in Slova{kem so pripisali povi{a-ne vsebnosti Pb, Hg, As in Cd zra~nim vplivom, ker so te težke kovine nekoliko povi-{ane v A horizontu. Ker se v na{em primeru vsebnosti slednih prvin z globino pove~ajo, le-teh ne moremo pripisati recentnim zra~-nim vplivom, lahko pa so na njihove vsebnosti vplivali zra~ni depoziti v dolgi zgodovini nastajanja teh tal. Zahvala Za pomo~ pri delu na terenu sem hvaležna Tamari Ter{i~. Raziskavo je financirala Agencija za raziskovalno dejavnost RS. Mateja Gosar Literatura Abbey, S. 1983: Studies and standards samples of silicate rocks and minerals 1969–1982. – Geological Survey of Canada, Paper 83–15, 114 pp., Ottawa. Adriano, D.C. 1986: Trace elements in the terrestrial environment. – Springer-Verlag, 533 pp., New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo. Blejec, M. 1976: Statisti~ne metode za ekonomiste. – Ekonomska fakulteta, Univerza v Ljubljani, 687 str., Ljubljana. Buser, S. 1964: Osnovna geolo{ka karta SFRJ 1 : 100.000, list Gorica. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd. ]iri}, M. 1986: Pedologija. – SOUR Svjetlost; 312 pp., Sarajevo. Durn, G. 2003: Terra rossa in the Mediterranean Region: parent materials, composition and origin. – Geologia Croatica, 56/1, 83–100, Zagreb. Epstein, M. S. 1990: Report of analysis. – U.S. Department of commerce, National institute of standards and technology, 16 pp., Gaithesburg, Maryland. Gams, I. 2004: Kras v Sloveniji v prostoru in ~asu. – Založba ZRC, 515 pp., Ljubljana Grego-ri~, V. 1969: Nastanek tal na triadnih dolomitih (Soil formation on the triassic dolomites). – Geologija, 12, 201–230, Ljubljana. Jurkov{ek, B., Toman, M., Ogorelec, B., [ribar, L., Drobne, K., Poljak, M. & [ribar, Lj. 1996: Formacijska geolo{ka karta južnega dela Trža{ko-komenske planote 1 : 50.000: kredne in paleogenske karbonatne kamnine (Geological map of the southern part of the Trieste–Komen Plateau: Cretaceous and Paleogene carbonate rocks). – Ljubljana: In{titut za geologijo, geotehniko in geofiziko, 143 pp., Ljubljana. Miko, S., Durn, G., Adamcova, R., ^ovi}, M., Dubikova, M., Skalsky, R., Kapelj, S & Ottner, F. 2003: Heavy metal distribution in karst soils from Croatia and Slovakia. – Environmental Geology, 45, 262–272, Berlin. Pirc, S., McNeal, M.J., Lenar~i~, T., Prohi}, E. & Svrkota, R. 1991: Geochemical mapping on carbonate terrain. – Applied Earth Science, 100, 74–83. Rose, A. W., Hawkes, H.E. & Webb, J.S. 1979: Geochemistry in mineral exploration. – Academic Press, 656 pp., London, New York, Toronto, Sydney, San Francisco. Salminen R., Batista, M. J., Bidovec, M., Demetriades, A, De Vivo, B., De Vos, W., Du-ris, M., Gilucis, A., Gregorauskiene, V. , Halami}, J., Heitzmann, P. , Lima, A., Jordan, G., Klaver, G., Klein, P. , Lis, J., Locutura, J., Marsina, K., Mazreku, A., O’connor, P. , Ols-son, S. A., Ottesen, R.T., Petersell, V. , Plant, J.., Reeder, S., Salpeteur, I., Sandström, H., Siewers, U., Steenfelt, A. & Tarvainen, T., 2005: Geochemical atlas of Europe. Part 1, Background information, methodology and maps. – Espoo: Geological Survey of Finland, 525 pp. [kori}, A. 1977: Tipovi na{ih tala. – Sve-u~ili{~na naklada Liber, 134 pp., Zagreb. Uradni list RS, 1996: Uredba o mejnih, opozorilnih in kriti~nih imisijskih vrednostih nevarnih snovi v tleh. – Uradni list Republike Slovenije, 68/96, 5773–5774, Ljubljana. GEOLOGIJA 50/1, 157–177, Ljubljana 2007 Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia Hidrogeokemi~ne zna~ilnosti pore~ja reke Save v Sloveniji Tja{a KANDU^ & Nives OGRINC Department of Environmental Sciences, Jožef Stefan Institute, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenia Key words: River Sava, chemical composition, stable isotopes, sulphur, carbon, oxygen, deuterium Klju~ne besede: reka Sava, kemijska sestava, stabilni izotopi, žveplo, ogljik, kisik, dev-terij Abstract The River Sava is a typical HCO3- – Ca2+ – Mg2+ River. Total alkalinity increases in the part of the watershed composed of carbonate and clastic rocks, which are less resistant to weathering processes. Ca2+/Mg2+ ratios are around 2 in the carbonate part of the watershed and increase in the watershed composed of carbonate and clastic rocks, indicating dissolution of calcite with magnesium. According to PHREEQC for Windows calculations, the River Sava and its tributaries are oversaturated with respect to calcite and dolomite. ?18OH2O and ?DH2O are related to the meteorological patterns in the drainage basin. River water temperatures fluctuate annually following air temperatures. The relationship between the temperature and ?18OH2O and ?DH2O values primarily reflects the strong dependence of ?18O and ?D on precipitation and evaporative enrichment in heavy oxygen and hydrogen isotopes of infiltrating water recharging the River Sava from its slopes. The ?13CDIC values are controlled by processes in the terrestrial ecosystem and stream processes such as: (1) dissolution of carbonates, (2) soil derived CO2, and (3) equilibration with atmospheric CO2. Lower ?13CDIC values are observed in the spring sampling season due to abundant precipitation related to soil leaching of CO2 in the river system. From discharge and concentration measurements of sulphate and according to the drainage area of the River Sava basin, the annual sulphur flux at the border with Croatia was estimated to be 1.4 × 107 g SO4/km2. Assuming that the sources of SO42- to the Sava are its tributaries, precipitation and other sources, the contributions of these inputs were calculated according to steady state equations and estimated to be 52 : 8 : 40 %, respectively. Other sources are attributed to human influences such as industrial pollution and oxidation of sulphides. Izvle~ek Reka Sava je tipi~na HCO3- – Ca2+ – Mg2+ reka. Totalna alkalnost nara{~a po pore~ju navzdol, ki ga sestavljajo poleg karbonatnih tudi klasti~ne kamnine, ki so manj odporne na procese preperevanja. Razmerje Ca2+/Mg2+ je okrog 2 v karbonatnem delu pore~ja in naraste v pore~ju, ki ga sestavljajo karbonatne in klasti~ne kamnine, kar kaže na raztapljanje kalcita z magnezijem. Glede na izra~une PHREEQC for Windows so reka Sava in njeni pritoki prenasi~eni s kalcitom in dolomitom. ?18OH2O in ?DH2O vrednosti sta povezani z meteorolo{kimi spremenljivkami v drenažnem bazenu. Temperatura re~ne vode se letno spreminja glede na temperature v zraku. Povezava med temperaturo, ?18OH2O odraža mo~no odvisnost ?18O v padavinah in evaporativno obogatitev na težjih izotopih kisika infiltrirajo~e vode s pobo~ij, ki napaja reko Savo. ?13CDIC vrednosti kontrolirajo procesi v terestri~nih ekosistemih in v reki, kot so: (1) raztapljanje karbonatov, (2) preperinski CO2 ter (3) uravnoteženje z atmosferskim CO2. Bolj negativne vrednosti ?13CDIC so posledica ve~je koli~ine padavin in spiranja izotopsko lažjega preperinskega CO2 s terestri~nega ekosistema v spomladanskih mesecih. Iz podatkov o pretokih, koncentracijah sulfata v vodi in odvodnjevalni povr{ini smo izra~unali letni snovni tok žvepla na meji s Hrva{ko, ki zna{a 1,4 × 107 g SO4/km2. Glede nato, da smo predpostavili slede~e vire sulfata v reki Savi: pritoke, padavine in ostale vire, smo izra~unali deleže posameznih prispevkov iz ravnotežnih ena~b koncentracijske in izotopske masne bilance, ki zna{ajo 52 : 8 : 40 %. Ostale vire lahko pripi{emo industrijski onesnaženosti in oksidaciji sulfidnih mineralov. 158 Introduction The geochemical study of river water allows important information to be obtained on chemical weathering of rocks/soil and the chemical and isotopic compositions of the drainage basin (Gibbs, 1972; Reeder et al., 1972; Hu et al., 1982; Stallard & Edmond, 1983; Goldstein & Jacobsen, 1987; Elderfield et al., 1990; Zhang et al., 1995; Huh et al., 1998). Since carbonate weathering largely dominates the water chemistry of river waters, characterization of the water chemistry of rivers draining carbonate-dominated terrain is crucial to precisely identify the various contributions of the different sources to water solutes, and to estimate weathering rates of the continental crust and associated CO2 consumption (Fairchild et al., 1994, 1999, 2000; Gail-lardet et al., 1999; Liu & Zhao, 2000). Rivers also reflect biogeochemical processes occurring in their catchment areas and help to quantify material transport from land to ocean (Palmer et al., 2001). Within this context, understanding of the carbon cycle is particulary important because it helps to evaluate the health of the river and its catchment basin (Telmer & Veizer, 1999). Investigations of major elements and stable carbon isotopes of dissolved inorganic carbon (?13CDIC) are useful for such studies and to evaluate environmental influences (Ka-rim & Veizer, 2000; Barth et al., 2003). Rivers represent a linkage between precipitation and groundwater, which all together form the hydrogeological cycle. Stable isotopes of oxygen and hydrogen are used to trace processes of evaporation, condensation, snow melting, mixing of waters of different origin and recharge conditions in the studied watersheds (Clark & Fritz, 1997). The natural sources of SO42- in river water are rainfall, groundwater, and weathering of S-rich minerals. Human activities (e.g. air pollution, mining, smelting of sulphide ore, refining of petroleum, and chemical industries) also contribute to the SO42- content of river water. These multiple sources of sulphate can frequently be distinguished by their specific isotopic signatures. For example, river sulphate derived from dissolution of evaporates has positive ?34S values whereas sulphate from oxidation of sulphides or from biogenic emissions may have strongly negative ?34S. The latter is due to the fact Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc that sulphide minerals tend to be isotopi-cally lighter than sulphate minerals, and hence the oxidation of sulphides (and that of organic sulphur) transposes the depleted ?34S signal to sulphate products (Pearson & Rightmire, 1980). The main objectives of this study were to understand the hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed through time (different seasons and flow regimes), and to quantify sources, fluxes and sinks of carbon and sulphur from the isotopic characteristics of their dissolved species. Characterization of the River Sava drainage basin The River Sava, the largest river in Slovenia and a tributary of the Danube, originates in the Triassic carbonate hinterland at Zelenci (Figure 1, location 1) as the Sava Dolinka and the karst spring Savica (Figure 1, location 6) as the Sava Bohinjka. The confluence of these two sources is at Radovljica. From there the river is named Sava and finishes its course at Belgrade, merging with the Danube. From the source of the Sava Dolinka to the national border with Croatia its length is 219 km. Along its studied course of 219 km, as well as the Sava Bohinjka source, the river flows through agricultural areas and the urban centres of Jesenice, Kranj, Ljubljana, the mining area of Zasavje and Kr{ko (Figure 1). Discharge regimes along its flow are controlled by precipitation and the configuration of the landscape. In the upper part of the Sava a snow – rain regime prevails and turns over in the central and lower part to a rain – snow regime (Hrvatin, 1998). Annual maxima are characteristics in spring and late summer, while minima occur in summer and winter months. In the years 1961–1990 the mean annual amount of precipitation in the River Sava watershed was 1500 mm (Zupan~i~, 1998). Long term (from the years 1960–1991) the mean annual discharge varies at the gauging stations of Radovljica (in the upper part of the watershed), Hrastnik (in the central part of the watershed) and ~atež (in the lower part of the watershed) from 18.6, 181.7 and 290 m3/s, respectively (ARSO, 2004). Discharge ratios between high and low waters are 1 : 100 (extreme 1 : 250) and are also controlled by hydroelectric power plant outflows. Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 159 Figure 1. Detailed location map of the numbered sampling sites in the River Sava watershed. Sample sites are described in Table 1. The drainage area of the River Sava in Slovenia is 10881 km2 (ARSO, 2004). The valley of the Sava extends in a NW– SE direction and comprises almost half the Slovenian territory with variegated geological composition. At the confluence of the Sava Bohinjka and Sava Dolinka it accumulates Pleistocene fluvioglacial sediments and formed terraces, from Ljubljana the watershed is mainly composed of Permo-Carbo-nian clastic sediments, which alternate with Triassic carbonates in the Zasavje area and pass over to Miocene sandstones, clays and gravels on the left bank of the river. In the Kr{ko–Brežice area the watershed mainly consists of terrace Pleistocene sediments and from there the flow continues to Croatia. The watershed of the Sava’s tributaries is composed of Triassic and Jurassic carbonates, Permo-Carbonian, Oligocene, Miocene clastic rocks and Pleistocene sediments (Buser & Draksler, 1989). Methodology Surface water sampling locations were selected based on their relationship to the confluences of major and minor streams, at points before and after the confluence. Sampling locations of the Sava watershed are presented in Figure 1. Sampling was performed at 41 locations in different seasons (April – spring 2004, September – late summer 2004 and January – winter 2005), according to the discharge regimes of the Sava and its tributaries. Temperature, conductivity, dissolved oxygen (DO), and pH measurements were performed in the field. Sample aliquots collected for chemical analysis were immediately passed through a 0.45 µm nylon filter into bottles and kept refrigerated until analysed. Samples for cation (pre-treated with HNO3), anion and alkalinity analyses were preserved in HDPE bottles. Samples for DIC (dissolved inorganic carbon) and ?13CDIC analyses were stored in glass bottles, filled to the top, with no headspace. Samples for DOC analyses were acidified and sampled in glass bottles of volume 30 ml. Samples for isotopic composition of sulphur were collected in 4.5 l plastic bottles and were acidified after filtration to pH 2. Then BaCl2 was added to precipitate BaSO4, which was then collected by filtering through a 0.45 µm fil- 160 ter. Sampling of water samples for 518O and 5D analyses was performed in plastic bottles of volume 50 ml filled to the top. Total alkalinity was measured by Gran titration with a precision of ± 1 % within 24 h of sample collection. Major elements (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Sr2+, Si, NO3-, SO42-, Cl-) in water samples were determined by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) and ion chromatography, with a precision of ± 2 %. Dissolved organic carbon (DOC) concentrations were measured using a high-temperature platinum-catalyzed carbon analyzer via combustion, followed by infrared detection of CO2 (Shmidizu TOC-5000A) with an uncertainty of ± 2 %. The concentrations of DIC were determined on a UIC Coulometrics CO2 Coulometer with a precision of ± 2 %. Isotopic composition of light elements (H, C, N, O, S) in sample is expressed as 5 value as relative difference of stable isotope ratios with regard to default reference material as follows: g^=vz------EM.looo y‰\ (1) RRM Value R is ratio between heavier stable isotope and lighter stable isotope: D/H, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S. Positive 5 values (expressed in ‰) mean that sample contains more heavier isotope than reference material, and negative that it contains less (O’Neil, 1979). Isotopic reference materials are determined by International Atomic Energy Agency (IAEA) and National Institute of Standards and Technology (NIST). For each of the element the reference materials are selected so that isotopic ratio in reference material is similar to average ratio of the same isotopes in nature. At measurments of isotopic composition of oxygen (hydrogen), carbon, nitrogen and sulphur the following reference materials are used: • VSMOW - Vienna Standard Mean Ocean Water • VPDB - Vienna Pee Dee Belemnite • AIR - Air • VCDT - Vienna Canon Diablo Troilite The stable isotope composition of dissolved inorganic carbon (513CDIC) was determined with a Europa Scientific 20-20 continuous flow IRMS ANCA - TG preparation module. Phosphoric acid (100 %) was added Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc (100-200 fj.l) to a septum-sealed vial which was then purged with pure He. The water sample (6 ml) was injected into the septum tube and headspace CO2 was measured. In order to determine the optimal extraction procedure for surface water samples, a standard solution of Na2CO3 (Carlo Erba) with a known 513CDIC of - 10.8 ± 0.2 ‰ was prepared with a concentration of either 4.8 mmol/l (for samples with an alkalinity above 2 mmol/l) or of 2.4 mmol/l (for samples with alkalinity below 2 mmol/l). Since no reference material for 513CDIC measurements exists, CO2 was used with 513CCO2 - 5.2 ± 0.2 ‰ as a laboratory standard, which is calibrated to international reference materials: NIST 8562, NIST 8563 and NIST 8564 with default 5 value relative to VPDB. The isotopic composition of oxygen and hydrogen in water (518O and 5D) were measured with a Varian Mat 250. The same reference materials (NIST) were used for 518O and for 513CDIC measurements as described above. For measurement control of 5D value IAEA OH4 and IAEA OH1 reference materials were used with - 109 ‰ ± 1.5 and - 3.9‰ ± 1.5 to relate analytical results to VSMOW. The stable isotope composition of sulphur (534SSO4) was determined with a Europa Scientific 20-20 continuous flow IRMS ANCA - SL preparation module. About 10 mg of BaSO4 was scraped from the filters and transferred to a tin capsule. 534SSO4 was determined after combustion (1000 °C) of the capsule and reduction in a Cu tube (600 °C). NBS 127 and NBS 22 reference materials for sulphur were used to relate analytical results to the VCDT standard. Partial pressure of CO2 (pCO2), as well as saturation indexes of calcite and dolomite (SIcalcite, SIdolomite), were calculated by the PHREEQC for Windows program (P ar k -hurst & Appelo, 1999). Results and discussion Major chemistry The concentration of Ca2+ in Sava water seasonally changes from 39.9 to 60.8 mg/l in spring 2004, from 36.5 to 62.8 mg/l in late summer and from 39.2 to 72.8 mg/l in winter 2005. The concentration of Ca2+ in water of Sava tributaries seasonally ranges from 5.95 to 93.5 mg/l in spring 2004, from 11.9 to 95.4 mg/l in late summer 2004 and from 6.76 to 96.2 mg/l in winter 2005, respectively (Tables 1, 2 and 3). Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 161 The concentration of Mg2+ in Sava water changes from 8.0 to 12.8 mg/l in spring 2004, from 10.1 to 13.7 mg/l in late summer and from 11.8 to 16.7 mg/l in winter. The concentration of Mg2+ in water of Sava tributaries seasonally ranges from 1.84 to 22 mg/l in spring 2004, from 3.4 to 28 mg/l in late summer 2004 and from 1.9 to 29.9 mg/l in winter (Tables 1, 2 and 3). A Ca2+/Mg2+ molar ratio around 2 is characteristic of carbonate weathering (Mey-beck, 1996) and therefore for the carbonate part of the Sava watershed (sampling locations 1–5, upper part of the watershed). Deviation from this ratio arises from additional mineralization of water due to erosion of mechanically less resistant clastics rocks in the central and lower part of the River Sava flow, where the ratios are higher and also concentrations of Ca2+ increase in comparison to the Sava Bohinjka and Sava Dolinka, where weathering of carbonates prevails (Figure 2). The Ca2+/Mg2+ ratio also increases at the confluence of the Sava Dolinka and Bohinjka (9) in the spring sampling season due to snow melting and higher amounts of precipitation. The Ca2+/Mg2+ ratio also indicates the relative contributions of calcite and dolomite which contribute to the chemical composition of water. Dolomite weathering give a Ca2+/Mg2+ molar ratio around 1, while carbonate weathering gives a ratio around 2 (Pawellek et al., 2002). In the case of weathering of calcite as the dominant mineral, the Ca2+/Mg2+ ratio rises above 5. From the Ca2+/Mg2+ ratio in the Sava watershed it can be concluded that its chemical composition is mainly controlled by weathering of calcite with magnesium. Precipitation of tufa is a common process (Ramov{, 1983) at location 28 in the late summer season (low discharge conditions), which is reflected in the Ca2+/Mg2+ ratio. In the late summer sampling season the Ca2+/Mg2+ ratio is 2.7, while in spring it increases to 4.5. Saturation indexes for the Sava watershed were calculated by the PHREEQC program for Windows (Parkhurst & Ap-pelo, 1999). Thermodynamically calculated of saturation indexes of carbonates (SIcalcite, SIdolomite) were in the range of 0.5 from equilibrium (Appelo & Postma, 1994) and are presented for the River Sava system in Tables 1, 2 and 3. These saturation indexes indicate precipitation of carbonate in the central and lower Sava River flow, while in the upper flow the index rarely reaches satura- tion. The stable isotope composition of par-ticulate inorganic carbon (?3CPIC) measured from the River Sava watershed varied from 0.5 to 2.1‰ with an average of 1.3 ± 0.5 ‰ (n = 9), virtually identical in value that of carbonate rocks (Kandu~, 2006). This suggests that suspended carbonate material in these streams is detrital in origin and does not represent authigenic carbonate formed in response to the high degrees of supersaturation with respect to calcite. The partial pressure of CO2 in the Sava watershed changed from 158.5 ppm to 2951 ppm in spring 2004, from 446 to 9120 ppm in late summer and from 549 to 2290 ppm in winter (Tables 1, 2 and 3). The highest partial pressure was observed in the late summer season probably due to degradation of organic matter in soils leaching into the river and/or in the river itself (Dever et al., 1983). The higher partial pressure in the winter sampling season could also be attributed to higher CO2 dissolution in water in the winter months (Atkins, 1994). The River Sava in Slovenia shows seasonal patterns of CO2 flux between the water – atmosphere interface similar to other large rivers, like the Rhine (3300 ppm), Amazon (4000 ppm) and Yangtze (from 3160 to 4700 ppm) (Gao & Kempe, 1987). Alkalinity in the River Sava ranged from 2.61 to 3.75 mmol/l in spring 2004, from 2.63 to 4.76 mmol/l in late summer 2004 and from 2.67 to 4.22 mmol/l in winter 2005, respectively. Alkalinity ranged from 0.38 to 5.22 mmol/l in spring 2004, from 0.84 to 6.02 mmol/l in late summer 2004 and from 0.44 to 6.30 mmol/l in winter 2005 (Tables 1, 2 and 3). This seasonal variability of alkalinity is due to discharge conditions as well as processes in the River Sava watershed (Figures 3 A and 3 B). Lower alkalinities are observed in the spring sampling season due to dilution of river water by precipitation with an alkalinity around 0 mmol/l, while in late summer the higher alkalinity could be attributed to oxic degradation of organic matter. In winter 2005 discharges, degradation processes and leaching from the terrestrial to the river ecosystem are limited and consequently alkalinities are higher in comparison with the spring sampling season. In late summer higher alkalinities are observed due to lower discharge conditions and higher degradation of organic matter. Alkalinity is also related to the geological composition of the River Sava watershed. The upper part 162 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc Table 1. Chemical and isotopic data for the River Sava watershed, spring 2004. Locations are plotted on Figure 1. Table 1 Sampling point Q (m3/s) T (°C) D. O. (%) Conductivity (nS/cm) p H Alkalinity (mmol/l) DIC (mmol/l) DOC Ca Mg Na K (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 1 8.6 88.0 276 7.83 2.98 2.98 3.83 40.75 12.60 1.23 2 1.55 8.9 96.0 244 8.14 2.62 2.54 2.64 3 7.6 94.5 216 8.36 2.37 2.29 3.11 32.94 10.64 1.59 4 11.4 9.7 99.3 251 8.28 2.81 2.69 4.07 39.96 12.81 1.60 5 28.6 9.7 98.6 283 8.48 3.19 2.81 2.76 45.09 10.40 2.18 6 n.a. 6.2 102.5 172 8.32 2.00 1.65 3.03 30.32 4.39 0.16 7 3.75 12.3 112.7 201 8.26 2.35 2.07 2.66 36.01 4.88 1.11 8 10.5 9.5 96.0 203 8.43 2.30 2.24 1.48 40.50 4.73 0.66 9 39.9 10.3 102.6 254 8.57 2.91 2.47 2.23 44.04 8.00 1.60 10 2.37 11.0 111.4 277 8.95 2.60 2.27 48.73 10.74 1.99 11 42.1 12.1 100.5 264 8.10 2.64 2.45 1.51 43.20 10.52 1.71 12 31.9 10.5 108.8 246 8.59 2.89 2.60 3.45 45.93 8.53 1.77 13 67.2 10.6 86.5 305 8.42 2.79 2.73 3.11 47.38 9.19 2.93 14 4.32 10.2 94.7 260 8.37 2.48 2.43 1.18 37.48 10.45 2.75 15 10.4 102.8 302 8.43 3.16 2.77 1.67 46.21 9.49 2.23 16 0.731 11.2 107.0 381 8.17 3.90 2.09 56.88 11.26 8.09 17 7.22 10.9 97.0 391 8.10 4.01 3.65 2.36 58.89 12.21 3.90 18 10.9 110.2 338 8.23 3.27 3.15 1.45 54.42 10.94 3.97 19 13.0 99.4 62 7.79 0.39 0.44 3.88 5.95 1.84 2.99 20 11.1 105.5 324 8.20 3.60 3.15 1.58 53.16 10.92 3.85 21 105 12.1 114.0 323 8.27 3.28 2.41 53.58 11.04 3.74 22 13.4 99.0 272 8.18 2.59 2.51 32.12 15.09 4.02 23 11.2 90.0 344 8.18 3.00 2.94 1.63 50.44 10.96 3.52 24 8.4 93.1 208 8.17 1.87 22.82 10.85 3.43 25 1 8.7 91.0 491 8.16 4.15 3.98 65.88 18.52 6.69 26 10.4 87.4 380 8.10 3.32 3.27 53.78 11.59 3.96 27 8.7 98.0 424 8.34 4.26 4.15 59.17 22.01 3.35 28 8.4 95.0 318 8.19 3.34 3.32 63.14 8.26 0.74 29 10.1 89.2 389 8.31 3.56 2.69 36.39 18.36 8.89 30 10.7 84.2 395 8.08 3.57 3.27 54.98 11.95 4.49 31 92.2 10.8 84.6 349 8.08 3.38 2.95 53.03 11.31 4.04 32 11.0 93.7 573 8.10 4.48 4.10 33 25 14.4 127.8 375 8.98 3.04 2.74 6.53 52.07 10.56 7.40 34 11.6 66.7 375 8.10 3.66 3.27 53.84 11.38 4.66 35 1.94 12.9 95.6 443 8.48 4.57 4.27 66.37 20.03 2.48 36 13.4 94.0 383 8.42 3.17 3.17 2.44 55.46 11.73 4.37 37 14.2 90.2 396 8.04 3.39 3.25 56.82 12.63 4.86 38 26.9 13.5 105.5 423 8.32 4.33 3.75 66.81 12.24 2.55 39 120 13.4 98.0 412 8.28 3.52 3.53 60.81 12.24 3.60 40 1.8 14.0 91.5 570 8.15 5.22 5.09 3.85 93.46 16.61 8.56 41 144 13.8 106.3 398 8.23 3.75 3.47 59.39 12.26 4.02 of the watershed is composed of carbonate rocks, where low alkalinities are observed, while in the central and lower flow higher alkalinities are observed since the watershed is composed of carbonate and clastic rocks. The annual flow of dissolved inorganic carbon (FDIC), calculated from carbonate alkalinity and discharges (EIONET, 2005) was estimated to be 4.1 × 1011 g C/year or 4.0 × 107 g C/(year km2) at the Bregana (41) location, according to the drainage area of the River Sava in Slovenia. In Tables 1, 2 and 3 results of other cation (Na+, K+, Sr2+ and Si) and anion (NO3-, SO42-and Cl-) analyses are also presented. Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 163 Na K (mg/l) (mg/l) Sr (mg/l) Si (mg/l) NO3 (mg/l) SO4 (mg/l) Cl (mg/l) 0.00 0.02 0.72 ^calcite ^dolomite pCO2 (ppm) 813Cdic (%o) s18o (%o) 5D (%o) d (%o) 834Ss04 (%o) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.24 1.12 0.35 0.05 1.30 0.13 0.15 1.14 0.47 0.14 1.23 0.24 1.26 2.11 0.19 0.48 0.09 1.73 0.53 0.32 1.13 0.74 0.14 0.44 0.72 0.11 0.16 2.00 0.49 0.10 0.15 0.12 0.01 0.01 0.02 0.07 0.32 0.12 0.09 0.09 0.07 0.09 0.06 0.06 0.08 0.03 0.07 0.08 0.03 0.08 0.05 0.14 0.08 0.06 0.02 0.07 0.09 0.08 0.15 0.10 0.11 0.09 0.10 0.05 0.07 0.39 0.08 0.35 0.72 0.70 0.14 0.30 0.37 0.55 0.81 0.45 0.62 0.68 1.31 0.72 1.03 0.70 0.78 4.45 0.78 0.74 3.03 0.82 3.99 2.76 0.72 1.49 0.88 3.34 0.76 0.66 0.89 0.74 1.87 0.74 0.90 1.02 0.92 2.43 0.90 2.11 1.39 2.24 2.05 2.53 2.55 2.55 2.64 2.76 2.46 2.62 2.94 3.95 5.32 4.62 13.00 6.13 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 6.01 9.24 6.39 12.29 14.57 2.86 3.76 4.02 8.78 34.95 18.02 11.97 12.98 11.15 12.97 16.46 14.15 6.35 13.73 14.22 13.36 13.69 14.51 36.24 15.43 24.26 16.13 26.85 19.79 15.38 108.37 28.35 18.61 17.97 17.05 21.43 9.81 15.12 39.56 18.33 0.04 5.27 0.04 0.05 0.16 0.02 0.02 1.17 0.09 0.13 0.05 2.97 0.08 0.05 0.07 0.07 0.06 2.65 0.06 0.06 0.06 5.72 3.33 0.13 5.85 5.77 1.74 0.18 6.22 6.19 7.50 0.08 0.08 0.08 5.77 0.08 0.05 5.62 10.40 0.07 0.04 0.36 0.45 0.75 0.21 0.38 0.54 0.8 1.12 0.33 0.83 0.67 0.48 0.72 0.64 0.6 0.61 -1.56 0.61 0.66 0.29 0.5 -0.06 0.66 0.48 0.8 0.6 0.53 0.5 0.46 1.27 0.53 1.07 0.82 0.5 0.92 0.76 0.95 0.74 -0.34 0.31 0.54 0.98 -0.37 0.06 0.26 0.99 1.73 0.2 1.07 0.76 0.52 0.88 0.72 0.67 0.66 -3.46 0.68 0.79 0.43 0.48 -0.36 0.87 0.41 1.28 0.41 0.89 0.46 0.39 2.06 0.54 1.8 1.14 0.54 1.3 1.02 1.35 0.98 2138.0 158.5 489.8 707.9 501.2 457.1 645.7 407.4 371.5 128.8 1047.1 354.8 512.9 512.9 562.3 1288.2 1548.8 933.3 338.8 1096.5 871.0 891.3 977.2 616.6 1349.0 1288.2 912.0 1023.3 831.8 1445.4 1380.4 1819.7 141.3 1445.4 724.4 588.8 2951.2 1023.3 912.0 1819.7 1096.5 -10.7 -10.3 -7.9 -8.6 -9.6 -5.8 -8.3 -9.1 -9.0 -6.8 -7.0 -9.5 -10.2 -11.2 -10.7 -12.4 -13.5 -12.7 -8.1 -12.5 -12.3 -13.2 -12.0 -11.6 -13.0 -11.0 -12.4 -12.6 -10.5 -11.5 -11.5 -9.5 -8.5 -11.1 -11.5 -10.0 -11.9 -12.9 -11.1 -11.8 -11.1 -10.4 -10.2 -10.5 -10.5 -11.0 -12.4 -10.2 -10.6 -10.8 -10.5 -10.3 -10.6 -10.2 -9.3 -10.1 -9.2 -10.0 -9.9 -9.1 -9.8 -9.8 -9.4 -9.7 -9.6 -9.8 -10.4 -10.2 -10.2 -10.3 -10.0 -10.7 -10.1 -10.2 -10.2 -10.0 -10.6 -9.7 -10.1 -10.5 -10.3 -10.2 -65.5 -64.1 -67.1 -67.9 -65.5 -80.0 -62.8 -71.5 -66.0 -66.0 -66.7 -66.4 -69.7 -61.5 -67.0 -60.9 -66.3 -68.0 -57.6 -63.3 -61.2 -61.0 -68.0 -63.4 16.66 16.48 15.85 15.05 21.4 17.96 17.78 12.24 19.32 16.95 14.67 17.34 10.88 11.97 12.79 11.78 12.7 10.21 14.29 13.33 14.64 16.42 14.16 17.18 9.5 14.5 9.4 10.4 9.6 3.9 1.8 7.8 -72.3 9.07 -70.5 -62.6 -67.0 -64.7 -65.0 -65.4 -55.7 -69.9 -64.8 -66.5 -68.8 14.03 17.19 13.58 15.88 14 18.34 20.93 9.89 18.15 14.87 11.78 7.1 6.1 8.5 5.5 4.2 8.5 4.3 3.7 6.3 3.9 3.8 -1.3 5.4 Carbon Isotopes Values of ?13CDIC in the River Sava ranged from – 12.7 to – 8.6 ‰ in spring 2004, from – 11.8 to – 7.3 ‰ in late summer 2004 and from – 10.6 to – 6.3 ‰ in winter 2006 (Tables 1, 2 and 3, Figure 3 C). In the Sava tributaries ?13CDIC values ranged from – 13.5 to – 5.8 ‰ in spring 2004, from – 12.8 to – 3.3 ‰ in late summer 2004 and from – 11.9 to – 4.2 ‰ in winter 2005 (Tables 1, 2 and 3, Figure 3 D). Lower ?13CDIC values in the Sava and its tributaries were observed in the spring season due to more abundant precipitation. More positive ?13CDIC values were observed in all sampling seasons in the carbonate 164 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc Table 2 Table 2. Chemical and isotopic data for the River Sava watershed, late summer 2004. Locations are plotted on Figure 1. Sampling Q T D.O. Conductivity Alkalinity DOC Ca Mg Na K point (m3/s) (°C) (%) (jiS/cm) pH (mmo/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 1 5.6 110.0 279 7.54 2.63 9.17 36.57 11.40 1.55 2 1.55 7.1 103.0 380 7.56 2.67 5.94 37.45 11.51 2.95 3 7.6 114.0 239 7.82 3.36 5.50 34.36 10.75 1.04 4 11.4 8.5 110.0 286 7.86 2.65 7.13 40.04 12.32 1.62 5 28.6 10.7 118.0 311 8.31 3.06 10.75 44.88 12.28 2.35 6 n.a. 6.0 116.0 190 8.08 2.19 13.72 30.14 5.49 0.21 7 3.75 9.5 104.0 369 7.85 4.11 7.17 93.62 12.41 6.39 8 10.5 12.0 118.0 247 8.11 2.69 5.23 43.15 5.80 0.83 9 39.9 12.2 112.0 305 8.26 3.24 6.99 47.22 11.33 2.46 10 2.37 11.3 107.0 378 8.44 2.81 4.89 55.22 14.50 2.43 11 42.1 10.7 109.0 333 8.20 3.22 9.71 49.24 13.05 2.15 12 31.9 14.7 107.0 632 7.57 3.22 6.57 55.21 12.55 3.88 13 67.2 12.8 109.0 307 8.17 4.76 9.66 48.82 10.14 2.61 14 4.32 12.5 104.0 379 7.48 4.51 5.48 55.20 15.39 4.45 15 13.2 102.0 379 7.32 2.99 6.26 16 0.731 13.8 99.0 554 7.74 4.6 6.35 68.81 14.19 16.95 17 7.22 15.7 96.0 500 7.93 4.79 13.85 68.95 18.03 11.87 18 14.0 106.0 366 8.08 3.44 6.92 53.78 12.04 5.20 19 11.9 100.0 118.5 7.24 0.84 11.98 3.39 3.72 20 11.5 100.0 387 7.29 3.58 5.99 58.14 12.01 4.03 21 105 12.1 100.0 393 7.81 3.48 6.42 59.23 12.03 5.22 22 13.6 96.0 416 7.89 3.93 6.53 23 13.6 106.0 378 8.32 3.81 6.53 57.56 11.84 3.99 24 12.7 108.0 316 8.34 2.59 12.38 25 1 18.5 99.0 574 8.64 4.89 3.58 67.73 24.30 9.35 26 13.7 95.0 403 8.35 3.63 59.77 12.53 4.10 27 14.7 85.0 487 8.74 5.15 5.11 60.90 2.72 28 15.0 95.0 414 8.72 4.03 3.01 61.80 13.44 1.44 29 12.5 94.0 512 8.04 4.22 18.66 56.42 24.22 16.40 30 17.2 96.0 403 8.48 3.54 4.09 59.39 12.73 4.95 31 92.2 13.5 100.0 376 8.52 3.45 3.20 57.34 12.34 4.48 32 17.3 64.0 575 8.34 3.42 11.10 66.85 24.65 17.68 33 25 14.3 473 8.82 3.42 64.97 13.70 15.71 34 14.4 397 8.54 3.36 3.61 58.39 12.94 7.36 35 1.94 14.4 511 8.99 5.49 2.95 69.46 28.03 5.31 36 14.6 453 8.63 3.6 5.00 37 14.4 428 7.86 3.29 4.86 62.83 13.67 8.46 38 26.9 14.5 459 8.77 4.65 3.47 39 120 14.7 412 8.20 3.74 4.50 59.63 13.07 7.91 40 1.8 12.4 630 8.61 6.02 7.67 95.43 20.29 15.36 41 144 14.0 88.0 424 7.93 3.51 6.18 61.15 13.46 6.89 part of the watershed, while in the central and lower Sava flow, which is composed of carbonate and clastic rocks, more negative ?13CDIC values were observed. In the carbonate part of the Sava watershed lower al-kalinities and lower saturation indexes were determined in comparison with the central and lower flow (Tables 1, 2 and 3). Also a negative trend of ?13CDIC values versus alkalinity was observed in all sampling seasons (Kandu~, 2006). The isotopic composition of the source material should be studied before making an interpretation of the origin of DIC in a river ecosystem. Plants represent the source of organic material in rivers, while carbo- Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 165 Na K Sr Si N03" S04 Cl PC02 813Cdic 8180 8D d mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ^'calcite ^'dolomite (ppm) (%o) (%o) (%o) (%o) 0.47 0.03 0.62 2.10 4.58 2.52 -0.39 -1.25 3630.8 -7.8 -9.9 -66.5 11.7 0.06 0.07 1.27 1.82 9.91 10.54 -0.34 -1.12 3548.1 -8.6 -9.8 -67.5 9.9 0.78 0.09 0.36 1.99 5.24 1.55 -0.01 -0.44 2454.7 -5.4 -10.4 -72.0 10.2 0.81 0.12 0.71 3.54 38.87 1.95 -0.04 -0.5 1737.8 -7.3 -10.1 -66.6 13.2 0.29 0.15 0.74 3.70 18.45 4.39 0.58 0.73 724.4 -7.3 -9.8 -67.1 10.3 0.00 0.01 0.20 1.82 2.79 0.47 0.01 -0.68 871.0 -3.3 -8.8 -58.0 11.5 0.81 0.05 1.09 5.39 5.86 8.42 0.52 0.28 2754.2 -12.8 -9.2 -60.6 12.1 0.20 0.02 0.48 2.81 7.28 2.91 0.35 -0.01 1047.1 -7.2 -9.1 -58.9 13.0 1.29 0.11 0.80 2.88 14.23 3.55 0.6 0.74 871.0 -7.3 -9.6 -67.5 8.3 0.35 0.51 1.45 2.49 55.49 2.06 0.73 1.04 489.8 -6.4 -9.7 -66.5 10.1 0.47 0.16 1.28 3.00 20.14 2.25 0.53 0.61 977.2 -7.5 -9.3 -63.5 10.0 0.56 0.14 1.22 6.01 17.17 6.77 0.02 -0.41 4466.8 -8.8 -9.3 -68.6 4.9 0.62 0.11 0.86 3.66 12.50 3.57 0.69 0.87 1584.9 -8.1 -9.4 -68.9 5.4 1.88 0.11 2.03 9.01 14.84 6.75 0.03 -0.33 7413.1 -10.5 -8.8 -57.8 11.7 4.54 12.07 3.73 7762.5 -8.6 -9.1 -60.4 11.5 6.46 0.07 1.88 42.60 17.23 18.11 0.39 0.29 4168.7 -9.3 -9.0 -58.2 12.9 2.15 0.11 1.02 6.49 13.70 16.48 0.62 0.88 2884.0 -11.8 -8.7 -58.3 10.4 1.51 0.10 1.10 7.58 14.81 6.68 0.52 0.59 1445.4 -9.9 -8.9 -61.1 9.2 0.98 0.06 5.46 1.78 7.35 3.08 -1.51 -3.42 2511.9 -9.0 -61.0 1.70 0.09 1.48 6.25 14.00 4.97 -0.25 -1.03 9120.1 -11.8 -9.0 -65.3 5.8 1.78 0.09 1.53 7.45 6.52 14.74 14.89 6.43 10.64 0.27 0.01 2691.5 2691.5 -10.9 -11.6 -8.7 -59.2 -59.5 9.5 1.08 0.09 1.48 5.94 2.03 13.70 16.84 5.07 3.35 0.81 1.13 891.3 631.0 -10.2 -10.4 -9.0 -9.3 -66.4 4.7 3.67 0.13 2.97 7.31 29.78 9.21 1.31 2.44 537.0 -11.0 -9.4 -63.4 10.9 0.84 0.09 1.55 5.97 14.47 5.52 0.92 1.35 977.2 -9.8 -64.7 0.00 0.07 1.57 3.04 22.91 4.01 1.33 2.53 426.6 -10.1 -9.8 -65.2 12.2 1.02 0.03 1.07 4.46 21.70 2.37 1.24 2.04 363.1 -10.9 -10.1 4.04 0.10 4.16 3.66 12.50 3.57 0.55 0.9 1905.5 -11.4 -9.0 -58.0 13.1 1.57 0.10 1.51 6.68 16.85 5.68 0.99 1.56 588.8 -10.9 -9.1 1.44 0.09 1.39 10.32 14.59 5.29 0.96 1.44 501.2 -10.2 -9.1 -64.2 7.7 4.72 0.15 3.78 6.32 42.22 14.63 0.87 1.55 776.2 -11.6 63.6 3.06 0.20 2.83 7.58 48.86 11.90 1.25 2.04 234.4 -10.2 -8.8 -63.7 5.8 1.53 0.12 1.62 6.16 22.84 7.50 0.98 1.51 467.7 -9.9 -8.8 -57.0 12.5 3.48 0.12 2.60 3.27 17.55 4.92 1.59 3.01 234.4 -11.2 -9.1 -62.1 9.8 7.20 23.97 8.11 446.7 -10.4 -8.7 -58.0 10.7 2.29 0.11 1.84 6.79 27.25 8.66 0.35 0.23 2290.9 -10.8 -8.8 -55.7 13.8 7.27 9.78 5.66 407.4 -11.1 -9.3 -64.0 9.5 1.91 0.11 1.79 6.31 25.83 8.27 0.71 0.97 1174.9 -11.5 -8.8 -59.4 10.1 6.77 0.40 4.52 8.34 37.39 13.90 1.41 2.33 660.7 -12.2 -8.5 -60.2 7.0 1.82 0.10 1.67 2.49 21.40 2.06 0.42 0.37 2089.3 -10.8 -8.9 -59.4 10.9 nates represent the source of inorganic material. Plants in the Sava watershed have an average value of – 31.6 ‰ ± 1.5 (n = 22), while Mesozoic carbonates have an average value of 1.4 ‰ ± 1.3 (n = 13). The major inputs to the DIC flux (DICout) and ?13CDIC originate from tributaries (DICtri), degradation of organic matter (DICorg), exchange with the atmosphere (DICex), and dissolution of carbonates (DICca): DICout = DICtri – DICex + DICorg + DICca (2) = DIC · ?13C DIC0Ut • 513C0Ut • 513C + DIC DIC ex • S13C (3) 166 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc Table 3. Chemical and isotopic data for the River Sava watershed, winter 2005. Table 3 Locations are plotted on Figure 1. Sampling Q T Conductivity Alkalinity DOC Ca Mg Na K point (m3/s) (°C) (p.S/cm) pH (mmo/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Sr (mg 1 5.3 257 8.06 2.73 39.21 11.78 1.21 0.70 2 0.66 2.3 286 8.25 2.67 0.84 41.78 12.39 2.33 0.58 3 2.3 285 8.29 2.35 1.26 35.54 10.92 0.85 1.20 4 6.66 5.1 288 8.34 2.88 1.04 43.80 12.94 1.24 0.96 5 14.90 3.3 327 8.43 3.14 0.77 51.54 14.13 2.69 0.29 6 3 187 8.51 1.81 7 1.40 3.3 187 8.25 2.12 0.93 8 2.95 3.2 260 8.75 2.73 48.20 6.91 0.61 0.43 9 20.70 3.1 391 8.21 3.42 1.03 56.68 13.53 2.57 3.88 10 2.84 3 385 8.42 2.48 1.02 69.20 26.57 3.13 0.53 11 1.69 2.4 337 8.51 3.18 3.07 57.42 14.13 1.62 3.98 12 9.69 4.2 440 8.02 3.64 0.24 62.17 14.38 8.06 1.83 13 92.30 4.4 373 8.1 3.51 0.54 64.08 15.91 5.72 1.96 14 7.03 3.6 334 8.22 3.11 0.77 51.99 14.45 3.00 0.92 15 4.5 373 8.26 3.44 58.19 14.45 3.41 0.88 16 0.31 7.7 565 7.76 4.89 1.66 79.33 16.64 14.17 4.31 17 18.10 5.5 401 8.14 3.95 0.79 70.43 15.66 2.21 0.48 18 5.2 415 8.12 3.82 0.89 62.78 15.01 4.30 0.52 19 1.6 7.85 0.44 1.43 6.76 1.89 2.56 0.80 20 3.8 414 8.25 21 4.3 441 8.31 4.00 1.64 66.01 14.92 4.32 1.13 22 2.4 8 3.71 0.11 46.76 23.54 2.92 0.52 23 1.9 423 7.98 3.93 1.44 64.11 15.48 5.03 2.64 24 2.1 8.1 2.24 0.48 28.12 14.37 2.46 2.33 25 1.4 8.17 4.62 0.24 69.74 23.65 6.07 1.47 26 2.8 7.88 3.58 0.13 63.57 15.82 5.33 3.64 27 1.6 8.38 4.71 0.86 62.66 27.89 1.94 2.87 28 5.5 370 8.28 3.58 2.15 63.04 10.96 0.41 0.78 29 4.4 928 7.87 6.30 30 3.2 432 7.94 4.22 0.60 64.68 15.73 5.35 1.44 31 62.20 3.9 421 7.97 4.17 0.40 69.53 9.35 0.47 2.31 32 3.2 544 8.1 4.89 1.55 63.67 24.39 12.96 3.88 33 12.40 1.3 481 8.54 3.80 72.08 14.58 13.82 3.44 34 3.4 444 8.14 3.88 0.42 60.01 14.06 3.71 1.10 35 1.29 5.10 0.00 36 3.2 424 8.2 3.97 0.53 65.21 15.63 5.96 1.30 37 6.2 467 8.08 3.96 0.35 72.76 16.71 6.67 1.49 38 12.40 2.8 469 8.44 4.33 39 96.30 5.4 445 8.27 3.54 0.55 67.21 16.11 6.71 1.64 40 1.67 0.4 606 8.22 5.91 0.84 96.95 22.18 12.49 4.14 41 128.00 4.9 445 8.29 3.49 0.53 69.17 16.57 5.79 1.83 The process of photosynthesis was considered insignificant and therefore excluded from the mass balance calculations. Dissolved oxygen saturation reached a maximum of only 118 % in the late summer sampling and the ?13CPOC, with an average value of – 26.7‰, indicates that organic matter derived from aquatic photosynthesis is re- latively insignificant in the River Sava system. According to the concentration and isotope mass balance calculations (equations 2 and 3) of dissolved inorganic carbon, the proportions of the four processes (1) effect of tributaries (DICtrb), (2) degradation of organic matter (DICorg), (3) dissolution of Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 167 K Si N03 S04 Cl PC02 813Cdic 8D d (mg/l) Sr (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ^'calcite ^'dolomite (ppm) (%o) 8180 (%o) (%o) (%o) 0.00 0.25 3.44 4.34 2.78 0.17 -0.16 1174.9 -9.3 -9.1 -70 2.3 0.06 0.65 3.40 11.59 5.52 0.32 0.07 707.9 -8.2 -10.0 0.08 0.17 1.77 7.42 2.21 0.24 -0.07 575.4 -7.3 0.11 0.34 2.22 14.56 3.06 0.50 0.49 631.0 -7.5 -10.0 -69 9.7 0.16 0.48 3.00 20.81 5.75 0.65 0.73 549.5 -6.3 -9.8 -68 9.3 1.70 2.53 0.45 263.0 -4.2 -9.6 -59 17.1 2.18 2.91 0.96 575.4 -7.5 -9.6 -64 12.3 0.01 0.25 2.86 4.56 1.92 0.87 0.90 223.9 -7.3 -8.8 -59 10.3 0.09 0.50 6.14 16.30 9.68 0.51 0.38 1000.0 -8.9 -9.1 -63 9.1 0.09 0.90 3.38 52.98 5.01 446.7 -5.8 -9.6 -67 9.3 0.45 0.60 1.77 12.90 1.31 457.1 -6.4 -9.1 -61 10.8 0.14 0.61 8.31 23.06 12.58 0.40 0.17 1659.6 -9.4 -9.3 -63 10.5 0.10 0.53 7.77 20.96 6.80 1349.0 -8.7 -9.1 -61 10.8 0.07 1.03 8.21 14.04 4.77 0.45 0.35 891.3 -9.7 -8.9 -59 11.4 0.12 0.67 8.96 21.57 7.25 0.59 0.59 912.0 -8.5 -9.2 -63 10.0 0.06 0.93 39.21 19.23 19.94 0.41 0.22 4265.8 -10.9 0.06 0.58 5.22 13.15 4.68 1380.4 -11.9 -8.6 -60 7.5 0.09 0.68 8.21 16.94 7.00 0.54 0.48 1412.5 -10.0 -8.9 -59 10.9 0.01 2.32 2.52 6.92 2.61 -1.57 -3.74 302.0 n.a. -8.8 -61 8.3 0.09 0.65 933.3 -9.7 -8.8 -61 8.7 0.01 1.23 4.29 13.28 4.59 0.24 0.14 1737.8 -10.7 -8.7 -63 5.7 0.10 0.50 9.81 19.39 10.30 0.37 0.07 1949.8 -10.0 -8.3 -60 5.3 0.03 1.73 2.17 16.47 3.71 -0.07 -0.47 851.1 -10.4 -8.9 -57 13.7 0.11 1.01 5.06 30.37 7.86 0.63 0.74 1445.4 -10.2 -9.1 -63 9.1 0.10 0.54 8.29 19.76 10.54 0.24 -0.14 2238.7 -9.1 -8.9 -61 9.5 0.04 0.57 3.73 25.96 6.24 0.80 1.20 912.0 -9.0 -9.3 -66 8.0 0.00 0.45 4.45 18.66 3.16 0.68 0.63 912.0 4073.8 -10.6 -11.0 -9.8 -9.1 -62 -63 15.4 8.9 0.11 0.54 9.13 21.59 8.98 0.38 0.13 2290.9 -9.5 -8.8 -56 13.1 0.00 0.44 8.11 19.97 8.44 2138.0 -9.5 -8.9 -63 7.2 0.10 1.34 9.05 40.60 15.85 0.58 0.73 1819.7 -8.5 -9.4 -62 12.3 0.18 1.02 10.70 44.57 14.08 0.93 1.10 501.2 -8.8 -9.1 -62 9.6 0.13 0.61 9.08 23.00 9.65 0.52 0.40 1349.0 -10.5 -8.8 -61 9.0 0.00 0.00 3.83 18.00 5.63 -10.0 -9.2 -62 11.0 0.11 0.65 8.54 21.66 8.99 0.61 0.59 1174.9 -9.2 -8.9 -62 8.1 0.12 0.76 9.10 25.63 10.18 0.59 0.58 1621.8 -10.6 -8.9 -60 10.1 8.09 10.07 6.33 741.3 -10.3 -9.8 -65 12.5 0.11 0.63 10.40 23.60 9.97 912.0 -10.4 -8.8 -61 8.2 0.37 1.28 5.55 38.90 16.04 0.75 0.93 1621.8 -10.9 -9.4 -67 7.1 0.10 0.62 5.47 15.15 6.68 1096.5 -9.8 -9.2 -60 12.8 carbonates (DICcarb) and (4) equilibration of atmospheric CO2 (DICex) that influence ?13CDIC values in the river were calculated. The calculated proportions of each process, i. e. DICtrb : DICorg : DICex : DICcarb vary seasonally and at Bregana (41) are: 70 : 11 : – 1:19 % in spring 2004, 62 : 17 : – 5:26 % in late summer 2004 and 70 : 11 : – 4 : 23 % in winter 2005. Among the biogeochemical processes the dissolution of carbonates contributes a higher proportion than degradation of organic matter and is reflected in all sampling seasons (Kandu~, 2006, Kandu~ et al. in press). 168 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc RIVER SAVA A 5 .5 5 .0 4 - 4 2 .5 2 .0 1 .5 1.0 0.5 6.0 5.0 4.5 4.0 spring 2004 late summer 2004 winter 2005 RIVER SAVA A CARBONATE DISSOLUTION 41 DOLOMITE DISSOLUTION Distance from the source (km) 20 40 60 80 100 120 140 Distance from the source (km) 160 180 200 220 0.5 DDDDDDDDDD T--------------------------------------1-------------------------------------- 20 40 60 80 100 120 140 Distance from the source (km) 160 180 200 220 uFirgeur2e 2. Ca2+/Mg2+ ratio versus distance to the source (A – River Sava, B – River Sava tributaries). Distance from the source (km) Oxygen and Hydrogen Isotopes FigDuirsech2arges at the sampling locations (Tables 1, 2 and 3) in the River Sava are dependent on precipitation, evaporation, eva-potranspiration, infiltration, equilibration with run-off and anthropogenic engineering structures like dams (Yee et al., 1990). The contributions of tributary discharges to the River Sava were estimated at locations where discharge data exists (Tables 1, 2 and 3). At the confluence of the Sava Bohinjka and Sava Dolinka (sampling point 9, Sava Oto~e) the Sava Bohinjka contributes 64 %, while the Sava Dolinka represents 55 % of the total discharge at the confluence in the spring sampling season. In the late summer and winter sampling season the Sava Bohinjka contributes 26 and 14 % of total discharge, while the Sava Dolinka contributes 72 %. The tributaries have higher contributions in the spring sampling season due to snow melting, the higher amount of precipitation and consequent surface and subsurface leaching from the slopes to the tributaries and finally to rivers. Those Sava 0 0 era MC < rt: 5> w 3 er i" SL wB' «^ wf re a W^ EmLL f= e 3.< ro et t/3 ^ 7q -;: spring 2004 late summer 2004 winter 2005 18 iBON RIVER SAVA A 5-1 4- |2 1 4 RBO a 12, 13 CAF 21 23 A^134 ™ 3g 20 *-A26 / ^A._______A-----A™ V 37 " 4 ATE AND CLASTIC ROCKS I3" < 2-1 -0- NATE ROCKS 60 80 100 120 140 160 18 Distance from the source (km) Wit. ib ^ < !! IE ^ Ö 3d ^ !! tc e ¦? C/3 IB spring 2004 late summer 2004 winter 2005 RIVER SAVA C -4- -6- 4 -8- '*/ \9\12 » 36 10- ¦ 2 13^ 1 5 \ . /AA 34 /*\ 41 39A 12- 18 20 _¦ ,. 31 r^23 30 21 37 14- 100 120 140 160 180 200 220 Distance from the source (km) .-spring2oo4 R|VER SAVA TRIBUTARIES B •—late summer 2004 A-^/inter 2005 CARBONATE CARBONATE AND CLASTIC ROCKS CARBONATE AND CLASTIC ROCKS -4--5 -10--11 - -13--14- 60 80 100 120 140 160 Distance from the source (km) RIVER SAVA TRIBUTARIES 60 80 100 120 140 160 Distance from the source (km) rt SB rt m CB < CB "S CB w < re 170 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc tributaries with higher drainage areas, namely the Ljubljanica (17), Savinja (33) and Krka (38), have contributions of 42 %, 14 % and 18 % in the spring sampling season, 7 %, 27 % and 22 % in late summer and 33 %, 20 % and 13 % in winter, respectively. ?18Owater values in the River Sava seasonally changed from – 11.0 to – 9.7 ‰ in spring 2004, from – 10.1 to – 8.9 ‰ in late summer 2004 and from – 10.0 to – 8.8 ‰ in winter 2006, respectively. Values of ?18Owater of Sava tributaries varyed from – 12.4 to – 9.1 ‰ in spring 2004, from – 10.4 to – 8.7 ‰ in late summer 2004 and from – 9.8 to – 8.6 ‰ in winter month (Tables 1, 2 and 3, Figure 4 A and 4 B). Lower ?18Owater was observed in the Sava watershed in spring 2004 while in the late summer and winter seasons lower ?18O values were observed due to the high amount of precipitation and water leached from slopes forming the watershed (Vre~a et al., 2004). In the winter sampling season more negative ?18O values would be expected due to the isotopically lighter precipitation, but in fact the values were similar to the late summer sampling season. Seasonal variation of ?18O values in the Sava watershed results from differences in water temperature and the height of the recharge area between sampling points in the watershed. The River water temperature is higher in all three seasons in the central and lower part of the River Sava flow in comparison with the upper part of the flow (sampling point 9). The height of the recharge area in the upper flow (sampling point 5) is above 1500 m a. s. l. in comparison to the central and lower part of the flow, where the height above sea level is up to 1000 m a. s. l. The longer residence time in dams could affect the evaporation process and enrichment with heavier oxygen isotope in the summer months in the lower part of the Sava flow (location 36, see Figure 4 A and 4 B). Kinetic effects during evaporation may be attributed to surface water temperature, wind velocity (shear at the surface water) and, most importantly the relative humidity of the air (molecular diffusion between water-atmosphere) (Gonfiantini, 1986). Evaporation between the River Sava and the atmosphere in the watershed is also dependent on the air temperature, which varied from 8.6 to 14.2 °C in spring 2004, from 10 to 19 °C in late summer 2004 and from – 4.9 to 2.2 °C in winter (EIONET, 2005). In the Sava watershed fog phenomena (condensation), which are more pronounced in late summer, could also daily affect ?18Owater and ?Dwater values (Petkov{ek, 1969). In the spring sampling season the ?18O value was lower above the confluence of the Sava Dolinka and Sava Bohinjka (sampling location 5) than below the confluence (sampling location 9) since the Sava Bohinjka (sampling location 8) contributes 64 % of the discharge, with higher ?18Owater than the Sava Dolinka. A higher deviation in ?18Owater values between the seasons was observed at sampling location 6 (Sava Bohinjka source). In spring the lower ?18Owater value is due to snow melting, isotopically lighter rain and the height of the recharge area, which is around 1800 m a. s. l. (Urbanc & Brancelj, 2002). The higher ?18Owater value at location 6 in comparison to other locations could be due to isotopically heavier precipitation in the late summer months since generation of water vapour and precipitation is a complicated process, which includes kinetic evaporation and mixing (Clark & Fritz, 1997). The lower ?18O at sampling location (7), which reflects mixing of water and bio-geochemical processes in lake Bohinj in the late summer season in comparison with sampling location (8), could be attributed to mixing of waters in the lake after stratification (mixing of cold and warm water) and/or anthropogenic influence. In the late summer season at sampling location (7) higher concentrations of other parameters were also observed (Ca2+, Mg2+, HCO3-, Na+, K+, SO42-and NO3-). ?Dwater values in the Sava River watershed ranged from – 80.0 to – 55.7 ‰ in spring 2004, from – 72.0 to – 55.7 ‰ in late summer 2004 and from – 69.6 ‰ to – 56.4 ‰ in winter 2005, respectively. The correlation between ?18Owater and ?Dwater for most meteorological and surface waters which do not reflect evaporation is expressed by the GMWL (Global Meteoric Water Line), which is determined by the equation: ?D = 8 · ?18O + 10 and is valid for a humidity of more than 85 % (Clark and Fritz, 1997). In precipitation from Ljubljana the local meteorological line (LMWL) for the period from 2001 to 2003 was expressed by ?D = 7.9 ?18O + 8.3 (Vre~a et al., 2004). Sampling points deviating from the LMWL in the Sava watershed are a result of kinetic evaporation/condensation processes and are dependent on conditions above the surface water (temperature, Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 171 - -11 -12 -13 20 40 60 Distance from the source (km) 80 100 120 140 160 180 200 220 -7 -8 - -9 -, -7 -8 -9 -10 -11 -12 - -13 20 40 60 Distance from the source (km) 80 100 120 140 160 180 200 220 Figure 4. ?18O versus distance to the source of the River Sava (A – River Sava, B – River Sava tributaries). relative humidity). Previous investigations of the isotopic composition of precipitation collected in the Mediterranean basin indicate a deuterium excess (d) for the western part of the Mediterranean basin of 14 ‰, while for eastern part it was 22 ‰ (IAEA, 2005). It was found that at locations where the value of d in precipitation is below 10 ‰ (Dansgaard, 1964) this is due to secondary processes (evaporation in periods of low relative humidity in the atmosphere), while values above 10 ‰ belong to precipitation from the Mediterranean Sea (Cruz -San et al., 1992). In the Sava watershed d values changed from 9.1 to 21.4 ‰ in spring 2004, from 4.7 to 13.8 ‰ in late summer 2004 and from 2.3 to 17.1 ‰ in winter 2005 (Tables 1, 2 and 3). 0 0 172 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc Sulphur isotopes The concentration of sulphate in the Sava watershed changed from 6 to 39.6 mg/l in spring 2004, from 4.6 to 55.5 mg/l in late summer and from 4.3 to 25.6 mg/l in winter (Tables 1, 2 and 3, Figure 6). The highest concentrations were observed in the periods of low discharges (late summer 2004) while the opposite trend is observed in spring (Figure 6). The lowest sulphate concentration was observed at the Sava Dolinka spring (sampling point 1, Figure 1) during different sampling seasons. The highest sulphate concentrations were observed in all sampling seasons at the locations Trbovelj{~ica (29), Savinja (33) and Sotla (40) due to anthropogenic influences, arising from coal mining waste water at location 29, industry with sulphuric acid production at location 33 and spraying vinyards with Bordeaux mixture at location 40. High sulphate concentrations were also observed at Trži{ka Bistrica (10) due to dissolution of Palaeozoic carbonates with evaporates which form the watershed. Furthermore, higher concentrations of sulphate were observed in the River Sava at sampling locations 4 and 26. At all sampling locations in the Sava River watershed sulphate concentrations are below 250 mg/l, which represents the limiting concentration for tap water. Values of ?34S in the Sava watershed (Figure 7) which were sampled in spring 2004 varied from – 1.3 ‰ (sampling point 40) to 14.9 ‰ (sampling point 10). More positive values (14.9 ‰, sampling point 10) indicate dissolution of evaporates (Krouse, 1980). The ?34S depleted signature of the River Sotla suggests that its SO42- was derived from the oxidation of sulphide minerals. Oxidation of sulphide minerals composing sedimentary clastic rocks could contribute higher sulphate concentrations than atmospheric sources (precipitation) and result in ?34SSO4 values up to 10 ‰ (Clark & Fritz, 1997). Figure 7 also shows that most of the samples did not originate from precipitation (except sampling point 1) and from soil (except locations 11, 16, 36 and 39) due to their higher concentrations of sulphate. Precipitation and soil water are not the sole sources contributing to sulphate concentrations in Sava water samples. Assuming that the sources of SO42- to the Sava River are from tributaries (Ftri), precipitation (Fp) and other sources (Fother), the contributions of these inputs can be quantified by the following steady state equations: F = F + F + F SR tri p other 534S Fsr = 534Stri Ftr + 834Sother Fother + 534Sp Fp + (4) (5) -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 s /• ' s^ ' s<' GMWL s ' /* 5D =8-818O + 10 *><_. *z* y "~~^L s MML x' sT 5D =8×818O + 22 X-"A *%&S^ ^ * 8D =7.9-818O + 8.3 River Sava spring 2004 ¦ River Sava late summer 2004 River Sava tributaries spring 2004 ^ ^^ ^ ^^ 0 River Sava tributaries late summer 2004 S A River Sava winter 2005 s A River Sava tributaries winter 2005 -14 -13 -12 -11 -10 -9 8180 (%») -8 -7 -6 -5 -4 Figure 5. 8D vs. 818O for the River Sava system in Slovenia. GMWL - Global meteorological water line, LMWL - Local meteorological water line, MML - Mediterranean meteorological water line. Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 173 70 60 50 40 30 20 10 RIVER SAVA A spring 2004 -¦-late summer 2004 4 -A-winter 2005 26 - / ¦ \ 5 12 15 ^^9L-^~^^\ 13 18 23/ ' 20 21 / * 34 . 30 ,^fc-= •so 3^ 39 36 J-7» ______*--^>^™5\ 41 31 ~" ^ 72 11 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Distance from the source (km) 60 50 - 40 30 - 20 10 H 3 A RIVER SAVA TRIBUTARIES 33 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Distance from the source (km) rFeig 6ur e 6. Sulphate concentrations versus dtriisbtauntacreietos) t.he source (A – River Sava, B – River Sava Where: Fi = Qi • [S042"]j (mol/s) (6) i = RS – River Sava, tri – tributaries, p – precipitation, other – other sources FRS (mol/s) – is the annual dissolved sulphate flow at the Bregana sampling location and contributions affecting flow of dissolved sulphate in water: from tributaries (Ftri), precipitation (Fp) and other sources (Fother) ?34SRS (‰) – is the measured isotopic composition of sulphur at the Bregana sampling location and contributions affecting isotopic composition of sulphate at this point: from tributaries (?34Stri), precipitation (?34Sp) and other sources (?34Sother) 0 0 0 174 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc 20 18 16 -14 12 10 % 8 6 i 4 2 0 -2 dissolution of marine sulphates \ SULPHATE REDUCTION ¦ River Sava spring 2004 D River Sava tributaries spring 2004 ATMOSPHERIC SULPHATE SOIL WATER OXIDATION OF PYRITE oxidation of igneouus sulphate 10 15 20 25 30 35 40 45 SO42- (mg/l) gFuigruere 7 7. Scatter diagram of sulphur isotopic composition versus sulphate concentration of sulphate for the River Sava system (after Yang et al., 1996). Qi (m3/s) - is discharge in River Sava at the Bregana sampling location (RS) and contributions affecting discharge at this location from tributaries (tri), average annual precipitation amount in the watershed (p) and discharge of other sources (other) [SO42-]i - are the measured sulphate concentrations (mmol/l) at the Bregana sampling location (RS) and contributions affecting sulphate concentration at this location from tributaries (tri), precipitation (p) and other sources (other) Fothers (mol/s), 534Sothers (‰) are in equations (4) and (5) unknowns. Assuming that the sources of SO42- to the River Sava arise from the tributaries (Ftri), precipitation (Fp) and other sources (Fother), the contributions of these inputs were calculated to be 52 : 8 : 40 % for spring 2004 at the Bregana location (41). The three main tributaries contributing to the sulphate flux are the Trži{ka Bistrica (10.1 %), the Savinja (34 %) and the Krka (29.3 %). In precipitation a 534SSO4 value of 5.2 ‰ was measured in spring 2004. The annual sulphur flow in precipitation according to the average amount of precipitation of 1500 mm/a and concentration of sulphate in precipitation 1 mg/l in spring (Kandu~, 2006) is estimated to be 1.7 × 108 mol S/a. The flux from other sources, that accounts for 40 % of SO42-, may be derived from sources such as dissolution of evaporate minerals, the oxidation of sulphides, or from anthropogenic sources, such as air pollution, smelting of sulphide ores and the chemical industry. Since evaporates and sulphide minerals have a limited distribution in the bed rocks of the Sava channel, and the calculated ?34Sother value is 5.2 ‰, this suggests that evaporates are not the missing contributor. Industrial pollution probably accounts for the bulk of the “other” flux, amounting 8.2 × 108 mol/a of sulphur. Unfortunately, the isotopic composition of sulphur from these industrial operations is not available and this precludes a more precise assessment of industrial impact on the River Sava system. It is known that the Cinkarna Celje factory/industrial complex (sampling location 33) produced 100000 t/a of sulphuric acid from the year 1975 and represents a huge ecological problem for the Celje region (Podpe~an, 1988). From discharge and concentration measurements (EIONET, 2005), the annual sulphate flux was at Bregana (41) was calculated to be 1.5 × 109 mol/a. According to Ivanov (1983), the annual SO42- flux from continents to oceans is 6.8 × 1012 mol/a, with contributions from rivers, anthropogenic emissions, and groundwater of 48, 48, and 4 %, respectively. 0 5 Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 175 Conclusion Acknowledgements In the carbonate part of the Sava watershed lower Ca2+ and Mg2+ concentrations and lower alkalinity were found in comparison to the central and lower part of the river, which is composed of carbonate and clastic rocks. The partial pressure of CO2 ranges from 129 ppm to 9120 ppm and on average is 5 times oversaturated in comparison to atmospheric CO2 (316 ppm). The River Sava and its tributaries represent a source of CO2 to the atmosphere in all sampling seasons, especially in late summer months. Ther-modynamic calculations indicate precipitation of calcite and dolomite in the river system, but ?13CPIC values reveal detritical carbonate. ?13CDIC values change seasonally from – 13.5 to – 3.3 ‰ and reflect relations between the terrestrial, riverine and atmospheric reservoirs and the following processes: (1) influence of tributaries, (2) dissolution of carbonates, (3) degradation of organic matter and (4) equilibration with atmospheric CO2. The annual long term flux of dissolved inorganic carbon is estimated to be 4.1 × 1011 g C/year, and according to drainage area, 4 × 107 g C/year km2 at the border with Croatia. ?18OH2O values in the River Sava change seasonally from – 11.0 to – 8.3 ‰, while in the tributaries they change from – 12.4 to – 8.6 ‰. More positive values are attributed to the evaporation process. More negative ?18OH2O values are detected in spring months due to snow melting, while in the winter months ?18OH2O values are comparable to the late summer months. In the Sava watershed sulphate concentrations change seasonally from 4.34 to 55.5 mg/l. Concentrations of sulphate and ?34SSO4 values indicate that the source of the Sava Dolinka spring is mainly recharged from precipitation. From discharge data, concentrations of sulphate in water and the drainage area, the sulphate flux is estimated to be 1.4 × 107 g SO4/km2 at the border with Croatia. Assuming that the sources of SO42-to the River Sava are its tributaries, precipitation and other sources, the ratio of the contributions of these inputs are calculated to be 52 : 8 : 40 %. Other sources could be attributed to industrial pollution and oxidation of sulphide minerals. The calculated ?34SSO4 value for other sources is 5.1 ‰, which indicates that the greatest contribution of these other source is from industrial activity. The authors are thankful to Mr. Stojan Žigon for technical support. This research was conducted in the framework of the project L2-6458-792 funded by the Slovenian Research Agency (ARRS) and within the EU 6th Framework Specific Targeted Research Project – SARIB (Sava River Basin: Sustainable Use, Management and Protection of Resources), Contract No. INCO-CT-2004-509160. The project was also financially supported by the National Science Foundation, USA (NSF-EAR#0208182). Sincere thanks to Anthony Byrne for improving the English of the manuscript. References Agency of Republic of Slovenia for the Environment (ARSO), 2004: monthly bulletin. – No. 1–12. (in Slovene). Appelo, C. A. J. & Postma, D. 1994: Geochemistry, groundwater and pollution. – A. A. balkema, 536 pp., Rotterdam/Brookfield. Atkins, P. W. 1994: Physical chemistry. – Oxford University press, 1031 pp., Oxford. Barth, J. A. C., Cronin, A. A., Dunlop, J., & Kalin, R. M. 2003: Influence of carbonates on the riverine carbon cycle in an antropogenically dominated catchment basin: evidence from major elements and stable carbon isotopes in the Lagan River (N. Ireland). – Chemical Geology, 200, 203–216. Buser, S. & Draksler, V. 1989: Geological composition of Slovenia. In: Javornik, M., Voglar, D., Dermastia, A. (Eds.). Encyclopedia of Slovenia, 3, Mladinska knjiga Ljubljana, 200–201 (in Slovene). Clark, I. & Fritz, P. 1997: Environmental Isotopes in Hydrogeology. – Lewis Publishers, 328 pp., New York. Cruz – San, J., Araguas, L., Rozanski, K., Benavente, J., Cardenal, J., Hidalgo, M. C., Garcia – Lopez, S., Martinez – Garrido, J. C., Moral, F. & Olias, M. 1992: Sources of precipitation over South–Eastern Spain and ground-water recharge. An isotopic study. – Tellus, 44 B, 226–236. Dansgaard, W. 1964: Stable isotopes in precipitation. – Tellus, 16, 436–468. Dever, L., Durand, R., Fontes, J. Ch. & Vai-cher, P. 1983: Etude pédogénétique et isotopique des néoformations de calcite dans un sol sur craie. – Caractéristiques et origines. – Geochim. Cosmo-chim. Acta, 47, 2079–2090. Elderfield, H., Upstill-Goddard, R. & Sholkovitz, E. R. 1990: The rare earth elements in rivers, estuaries and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters. – Geochimica Cosmochimica Acta, 54, 971–997. EIONET (2005) European Environment Information and Observation Network http://eio-net-eu.arso.gov.si Cited 11 Nov 2005. 176 Tja{a Kandu~ & Nives Ogrinc Fairchild, I. J., Bradby, L., Sharp, M. & Ti-son, J.–L. 1994: Hydrogeochemistry of carbonate terrains in alpine glacial setting. Earth Surfaces Processes Landforms, 19, 33–54. Fairchild, I. J., Killawee, J. A., Hubbard, B. & Dreybrodt, W. 1999. Ineractions of calcareous suspended sediment with glacial meltwater, a field test of dissolution behaviour. – Chemical geology, 155, 243–263. Fairchild, I. J., Borsato, A., Tooth, A. F. , Frisia, S., Hawkesworth, C. J. Huang, Y., McDermott, F. & Spiro, B. 2000: Controls on trace element (Sr–Mg) compositions of carbonate cave waters: implications for spelothem climatic records. – Chemical geology, 166, 255–269. Gaillardet, J., Dupré, B. & Allegre, C. J. 1999: Global silicate weathering and CO2 consumption rates deduced from the chemistry of large rivers. – Chemical geology, 159, 3–30. Gao, W. & Kempe, S. 1987: The Changjiang: its long – term change in pCO2 and pCO2 carbonate mineral saturation. In: Degens E. T. (Ed.), Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers, Mitt. Geol. – Paläont. Inst. Univ. Hamburg, 64, 207–216. Gibbs, R. J. 1972. Water chemistry of the Amazon River. – Geochimica Cosmochimica Acta, 36, 1061–1066. Goldstein, S. J. & Jacobsen, S. B. 1988: Rare earth element in river waters. – Earth Planetary Science Letters, 89, 35–47. Gonfiantini, R. 1986: Environmental isotopes in lake studies. In: Fritz, P. , Fontes J. Ch. (Eds.) Handbook of Environmental Isotope Geochemistry., 2, 113–168. Hrvatin, M. 998: Discharge regimes in Slovenia. – Geografski zbornik, XXXVIII, 60–87. Hu, M.–H., Stallard, R. F. & Edmond, J. M.. 1982: Major ion chemistry of some large Chinese rivers. – Nature, 298, 550 – 553. Huh, Y., Tsoi, M. Y., Zaitsev, A. & Edmond, J. M. 1998: The fluvial geochemistry of the rivers of Eastern Siberia: I. Tributaries of the Lena River draining the sedimentary platform of the Siberian Craton. – Geochimica Cosmochimica Acta, 62, 1657–1676. IAEA 2005: Isotopic composition of precipitation in the Mediterranean Basin in relation to air circulation patterns and climate. Final report of a coordinated research project 2000–2004. IAEA-TECDOC-1453, Vienna : IAEA, 223 pp. Ivanov, M. V. 1983: The sulfur cycle in continental reservoirs. In: Ivanov M. V. , Freney R. J. (Eds.) – The Global Biogeochemical Sulphur Cycle. 19, Wiley, SCOPE 19, 297–356. Javornik, M., Voglar, D. & Dermastia A., (Eds.) 1988: Encyclopedia of Slovenia, 2, pp. 68, Mladinska knjiga, Ljubljana. Kandu~, T. 2006: Hydrogeochemical characteristics and carbon cycling in the River Sava watershed in Slovenia. – Ph. D. Thesis, pp. 141, University of Ljubljana (in Slovene). Kandu~, T., Szramek, K., Ogrinc, N. & Walter M. L. 2007: Origin and cycling of riverine inorganic carbon in the Sava River watershed (Slovenia) inferred from major solutes and stable isotopes, Biogeochemistry in press. Karim, A. & Veizer, J. 2000: Weathering processes in the Indus River Basin: implications from riverine carbon, sulphur, oxygen, and strontium isotopes. – Chemical geology, 170, 153–177. Kempe, S. 1982: Long-term record of CO2 pressure fluctuations in fresh waters: In Degens E.T. (Ed.) Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers, Part 1, 52, pp. 91–332. Mitt. Geol.-Paläont. Inst. Univ. Hamburg. Krouse, H. R. 1980: Sulphur isotopes in our environment. In: Fritz P. , Fontes J. Ch. (Eds.) Handbook of Environmental Isotope Geochemistry I The Terrestrial Environment, Elsevier, Amsterdam, 435–472. Liu, Z. & Zhao, J. 2000: Contribution of carbonate rock weathering to the atmospheric CO2 sink. – Environmental geology, 39, 1053– 1058. Meybeck, M. 1996: River water quality: global ranges, time and space variabilities, proposals for some redefinitions. – Verh. Internat. Verein Limnol., 26, 81–96. O’Neil, J. R. 1979: Stable Isotope Geochemistry of Rocks and Minerals. – V: Lectures in Isotope Geology, Jager, E., Hunzinger, J. C., (Eds). – Springer Verlag, 235–263, Berlin. Palmer, S. M., Hope, D., Billett, M. F. , Dawson, J. J. & Bryant, C.L. 2001: Sources of organic and inorganic carbon in a headwater stream: evidence from carbon isotope studies. – Biogeochemistry, 52, 321–338. Parkhurst, D. L. & Appelo, C. A. J. 1999: User’s guide to PHREEQC for Windows (version 2) – a computer program for speciation, batch – reaction, one – dimensional transport, and inverse geochemical calculations. – Water – Resources Investigations Report, 99–4259. Pawellek, F. , Frauenstein, F. , & Veizer, J. 2002: Hydrochemistry and isotope geochemistry of the upper Danube River. – Geochimica et Co-smochimica Acta, 66/21, 3839–2854. Pearson, F. J. & Rightmire, C. T. 1980: Sulphur and oxygen isotopes in aqueous sulphur compounds. In: Fritz P. and Fontes J. Ch. (Eds.) Handbook of Environmental Isotope Geochemistry, 1, 227–259, Elsevier. Petkov{ek, Z. 1969: Fog occurrence in lowlands of Slovenia, Thesis. – Dru{tvo meteorologov Slovenije, 11, 57–89 (in Slovene). Podpe~an, D. 1988: Cinkarna Celje. In: Javornik M., Voglar D., Dermastia A., (Eds.) Encyclopedia of Slovenia, 2, Mladinska knjiga, Ljubljana, pp. 68 (in Slovene). Ramov{, A. 1983: Waterfalls in Slovenia. – Slovenska matica, 1983, 188 pp., Ljubljana. Reeder, S. W., Hitchon, B. & Levinson, A. A. 1972: Hydrogeochemistry of the surface waters of the Mackenzie River drainage basin, Canada: 1. Factors controlling inorganic composition. – Geo-chimica Cosmochimica Acta, 36, 181–192. Stallard, R. F. & Edmond, J. M. 1983: Geochemistry of the Amazon: 2. The influence of geology and weathering environment on the dissolved load. – Journal of Geophysical Research, 88, 9671–9688. Telmer, K. & Veizer, J., 1999: Carbon fluxes, pCO2 and substrate weathering in a large northern river basin, Canada: carbon isotope perspectives. – Chemical geology, 159, 61–86. Urbanc, J. & Brancelj, A. 2002: Hydrologi-cal Connections between some lakes in the Triglav Lakes Valley. In: Brancelj A. (Ed.) High – mountain lakes in the eastern part of the Julian Alps., Ljubljana : ZRC SAZU, National Institute for biology, pp. 77–90. Hydrogeochemical characteristics of the River Sava watershed in Slovenia 177 Vre~a, P. , Kandu~, T., Žigon, S. & Trkov, Z. 2004: Isotopic composition of precipitation in Slovenia. In: Isotopic composition of precipitation in the Mediterranean basin in relation to air circulation patterns and climate: final report of a coordinated research project 2000–2004, (IAEA-TECDOC, 1453). – Vienna: IAEA, 2004, pp. 157–172. Yang, C., Telmer, K., & Veizer, J. 1996: Chemical dynamics of the ’St. Lawrence’ riverine system: ?DH2O, ?18OH2O, ?13CDIC, ?34Ssulfate and dissolved 87Sr/86Sr. – Geochimica Cosmochimica Acta, 60, 851–866. Yee, P. , Edgett, R., & Eberhardt, A. 1990: Great lakes – St. Lawrence River regulation; what it means and how it works. Joint publication of Environment Canada Ontario Region, and the U. S. Army Corps of Engineers. Zhang, J., Quay, P. D. & Wilbur, D. O. 1995: Carbon isotope fractionation during gas – water exchange and dissolution of CO2. – Geo-chimica Cosmochimica Acta, 59/1, 107–1146. Zupan~i~, B. 1998: Precipitations. – Geografski atlas Slovenije, DZS, 99 pp., Ljubljana. GEOLOGIJA 50/1, 179–187, Ljubljana 2007 The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, northern Adriatic Sea) Izvor organske snovi v holocenskem sedimentu Koprskega zaliva Nives OGRINC1, Jadran FAGANELI2, Bojan OGORELEC3 & Branko ^ERMELJ2 1Department of Environmental Sciences, ”J. Stefan” Institute, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenia, nives.ogrincOijs.si 2Marine Biological Station, National Institute of Biology, Forna~e 41, 6330 Piran, Slovenia, faganeli@mbss.org; cermelj@mbss.org 3Geological Survey of Slovenia, Dimi~eva ul. 14, 1000 Ljubljana, Slovenia, bojan.ogorelec@geo-zs.si Key words: marine sediments, organic matter, carbon, nitrogen, stable isotopes, northern Adriatic Ključne besede: morski sedimenti, organska snov, ogljik, du{ik, stabilni izotopi, severni Jadran Abstract Three cores, V-3, V-5 and MK-6, drilled in the inner part of the Bay of Koper were used to reconstruct the paleoenvironmental conditions occurring during the Holocene. Based on stable isotope results two depositing environments can be distinguished in the cores: the upper, marine and lower, brackish sedimentation. Marine sedimentation prevailed over fluvial sedimentation at depths of 15 m, 19 m and 10 m in the V-3, MK-6 and V-5 cores respectively. The marine part of the core V-3 was influenced by varying amounts of land-derived organic carbon transported by the River Ri`ana, while in MK-6 and V-5 cores the marine algae and/or microphytes constituted the main source of sedimentary organic carbon. The fluvial sedimentation has typically lower 813Corg and higher C/N ratios, — 26 ‰ and > 12 respectively and based on stable carbon isotope mass balance the terrestrial organic carbon present up to 70 to 100 % of the sedimentary organic carbon. On the other hand, the higher 815N values observed at some depths in the fluvial sedimentation indicated that nitrogen could be of marine origin. The observed data in parallel with previous studies are in good agreement with the simultaneous rise of the sea level in the Northern Adriatic. Izvle~ek Jedra vrtin V-3, V-5 in MK-6, izvrtanih v notranjem delu Koprskega zaliva smo uporabili za rekonstrukcijo paleookoljskih razmer v ~asu holocena. Na osnovi rezultatov izotop-skih meritev 13C in 15N v organski snovi lahko v njih dolo~imo dve sedimenatcijski okolji - zgornje morsko in spodnje braki~no. Morsko sedimentacijsko okolje prevladuje do globine 15 m v vrtini V-3, 19 m v MK-6 in 10 m v vrtini V-5. Morska sedimentacija v vrtini V-3 je bila pod variabilnim vplivom vnosa kopenske organske snovi z reko Rižano, medtem ko opažamo, da izvira organska snov v vrtinah MK-6 in V-5 pretežno iz morskih mikroalg in makrofitov. Okolje re~ne sedimentacije karakterizirata nižja vrednost 813Corg – 26 ‰ in vi{je razmerje C/N > 12. Delež kopenskega organskega ogljika v teh delih sedimenta, dolo~en na osnovi masne bilance, zna{a 70-100 %. Povi{ane vrednosti 815N ugotovljene v nekaterih globinah re~ne sedimenatcijske sekvence kažejo, da je N tudi morskega izvora. Na{e ugotovitve, vzporedno s predhodnimi raziskavami, so ujemajo z dvigovanjem morja v severnem Jadranu v holocenu. 180 Nives Ogrinc, Jadran Faganeli, Bojan Ogorelec & Branko ^ermelj Introduction A large source of the uncertainty in present understanding of the global carbon cycle is the distribution and dynamics of the coastal sediment organic carbon (OC) reservoir, where total organic carbon (TOC) is composed of material derived from both marine and terrestrial sources. Identification of environmental factors, especially those related to degradation and preservation of OC, allow reconstruction of paleo-productivity, terrigenous OC input and anthropogenic impact in relation to global environmental and climate changes. The organic matter (OM) in marine sediments typically accumulates at slower rates and over longer periods of time and consequently has the potential ability to record longer paleoceanographic histories and to reveal the effects of slow-acting dia-genetic alteration. A variety of geochemical approaches have been employed to define the marine to terrestrial ratio of OC buried in sediments. On the basis of elemental and isotopic values it is possible to distinguish two end-members: land-derived OM, with ?13Corg ~ - 26 ‰, ?15N ~ 0.4 ‰ C/N ~ 18, and marine OM, with ?13Corg = - 20 ‰ to - 22 ‰, ?15N ~ 8.6 ‰, C/N ~ 8 (Meyers, 1994, 1997). Despite the extensive early diagenetic processes which have influenced the OM, the C/N ratio and especially 13C/12C ratio appear, in general, not to have changed extensively. It was found that the C/N ratio of OM depends on sediment grain size. Lower C/N ratios were found in fine-sized sediments than in coarse sediments in which a larger proportion of intact land-plant debris was observed. Unlike C/N ratio, ?13C values are not significantly influenced by sediment grain size making them useful in reconstructing past sources of OM. The ?15N values can give additional information to distinguish the source of OM and to reconstruct past productivity rates. The dynamics of nitrogen in sediments are more complicated than those of carbon and make interpretation of sedimentary ?15N records more difficult. The iso-topic signature depends on the source of the nitrogen, the rates of primary production and respiration, and the nitrification-deni-trification processes (Macko et al., 1993; de Lange et al., 1994; Prahl et al., 1997; Sigman et al., 1999; Brenner et al., 1999). However, ?15N values of sedimentary organic matter are widely used to complement ?13C values in paleoproductivity studies (Bre- nner et al., 1999; Meyers & Teranes, 2001; Huon et al., 2002). The study of boreholes drilled in the Bay of Koper, inner part of the Gulf of Trieste (Fig. 1) has enabled us to reconstruct the sedimentation environment through the Holocene. The changes observed in the sediment are also closely related to the global rise of sea levels. Analyses at a depth of 26 m showed that, during the most intensive sea transgression marine sedimentation prevailed over fluvial sedimentation (Faganeli et al., 1987; Ogorelec et al., 1997), as illustrated in the lithology of cores V-3 and MK-6 presented in Figure 2. In addition, it can be seen that the V-3 core fluvial sedimentation is replaced by marine sedimentation and, in parallel a brackish environment changes into a marine environment in the MK-6 core. Figure 1. Sampling locations of the studied cores in the Bay of Koper The aim of the present study was to determine stable carbon and nitrogen isotopic composition in three deep cores, V-3, V-5 and MK-6, drilled in the inner part of the Bay of Koper in order to better understand the paleoenvironmental conditions obtaining during the Holocene in this area. Materials and methods Site description – The Bay of Koper covers an area of about 35 km2. At present it is a wide submarine plateau up to 20 m deep The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, ... 181 Figure 2. Changes in the Holocene sedimentary environments in the inner part of the Bay of Koper (from Ogorelec et al. 1991) with restricted sea water circulation. In the west, i.e. along the Izola–Debeli rti~ line, the Bay slopes downwards towards the open part of the Gulf of Trieste, while in the east it slopes upwards towards the inflow of the River Rižana. The Bay of Koper has a fairly steep coast which, at depths 5 and 10 metres, quickly grades into a sloping underwater plain. The coast is composed of Eocene flysch layers withalternating solid sandstone and soft marl. The flysch coast gives the Bay its characteristic form, particularly between Izola and Koper, at Cape Ronek and between Valdoltra and Debeli rti~. The surficial sediment of the Bay of Koper can be divided into three distinct zones according to grain size distribution, mineral composition and carbonate content: a) coastal sediment b) sediment of the inner part and c) sediment of the open part of the Bay (Ogorelec et al., 1987). All three cores are located in the coastal part of the Bay. In this zone the sediment is composed of dark grey-green silt and sandy silt with up to 40 % of sand and with less than 15 % of clay (grain size < 2 µm). The most abundant minerals in the recent sediments of the Bay of Koper are quartz and calcite. Quartz is present in all fractions originating from flysch sandstones and marl and its content ranges from 20 to 35 %. The carbonate content composed of calcite, dolomite and skeletous of various organisms molluscs, fo-raminifers and echinoids ranges from 20 to 30 %. Calcite is mainly of terrigenous origin, however a rather large proportion is associated with organic skeletons. Dolomite, as the second most abundant carbonate mineral, is present at only about 5 %. The clay is composed of illite, chlorite and illite/montmo-rillonite, the last as a mineral with mixed composition. The OC content in the surficial 5 cm sediment layer ranges from 0.44 to 2.72 % with an average value of 1.38 ± 0.50 %. The total nitrogen content (TN) ranges from 0.05 to 0.46 %, with an average value of 0.18 ± 0.13 %. Higher OC and TN contents are found in the fine clayey silt fraction, while the coarse sediment along the shore, influenced by tides and sediment resuspension, contains less. Samples and analyses – A coring platform was set up in the sea to take the cores from the boreholes located in the cargo port of Koper – V-3, 200 m off Koper – V-5 and 200 m off Žusterna – MK-6 (Fig. 1). The V-3 core was 41 m deep, taken at a sea water depth 182 Nives Ogrinc, Jadran Faganeli, Bojan Ogorelec & Branko ^ermelj of 4.5 m, while V-5 and MK-6 cores were 43 m deep, taken at a sea water depths of 5 and 7 m, respectively. The sediments was subsequently divided into several subsam-ples, which were freeze-dried and homogenized to a fine powder with a mortar. These samples were analysed for OC and TN contents and for stable isotopic composition of OC (?13Corg) and TN (?15N). OC contents were determined using a Carlo Erba elemental analyzer (model EA 1108) after acidification with 1M HCl (Hedges & Stern, 1984). Weight percentages of TN and total C were determined similarly, but without acidification. The precision of measurements was ± 3 %. The isotopic composition of sedimentary OC was determined after treatment with 1M HCl to remove carbonate material. Sample were treated on a sand plate at 70 °C at least twice, until no further gas bubbling was observed. A washing step was used prior to sample analysis to remove dissolved salts (Schubert & Nielsen, 2000; Ogrinc et al., 2005). ?15N of TN was determined directly on bulk powdered samples. The ?13C and ?15N of OC and TN fractions were determined by a Europa 20–20 continuous-flow isotope ratio mass spectrometer with ANCA-SL preparation module for solid and liquid samples. Isotopic ratios were expressed in the usual ?-nota-tion in parts per mil (‰). For carbon, the standard is the V-PDB carbonate, while for nitrogen the standard is atmospheric (air) nitrogen. Data quality control was controlled by running a reference standard after every 8 samples: IAEA-CH-7 polyethylene and NBS22 were used for carbon, and IAEA-N-1 and IAEA-NO-3 were used for nitrogen. The overall analytical precision was ± 0.2 ‰ and ± 0.3 ‰ for ?13C and ?15N values respectively. Results and discussion The results from core V-3 are presented in Figure 3. The borehole reached the flysch basement at a depth of approximately 40 m. The core can be divided into two parts. The bottom section of the sediment starting at the depth of 25 m comprised alluvial deposit from the River Rižana with alternating layers of sand, silt and gravel. The sediment in the top 25 m of the core is mainly of marine origin and consists of dark grey silt with uniform grain size and mineral composition. In this upper part, many foraminifers, gastropods, molluscs and fragments of sea urchin remains are present. The mineral composition consists of quartz, calcite, illite, chlorite, illite/montmorillonite, feldspars, dolomite and pyrite, while the last is absent in the fluvial deposit (Ogorelec et al., 1984, 1997). The carbonate content ranged from 20 to 30 % except below the depth of 26 m where only 5 to 6 % of carbonate is present due to the higher influence of land derived terrestrial material. The OC content varied from 0.23 to 1.62 % in the upper marine part of the core, while in the lower fluvial part it range ranged from 0.2 to 1.1 %. The vertical distribution of total nitrogen follows the distribution of OC contents. The TN concentrations ranged from 0.10 to 0.30 % in the marine part and from 0.01 to 0.07 % in the fluvial part of the core. A plot of % TN vs. % OC showed a rather good correlation (% TN = 0.13 (± 0.03) * % OC + 0.013 (± 0.03); r = 0.77), suggesting that there is close relationship between these two parameters. The intercept value indicates that some inorganic N may be present in these sediments. Previous estimates of exchangeable ammonium, nitrite and nitrate comprised up to 15 % of TN, while fixed ammonium comprised up to 56 % of TN in the sediments (Faganeli et al., 1987, 1991). The ?13Corg values ranged from - 21.5 to - 26.2 ‰, and from 1.7 to 7.8 ‰ for ?15N values. Higher variability in ?13Corg and ?15N values was found in the upper 12 m of the core and they do not follow the OC pattern. These variations correspond to different proportions of terrestrial OC discharged by the River Rižana to sediments. The highest ?13Corg of - 21.5 ‰, a value typical for marine microalgae, was determined at a depth of 10 m, but the ?15N value of 4.5 ‰ was lower than the expected value of 7.3 ‰, probably due to selective degradation of organic N. Higher ?15N values of 7.8 ‰ and 6.0 ‰ were found at depths of 15 and 25 m, respectively. At these depths a prevalent terrestrial ?13Corg signature of - 25.7 ‰ was observed, but the higher 15N contents in the sediment suggest that N is mainly of microalgal origin. Iso-topic analysis below 15 m from the top of the core gave values of ?13Corg ~ - 25 ‰, ?15N ~ 2 ‰ and C/N ~ 12 which, together with lithostratigraphic evidence, reflects sediments of mainly terrestrial origin. The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, ... 183 Figure 3. Vertical profiles of lithology, grain size, carbonate content, (Ogorelec et al., 1984, 1987), organic carbon (Corg) (Faganeli et al. 1987), ?13Corg, total nitrogen (TN), ?15N values and C/N ratios in the sediment core V-3. A plot of ?15N vs. ?13Corg values were constructed, since the linear relationship is usually interpreted as a mixing trend between terrestrial and marine source of OM (Thornton & McManus, 1994; Muzuka & Hillarie-Marcel, 1999; Huon et al., 2002; Ogrinc et al., 2005). However, a low correlation (r = 0.05) and considerable spread in the distribution of values determined in the core V-3 suggests that other factors influence ?15N to a greater extent than ?13Corg. Since the ?13Corg values provide a better indication of the potential sources of OC than ?15N values, a semi-quantitative estimate of the proportion of terrestrially derived OC of the cores was based on the stable carbon isotope mass balance: ?13Corg,x = Fm · ?13Corg,m + Ft · ?13Corg,t (1) 1 = Fm + Ft (2) where ?13Corg,x, ?13Corg,m and ?13Corg,t are the ?13Corg values for the sample, marine and 184 Nives Ogrinc, Jadran Faganeli, Bojan Ogorelec & Branko ^ermelj terrestrial source materials, respectively, and Ft and Fm are the respective terrigenous and marine OC fractions in the sample. For this calculation we assumed constant ?13Corg end-member values for terrestrial and marine OC supply, since the effect of selective diagenesis of OC fractions that are isotopi-cally heavy or light appears to be small, usually less than 2 ‰ (Meyers, 1997). A ?13Corg value of – 26 ‰ was used as the terrestrial end-member, while for the marine end-member the value of – 21 ‰ was applied. The ?13Corg for terrestrial end-member was based on the ?13Corg determined in the sediments of the River Rižana outflow. This value is similar to terrestrial end-members identified in other studies (Wada et al., 1987; Thornton & McManus, 1994; Middelburg & Nieuwenhuize, 1998). Further, the average ?13Corg value of – 20.7 ± 1.6 ‰ for marine derived OC is well-established for the Gulf of Trieste (Faganeli et al., 1994). According to our estimates, between 10 and 92 % of OC in sediments is of terrestrial origin in the upper 10 m of the cores, while in the lower part the terrestrial OC comprises more than 70 %. The results from the core MK-6, drilled in the location of the planned Koper marina (Žusterna), are shown in Figure 4. In this core no fluvial deposit was observed. The sediment is homogeneous, being composed of grey clayey silt with mean grain size less than 10 µm, similar to the composition of surface sediment in the central part of the Bay of Koper. Several fossil remains are present such as foraminifers, molluscs and ostracods. The mineral composition is rather uniform and consists of quartz, calcite, illite, chlorite, illite/montmorillonite, feldspars, dolomite and pyrite. The carbonate content was around 20 % in the upper 20 m of the core, but lower content (approx. 10%) deeper in the core. The OC content ranged from 0.58 to 2.59 %, while nitrogen content varied from 0.07 to 0.13%. The ?13C and ?15N values ranged from - 19.0 to - 27.0 ‰ and from 2.3 to 6.3 ‰, respectively. The highest ?15N value of 6.3 ‰ was found at a depth of 34 m together with the ?13Corg of - 25.0 ‰, similar to the core V-3 at the depths of 17 m and 25 m. Again, the source of N is different from that of C and appears to be of marine origin. The highest ?13Corg value of - 19‰ indicates that benthic macrophytes could represent an additional source of OC at a depth of 4 m. The ?13Corg values of some microphytes were found to be higher than those of phytoplanktonic and microphytobenthic OC: Ulva rigida: ?13C = - 17.9 ‰; Fucus virsoides: 13C = - 15.6 ‰; Cymodocea nodosa: ?13C = - 9.6 ‰ and ?15N = 4.8 ‰ (Ogrinc et al., 2005). The depth distribution of the two parameters is not so variable as it is in the V-3 core. Using ?13Corg values, we can clearly distinguish two depositing environments with two different sources of OC. The OC is mainly of marine origin in the upper 17 m of the core, with only 40 % of terrestrial OC. Like the V-3 core, more than 70 % of OC is of terrestrial origin in the lower brackish part. The depth distributions of OC, ?13Corg, TN, ?15N and C/N ratios, together with the lithology of the core V-5 are presented in Figure 5 which also shows the changes between marine and brackish environments during the Holocene deposition. OC and concentrations ranged from 0.54 to 1.85 wt. % and TN from 0.04 to 0.12 wt. %. The highest OC content was usually associated with the lowest ?13Corg values, but not necessarily with the highest TN concentration. The C/N ratios ranged from 11.6 to 31.0, the highest found at a depth of 13 m. The ?13Corg values varied by over 11.0 ‰, from – 27.2 to - 17.1 ‰, the highest being found at the depth of 2.5 m. The ?15N values were less variable, ranging from 3.7 to 6.5 ‰. A good correlation between OC and TN contents in core sediments (% TN = 0.036 (± 0.01) * % OC + 0.033 (± 0.013); r = 0.59) suggests that there was a close relationship between OC and TN, while the intercept value of 0.033 indicates that there was more inorganic N present in the sediment than in the core V-3. This is also the reason why a slope-derived C/N value could not be representative of the bulk OC in these samples. Larger variations in ?13Corg values were present in the upper 4 m of the core. These variations reflect a different cause of the changes of OC between marine algae and microphyte derived OC. In addition to a higher ?13Corg values, the microphyte derived OC also had higher C/N ratios (> 20). Deeper in the core the terrestrial signature, with more than 70 % of OC, was first observed at depths of 5 and 6 m, then at 8 m, and in all samples below 10 m. Changes in the marine and brackish environments during the Holocene deposition were also reflected in the downcore profile of the V-6 core drilled in the salt marsh Se~ovlje near the inflow of River Dragonja. The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, ... 185 Figure 4. Vertical profiles of lithology, grain size, carbonate content (Ogorelec et al., 1987), organic carbon (Corg), ?13 Corg , total nitrogen (TN) (Faganeli et al., 1991), with ?15N values and C/N ratios in the sediment core MK-6. This was characterized by the changing of the carbon and nitrogen isotopic compositions of OC at depth intervals of 6–8 m, 8–14 m, 16–24 m (Ogrinc et al., 2005). However, the presence of terrestrial OC in the upper part of core V-3 is more abundant than in sediments of the core V-6, indicating that the River Rižana has a greater influence on sediments than the River Dragonja with lower mean discharge. In addition, the changes in ?13Corg and ?15N values observed in the upper part of the core V-6 are comparable to those obtained in the core V-5, but the C/N ratios are different. The data indicate changing variations in organic ?13C values affected by marine algae production and/or microphyte presence in the sediments. On the other hand, in the core GT2, collected near the River So~a/Isonzo outflow, variations of terrestrial OC are similar to those in the upper part of the V-3 core, indicating variable inputs of allochthonous material to sediment relative to in situ production (Ogrinc et al., 2005). Conclusions Due to their tight isotope-environment relation, carbon and nitrogen stable isotopes were used to draw a more detailed picture of the changes occurring in the sediments of the Bay of Koper during the Holocene. The considerable spread in the distribution of ?15N vs. ?13Corg values suggests that C and N were of 186 Nives Ogrinc, Jadran Faganeli, Bojan Ogorelec & Branko ^ermelj Figure 5. Vertical profiles of lithology, organic carbon (Corg), ?13Corg, total nitrogen (TN), ?15N values and C/N ratios in the sediment core V-5. different origin and that additional processes influence ?15N values to a greater extent than ?13Corg. Variations in parameters determined in the depth profiles of the V-3, MK-6 and V-5 cores show variable inputs of alloch-thonous material relative to in situ biological production in the upper, marine part of the core. The marine sediments in core V-3 were additionally influenced by transport of terrestrial OC by River Rižana and OC originating mainly from algal production was observed only at the depth of 9 and 10 m. The MK-6 and V-5 sedimentary OC showed a different pattern. The isotopic composi- tion of carbon and nitrogen indicate that most of the sediment OC was from marine algae, while at some depths the influence of OC derived from microphytes was observed, as is evident from ?13Corg values ranging from - 17.9 to - 19.8 ‰ and high C/N ratios of > 20. There are significant changes in the source of OC at depths of 15 m, 19 m and 10 m in V-3, MK-6 and V-5 cores respectively, indicating fluvial depositional environment. According to stable isotope mass balance the terrestrial supply was estimated to contribute up to 70 to 100 % of the OC. In the fluvial sedimentation the highest ?15N values The origin of organic matter in Holocene sediments in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, ... 187 (6.0 ‰, 6.3 ‰, 6.5 ‰ and 7.8 ‰) were found, together with a ?13Corg of ~ -25.0 ‰ at depths of 17 m and 25 m in V-3, 34 m in MK-6 and 18 m in V-5 core. These results suggest that N was probably originating from marine algae and was thus of different origin from C. Acknowledgments We acknowledge the financed support of the Slovenian Research Agency (ARRS). Authors thank Prof. Roger H. Pain for linguistic corrections. References Brenner, M., Whitmore, T.J., Curtis, J.H., Hodell, D.A. & Schelske, C.L. 1999: Stable isotope (?13C and ?15N) signatures of sedimented organic matter as indicators of historic lake trophic state. – Journal of Paleolimnology, 22, 205–221. De Lange, G. J., van Os, B., Pruysers, P. A., Middelburg, J. J., Castradori, D., van Santvoort, P. , Müller, P. J., Eggenkamp, H., Prahl, F. G. 1994: Possible early diagenetic alteration of palaeo proxies. In Carbon Cycling in the Glacial Ocean: Constrains on the Ocean’s Role in Global Changes (R. Zahn et al. eds.). NATO ASI Series, 1(17), 225–258, Springer. Faganeli, J., Ogorelec, B., Mi{i~, M., Do-lenec, T. & Pezdi~, J. 1987: Organic geochemistry of two 40-m Sediment Cores from the Gulf of Trieste (Northern Adriatic). – Estuarine, Coastal and Shelf Science, 25, 157–167. Faganeli, J., Planinc, R., Pezdic, J., Smo-dis, B., Stegnar, P. & Ogorelec, B. 1991: Marine geology of the Gulf of Trieste (northern Adriatic): Geochemical aspects. – Marine Geology, 99, 93–108, Elsevier. Faganeli, J., Pezdi~, J., Ogorelec, B., Mi{i~, M. & Najdek, M. 1994: The origin of sedimentary OM in the Adriatic – Continental Shelf Research, 14, 365–384. Hedges, J. I. & Stern, J. H. 1984: Carbon and nitrogen determinations in carbonate-containing solids. - Limnology and Oceanography, 29, 45–57. Huon, S., Grousset, F. E., Burdloff, D., Bardoux, G. & Mariotti, A. 2002: Sources of fine-sized OM in North Atlantic Heinrich Layers: ?13C and ?15N tracers. – Geochimica et Cosmo-chimica Acta, 66, 223–239. Macko, S. A., Engel, M. H. & Parker, P. L., 1993: Early diagenesis of OM in sediments. Assessment of mechanisms and preservation by the use of isotopic molecular approaches. In Organic Geochemistry (ed. M.H. Engel and S.A. Macko), 211–224. Plenum. Middelburg, J. J. & Neiuwenhuize, J. 1998: Carbon and nitrogen stable isotopes in suspended matter and sediments from the Schelde Estuary. - Marine Chemistry, 60, 217–225. Meyers, P. A. 1994: Preservation of elemental and isotopic source identification of sedimen- tary organic matter. - Chemical Geology, 114, 289–302. Meyers, P. A. 1997: Organic geochemical proxies of paleoceanographic, paleolimnologic, and paleoclimatic processes. - Organic Geochemistry, 27, 213–250. Meyers, P. A. & Teranes, J. L. 2001: Sediment organic matter: in Tracking the Environmental Change Using Lake Sediments, Volume 2: Physical and Geochemical Methods, W.M. Last & J. P. Smol (eds.), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands,. 239–269. Muzuka, A. N. N., Hillarie-Marcel, C., 1999: Burial rates of OM along the eastern Canadian margin and stable isotope constraints on its origin and diagenetic evolution. - Marine Geology, 160, 251–270. Ogorelec, B., Mi{i~, M., Faganeli, J., [er-celj, A., Cimerman, F., Dolenec, T. & Pezdi~, J. 1984: Kvartarni sediment vrtine V-3 v Koprskem zalivu (Quaternary sediment from the borehole V-3 in the Bay of Koper). - Slovensko morje in zaledje, 6/7, 165–186, Koper. Ogorelec, B., Mi{i~, M., Faganeli, J., Stegnar, P. , Vri{er, B. & Vukovi~, A. 1987: Recentni sediment Koprskega zaliva. The recent sediment of the Bay of Koper (Northern Adriatic). – Geologija, 30, 87–121, Ljubljana. Ogorelec, B., Mi{i~, M. & Faganeli, J. 1991: Marine geology of the Gulf of Trieste (northern Adriatic) : Sedimentological aspects. – Marine Geology, 99, 79–92. Ogorelec, B., Faganeli, J., Mi{i~, M., & ^ermelj, B. 1997: Reconstruction of paleoen-vironment in the Bay of Koper (Gulf at Trieste, Northern Adriatic). Rekonstrukcija paleookolja v Koprskem zalivu. - Annales, 11, 187–200, Koper. Ogrinc, N., Fontolan, G., Faganeli, J. & Covelli, S. 2005: Carbon and nitrogen isotope composition of organic matter in coastal marine sediments (the Gulf of Trieste, N Adriatic Sea): Indicators of sources and preservation. - Marine Chemistry, 95, 163–181. Prahl, F. G., de Lange, G. J., Scholten, S. & Cowie, G.L. 1997: A case of post-depositional aerobic degradation of terrestrial OM in turbidite deposits from the Madeira Abyssal Plain. - Organic Geochemistry, 27, 141–152. Schubert, C. J. & Nielsen, B. 2000: Effects of decarbonation treatments on ?13C values in marine sediments. - Marine Chemistry, 72, 55–59. Sigman, D. M., Altabet, M. A., Francois, R., McCorkle, D. C. & Gaillard, J.-F. 1999: The isotopic composition of diatom-bound nitrogen in Southern Ocean sediments. - Paleoceanography, 14, 118–134. Thornton, S. F. & McManus, J. 1994: Application of organic carbon and nitrogen stable isotopes and OC/TN ratios as a source indicators of OM provenance in estuarine system: Evidence from the Tay Estuary, Scotland. - Estuarine, Coastal and Shelf Science, 38, 219–233. Wada, E., Minagawa, M., Mizutani, H., Tsuji, T., Imaizumi, R. & Karasawa, K. 1987: Biogeochemical studies on the transport of OM along the Otsuchi River watershed, Japan. - Estuarine, Coastal and Shelf Science, 25, 321–336. GEOLOGIJA 50/1, 189–196, Ljubljana 2007 Vpliv mehanskih lastnosti kamnine na odboj kamnitega kosa The impact of mechanical properties of rock to the collision of rock piece Borut MACUH & Bojan ŽLENDER Univerza Maribor, Fakulteta za gradbenišvo, Smetanova ulica 17, 2000 Maribor, Slovenija e-pošta: borut.macuh@uni-mb.si, bojan.zlender@uni-mb.si Ključne besede: podor, trk, enoosna tlačna trdnost, modul elastičnosti Key words: rock-fall, collision, uniaxial compressive strength, elasticity modulus Izvle~ek Namen pričujočega prispevka je ugotoviti pogoje pri katerih pride do loma kamnitega kosa in s tem do zmanjšanja njegove mase in spremembe odbojnih karakteristik. Lom kamnitega kosa je odvisen od strukture in kvalitete kamnine, ki sta izraženi z modulom elastičnosti in enoosno tlačno trdnostjo kamnine. Abstract The paper presents the analytical solution of the rock piece motion considering influences of geometrical and mechanical characteristics of rock mass on the arbitrary slope. The main objective of the paper is to determine the motion of the rock piece considering possibility of rock piece failure due to collision. Brief description of the analytical solution of the rock piece motion on a steep slope is given. The laboratory tests were performed to determine uniaxial compressive strength and elastic properties of the considered rock mass. Further, velocities that cause rock piece failure were determined. These maximum velocities indirectly belong to certain mass of rock piece and can be lower than velocities calculated in rock-fall analysis for certain slope geometry. Consequently, the energy magnitude is limited, because at certain velocity and mass of rock piece bigger pieces crash at collision. Uvod ^lanek obravnava vpliv mehanskih lastnosti podorne kamnine na pogoje odboja padajo~ega kamenja. Analiti~ne re{itve gibanja posameznega kamnitega kosa po po-bo~ju se izpeljejo z upo{tevanjem teorije trka dveh teles in prostega pada. Re{itve upo{tevajo naslednje vplive: velikost in maso kamnitega kosa, geometrijo po-bo~ja, ravnost podlage, vpadni kot, pogoje trka, hrapavost podlage oz. pogoje drsenja in gravitacijo. Obravnavane so naslednje mehanske in geometrijske lastnosti kamnine: masa in velikost padajo~ega kamenja, koeficient trka, koeficient stati~nega trenja, koeficient ki-neti~nega trenja, enoosna tla~na trdnost in modul elasti~nosti. S terensko prospekcijo in laboratorijskimi preizkusi so bili dolo-~eni odbojni parametri, trdnost in elasti~-nost obravnavane kamnine in posredno dolo~ene hitrosti pri katerih pride do loma posameznih kamnitih kosov. Rezultati analiti~nih re{itev so obi~ajno translacijske in rotacijske hitrosti gibanja kamnitega kosa pred in po vsakem odboju od podlage, spremembe hitrosti po odbojih, vpadni koti in koti odboja od podlage, {tevi-lo odbojev, krivulje gibanja kamnitega kosa, 190 Borut Macuh & Bojan @lender dolžine in vi{ine posameznih odbojev ter iz njih izhajajo~e energije. Z upo{tevanjem pogojev loma kamnitega kosa pa imajo te re{itve dolo~ene omejitve. Namen pri~ujo~ega prispevka je analizirati pogoje pri katerih pride do loma kamnitega kosa in s tem do zmanj{anja njegove mase in spremembe odbojnih karakteristik. Lom kamnitega kosa je odvisen od strukture in kvalitete kamnine, ki sta izraženi z modulom elasti~nosti in enoosno tla~no trdnostjo kamnine. Parametri strukture in kvalitete kamnine se dolo~ijo kot kombinacija rezultatov terenske raziskave in laboratorijskih preizkusov trdnosti vzorcev kamnin. Teorija trka Uporabljena je teorija trka, ki s koeficientom trka e upo{teva pogoje trka, s koeficientoma stati~nega µ in kineti~nega µ' trenja pa upo{teva pogoje hrapavosti oz. možnost drsenja (Kane & Levinson, 1985). Izpeljave uporabljene teorije apliciramo na obravnavano okroglo kamnito maso z maso m in radijem R, ki tr~i pod kotom ? (?1, ?2, ?3) glede na osnovo s translatorno hitrostjo v1 in kotno hitrostjo ?1 (slika 1). Generali-zirane hitrosti v smeri ni, ter v ~asih t1 (pred trkom) in t2 (po trku) ozna~imo z ui1 oziroma ui2 (i = 1, 2,.. 6). Njihove za~etne vrednosti u = V • n = v = ^i = ^i = CO = CO = CO n? = Vi no = Vi • ni = co • n? = co • n = co cosa2 • cosa3 (cosa2-sina3 + sina2 • sinaj sina,-cosc(i ,_,, • sma2 • cosc^ v ' • (sina2 • sina3 + cosa2 • sinaj • cosa • cosa Če je smer gibanja kamnite mase v ravnini, ki jo tvorita enotska vektorja in nj in n2, (oij = a2 = 0), se generalizirane hitrosti reducirajo v naslednje izraze: (2) Trk - odboj brez drsenja Pogoj, da pride do trka je u21 < 0. Hitrosti po trku so v primeru gibanja kamnite mase v ravnini, ki jo tvorita enotska vektorja in nj in n2 enake u-\-\ = Vi ni = Vi cosa3 u<)-\ = Vi n<) = V-i sinejo u = CO ¦ n = C0 ¦ cosa Ull=-R- «62 22 — * 21 M32 = -R • W42 =0 Iu4l-mRu3l 42 " mtf+I = 0 u52=0 I-ua -m-Ru,, ii =-------------------------- m-R2+I _2 ~7 «61 7 R (3) Komponenti impulza v tangencialni smeri S1 in normalni smeri S2 sta ^««•(«u-llu) (4) S2=-m-(e+l)-u21 Če je izpolnjen pogoj IS J < u \S„\ l1 ' ' Z' «12 ~«11 \ (6) Slika 1. Trk kosa kamnine ob pobo~je v ravnini, normalni na n1 Figure 1. Collision of the piece of rock on the slope with normal n1 "22 ; ß3 Z Vpliv mehanskih lastnosti kamnine na odboj kamnitega kosa 191 Drsenje V primeru, da pogoj (5) ni izpolnjen, pride v ~asu t2 do drsenja in je potrebno uporabiti naslednje dodatne ena~be: a* = un + R ¦ u61 Sj = -pi'- a*- |S2|/|a*| ui2 ~uxl + Sx/ m u62 ~uel + R- SJI (7) (8) Kot odboja

0), ki je posledica odloma kamnite mase. Hitrost gibanja telesa opišemo s komponentami v karte-zijskem koordinatnem sistemu. Njihove začetne vrednosti za prvi korak x0 [m/s] horizontalna translatorna hitrost v smeri geološkega prereza na pobočje [m/s] vertikalna translatorna hitrost [m/s] horizontalna translatorna hitrost v smeri pravokotni na prerez [s-1] kotna hitrost okoli x osi [s-1] kotna hitrost okoli y osi [s-1] kotna hitrost okoli z osi Komponente hitrosti pred trkom, zapisane v globalnem koordinatnem sistemu, transformiramo v lokalni koordinatni sistem, ki ima izhodišče v točki trka tako, da je rezultanta translatorne hitrosti v ravnini, ki jo definirata enotska vektorja nx in n2. yo so: 192 Borut Macuh & Bojan @lender Enotski vektor n1 deluje v smeri tangente na pobo~je, enotski vektor n2 pa v smeri normale. ^leni transformacijske matrike iz globalnega v lokalni koordinatni sistem so smerni kosinusi osi lokalnega glede na globalni koordinatni sistem. Nadalje dolo~imo velikosti rezultante translatorne hitrosti in rezultantne kotne hitrosti, njihove komponente v lokalnem koordinatnem sistemu ter komponente ge-neralizirane hitrosti pred trkom. Z uporabo zvez iz teorije trka dolo~imo generalizirane hitrosti po trku, normalno in tangencialno komponento translatorne in kotne hitrosti po trku v lokalnem koordinatnem sistemu ter komponente translatorne hitrosti v globalnem koordinatnem sistemu. Po odboju se zaradi prostega pada pove~a vertikalna komponenta hitrosti, ostale komponente ostanejo nespremenjene. Najprej izra~unamo položaj to~ke trka, koordinate to~ke drugega trka, vpadna kota glede na pobo~je in vpadno hitrost pred drugim odbojem. Izra~unamo tudi maksimalno vi{ino odboja padajo~ega kosa kamnine med odbojema. Po zgornjem opisu ponavljamo analizo za vse naslednje odboje. V vsakem trenutku lahko dolo~imo trans-latorno, rotacijsko in totalno kineti~no energijo: wh WKl=-m-v< la,2 (14) Wk^t=-m-v2+-I-a Hitrost pri lomu Za določitev hitrosti pri porušitvi predlagamo naslednji postopek. Kljub temu, da so vrednosti posameznih količin v predstavljenem postopku podane za laporje z Meljske-ga hriba v Mariboru, je postopek uporaben za kakršnikoli drug material. Interval časa odboja ob oviro At je določen iz poti s = R ¦ ef = vpop ¦ At (zajema deforma-bilnost osnove, R je radij kamnitega kosa, ef pa specifična deformacija pri porušitvi), ki jo je opravil kamniti kos pri poprečni mejni hitrosti pri porušitvi vpop = vf /2: 2Ref At =---------- (15) Z uporabo zakona o enakosti spremembe gibalne količine in impulza lahko določimo mejno hitrost pri porušitvi za okrogel kamniti kos AG = F-At=>m-Vf = F-At =aci-A- At; = p • K = p 4-7fi?J ; ). Mejna hitrost pri porušitvi vf in energija pri tem Wf sta enaki: Slika 2. Prerez pobo~ja s prikazano potjo kosa kamnine Figure 2. Cross-section of the slope with motion of rock piece Vpliv mehanskih lastnosti kamnine na odboj kamnitega kosa 193 wf = 4-p-E (16) kjer je E elasti~ni modul, ? gostota kamnite mase, m masa in ?ci enoosna tla~na trdnost kamnite mase. Za gostoto kamnite mase je bila vzeta vrednost ? = 2700 kg/m3, enoosna tla~na trdnost in elasti~ni modul pa sta bila dolo~ena z laboratorijskimi preiskavami. Poiskati je potrebno odnos med elasti~nim modulom in maso za dolo~itev mejne hitrosti pri poru{itvi za posamezni kamniti kos. Popre~na masa preizku{ancev je bila okoli 0.75 kg, elasti~ni modul za vse preizku{ance je razviden iz slike 4 in je enak 4600 MPa. Ker so bile mase preizku{ancev relativno majhne (okoli 1 kilogram), smo elasti~ni modul za ve~je mase dolo~ili indirektno kot funkcije mase iz zveze podane v Hoek s sodelavci. (2002). Em [GPa] = 1 (GSI-10\ ,l0\ 40 J (17) kjer je D dislokacijski faktor, ki vklju~uje relaksacijo napetosti in po{kodbe hribine pri gradnji (D = 1), ?ci je enoosna tla~na trdnost ter GSI je geolo{ki indeks trdnosti. Hitrost pri kateri pride do loma kamnitega kosa ob trku s podlago je torej odvisna predvsem od enoosne tla~ne trdnosti in ela-sti~nega modula. Z vi{anjem enoosne tla~ne trdnosti kamnitega kosa se vi{a tudi hitrost pri kateri pride do loma, z vi{anjem modula elasti~nosti pa se mejna hitrost (nelinearno) manj{a. Primer uporabe Uporabnost modela je prikazana na prakti~nem primeru potencialnega padanja kamenja po pobo~ju Meljskega hriba. Ob vznožju hriba vzdolž reke Drave je situirana cesta v nevoznem stanju, predvidena pa je gradnja nove ceste. Dolžina obravnavanega odseka ceste je približno 500 m in je izpostavljena padajo~emu kamenju z bližnjega zelo strmega pobo~ja, ki med drugim vsebuje v zgornjem delu previse. V analizi so upo{tevane predpostavljene vrednosti mase, velikosti in oblike kamnitih kosov, vi{ina pada s previsa in aproksimirana konfiguracija terena (z naklju~nimi nakloni pobo~ja v to~kah trka). Pobo~ja Meljskega hriba so izredno strma, v osrednjem delu okoli 45°, zgornje stene pa so skoraj navpi~ne. Hrib v celoti do vi{ine 150 m sestavljajo plasti laporja s polami pe{~enjaka. Plasti vpadajo proti severu pod kotom 15–20°. V spodnjem delu ob erozijskih jarkih so vpadi niz pobo~ja pod kotom 15–30°. Preko pobo~ja (pre~no na po-bo~je) poteka ve~ prelomov, ob katerih se ustvarjajo erozijski jarki, po katerih odna{a material v dolino. V spodnjem delu je pobo~je dokaj zara-{~eno z drevjem in grmovnicami, medtem ko so previsi v zgornjem delu nezara{~eni. Na pobo~ju je vidnih {est ve~jih žlebov (erozijskih jarkov) po katerih se odbijajo, kotalijo oz. drsijo razpadle kamnite mase, ki so vidne v vznožju žlebov in pod ogroženo cesto vse do struge reke Drave. Ve~ino kamnite mase tvorijo zdrobljeni kosi do premera 10 cm, posamezni kamniti kosi pa so tudi do premera približno 50 cm. Cesta, ki je že ve~ kot 20 let v nevoznem stanju je bila v preteklosti varovana pred padajo~im kamenjem s palisadami ter kamnitimi in ope~nimi zidovi. Ti ukrepi varovanja so dotrajani in ve~inoma neuporabni. Terenska raziskava Na osnovi zbranih podatkov in terenske prospekcije obravnavanega obmo~ja smo ugotovili, da obstaja velika in permanentna možnost odlomov kamnitih mas iz stene strmega pobo~ja zaradi vremenskih in ostalih vplivov. Na stenah so razvidne sledi prepe-revanja in ponekod ve~je razpoke. Laboratorijski preizkusi Laboratorijski preizkusi enoosne tla~ne trdnosti so bili izvedeni na trinajstih (13) preizku{ancih lapornatih kosov z obmo~ja Meljskega hriba v Mariboru. Preizku{anci so bili iregularne oblike z razli~nimi razmerji vi{ina proti premer ter razli~nimi po-vr{inami prerezov po vi{ini. Mase preizku-{ancev so bile med 0.3 in 1.5 kg. Na sliki 3 je prikazan linija odvisnosti napetost – speci-fi~na deformacija za enega od tak{nih testov. Na sliki 4 pa je razviden elasti~ni modul za obravnavano kamnino, ki je enak regresijski premici skozi izhodi{~e in to~ke za napetosti in specifi~ne deformacije pri poru{itvi. Ve~ina vrednosti enoosnih tla~nih trdnosti je bila med 35 MPa in 55 MPa, poru{itev pa je nastopila pri specifi~ni deformaciji med 194 Borut Macuh & Bojan @lender Enoosna tlačna trdnost (preizkušanec 10) Unconfined compressive strength test (sample 10) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0,1 0,2 0,3 Strain - s [%] 0,4 0,5 0,6 Specifična deformacija Slika 3. Odnos napetost – deformacija za preizku{anec 10 Figure 3. Stress vs. strain for sample 10 0.5% in 1.25%. Poudariti je potrebno, da se specifi~ne deformacije pri poru{itvi nana{a-jo na stati~ne pogoje. Privzete lastnosti kamnine Na sliki 5 je prikazan odnos med ela-sti~nim modulom in maso, ki vklju~uje ela-sti~ni modul 4600 MPa za popre~no maso preizku{ancev 0.75 kg iz slike 4 in izra~una-ne elasti~ne module za ocenjene geolo{ke indekse trdnosti za razli~ne izbrane mase in popre~no enoosno tla~no trdnost iz preizkusov ?ci = 40 MPa. Te vrednosti lahko aprok- simiramo z eksponentno funkcijo E = 4152.6 · m-0.1563, ki je bila uporabljena v nadaljnjih izra~unih. Prav tako je na sliki 5 v grafi~ni obliki prikazan izraz (17). Hitrosti pri poru{itvi so predstavljene kot funkcije elasti~nega modula E = 4152.6 · m-0.1563 za razli~ne enoosne tla~ne trdnosti ?ci. Ker je elasti~ni modul enak naklonu napetostne deformacijske linije za linearno elasti~en material, lahko izra~unamo hitrosti pri poru{itvi za dolo~-eno mejno specifi~no deformacijo in elasti~-ni modul. Hitrosti pri poru{itvi za izolinije treh mejnih specifi~nih deformacij ?f = 0.5, 1 Slika 4. Odnos napetost – deformacija za pri poru{itvi Figure 4. Stress vs. strain at failure 0 0 Vpliv mehanskih lastnosti kamnine na odboj kamnitega kosa 195 5000 Elastični modul E - masa m Elasticity module E vs. mass m 2000 4000 6000 m [kg] 8000 10000 Slika 5. Odnos elasti~ni modul – masa za ?ci= 40 MPa Figure 5. Elasticity module vs. mass for ? =40 MPa in 2% pri porušitvi so prikazane na sliki 6. Enačba regresijske linije hitrost pri porušitvi za izbrano mejno specifično deformacijo pri porušitvi ef je enaka: fl J e ii-p Lf J3-E = 745.36 -Er^E[GPa\ V[m/S] = ^L |M = /L J E \2-p .36 \3-E \3-E[GPa]-l09 _7i5 s, M0Pa\ (18) V 2-2700 Za vrednost mejne specifične deformacije pri porušitvi ef enaki 1% dobi zgornja enačba naslednjo obliko v, = 7.4536-.E05. Iz slike 6 je razvidno, da se velikost mejne hitrosti pri poru{itvi pove~uje z ve~jo enoosno tla~no trdnostjo ?ci in mejno specifi~no deformacijo pri poru{itvi ?f. Nadalje, z ve~a-njem mase (ki pomeni manj{anje elasti~nega modula) mejna hitrost pri poru{itvi raste pri dolo~eni enoosni tla~ni trdnosti in doseže svoj maksimum pri dolo~eni mejni specifi~-ni deformaciji pri poru{itvi. Za laporje z obmo~ja Mejskega hriba lahko iz slike 6 ugotovimo, da je maksimalna hitrost kamnitega kosa z enoosno tla~no trdnostjo ?ci = 80 MPa pri ?f = 2% okoli 30 m/s (ali 108 km/h). Z laboratorijskimi preizkusi pa smo ugotovili, da je maksimalna specifi~-na deformacija pri poru{itvi bližje vrednosti 1%, in maksimalna hitrost okoli 21 m/s (ali okoli 75 km/h). aci=80 MPa 70 \ \ 60 , \ \ 50 >v \ " 40 \ ' v **. v Ef=2% vf = 7.4536 \ R2 = 1 E 30 •-. ^ ß^: ¦¦•-...¦;.....- ¦"A- ¦¦ Sf=1% 10 - 20jS ""• ->^ ~—-—^mze pO.5%-------- 0 - ^^~ E [GPa] 10 12 Slika 6. Odnos hitrost pri poru{itvi – elasti~ni modul, kot funkcija enoosne tla~ne trdnosti ?ci in izolinije mejnih specifi~nih deformacij pri poru{itvi ?f Figure 6. Velocities at failure vs. elasticity module as functions of uniaxial compressive strength ?ci and isolines of limit strain at failure ?f 0 2 4 6 8 196 Borut Macuh & Bojan @lender Zaklju~ki Analiti~na re{itev gibanja kamnitega kosa po pobo~ju upo{teva vplive geometrijskih in mehanskih karakteristik kamnite mase in pobo~ja. Gibanje kamnitega kosa je opisano s pogoji trka, poleg pogojev drsenja in kota-ljenja so upo{tevani tudi pogoji loma kosa kamnine. Do loma pride pri neki mejni hitrosti kosa kamnine. Ta mejna hitrost je izražena kot funkcija modula elasti~nosti, enoosne tla~ne trdnosti in mejne specifi~ne deformacije kamnine pri lomu. Mejne hitrosti so lahko nižje od izra~unane hitrosti padajo~ega kamenja za dolo~eno geometrijo pobo~ja, v tem primeru pride do loma kamnitega kosa. Velikost energije padajo~e kamnite mase je torej omejena z njeno mejno hitrostjo pri lomu. Prikazan primer uporabe kaže, da je re-{itev uporabna pri na~rtovanju varovalnih ukrepov na pobo~ju in v njegovem vznožju (varovanje cest, stavb, ..). Literatura Macuh, B. & Žlender, B. 2005: Spatial model of rock-fall. V: Eberhardt, E. (ur.). International Conference on Landslide Risk Management, Vancouver, Canada, May 31 to June 3, 2005. Landslide risk management: proceedings: supplementary volume (CD). Macuh, B. & Žlender, B. 2006: Influence of mechanical characteristics of rock piece on rockfall analysis results. V: Eberhardt, E. (ur.). Proc. XIII th Danube European Conference on Geo-technical Engineering, Ljubljana, Slovenia, 29–31 May 2006, 2, 807–812. Kane, R.T. & Levinson, A.D. 1985: Dynamics: Theory and Applications. McGraw-Hill, pp. 379, New York. Hoek, E., Carranza-Torres, C. & Corkum, B. 2002: Hoek-Brown criterion – 2002 edition. Proc. NARMS-TAC Conference, 1, 267–273, Toronto. GEOLOGIJA 50/1, 197–204, Ljubljana 2007 Klasifikacija in količina rudarskih odpadkov nekovinskih kopov v Sloveniji Mining Waste Classification and Quantity of Non-Metal Mines in Slovenia Ana BURGER1 & Slavko V. [OLAR2 1 Kurirska pot 9, 1310 Ribnica, Slovenija, e-mail: anaxburger@gmail.com 2 Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ulica 14, 1000 Ljubljana, e-mail:slavko.solar@geo-zs.si Ključne besede: rudarski odpadki, klasifikacija, nekovinske mineralne surovine, Slovenija Key words: mining waste, classification, non-metals, Slovenia Izvleček Pri pridobivanju in bogatenju mineralnih surovin nastajajo tudi rudarski odpadki. Za potrebe uveljavljanja Evropske direktive o ravnanju z rudarskimi odpadki v Sloveniji smo ocenili koli~ino rudarskih odpadkov, ki nastane pri pridobivanju in bogatenju nekovinskih mineralnih surovin v Sloveniji, in jih tudi klasificirali. V rudarskih podjetjih nekovin smo si ogledali proizvodnjo in predelavo posamezne mineralne surovine. Koli~ine in vrste rudarskih odpadkov smo ocenili na podlagi pregleda snovnega toka. Ker nismo obiskali vseh podjetij, ki se s tem ukvarjajo, smo del podatkov posplo{ili za celotno Slovenijo s pomo~jo snovnih tokov. Abstract Mining is an important human activity that creates wealth and supplies materials for maintaining standard of living and further human development. However, mining has also negative impacts on the environment and society. One of them is the production of mining waste throughout the entire mining cycle, in particular in the mine development and operation /production stage. Due to the EU Directive 2006/21/EC on the management of waste from the extractive industries and its implementation in Member state, estimation on quality and quantity of mining waste from active non-metal mines in Slovenia was carried out. In the selected mines mining and processing was closely examined. With material flow analysis quantity and characteristics of mining waste were defined for several mines of different commodities. Data on mining waste were afterwards generalized in order to get an overall country evaluation on mining waste “production” of non-metal mines. Mining waste as a result of mining and beneficiation processes in non-metal mines of Slovenia is either inert or non-hazardous. Most of the mining waste is used for mine reclamation running simultaneously with the production phase. The largest amounts of mining waste per unit produced are created in dimension stone industry. Since the dimension stone production is small, the waste amount is negligible. Large quantities of mining waste are produced in crushed stone and, sand and gravel operations, because aggregate production is pretty large with regard to other non-metals production in Slovenia. We can therefore conclude that large quantities of mining waste from non-metal mines, which are mostly used in reclamation and for side products, do not represent danger to the environment. 198 Uvod V Sloveniji je rudarstvo razvito že ve~ stoletij. V letu 2005 je rudarstvo obsegalo 8 % skupne industrijske proizvodnje, od tega pridobivanje nekovinskih mineralnih surovin 4,6 % (Marc et al., 2005). Mineralne surovine razdelimo na energetske surovine, kovinske mineralne surovine in nekovinske mineralne surovine ([olar, 2004). Od energetskih surovin v Sloveniji pridobivamo lignit, rjavi premog ter v manj{ih koli~inah tudi nafto in plin. Rudniki kovinskih mineralnih surovin so zaprti ali v fazi zapiranja. V Sloveniji mo~no prevladuje pridobivanje in predelava nekovinskih mineralnih surovin nižje tržne vrednosti, katerih najve~ji porabnik je gradbena industrija. V drugi polovici dvajsetega stoletja se je v družbi mo~no okrepila zavest, da ~lo-ve{tvo za svoj obstoj in napredek preve~ obremenjuje okolje in izkori{~a naravne vire; slednje ve~inoma hitreje kot je stopnja njihove regeneracije. Zavest o degradaciji okolja se je uveljavila na vseh podro~-jih življenja, predvsem pa v gospodarstvu, industriji. Uveljavljanje je potekalo preko politik, usmeritev in kasneje tudi v obliki deklaracij, mednarodnih pogodb, zakonov in predpisov na mednarodnem, nacionalnem in lokalnem nivoju. Ponavadi so za-~etni oziroma prvi cilji, ukrepi in akcije prostovoljne, kasneje pa postanejo (zakonsko) obvezne. Tudi rudarstvo pri tem ni izjema, ampak uveljavlja okoljske standarde, predpise in zakone varstva okolja, in {e posebej narave. Pri tem posamezni dogodki pospe{ijo njihovo uveljavitev. Slednje se je zgodilo po huj{ih okoljskih nesre~ah v rudarstvu v [paniji (1998) in Romuniji (2000), kjer je v obeh primerih {lo za poru{itev od-lagali{~ jalovine. Eden od ukrepov Evropske komisije je bil oblikovanje direktive o ravnanju z rudarskimi odpadki. Po ve~let-nih usklajevanjih je bila pomladi leta 2006 sprejeta direktiva (2006/21/ES) o ravnanju z odpadki iz rudarskih in drugih ekstrak-tivnih dejavnosti. V njej je dvoletni rok za prilagoditev nacionalnih zakonodaj držav ~lanic Evropske unije. Pri pridobivanju in bogatenju nekovinskih mineralnih surovin nastajajo rudarski odpadki, ki so lahko stalni ali za~asni. Stalni rudarski odpadki so odloženi zunaj pridobivalnega prostora in na tem mestu ostanejo, za~asni pa so po odložitvi uporabljeni, na primer za sanacijo opu{~enih Ana Burger & Slavko V. [olar delov pridobivalnega prostora. Tako glede na ekonomsko kategorijo rudarske odpadke razvr{~amo v tri skupine (Colman et al., 2003): (a) odkrivka (sestavljena je iz prsti, humusa in kamnine v krovnini), (b) jalovina, ki nastane pri pridobivanju (jalovi vložki so vložki nezaželenega materiala, ki se pojavljajo v sloju mineralne surovine) in (c) jalovina, ki nastane pri bogatenju surovine, predstavljajo pa jo lahko melj, glina ali drug nezaželen material, ki se odstranja. Glede na nevarnost, ki jo predstavljajo rudarski odpadki za okolje in zdravje ljudi, pa jih razdelimo v {tiri kategorije (Colman et al., 2003): inertni odpadki, nenevarni odpadki (brez tveganja), nevarni odpadki (s tveganjem) in mineralne surovine, ki po pridobivanju in predelavi vsebujejo nevarne snovi (npr. cianid). Pri rudarskih odpadkih je pomembno, da upo{tevamo vse faktorje, ki vplivajo nanje, ko so ti odloženi. Pomembnej{i faktorji so atmosfera, podtalnica in povr{inska voda. Precej pogost je primer spiranja nevarnih delcev iz kamnine, ki lahko potencialno ogroža okolje, ~e se ti delci ali kopi~ijo v usedalnem bazenu ali so izprani v podtalnico. Koli~ine rudarskih odpadkov smo vrednotili s pomo~jo snovnega toka. Definicijo snovnega toka smo povzeli po Sznopeku in Brownu (1998): »Snovni tok je kompleksen pristop k razumevanju tega, kaj se dogaja z materialom od trenutka, ko se ga odkop-lje, preko bogatenja, predelave in uporabe, ter do njegovega kon~nega odlagali{~a«. V delu smo na podlagi ocene koli~in rudarskih odpadkov ter njihovih lastnosti podali pregled stanja v Sloveniji, ki bo služil kot ena od strokovnih podlag pri uveljavljanju evropske direktive o ravnanju z rudarskimi odpadki v Sloveniji. Metode dela Za oceno koli~ine rudarskih odpadkov, ki nastane pri pridobivanju in bogatenju nekovinskih mineralnih surovin, smo uporabili podatke iz aktivnih kopov, kjer pridobivajo kalcit, surovine za cementno industrijo, roženec, kremenov pesek in prod, kerami~no in opekarsko glino, naravni kamen, tehni~ni kamen ter prod in pesek. Podatke, ki smo jih pridobili v posameznih podjetjih, smo nato posplo{ili za celotno slovensko proizvodnjo nekovinskih mine- Klasifikacija in koli~ina rudarskih odpadkov nekovinskih kopov v Sloveniji 199 ralnih surovin. V oceno pa nismo zajeli podatkov iz opu{~enih in nelegalnih pridobi-valnih prostorov. Vrsto in koli~ino rudarskih odpadkov, ki nastane pri pridobivanju in bogatenju, pa smo spremljali skozi snovni tok pridobivanja in bogatenja posamezne mineralne surovine (slika 1). Pri prevladujo~em povr-{inskem pridobivanju nekovinskih mineralnih surovin je potrebno najprej odstraniti odkrivko in jalovino, ki se nahajata v prostoru odkopavanja. Pridobivanje poteka z metodo vrtanja in razstreljevanja in z metodo strojnega pridobivanja. Kljub {tevilnim negativnim dejavnikom (zvo~ni udar, seiz-mi~ni vpliv itd.), ki spremljajo pridobivanje z vrtanjem in razstreljevanjem, je to {e vedno najpogosteje uporabljena metoda, ker je najcenej{a (Burger, 2006). Surovino nato prepeljejo v predelovalni obrat, kjer potekajo postopki bogatenja. Bogatilno tehniko delimo v tri glavne procese (Ocepek, 1989): pripravljalno bogatenje, neposredno bogatenje in pomožne postopke. Pripravljalno bogatenje zajema postopke drobljenja, mletja, aglomeriranja, sejanja, klasiranja, odpra{e-vanja itd.; k neposrednemu bogatenju {te-jemo postopke, kot sta opti~no prebiranje in flotiranje; pomožni postopki pa zajemajo ~i{~enje odpadnih vod, dimnih plinov in podobno (Ocepek, 1989). V Sloveniji so najpogostej{i postopki pripravljalnega bogatenja drobljenje, pranje in klasiranje. Ti postopki so enostavni in ne zahtevajo veliko vložka v obrat. Uporabljajo se pri bogatenju mineralnih surovin, ki se pridobivajo v velikih koli~inah (npr. teh-ni~ni kamen). Pri nekovinskih mineralnih surovinah, pri katerih je pomembna visoka ~istost (npr. kremenov pesek), pa se uporabljajo postopki neposrednega bogatenja, kot sta flotacija in opti~no prebiranje. ODKOP mineralna surovina odkrivka jalovina drobljenje pranje sušenje Masiranje flotacija podzrna > nadzrna SANACIJA PRODAJA Slika 1. Posp lo{e n snovni tok pridobiv anja in bogatenja nek ov inskih miner alnih surovin 200 Ana Burger & Slavko V. [olar Primer klasifikacije in ocene koli~ine rudarskih odpadkov Posplo{itev klasifikacije in ocene rudarskih odpadkov smo naredili na primeru podjetja Marmor Hotavlje d.d., ki pridobiva na Hotavljah naravni kamen apnenec, na Jezerskem pa lehnjak (slika 2). Apnenec pridobivajo v galerijah, lehnjak pa na po-vr{ini, v etažah. V kamnolomu na Hotavljah letno pridobijo približno 2000 m3 apnenca, v kamnolomu na Jezerskem pa približno 3000 m3 lehnjaka. Kamnini pridobivajo ali z verižno žago ali z diamantno ži~no žago. Pri tem nastaja mulj, ki ga je manj kot 0,5 %. Mulj prestrežejo s ~istilno napravo, nato pa ga stisnejo v filter stiskalnici v kamniti kola~. Tudi ta material je kasneje uporabljen za sanacijo. Za nadaljnjo obdelavo je primernih približno 600 m3 blokov apnenca in približno 300 m3 blokov lehnjaka. Ves preostali apnenec ~ez ~as porabijo kot surovino za beton ali za sanacijo odkopa, lehnjak pa porabijo za izbolj{avo kmetijskih zemlji{~. Bloke apnenca in lehnjaka prepeljejo v obdelovalni obrat. V podjetju Marmor Ho-tavlje d.d. bloke naravnega kamna tudi uvažajo. Bloke najprej razrežejo v plo{~e. Pri tem razrezu nastaja mulj, ki je kasneje uporabljen za sanacijo kamnoloma. Plo{~e nato razrežejo na manj{e dele, ki jih tudi polirajo. Pri tej obdelavi ostajata mulj (20 %) in neuporabni kosi plo{~ (25–30 %). Ta odpadni material se odvaža na deponije oz. porabi za zapolnitve v odkopu. Pri pridobivanju naravnega kamna v galerijah in njegovi nadaljnji obdelavi nastanejo rudarski odpadki, ki predstavljajo 88 % vsega materiala, ki se ga pridobi v samem kamnolomu. Preostanek (12 %) pa predstavljajo plo{~e, ki jih v podjetju prodajo. Rudarske odpadke predstavljata jalovina, ki nastane pri samem pridobivanju (71 %) in jalovina, ki nastane pri obdelavi (17 %). Pri pridobivanju naravnega kamna na etažah in njegovi nadaljnji obdelavi pa nastanejo rudarskih odpadki, ki predstavljajo 96 % vsega pridobljenega materiala v kamnolomu. Plo{~, ki jih kasneje prodajo je 4 %. Rudarske odpadke predstavljata jalovina (91 %) in jalovina, ki nastane pri obdelavi (5 %). Del rudarskih odpadkov, ki nastane pri proizvodnji plo{~, direktno uporabijo za tombolone, del pa za lomljenec. Zato je odstotek skupne koli~ine odpadkov manj{i, pove~ana je koli~ina uporabnega materiala. Zgoraj opisani odstotki so to~ni, samo ~e kot produkt upo{tevamo bloke. ^e upo{tevamo {e te koli~ine, se razmerje med rudarskimi odpadki in mineralno surovino, ki gre v prodajo mo~no zni`a. Podatke, ki smo jih pridobili na Hotavljah smo nato generalizirali za slovensko proizvodnjo naravnega kamna. Ko smo upo{tevali celotno proizvodnjo naravnega kamna (poleg blokov tudi tombolone in lomljenec) smo ugotovili, da pri pridobivanju in obdelavi naravnega kamna ostane 40 % mineralne surovine, 60 % pa je rudarskih odpadkov. V Sloveniji je leta 2005 pri pridobivanju in obdelavi naravnega kamna tako nastalo 230.000 ton rudarskih odpadkov. Rudarske odpadke pri pridobivanju naravnega kamna smo uvrstili med inertne in nenevarne rudarske odpadke. Skupina je odvisna od tega, katero kamnino se pridobiva. Ve~ina materiala uvr{~amo med inertne odpadke. Lehnjak lahko vsebuje li-monit in zato ga uvr{~amo med nenevarne odpadke. V magmatskih kamninah se lahko v sledovih pojavlja pirit in zato jih ravno tako uvr{~amo med nenevarne rudarske odpadke. Rudarske odpadke, ki nastajajo pri pridobivanju in obdelavi naravnega kamna, podjetja ve~inoma uporabljajo za sanacijo. Koli~ine in klasifikacija rudarskih odpadkov Podatke, ki smo jih pridobili v nekaterih zna~ilnih podjetjih, ki odkopavajo nekovinske mineralne surovine, smo generalizirali za celotno slovensko proizvodnjo mineralnih surovin. Generalizacija ni tako zahtevna kot v primeru naravnega kamna, ker gre ve~inoma le za en produkt, precej manj{e odstotki jalovin oziroma odpadkov, eno-stavnej{e postopke pridobivanja in bogatenja. V nadaljevanju podajamo po posameznih nekovinskih mineralnih surovinah vrsto in koli~ino rudarskih odpadkov, ki nastajajo v rudarskih podjetjih v Sloveniji. KALCIT – V Stahovici pri Kamniku pridobivajo nizko metamorfoziran apnenec, ki ima prodajno ime kalcit. Mineralno surovino perejo in zato voda vsebuje delce, ki so velikosti pod 0,063 mm. Vodo z delci preusmerijo v filter stiskalnico, kjer naredijo t.i. kola~. Kola~ odlagajo na za~asni deponiji. Pri pridobivanju kalcita nastane 5 % jalovine, 95 % pa je mineralne surovine, ki Klasifikacija in koli~ina rudarskih odpadkov nekovinskih kopov v Sloveniji 201 ODKOP LEHNJAKA 3000 m3/leto bloki lehnjaka (300 m3/leto) neuporabni bloki lehnjaka (2.700 m3/leto) SANACIJA, IZBOLJŠANJE KMETIJSKIH ZEMLJIŠČ mulj (10 m3/leto) Slika 2. Snovni tok apnenca in lehnjaka v Marmorju Hotavlje d.d. se uporablja v nadaljnji proizvodnji. Jalovino, ki nastane pri bogatenju kalcita, uvr-{~amo med nenevarne rudarske odpadke. SUROVINE ZA CEMENTNO INDUSTRIJO – Pri pridobivanju in bogatenju surovin za cementno industrijo je potrebno odstraniti odkrivko in jalovino. Koli-~ina rudarskih odpadkov pa je odvisna od geolo{kih razmer v posameznem naha-jali{~u, od vrste mineralne surovine, ki se pridobiva, ter od tehnolo{kih procesov. V nahajali{~ih Salonita in Lafarge cementa se pojavlja do 7 % odkrivke, pri predelavi pa je potrebno odstraniti do 5 % jalovine. Rudarske odpadke, ki nastanejo, uvr{~amo med inertne rudarske odpadke, uporabljajo pa se za sanacijo. ROŽENEC – Pri pridobivanju in bogatenju roženca, ki ga pridobivajo v Jersovcu, rudarske odpadke predstavljata odkrivka (15 %) in jalovina, ki nastane pri bogatenju (28 %). Preostanek pa je mineralna surovina, ki se uporablja v nadaljnji proizvodnji. Uvr{~amo ju med nenevarne rudarske odpadke, uporabljata pa se za sanacijo zem-lji{~. KREMENOV PESEK IN PROD – Pri pridobivanju kremenovega peska in proda v Sloveniji je potrebno najprej odstraniti odkrivko (do 4 %) in jalovino (okoli 14 %). Njuna koli~ina je odvisna od geo-lo{kih razmer v pridobivalnih prostorih. Tudi pri bogatenju nastane od 24 do 27 % jalovine. Rudarske odpadke uvr{~amo med nenevarne. Pri bogatenju se uporabljajo flo-kulanti, ki niso okolju {kodljivi. Rudarski odpadki se uporabljajo za sanacijo in izbo-lj{anje kmetijskih zemlji{~. 202 OPEKARSKA IN KERAMI^NA GLINA – Pri pridobivanju gline je potrebno odstraniti odkrivko in jalovino. Rudarske odpadke, ki nastanejo v glinokopih, uvr{~amo med nenevarne. Koli~ina rudarskih odpadkov, ki nastane pri pridobivanju, pa se razlikuje od posameznega glinokopa. V glinokopih, kjer pridobivajo kerami~no glino, je približno 5 % odkrivke, preostalih 95 % je mineralna surovina, ki jo uporabljajo v proizvodnji. V glinokopih opekarske gline pa v povpre~ju odstranijo 10 % odpadkov, 90 % je mineralne surovine, ki gre v proizvodnjo opek in stre{nikov. Rudarski odpadki se uporabljajo za sanacijo zemlji{~. NARAVNI KAMEN – Postopek smo opisali v predhodnem poglavju. Pri pridobivanju naravnega kamna (blok, tomboloni, lomljenec) v kamnolomih odstranijo raz-pokane bloke in manj{e kose kamnine, ki predstavljajo jalovino. Dodatna jalovina nastane {e pri obdelavi. Rudarske odpadke uvr{~amo med nenevarne in inertne rudarske odpadke, uporabljajo pa se za sanacijo in izbolj{avo kmetijskih zemlji{~. Koli~ina rudarskih odpadkov je odvisna od geolo{kih razmer v kamnolomih in od na~ina pridobivanja. Pri pridobivanju blokov v galerijah je koli~ina rudarskih odpadkov manj{a. V galerijah ostane 80 % jalovine, nadaljnjih 12 % jalovine pa nastane pri obdelavi. Tako pridobijo približno 8 % plo{~ in drugih izdelkov, primernih za prodajo. Pri pridobivanju blokov na etažah je jalovine 91 %, nadaljnjih 5 % jalovine nastane pri obdelavi, skupno je le 4 % plo{~, primernih za prodajo. Ker pa podjetja poleg blokov pridobivajo tudi tombolone in lomljenec, se odstotki rudarskih odpadkov mo~no znižajo. Tako v kamnolomih naravnega kamna nastane 60 % rudarskih odpadkov, 40 % pa je mineralne surovine, ki gre v prodajo. TEHNI^NI KAMEN – Koli~ina in vrsta odpadkov v kamnolomih tehni~nega kamna je odvisna od lokalne topografije in geologije. Odpadek predstavljajo odkrivka, jalovina, ki nastane pri pridobivanju in jalovina, ki nastane pri pripravljalnem bogatenju. Uvr{~amo jih med nenevarne rudarske odpadke, uporabljajo pa se za sanacijo. V kamnolomih apnenca se pojavlja do 3 % odkrivke, do 2 % jalovine, pri predelavi pa lahko nastane {e 1 % jalovine. Preostalo je mineralna surovina, ki gre v prodajo. V kamnolomih dolomita je potrebno odstraniti do 5 % odkrivke ter do 10 % jalovine. Pri bogatenju nastane do 4 % jalovine. ^e Ana Burger & Slavko V. [olar so kamnolomi v bližini kovinskih mineralnih surovin, se lahko v apnencu in dolomitu pojavljajo žile z galenitom, sfaleritom, piritom in baritom. Ti nezaželeni minerali, ki jih sestavljajo svinec, fluor, barij, arzen in drugi elementi, so navadno le v manj{ih koli~inah. PROD IN PESEK – Pri pridobivanju in predelavi se pojavljata dve vrsti odpadkov, in sicer jalovina (do 3 %) in jalovina, ki nastane pri bogatenju (do 5 %). V gramoznicah, kjer poteka pridobivanje pod nivojem talne vode, nastaja pri bogatenju drobnozr-nata jalovina. ^e so gramoznice na suhem, je koli~ina jalovine ve~ja, ker voda ne spira drobnih delcev. Odpadke uvr{~amo med inertne ali nenevarne. V So~i in v zgornjem delu reke Save najdemo karbonatni prod, zato so odpadki, ki nastajajo pri pridobivanju in bogatenju, uvr{~eni med inertne rudarske odpadke. V spodnjem toku Save, v Dravi in Muri pa prod sestavljajo silikatne kamnine, zato te odpadke uvr{~amo med nenevarne rudarske odpadke. ^e sta prod in pesek nastala s preperevanjem granita ali drugih magmatskih kamnin, lahko vsebujeta tudi manj{i delež težkih mineralov. Ti minerali so apatit Ca5(PO4)3, monacit CePO4 in cirkon ZrSiO4. V bazaltnih kamninah sta pogosta minerala magnetit in ilmenit. Zaklju~ki Rudarske odpadke nekovinskih mineralnih surovin Slovenije uvr{~amo med inert-ne in nenevarne. V odkopih nismo ugotovili nevarnih rudarskih odpadkov, prav tako ne pri bogatenju. Pri slednjem nismo zasledili uporabe nevarnih snovi. V posameznih pridobivalnih prostorih se sicer pojavljajo nezaželeni minerali (npr. pirit), vendar pa je njihova koli~ina premajhna, da bi lahko {kodljivo vplivala na okolje. V pridobival-nih prostorih je najpogosteje potrebno odstraniti humus, prst ter glino. Pri bogatenju pa nastaja jalovina, ki jo najpogosteje predstavljajo podzrna. Koli~ina rudarskih odpadkov se lahko zmanj{a na tri na~ine (Marc et al., 2005): • zmanj{anje koli~ine rudarskih odpadkov na izvoru, to je z izbiro ustrezne odkopne metode, • pove~anje možnosti uporabe rudarskih odpadkov, kot npr. za agregat, za sanacijo drugih obmo~ij rudnika ali zapolnitvijo pridobivalnih prostorov po pridobivanju in Klasifikacija in koli~ina rudarskih odpadkov nekovinskih kopov v Sloveniji 203 Tabela 1. Vrsta rudarskih odpadkov v Sloveniji in njihova klasifikacija MINERALNA SUROVINA VRSTA RUDARSKIH ODPADKOV KLASIFIKACIJA RUDARSKIH ODPADKOV UPORABA RUDARSKIH ODPADKOV kalcit jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni začasno odlagališče surovina za cementno industrijo odkrivka, jalovina inertni sanacija opu{~enih delov pridobivalnega prostora, prodaja, nadaljnja proizvodnja bentonit odkrivka nenevarni ni podatka tuf odkrivka nenevarni ni podatka roženec odkrivka, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni sanacija peskokopa kremenov pesek odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju inertni sanacija kmetijskih zemlji{~, opu{~enih delov pridobivalnega prostora, nadaljnja proizvodnja kerami~na glina odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni sanacija zemlji{~ opekarska glina odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni sanacija zemlji{~ naravni kamen jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni/inertni sanacija opu{~enih delov kamnoloma, prodaja tehni~ni kamen (magmatske in metamorfne kamnine) odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju inertni sanacija opu{~enih delov kamnoloma, prodaja tehni~ni kamen (apnenec) odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni sanacija opu{~enih delov kamnoloma, prodaja tehni~ni kamen (dolomit) odkrivka, jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju nenevarni sanacija opu{~enih delov kamnoloma, prodaja prod in pesek jalovina, jalovina, ki nastane pri bogatenju inertni sanacija gramoznice, prodaja • obdelavo rudarskih odpadkov znotraj obstoje~ih postopkov predelave mineralne surovine, kot npr. njihovo dodajanje kot polnilni material. Rudarski odpadki se pri nas najpogosteje uporabljajo za sanacijo opu{~enih delov pridobivalnih prostorov (tabela 1). V nekaterih podjetjih jih kasneje oddajo ali prodajo kot manj kvalitetno mineralno surovino, ki se kasneje uporablja za nasipe, ponekod pa jih uporabijo v proizvodnji posameznih izdelkov. Koli~ino rudarskih odpadkov podjetja zmanj{ujejo tudi z novimi metodami pridobivanja (npr. metoda strojnega pridobivanja dolomita). V Sloveniji je leta 2005 nastalo približno 2,1 milijonov ton rudarskih odpadkov, kar predstavlja približno eno tono rudar- skih odpadkov na prebivalca. Tega leta je bila vi{ja proizvodnja naravnega kamna, kar posledi~ni pomeni tudi ve~jo koli~ino rudarskih odpadkov. ^e izvzamemo proizvodnjo naravnega kamna, ki je glede na ostale nekovinske mineralne surovine v Sloveniji specifi~en, »proizvedejo« slovenski rudniki nekovin približno 1,9 milijonov rudarskih odpadkov na leto. Pri tem se odstotek rudarskih odpadkov glede na celotno odkopano koli~ino spreminja. Tako pri pridobivanju in bogatenju kremenovega peska odkrivka predstavlja 22 %, jalovina 17 %, jalovina, ki nastane pri bogatenju pa 61 % vseh rudarskih odpadkov, ki nastanejo v peskokopih kremenovega peska (slika 3). Odstotki so posplo{eni in se razlikujejo od posameznega nahajali{~a. Ni nujno, da pri pridobivanju nekovinskih mineralnih suro- 204 Ana Burger & Slavko V. [olar Slika 3. Razmerja med rudarskimi odpadki /skupno 100 %/, ki so (1) odkrivka, (2) jalovina, ki nastane pri pridobivanju in (3) jalovina, ki nastane pri bogatenju vin vedno odstranijo odkrivko in jalovine. Vrsta rudarskih odpadkov je odvisna od topografskih in geolo{kih razmer v pridobi-valnem prostoru ter tehnolo{kih postopkov pridobivanja in bogatenja. Pri pridobivanju in bogatenju kalcita ostane le jalovina po bogatenju, ker v nahajali{~u nad kalcitom leži apnenec, ki se pridobiva za tehni~ni kamen kot surovina za gradbeni{tvo (slika 3). V kamnolomih tehni~nega kamna apnenca in dolomita in v gramoznicah nastane majhna koli~ina rudarskih odpadkov na enoto, vendar se te mineralne surovine pridobivajo v velikih koli~inah, zato je posledica velika koli~ina rudarskih odpadkov (78 % vseh rudarskih odpadkov, ~e ne upo{tevamo odpadkov, ki nastanejo pri naravnem kamnu). Pri pridobivanju in bogatenju kremenovega peska in proda nastane 9 % vseh rudarskih odpadkov. Kremenov pesek mora biti za nadaljnjo proizvodnjo zelo ~ist, posledica pa je ve~ja koli~ina rudarskih odpadkov. Pri pridobivanju in bogatenju nekovinskih mineralnih surovin v Sloveniji nastajajo inertni in nenevarni rudarski odpadki. Nevarnih in strupenih rudarskih odpadkov ter mineralnih surovin, ki bi po pridobivanju in predelavi vsebovale nevarne in strupene snovi, nismo zasledili. Rudarske odpadke podjetja pretežno uporabijo za sanacijo opu{~enih delov pridobivalnega prostora in delno kmetijskih zemlji{~. V Sloveniji prevladuje pripravljalno bogatenje, pri katerem ne nastajajo nevarni rudarski odpadki. Postopki neposrednega boga- tenja se uporabljajo manj pogosto, vendar tudi pri teh postopkih ne nastajajo nevarni rudarski odpadki. Rudarski odpadki, ki nastajajo pri pridobivanju in bogatenju, pri nas ne predstavljajo tveganja za okolje ter za zdravje ljudi. Pozornost je treba nameniti le, ~e se v nahajali{~ih pojavljajo orudenja s težkimi kovinami ali orudenja z radioaktivnimi elementi. Literatura Burger, A. 2006: Vrste in ocena koli~in nekovinskih rudarskih odpadkov v aktivnih povr{inskih kopih v Sloveniji. Diplomsko delo, 63 p., Naravoslovnotehni{ka fakulteta, Ljubljana. Colman, T.B., Highley, D.E., Gunn, A.G., Cameron, D.G. & Smith, B. 2003: An assessment of the nature of the waste produced by active mineral workings in the UK. - British Geological Survey, 44, Nottingham. Direktiva 2006/21/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 15. marca 2006 o ravnanju z odpadki iz rudarskih in drugih ekstraktivnih dejavnosti ter o spremembi Direktive2004/35/ES: Uradni list L 102, 11. april 2006, 15-34. Marc, D., Kortnik, J., [olar, S.V. & Baj-želj, U., 2005: Nova EU direktiva o ravnanju z odpadki rudarske industrije. - Mineralne surovine v letu 2004: bilten, 173-188, Ljubljana. Ocepek, D. 1989: Bogatenje mineralnih in energetskih surovin. - Univerza Edvarda Kardelja v Ljubljani, 350, Ljubljana. Sznopek, J. L. & Brown, W. M. 1998 Materials Flow and Sustainability. Fact Sheet 068-98. 2. US Geological survey. [citrano 10. 04. 2007]. Dostopno na svetovnem spletu: . [olar, S.V. 2004: Trajnostno gospodarjenje z mineralnimi surovinami v Sloveniji. - Geolo{ki zavod Slovenije, 180 p., Ljubljana. GEOLOGIJA 50/1, 205–214, Ljubljana 2007 Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« avtorja A. Lapanja, (Geologija 49/2, 2006) Comments on the paper »Origin and chemical composition of thermal and thermomineral waters in Slovenia«, by A. Lapanje (Geologija 49/2, 2006) Polona KRALJ Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Izvle~ek V prispevku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« avtorja A. Lapanja se pojavljajo napake, ki govore o avtorjevem slabem poznavanju osnovnih kemijskih pojmov in principov, ne le na akademskem, temve~ tudi na osnovno{olskem nivoju. V tekstu avtor neustrezno ali pa sploh ne podaja ali vsebinsko komentira spoznanj in idej predhodnih raziskav in {tudij, ki se nahajajo bodisi v arhivskih delih ali v doma~ih in tujih publikacijah, tako, da vzbudi pri bralcu ob~utek izvirnosti. Zelo težko je trditi, da ta prispevek ustreza zahtevam in idejam preglednega znanstvenega ~lanka, kot ga je opredelil recenzent, oziroma izvirnega znanstvenega ~lanka, kot je uvr{~en v COBISS-u. Abstract Contribution »Origin and chemical composition of thermal and thermomineral waters in Slovenia« written by A. Lapanje contains mistakes that give evidence of the author’s confuse knowledge of chemical concepts and principles, which should be evident not just at academic but primary school level. Throughout the text, studies, results and ideas of the previous researchers are not treated, commented and cited appropriately or not cited at all, although they are documented in archieve reports and published in national and international magazines. Consequently, a reader gets a misleading impression of originality. Lapanje’s contribution hardly meets the conditions and ideas of a scientific review paper as it has been qualified by the reviewer, or original scientific paper as cathegorised in COBISS. Navedba pripomb po sosledju strani Stran 347 Že na prvi strani bralca neprijetno presenetijo tiskovne posebnosti in napa~ne navedbe. Poglavje »Dosedanje raziskave«, ki so podane pred »Uvodom«, so prikazane v drobnem tisku, kar je posebnost v reviji Geologija, in ne povedo dosti ve~ kot navedba literature. Neokusno napako v priimku pionirja slovenske hidrogeologije, prof. dr. Du{ana Ku{~erja, bi morala prepoznati vsaj recenzent in glavni urednik. Napa~no sta citirana tudi Kralj P. in Kralj Po. (2000, 2004). Tako je že iz prve strani razpoznaven omalo-važevalen odnos do dela drugih raziskovalcev, in kot sledi skozi celoten tekst vklju~no z zaklju~ki, z jasnim namenom prepri~ati bralca o izvirnosti avtorjevih idej. Stran 348, 2. odstavek, 1.vrstica Avtor navaja, da je namen prispevka prikaz prostorske porazdelitve in osnovnih lastnosti termalnih virov, ki temelji na ar- 206 hivskih podatkih. Pri tem se avtorju ne zdi pomembno, da je zelo podobna razporeditev (slika 1) 30 lokacij termalnih izvirov in 50 lokacij vrtin s termalno ali mineralno vodo v Sloveniji že bila objavljena v delu »Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji« (Ravnik et al., 1992), omenjeno sliko pa spremljata tudi tabeli, v katerih je navedena to~na lokacija, nadmorska vi{ina, globina vrtine, srednja letna temperatura kraja, temperatura vode na izviru oziroma ustju vrtine, izdatnost, vrsta uporabe in ter-mi~na mo~. Stran 348, Osnovne definicije V 11. vrstici avtor navaja Kodeks norm za naravno mineralno vodo, citiram »ki vsebuje ve~ kot 1000 mg/l skupnih raztopljenih soli…«, konec citata. V kodeksu je najbrž omenjen TDS (total dissolved solids), kar ne pomeni soli, temve~ trdne snovi. Razlika je v kemijskem smislu pomembna, kajti med trdnimi snovmi, ki se pojavljajo v suhem preostanku mineralnih in termomineralnih vod po procesu izparevanja so lahko tudi druge trdne snovi, naprimer, železovi oksidi, kremenica…, ki niso soli. Strani 348, 350, 351, ki se nana{ajo na poglavje Klasifikacija termalnih sistemov V naslovu se pojavlja izraz termalni sistemi, avtor pa vseskozi omenjeno poglavje uporablja izraz »geotermalni sistemi«. Iz teksta tako ni razvidno ~e in zakaj tak{no razlikovanje. V besedilu in na sliki 2 v ~lan-ku A. Lapanja (stran 350), se pojavlja izraz prevladujo~e normalen zemeljski toplotni tok - kaj je potemtakem neprevladujo~e normalen toplotni tok? V kak{nem smislu skriti sistemi oziroma globoki vodonosniki podpirajo ozke in {iroke prelomne cone – jih podpirajo ali le napajajo? Izraz vro~evodni sistem se mi ne zdi najbolj primeren za naravne sisteme, morda je bolj udoma~en v izrazoslovju za tehnolo{ke postroje. Slike 3, 4 in 5 (v ~lanku A. Lapanja) v tekstu sploh niso omenjene ali obrazložene oziroma vpete v kontekst besedila, temve~ so navržene brez kakr{nekoli razlage in pojasnila oznak. Na sliki 3 in 4 (v ~lanku A. Lapanja) pi{e, citiram » Shematski model nizkotemperaturnega vodonosnika (?z)….«, konec citata; avtor je sliki in komentar k njima iztrgal iz {ir{ega teksta Hochsteina (1988), kjer so oznake na slikah razložene Polona Kralj pojmovno in matemati~no. ?z ni vodonos-nik, temve~ le njegova debelina. Na sliki 3 (v ~lanku A. Lapanja) je oznaka vrtine A nejasna in nepotrebna, poleg tega pa je na-me{~ena neprimerno. Na sliki 4 (v ~lanku A. Lapanja) ne razumem, zakaj je k enkrat nizek (mo{kega spola), drugi~ pa visoka (ženskega spola). Na sliki 5 (v ~lanku A. Lapanja) angle{ki in slovenski tekst nista v skladu, citiram »….nizkotemperaturnega sistema toplih izvirov..« in »…low-temperatu-re aquifer warm spring system…«. Kje se je v slovenskem tekstu izgubil vodonosnik in kateri komentar je pravilen? Stran 350, poglavje Kemijska sestava podzemne vode 3. vrstica: citiram »Koncentracija glavnih kamninotvornih mineralov v vodi je nadzorovana ….«, konec citata. Avtor o~itno ne pozna definicije koncentracije, niti kamni-notvornih mineralov, saj teh dveh pojmov sicer ne bi združil v tako nesmiselno trditev. ^e je imel v mislih pojme, ki se pojavljajo v ra~unalni{kih programih modeliranja vodnih raztopin, bi moral to definirati v popolnoma druga~nem kontekstu. Kako so koncentracije nadzorovane ali kontrolirane, kot se kasneje v tekstu tudi pojavlja. Jih res kdo ali kaj nadzoruje, ali pa so le od ~esa odvisne, oziroma nanje vplivajo, jih pogojujejo fizikalni in kemijski dejavniki? 6.–12. vrstica: avtor navaja kot glavne ione, ki prevladujejo v ve~ini voda Ca2+, Na+, Mg2+, K+, Cl-, HCO3-, SO42- in NO3-. Že v naslednjem stavku pa ugotavlja, da so nekateri topni elementi zelo redki, pri ~emer kot prvega navaja prav Cl, med drugimi pa tudi NH4 in CO2, ki mimogrede res nista elementa – prvo bi lahko bil amonijev ion NH4+ , CO2 pa je plin, v katerega molekuli sta dve razli~ni vrsti atomov. V ~em je razpoložljivost kloridnih ionov in nerazpolož-ljivost klora ? Pri tem je definicija klora kot topnega elementa nesmiselna, topne so lahko njegove soli in druge spojine v katerih nastopa, ali pa plin Cl2. In zakaj tak{no ka-tegori~no razlikovanje med karbonatnima specijama plinom CO2 in HCO3- ioni, ki sta v vodi med seboj povezani s procesom raztapljanja ogljikovega dioksida in spajanja z vodo v ogljikovo kislino, ter njeno diso-ciacijo v vodikove in hidrogenkarbonatne ione? Res je, da so koncentracije nekaterih soli, na primer natrijevega klorida v podzemnih Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« ... 207 Slika 1. Termalni in mineralni izviri ter vrtine, iz Ravnik et al. (1992) 208 vodah lahko zelo velike. Primere najdemo tudi ponekod v globljih delih Murske udo-rine, vendar je pri tem uporaba pojma »razpoložljivost« po mojem mnenju neprimerna, saj ne gre za enostavne procese raztapljanja, temve~ za zapleteno spreminjanje prvotne porne vode, pri katerem je pomembno veliko geokemi~nih in fizikalnih procesov, med njimi tudi selektivna filtracija ionov preko glinenih mineralov, ki delujejo ob visokih tlakih kot molekularna sita (Kralj & Kralj, 2000). 13.–25. vrstica, citiram »Podrejeno se pojavljajo železo, mangan, fluorid, kremenica (SiO2) ter amonij NH4+«, konec citata. Glede na to, da avtor v tem poglavju ne obravnava le podzemnih vod v Sloveniji, temve~ splo-{no, je potrebno pripomniti, da je vsebnost kremenice v nekaterih okoljih, predvsem vulkanskih, lahko zelo velika, tudi preko 800 ppm (Goff & Janik, 2000). Izraz amonij je nepravilen, saj gre za amonijeve ione. V nekaterih tujih ~lankih je mogo~e zaslediti poenostavljen zapis ionov, na primer NH4 (kot ga je A. Lapanje uporabil v 11. vrstici), vendar pa je to skozi celoten tekst uporabljano enotno in ne kot v tem primeru, kjer se na~in zapisovanja menja od vrstice do vrstice, kakor je avtor pa~ prepisoval iz razli~-nih virov, in kar seveda ni prav. Tako tudi v tekstu, ki sledi in se nana{a na preglednico 4, pi{e ione brez naboja, naprimer SO4 namesto SO42-, v preglednici 4 pa zopet uporablja ionske oblike. In da je mera polna, se avtorju po vsej zmedi med ioni, elementi, parametri, elementi, ki to niso temve~ so le plini ali ioni, naenkrat zadopade izraz specije! Brez oklevanja in brez navedbe ali gre za ionske oblike pri Na, K, Ca, Mg in Cl, ter zopet brez zapisa nabojev na hidrogenkarbonatnih in sulfatnih ionih, vse navedeno skupaj s kre-menico vred proglasi za specije! Specije so razli~ne kemijske oblike v katerih se nahaja atom (Prohi}, 1998), zato se izraz navadno uporablja za kemijske zvrsti enega atoma, na primer, FeOH2+, Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(SO4)2-, FeSO4+ so specije trivalentnega železa, CO2, HCO3-, CO32-, so karbonatne specije. Stran 351 7.–12. vrstica. Avtor razloži, da je zaradi nerazpoložljivosti podatkov o koli~ini trdnih snovi v vodah, citiram »… z uporabo programa Aquachem 5.1 (Waterloo Hydrogeologic, Inc., 2006) izra~unal koli~ino skupnih raztopljenih snovi (TDS)«, konec citata. TDS Polona Kralj (total dissolved solids) je preostanek su{enja na dolo~eni temperaturi, v kolikor pa gre za vsoto koncentracij vseh ionov, ki so bili v danem vzorcu vode analizirani, pa se navadno uporablja izraz TDI (total dissolved ions), (Mazor, 1997). Stran 351, poglavje Razvoj kemijske sestave vode V tekstu ni navedeno sklicevanje na sliko 6 (v ~lanku A. Lapanja), temve~ sta citirana le avtorja dela iz katerega je povzeta razlaga glavnih geokemi~nih procesov v atmosferi, biosferi in geosferi. Predvidevam, da je iz dela Stömberg & Banwart (1994) prepisana tudi ve~ina preostalega dela poglavja, ~eprav avtor tega ne navaja. V poglavju se namre~ nahaja kar nekaj reakcij, za katere upravi-~eno domnevam, da niso avtorjevo odkritje. Reakcije niso o{tevil~ene in tudi v tekstu ni ozna~eno, na katerem mestu se avtor nanje sklicuje. Zaradi tega je tudi sam tekst nejasen, citiram »Primeri kislinsko-bazi~nih reakcij obsegajo raztapljanje karbonatov in preperevanje silikatov. Rezultat teh reakcij je poraba kisline ali CO2, dvig pH, pojav alkalnosti v obliki bikarbonata (HCO3- ) in spro{~anje alkalnih kationov ter kremenice v raztopino«, konec citata. Navedene reakcije raztapljanja kalcijevega karbonata, magne-zita in albita niso medsebojno povezane, zato tudi nimajo skupnega rezultata, saj se spro{~a kremenica le v primeru preperevanja albita. V navedenih reakcijah so zaradi enostavnosti zapisani kot reaktanti CO2 in voda, ~eprav je, tudi poenostavljeno, reaktant ogljikova kislina, ki nastaja zaradi raztapljanja CO2 v vodi. Zato je trditev, da je rezultat reakcij poraba kisline ali CO2 nesmiselna, saj CO2 sam ne vstopa v reakcijo s karbonatom. Nadalje bi težko rekli, da se alkalnost pojavlja v obliki hidrogenkarbonatnega iona, temve~ zaradi njegove prisotnosti v vodni raztopini (avtor navaja sicer »bikarbonata HCO3-«, ~eprav je bikarbonat trdna snov, naprimer kalcijev bikarbonat Ca(HCO3)2, izraz bikarbonatni ion pa že vsaj 30 let velja za nepravilen). Tudi sam izraz kislinsko-bazi~ne reakcije ni pravilen, temve~ so to kislinsko-bazne reakcije. ^e bi avtor poznal bistvo teh reakcij, tak{ne neumnosti najbrž ne bi napisal, saj se eno nana{a na bazi~nost drugo pa na bazo. Stran 352 Citiram »Vse te reakcije prispevajo v raztopino topljence«, konec citata. Toplje- Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« ... 209 nec je snov ki se topi v topilu, pri ~emer nastane raztopina. To definicijo vsebuje že u~benik kemije za osnovne {ole (Gabri~ et al., 2001). In kako potem reakcije, recimo raztapljanja, prispevajo v raztopino snovi, ki se nato v raztopini raztapljajo, {e posebej v primerih, ki jih je navedel avtor, kjer so to trdne snovi, naprimer natrijev klorid, kalcijev karbonat. Trditev je nesmiselna tudi za reakcije ionske izmenjave na glinenih mineralih. V istem odstavku sledi {e ena absurdna formulacija, citiram »Vodonosnik, bogat s kalcijevim karbonatom, izkazuje visok pH, v vodi pa prevladujejo Ca2+ in HCO3- », konec citata. Le kako je mogo~e nekaj tako enostavnega, kar ve vsak osnovno{olec, povedati nepravilno? Vodonosnik je vendarle kamnina (oziroma sediment) in voda, ki je v njej ali njem, torej sistem kamnine (sedi-menta) in vode, ki jo ta kamnina (sediment) vsebuje v razpokah ali porah! Sam vodo-nosnik ne more imeti nikakr{en pH, temve~ le voda v njem. In kaj avtorju pomeni visok pH? Da bi na{la odgovor na to, sem pobrskala po preglednici 3 in preglednici 4 (v ~lanku A. Lapanja). Izberem vodonosnike, katerih kamnina sestoji iz apnenca in nima zna~ilnega pojavljanja plina CO2. V najožji izbor pridejo vzorci 11a (Dobrna) – pH = 7,2; 13a (Dolenjske Toplice) – pH = 8,1; 21b (Topli~nik pri Kostanjevici na Krki) – pH = 7,4 in 21d (Kostanjevica ob Krki, vrtina V-6/72) – pH = 7,7. Je torej po avtorjevem videnju visok pH tudi blizu nevtralnemu? Pogledam {e v mojo objavo »Chemical composition of low-temperature (< 20–40 °C) thermal waters in Slovenia« (Kralj, Polona 2004), v katerem so podrobne kemijske analize vod iz izvirov v Zunanjih Dinaridih, Ljubljanskem bazenu in njegovem obrobju, Tuhinjski sinklinali ter robnih delih Velenjskega bazena in Kr{kega bazena, kjer prevladujejo predvsem vodonosniki s kamnino karbonatne sestave. Najvi{ji pH, ki ga uspem izbrati izmed teh analiz je 8,25, pa {e ta je iz zahodne Hrva{ke (Le{}e), blizu Metlike. Le kako bi avtor potem imenoval pH = 9 - 11? Stran 352 V tretjem odstavku, citiram »V podzemni vodi, ki se v vodonosniku zadržuje dolgo ~asa, lahko postanejo pomembne tudi druge reakcije. Z ionsko izmenjavo se kalcij na-dome{~a z natrijem«, konec citata. Medtem ko je v prvem odstavku na isti strani napisal reverzibilno (!) reakcijo ionske izmenjave natrija s kalcijem (in s tem tudi kalcija z natrijem), imenuje v tretjem odstavku isto reakcijo kot drugo reakcijo. Nato sledi, citiram »Podtalnica postopoma postaja bolj redukcijska, organski ogljik pri~enja porabljati in reducirati oksidirane specije, kot so Fe3+, Mn4+…«, konec citata. Ogljik ne porablja železovih (III) ionov ali manganovih (IV) ionov, temve~ jih le reducira. Le kaj je mislil avtor? Dalje citiram »…(redukcijske reakcije porabljajo protone in proizvajajo bikarbonat)….«, konec citata. Avtorjevo nepoznavanje osnovnih pojmov v kemiji je zares grozljivo. Vsak osnovno{olec vam bo povedal, da so redoks reakcije dvosmeren proces, o redukciji ali oksidaciji pa govorimo takrat, ko se osredoto~imo le na enega od reaktantov. Redukcijskih reakcij v smislu, kot ga navaja avtor ni, kajti v neki redoks reakciji eni od atomov elektrone pridobijo, drugi atomi pa jih izgubijo. Reakcije ne porabljajo protonov, temve~ se protoni porabljajo v reakcijah tako, da se vežejo v druge ione ali spojine. Reakcije tudi ne proizvajajo, temve~ v njih lahko nastajajo hidrogenkarbonatni ioni, vendar prav gotovo ne v vsaki redoks reakciji, temve~ le tistih, v katerih so ustrezni reaktanti. Poleg izraza amonij (amoniak ali amonijevi ioni?), je nepravilen tudi izraz »žveplovodik«, ki se vsaj 50 let v strokovni literaturi ne uporablja ve~. Pravilno je vodikov sulfid. Tudi razumevanje naslednjega odstavka mi je povzro~alo težave, citiram »Podzemna voda se kdaj pri svoji poti proti iztoku me{a z vodami drugih tipov, kot so morska, formacijska ali diagenetska voda ali sveža podzemna voda. Prirojeno vodo, ki se zadržuje v porah v sedimentu od ~asa odlaganja, najdemo v globokih delih sedimentacijskih vodonosnikov v Mursko-Zalskem bazenu, kjer je izpiranje porne vode s svežo podzemno vodo meteornega izvora zanemarljivo…«, konec citata. ^e to primerjam z »Zakju~ki« na strani 358, ki govori o vodah Mursko-Zalskega bazena v kontekstu evolucijskih vod in prirojenih vod v njegovih globljih delih, ne najdem prave povezave, saj tam govori za 3. tip vode, da se me{a z evolucijsko vodo. Prirojena voda najbrž ni iz ~asa odlaganja sedimenta (v mezozojskih karbonatnih kamninah in metamorfnih kamninah?), prav tako pa naj bi bila izraz prirojena voda in formacijska voda identi~-na (Pezdi~, 1999). 210 Polona Kralj Strani 352–358, Geokemijska klasifikacija termalnih in termomineralnih vod. Na sliki 7, na strani 354 (v ~lanku A. Lapanja) slovenski in angle{ki tekst nista skladna, citiram »…posamezni glavni tipi vod..« in «… several main water types…«. Na strani 355, 2. kolona, 2. odstavek, citiram »1) temperaturno odvisne reakcije z zadostno zalogo zahtevanih kemijskih specij v vodonosniku«, konec citata. Kak{en stavek! Le kaj je v kemijskem smislu zadostna zaloga? In zahtevane kemijske specije v vo-donosniku! V kamnini (sedimentu) vodonos-nika ali vodi? In zakaj naenkrat {e izraz kemijske specije, potem ko je avtor v poglavju »Kemijska sestava podzemne vode» že uporabljal izraz specije in je bralcu do tega poglavja že povsem jasno, da se ~lanek nana{a na kemijo, ne pa na biologijo ali kak{no drugo vedo, kjer bi se izraz specije morda lahko tudi uporabljal. To je le {e en primer, da je avtor brez razumevanja in jasnega koncepta prepisoval iz tuje literature. Stran 355, 2. kolona, 2. odstavek, citiram ».. 2) ravnovesje med kamnino…«, je pravilno termodinami~no ravnovesje med kamnino..., saj so kemijski geotermometri osnovani na principu kemijske termodinamike. Na sliki 8 (stran 354 v ~lanku A. Lapa-nja) so prikazani diagrami D’Amorejevih parametrov za vzorce vod iz vrtin v Ba-novcih Ve-1, Ve-2 in Ve-3, od katerih naj bi Ve-2 zajemala vodo iz druge formacije, kot ostali dve. Zajeti odseki so na globinah Ve-1 (1252 m – 2066 m, 1252 m – 1363 m), Ve-2 (1175 m – 1651 m) in Ve-3 (1111 m – 1467 m), kar pomeni, da najverjetneje ~rpajo vodo iz razli~nih vodonosnih plasti, kot smo to že pred leti ugotovili v Murski Soboti. V vrtinah Sob-1 in Sob-2 v Murski Soboti smo ve~ let preiskovali nihanje v sestavi zajetih vod, ki je bilo zares veliko (Kralj & Kralj, 2000a, 2000b; Kralj, 2001). Na osnovi ve~ kot 200 podrobnih kemi~nih analiz glavnih ionov in slednih prvin smo ugotovili, da vrtine zajemajo razli~ne vodonosne plasti (razli~ne po sestavi sedimenta, stopnji diageneze, poroznosti, pa tudi starosti, vendar ni nujno, da pripadajo razli~nim formacijam), dinamika dotekanja iz njih pa je odvisna predvsem od na~ina ~rpanja in koli~ine na~rpane vode (slika 2 in slika 3). Lepo je, da je avtor napravil tako pomemben zaklju~ek že na osnovi {tirih analiz. Vendar pa bi moral priti do tega pred izidom publikacij, kjer je ta problematika podrobno obravnavana, sicer lahko upravi~eno predpostavljam, da je prevzel na{o idejo in jo stla~il v kontekst {tirih in ne ravno novih kemi~nih analiz. Tudi trditev o vodi iz druge formacije je privle~ena za lase in nima nikakr{ne utemeljitve, niti tega, za katere formacije gre in kak{ne so njihove li-tolo{ke zna~ilnosti, ki bi lahko vplivale na sestavo vode. Tudi sicer v diagramih D’Amorejevih parametrov ne vidim posebno velike uporabnosti za vode v geotermalnih vodonosnikih Slika 2. Spremembe v kemi~ni sestavi vode iz vrtine Sob-2 zaradi razli~ne hitrosti ~rpanja (iz Kralj & Kralj, 2000b). Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« ... 211 Slika 3. Spremembe v kemi~ni sestavi vode iz vrtine Sob-1 zaradi neenakomernega dotoka vode iz razli~nih vodonosnih plasti (Kralj & Kralj, 2000a) 212 Murske udorine, predvsem v predterciar-ni podlagi. Tako, na primer, za vodo iz vrtine Be-2/04 v Benediktu, pokaže diagram D’Amorejevih parametrov klasti~ni tip vodonosnika, ~eprav je voda zajeta v dolo-mitnem marmorju, za vodo iz vrtine Ljut-1 in PE^-1/91 pa metamorfni tip, ~eprav sta vodonosni kamnini dolomit oziroma dolo-mitna bre~a. Voda iz oligocenskega tufa v Roga{ki Slatini (V-3/66/70) pripada me{a-nemu karbonatno-klasti~nemu tipu, iz do-lomitiziranega tufa (RT-1/92) pa karbonatnemu tipu. Tipe vod v Pomurju (posebej na obmo~ju Radencev), njihov nastanek, izvor, me{anje z meteornimi vodami je podrobno opisal že Pezdi~ (1991; 1999), vendar so njegove trditve utemeljene ne le s kemi~nimi, temve~ tudi izotopskimi {tudijami. Poleg tega je Pezdi~ (1999) raziskoval uporabnost geotermometrov za vode v Murski udorini in ugotovil, da je zaradi termodinami~nega neravnotežja njihova uporaba vpra{ljiva. [tevilna neskladja in odstopanja je opazil predvsem za Na-Ca in Na-K-Ca geotermo-metre, najbolj{o skladnost s podatki opazovanj je ugotovil za izotopske geotermo-metre. Slika 14 v ~lanku A. Lapanja in njena interpretacija sta brez smisla. D’Amorejevi parametri so empiri~ni, on sam je na osnovi {tevilnih kemijskih analiz vod in kamninske sestave vodonosnika opredelil kot me-tamorfni tip tisti, ki je bogat z natrijevimi in kloridnimi ioni. Zato D’Amorejevi parametri tudi ne drže za globoke karbonatne vodonosnike v Murski udorini. Popolnoma neutemeljena je tudi trditev, citiram »…da graf odseva tudi ~as zadrževanja podzemne vode v vodonosniku…«. Na sliki 13 manjka navedek letnice dela Hochsteina, na sliki 14 sta slovenski in angle{ki tekst neskladna – vsebnost ni koncentracija, neskladen je tudi zapis ionov v tekstu in na sliki (Na in Cl), ter v tekstu k sliki (Na+ in Cl-). Stran 358, poglavje Zaklju~ek V zaklju~kih avtor brez ustrezne predhodne razlage in utemeljitve podaja nastanek termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji v razli~nih geolo{kih okoljih. Pri tem pa je »pozabil«, da so o tem veliko pisali že drugi in pri{li do tak{nih zaklju~kov mnogo prej kot on in na osnovi dolgoletnih {tudij in velikega {tevila podatkov. Ni~ slabega ni, da je avtor zbral arhivske in druge podatke, nepo{teno pa je, da si je pri tem prisvojil Polona Kralj tudi ideje in jih v tem ~lanku predstavil kot svoje. Je v slovenski geologiji res mogo~e, da z upokojitvijo, smrtjo ali nemilostjo pri kak{ni politi~ni eliti izgubi{ tudi intelektualno lastnino? Najbrž res, kajti v zaklju~kih avtor citira le arhivsko poro~ilo dr. Mihaela Bren~i~a (1994) in doktorsko disertacijo dr. Jožeta Pezdi~a (1991), vendar slednjo le v povezavi nastanka ogljikovega dioksida, pri ~emer je »pozabil« na njegova novej{a dela (na primer Pezdi~, 1999)! Skrajno neprimerno se mi zdi, da pri geotermalnih sistemih Dolenjske, Roga{ke Slatine in Kr{kega ne omenja niti inž. Antona Nosana in njegovih idej o nastanku termalnih vod. No, inž. No-san si prav gotovo ne bi privo{~il poimenovati Na-HCO3-SO4 tip vode eksoti~en! Prav tako za Mursko udorino ne omenja spoznanj napisanih v delih dr. Petra Kralja. Na drugi strani pa je zaradi pomanjkanja podatkov in necelostnega {tudija problematike izposojene ideje nametal kar v en ko{. Avtor nastanek drugega tipa vod v Mursko-Zalskem bazenu, ki ga imenuje evolucijski, opisuje v kontekstu spreminjanja sestave vode od Ca-Mg-HCO3 tipa v plitvej{ih plasteh do Na-HCO3 tipa v globljih plasteh, vzrok za to pa je v predvsem v preperevanju glinencev in ionski izmenjavi na mineralih glin. Pri tem pa pozablja, da je Murska udo-rina del artezijskega bazena. O nastanku termalnih in mineralnih vod je bilo napisanega že kar nekaj ~lankov, ki so iz{li tudi v tujih revijah (Pezdi~, 1991; Pezdi~, 1999; Kralj & Kralj, 2000a; Kralj, 2001). Iz dela Kralja (2001) bom povzela samo najbolj bistveno. Iz najglobljih delov Murske udorine se zaradi kompakcije iztiskajo vode iz osrednjih delov proti robnim, pri ~emer se sestava vod spreminja zaradi ohlajanja, spremembe tlaka, kemi~nih reakcij s prikamnino (pogosto zaradi prisotnost ogljikovega dioksida, ki mo~no pove~a reaktivnost vod) ali z organsko snovjo. Kjer je litostati~ni tlak vi{ji od hidrostati~nega se vode iztiskajo preko slabo prepustnih, delno litificiranih drobnozr-natih sedimentov, pri ~emer ti delujejo kot molekularna sita in filtrirajo ione. Hkrati so v robnih delih Murske udorine plasti pogosteje in mo~neje razlomljene in premaknjene, zaradi ~esar lahko ob prelomnih conah prihaja do naravnega me{anja vod. Kot primer navajam geokemi~no interpretacijo vod iz vrtin v Murski Soboti, Moravskih Toplicah, Lendavi in Veržeju (slika 4), ki ve~ino-ma zajemajo vodo iz vodonosnika Termal I. Voda iz Moravskih Toplic izstopa po vsebno- Pripombe k ~lanku »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji« ... 213 «! cr E 3 o 04- S3 0 • ta ¦so *w • 1 -51 •25 •» i«, in. m. iK "ur ii if a-* '» 5» i • IM • BI •nt 153 = ol5{ Nt^VL Ditt 30 M HCO3 tmeq/l) Slika 4. Diagram vsebnosti kloridnih in hidrogenkarbonatnih ionov za vode, ki so ve~inoma zajete iz vodonosnika Termal I (vrtine Sob-1 in Sob-2 v Murski Soboti, Ve-3 v Banovcih, Mt-6 v Moravskih Toplicah in Le-g2 v Lendavi). Voda iz Moravskih Toplic izstopa po vsebnosti kloridnih ionov, pojav je bil interpretiran kot naravno me{anje vod iz Murske in Lendavske formacije zaradi tektonsko premaknjenih vodonosnih plasti. Podrobno razlago glej v Kralj (2001). sti kloridnih ionov, zato je bilo to interpretirano kot naravno me{anje vod iz razli~nih vodonosnih plasti vzdolž prelomnih con, ali pa zaradi tektonskih premikov plasti tako, da sta razli~na vodonosnika v tektonskem kontaktu. Tudi v robnih delih, kjer je prisotno tudi napajanje s povr{ja, lahko prihaja do me{anja vod. Tak{ne vode lahko vsebujejo razli~na razmerja natrijevih, kalcijevih, magnezijevih, hidrogenkarbonatnih in klo-ridnih ionov, mednje pa {tejemo tudi mineralne vode [~avni{ke doline (Kralj, 2001). Tudi glede tretjega tipa vod ugotavljam precej posplo{itev. Ali slanico v globokih, 214 zaprtih vodonosnikih Murske udorine res lahko imenujemo prirojena porna voda, ohranjena iz ~asa sedimentacije sedimenta oziroma kamnine? Mislim, da ne. ^e že ne drugega, ta voda v predterciarni podlagi iz karbonatnih kamnin najbrž ni mezozojska, temve~ terciarna. V podlago je migrirala kasneje ob pogrezanju terciarnih morskih sedimentov (Pezdi~, 1999; Kralj & Kralj, 2000a; Kralj, 2001). Stran 365, Preglednica 4 Oznake + in – so zares neprimerne, posebej glede na to, da ob njih ni nobenega pojasnila. Iz teksta na strani 352 sicer razberemo, da gre najverjetneje za ?+ in ?-, vendar je tudi to pojasnilo zelo ubogo, citiram »Tip vode se izra~una tako, da se koncentracije glavnih ionov izrazi v meq/l in transformira v meq% tako, da se za katione upo{teva le ?+, za anione pa ?-« konec citata. Sama sem »pe{« prera~unala kar nekaj kemi~nih analiz, tako da mi je postopek jasen, upam pa, da je tudi tistim, ki v kemiji niso najbolj doma. Stran 366, Preglednica 4 Citiram, »temperature in pH vrednosti z obmo~ja Radencev so vzete kot informativne iz disertacije dr. Pezdi~a (1991) in niso isto~asne s kemijsko analizo«, konec citata. Menim, da so te vrednosti slab{e, kot ~e jih sploh ne bi bilo, saj so skrajno zavajajo~e. Iz tabele je razvidno, da »informativne« vrednosti pH nihajo od 6,08 do 8,17! pH je vendarle odvisen od vsebnosti raztopljenega ogljikovega dioksida. Meritev prav gotovo ne moremo prilepiti kamorkoli. To so osnovna kemijska na~ela. Zaklju~ek Prispevek A. Lapanja ne ustreza strokovnim merilom preglednega znanstvenega ~lanka oziroma izvirnega znanstvenega ~lanka, kot tudi ne na~elom znanstvenoraziskovalne etike in morale. Velik del je slabo in nerazumljivo prepisan iz razli~nih virov tuje literature tako, da razkriva avtorjevo slabo poznavanje kemijskih pojmov in principov. Osrednji del ~lanka je le podatkovna baza – tabele in diagrami, ki pa niso Polona Kralj ustrezno razloženi in interpretirani. Avtor v zaklju~ku brez predhodne osnove v telegrafski obliki razlaga nastanek termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji, pri ~e-mer tako kot skozi celoten tekst ne navaja {tevilnih pomembnih spoznanj iz objavljenih in neobjavljenih del drugih avtorjev, in upam si trditi, da z jasnim namenom pre-pri~ati bralca o izvirnosti idej. Spra{ujem se ~emu tak{no ravnanje, v imenu koga ali ~esa? Literatura Gabri~, A., Glažar, S. A. & Slatinek-Žigon, M. 2001: Kemija za 7. razred osnovne {ole (u~benik). – DZS, Ljubljana. Geoff, F. & Janik, C. J. 2000: Geothermal systems. – V: Encyclopedia of volcanoes, H. Sigurds-son (ed.), 817–834, Academic Press. Kralj, P. 2001: Das Thermalwasser-System des Mur-Beckens in Nordost-Slowenien. – Mitteilungen zur Ingenieurgeologie und Hydrogeologie 81, RWTH Aachen. Kralj, P. & Kralj, P. 2000a: Thermal and mineral waters in north-eastern Slovenia. – Environmental Geology 39 (5), 488–500. Kralj, P. & Kralj, P. 2000b: Overexploitation of geothermal wells in Murska Sobota, Northeastern Slovenia. – Proceedings of the World Geothermal Congress 2000 (Eds. E. Iglesias, D. Blackwell, T. Hunt, J. Lund & S. Tamanyu), 837–842, Tokyo. Kralj, Polona 2004: Chemical composition of low-temperature (< 20–40°) thermal waters in Slovenia. – Environmental Geology 46, 635–642. Mazor, E. 1997: Chemical and isotopic ground-water hydrology. – Marcel Dekker Inc., 413 pp., New York. Pezdi~, J. 1991: Izotopi v termo-mineralnih vodnih sistemih. – Disertacija, 157 pp., Univerza v Ljubljani, Ljubljana. Pezdi~, J. 1999: Izotopi in geokemijski procesi, FNT Univerza v Ljubljani, 269 pp., Ljubljana. Prohi}, E. 1998: Geokemija. – Targa, 554 pp., Zagreb. Ravnik, D., Rajver, D., Žlebnik, L. & Kralj, P. 1992: Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji. – V: Mineralne in termalne vode v gospodarstvu in znanosti Slovenije, III. Posvet, 9–32, Geolo{ki zavod Ljubljana, Ljubljana. Literatura, ki je v tekstu omenjena posredno Hochstein, P. M. 1988: Assessment and modelling of geothermal reservoirs (small utilization schemes). – Geothermics 17/1, 15–49. Stömberg, B. & Banwart, S. 1994: Kinetic modelling of geochemical processes at the Aitik mining waste rock site in Northern Sweden. – Applied Geochemistry 9/5, 583–595. GEOLOGIJA 50/1, 215–220, Ljubljana 2007 Nekaj pojasnil k pripombam dr. Polone Kralj na ~lanek »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji«, (Geologija 49/2, 2006) Andrej LAPANJE Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ulica 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Namen ~lanka »Izvor in kemijska sestava termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji«, (Geologija 49/2, 2006) je bil na osnovi arhivskih podatkov prikazati prostorsko porazdelitev geotermalnih virov v Sloveniji in njihove osnovne lastnosti. Izkazalo se je, da sem bil pri pisanju terminolo{ko nedosleden, ter da sem nekatere priimke zapisal napa~-no. Za slednje se prizadetim opravi~ujem. V bodo~e bom pri tem natan~nej{i. Napake so nastale nenamerno, kot, predvidevam, tudi dosledno napa~no sklanjanje mojega priimka v pripombah dr. Polone Kralj. V nadaljevanju odgovarjam na nekaj vsebinskih pripomb. A) Prostorska porazdelitev in osnovne lastnosti geotermalnih virov v Sloveniji “Avtor navaja, da je namen prispevka prikaz prostorske porazdelitve in osnovnih lastnosti termalnih virov, ki temelji na arhivskih podatkih. Pri tem se avtorju ne zdi pomembno, da je zelo podobna razporeditev (slika 1) 30 lokacij termalnih izvirov in 50 lokacij vrtin s termalno in mineralno vodo v Sloveniji že bila objavljena v delu »Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji« (Ravnik et al., 1992), omenjeno sliko pa spremljata tudi tabeli, v katerih je navedena to~na lokacija, nadmorska vi{ina, globina vrtine, srednja letna temperatura kraja, temperatura vode na izviru oziroma ustju vrtine, izdatnost, vrsta uporabe in ter-mi~na mo~.’’ a) Zbornik, v katerem je objavljen ta prispevek, omenjam v poglavju Dosedanje raziskave. V literaturi je popolnoma nenamerno izpadel. Tega prispevka pri pripravi svojega ~lanka nisem uporabil, temve~ sem podatke poiskal v izvornih objavah in strokovnih poro~ilih ali pridobil od njihovih lastnikov. Lokacij geotermalnih virov nisem povzemal iz omenjenega zbornika. b) ^lanek »Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji«, (Ravnik et al., 1992), v katerem je objavljenih precej napa~nih in nepreverjenih {tevilk, odseva stanje, kakr{no naj bi bilo v letu 1992. V svojem ~lan-ku predstavljam stanje v letu 2006, torej 14 let kasneje. V omenjenem ~lanku (Ravnik et al., 1992) je pogosto pretirano ocenjena koli~ina vode, ponekod pa tudi vi{ina temperature in s tem iz-ra~unana termi~na mo~ (glej npr. Rimske Toplice, ^atež, La{ko). Termalni izvir v Zagorju – Toplice je že pred I. svetovno vojno presahnil zaradi poglabljanja rudnika, omenjenih 48 l/s je bilo izmerjenih v rudniku premoga na II. obzorju v 20-tih letih prej{nje-ga stoletja, termalna izvira v Rimskih Toplicah in v Peri{~u pri ^atežu sta presahnila zaradi aktiviranja vrtin. Na nekaterih lokacijah pa se dana{nje ocene razpoložljivosti termalne vode zelo razlikujejo od tistih predvidenih v letu 1992 (npr. Maribor, Vaseno–Sno- 216 Andrej Lapanje vik, Murska Sobota, Moravske toplice, Ptuj). c) V svojem prispevku “Chemical composition of low temperature (< 20–40 °C) thermal waters in Slovenia’’ (Kralj, Polona, 2004), je avtorica ~rpala podatke za preglednico 1 z vsemi napakami posredno iz prav tega prispevka (Ravnik et al., 1992) saj citira ~lanek “Geo-termalni viri v Sloveniji: njihov potencial in izraba’’ (Kralj, P. , 1999). V tem ~lanku (Kralj, P. , 1999) so uporabljeni podatki v tabeli 1 in tabeli 2 v veliki meri prepisani iz ~lanka »Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji« (Ravnik et al., 1992), ki pa ni citiran. B) TDS vs. TDI “Avtor razloži, da je zaradi nerazpolož-ljivosti podatkov o koli~ini trdnih snovi v vodah, citiram »… z uporabo programa Aquachem 5.1 (Waterloo Hydrogeologic, Inc., 2006) izra~unal koli~ino skupnih raztopljenih snovi (TDS)«, konec citata. TDS (total dissolved solids) je preostanek su{enja na dolo~eni temperaturi, v kolikor pa gre za vsoto koncentracij vseh ionov, ki so bili v danem vzorcu vode analizirani, pa se navadno uporablja izraz TDI (total dissolved ions), (Mazor, 1997).’’ Postopek dolo~itve TDS je opisan v navodilih priloženih programu Aquachem 5.1 (Waterloo Hydrogeologic, Inc., 2006). Rezultat izra~una ni TDI. C) D’Amorejevi parametri in njihova uporabnost “Tudi sicer v diagramih D’Amorejevih parametrov ne vidim posebno velike uporabnosti za vode v geotermalnih vodonos-nikih Murske udorine, predvsem v predter-ciarni podlagi. Tako, na primer, za vodo iz vrtine Be-2/04 v Benediktu, pokaže diagram D’Amorejevih parametrov klasti~ni tip vo-donosnika, ~eprav je voda zajeta v dolomit-nem marmorju, za vodo iz vrtine Ljut-1 in Pe~-1/91 pa metamorfni tip, ~eprav sta vo-donosni kamnini dolomit oziroma dolomit-na bre~a.” “D’Amorejevi parametri so empiri~ni, on sam je na osnovi {tevilnih kemijskih analiz vod in kamninske sestave vodonosnika opredelil kot metamorfni tip tisti, ki je bogat z natrijevimi in kloridnimi ioni. Zato D’Amo-rejevi parametri tudi ne drže za globoke karbonatne vodonosnike v Murski udorini.’’ Klasifikacija je razvr{~anje glede na enake ali podobne lastnosti. D’Amorejevi parametri omogo~ajo razvr{~anje podzemne vode v 4 razrede s pomo~jo empiri~no dolo-~enih odnosov (D’Amore et al., 1983). Pri~a-kuje se, da imajo vode iz litolo{ko podobnih vodonosnikov tudi podobno kemijsko sestavo. To je pravilo, vedno pa obstajajo izjeme, ki jih nobena splo{na metoda klasifikacije ali diskriminacije ne more pravilno uvrstiti. In prav tu je smisel, oziroma uporabnost D’Amorejevih parametrov. Opozorijo nas namre~ na izjeme, ki v splo{nem odstopajo od pravila. Take izjeme, med katere bi lahko uvrstili tako vodo iz vrtine Be-2/04, kot tudi vodo iz vrtin Ljut-1/88 in Pe~-1/91, je, ~e bi hoteli natan~no interpretirati njihov nastanek, potrebno skrbno in ciljano raziskati, kar pa ni bil namen preglednega prispevka. Za vodo iz vrtine Be-2/04 bi težko rekli, da prihaja le iz dolomitnega marmorja, ki nastopa v vrtini v treh globinah, med 1260 in 1275, med 1470 in 1510 m ter med 1825 in 1857 m (Kralji} et al., 2005). D’Amorejeva klasifikacija je neodvisna od na{e percepci-je. Pri izra~unu D’Amorejevih parametrov za kemijsko sestavo te vode se pokaže, da je voda tipa ?, torej kakor da bi imela izvor v klasti~nih vodonosnikih. To dejstvo si razlagam s tem, da voda komunicira z do-lomitnim marmorji in tudi z blestnikom in da je v kemijskih interakcijah med vodo ter dolomitnim marmorjem in blestnikom nastala tak{na sestave vode, kot bi jo vseboval klasti~en vodonosnik. V nobenem primeru pa voda ni omejena le na dolomitni marmor znotraj metamorfnega kompleksa. To trditev lahko podkrepim z naslednjimi dejstvi: v terciarnih kamninah, ki ležijo nad meta-morfnim kompleksom do globine 800 m, je izmerjen zelo visok temperaturni gradient > 88 °C/km. Podoben gradient je bil izmerjen tudi v vrtini BS-2/76, ki je bila izvrtana 870 m stran od vrtine Be-2/04. Pred dokon-~anjem vrtine Be-2/04 je bilo zato privzeto, da tako visok temperaturni gradient nastopa tudi v metamorfnem kompleksu. Odgovorni geolog je predvidel tik pred dokon~anjem vrtine Be-2/04 na dnu vrtine 125 °C, na ustju vrtine pa 110 °C (Kralj, P. , 2004b). Pri ~rpal- Nekaj pojasnil k pripombam dr. Polone Kralj na ~lanek »Izvor in kemijska sestava termalnih in ... 217 nem poskusu po končanem vrtanju je bila na ustju vrtine nato izmerjena temperatura 75 °C (Kraljic et al., 2005). Po dokončanju vrtine pa so bile v vrtini večkrat opravljene termometrične meritve (Kraljic et al., 2005), ki so v nasprotju s pričakovanji prikazale izredno nizek temperaturni gradient v območju med 800 m in 1850 m, ki dosega le 4,9 °C/km. To dejstvo nakazuje dvoje stvari: a) znotraj metamorfnega kompleksa se toplota prenaša s konvekcijskim kroženjem vode po razpokah in prelomnih conah, b) zaradi konvekcije v metamorfnem kompleksu je povišan temperaturni gradient v zgoraj ležečih terciarnih se-dimentih. Torej je zaradi konvekcije toplote, ki se lahko odvija le s kroženjem vode, nedvoumno, da voda ni le iz dolomitnega marmorja, ampak je v interakciji tudi z drugimi meta-morfnimi kamninami. Tudi glede vrtin Ljut-1/88 in Peč-1/91 sem mnenja, da je voda v dolomitnih kamninah v teh dveh vrtinah v stiku z metamorf-nimi kamninami. Pri tem se moram strinjati s Polona Kralj, ki pravi, da je večji del te vode mlajši od starosti samih kamnin. Debelina dolomitnih kamnin nad metamorfno podlago je majhna. Dolomit oz. dolomitna breča v vrtini Ljut-1/88 je bila navrtana v odseku od 4010 m do 4033 m, torej v debelini 23 m, pod njo je bil navrtan gnajs do končne globine 4048 m, v vrtini Peč-1 sta dolomit in dolomitno-silikatna breča navrtana med globinami 1915 m in 2030 m. Pod njima je bil navrtan filit. V času več milijonov let je bila komunikacija omogočena skozi tektonske razpoke. Interakcija je bila zelo počasna, vendar je bilo časa za reakcije dovolj. ^) Geotermometri in njihova uporabnost “Poleg tega je Pezdič (1999) raziskoval uporabnost geotermometrov za vode v Murski udorini in ugotovil, da je zaradi termodinamičnega neravnotežja njihova uporaba vprašljiva. številna neskladja in odstopanja je opazil predvsem za Na-Ca in Na-K-Ca geotermometre, najboljšo skladnost s podatki opazovanj je ugotovil za izotopske geotermometre." Ista neskladja je opisal v zelo dobrem ~lanku že Veseli~ (1980), pred njim je pogoje za uporabnost geotermometrov zapisal White (1970). Na pomanjkljivosti geotermome-trov opozarjam tudi v svojem prispevku na strani 355 in hkrati omenjam njihovo uporabnost za klasifikacijo in diskriminacijo. D) Mursko – Zalski bazen “Na drugi strani pa je zaradi pomanjkanja podatkov in necelostnega {tudija problematike izposojene ideje nametal kar v en ko{. Avtor nastanek drugega tipa vod v Mursko-Zalskem bazenu, ki ga imenuje evolucijski, opisuje v kontekstu spreminjanja sestave vode od Ca-Mg-HCO3 tipa v plitvej{ih plasteh do Na-HCO3 tipa v globljih plasteh, vzrok za to pa je v predvsem v preperevanju glinencev in ionski izmenjavi na mineralih glin. Pri tem pa pozablja, da je Murska udorina del artezijskega bazena. O nastanku termalnih in mineralnih vod je bilo napisanega že kar nekaj ~lankov, ki so iz{li tudi v tujih revijah (Pezdi~, 1991; Pezdi~, 1999; Kralj & Kralj, 2000a; Kralj, 2001). Iz dela Kralja (2001) bom povzela samo najbolj bistveno. Iz najglobljih delov Murske udorine se zaradi kompakcije iztiskajo vode iz osrednjih delov proti robnim, pri ~emer se sestava vod spreminja zaradi ohlajanja, spremembe tlaka, kemi~nih reakcij s prikamnino (pogosto zaradi prisotnost ogljikovega dioksida, ki mo~no pove~a reaktivnost vod) ali z organsko snovjo. Kjer je litostati~ni tlak vi{ji od hidrostati~nega se vode iztiskajo preko slabo prepustnih, delno litificiranih drobnozrnatih sedimentov, pri ~emer ti delujejo kot molekularna sita in filtrirajo ione. Hkrati so v robnih delih Murske udorine plasti pogosteje in mo~ne-je razlomljene in premaknjene, zaradi ~esar lahko ob prelomnih conah prihaja do naravnega me{anja vod. Kot primer navajam geo-kemi~no interpretacijo vod iz vrtin v Murski Soboti, Moravskih Toplicah, Lendavi in Veržeju (slika 4), ki ve~inoma zajemajo vodo iz vodonosnika Termal I. Voda iz Moravskih Toplic izstopa po vsebnosti kloridnih ionov, zato je bilo to interpretirano kot naravno me{anje vod iz razli~nih vodonosnih plasti vzdolž prelomnih con, ali pa zaradi tektonskih premikov plasti tako, da sta razli~na vodonosnika v tektonskem kontaktu. Tudi v robnih delih, kjer je prisotno tudi napajanje s povr{ja, lahko prihaja do me{anja vod. Ta-k{ne vode lahko vsebujejo razli~na razmerja 218 Andrej Lapanje natrijevih, kalcijevih, magnezijevih, hidro-genkarbonatnih in kloridnih ionov, mednje pa {tejemo tudi mineralne vode [~avni{ke doline (Kralj, 2001)’’. Veliko pripomb se ti~e interpretacije kemijskih analiz termalnih in termomineral-nih vod s podro~ja Mursko–Zalskega bazena (Fodor et al., 2002). Pri tem je potrebno poudariti, da so interpretacije kemijske sestave in izvora vode s tega obmo~ja problemati~ne zaradi: a) pomanjkljivo definiranega geolo{kega modela Mursko-Zalskega bazena in b) zaradi na~ina odvzema vzorcev vode. Ti so najve~krat odvzeti na ustju vrtin, ki pogosto zajemajo dve razli~ni geo-lo{ki formaciji ali ve~ le teh, v katerih nastopajo med seboj razli~ne vode. Na to dejstvo opozarjata tudi P. in Polona Kralj (2000a). V Mursko-Zalskemu bazenu je na osnovi raziskovalnih vrtin in geofizikalnih meritev zadovoljivo re{ena le geometrija reliefa predterciarne podlage. To pa ne velja v popolnosti za stratigrafske, sedimentolo{ke in formacijske odnose znotraj terciarnih se-dimentov in kamnin, ki bi nudili zadostno oporo za neizpodbitno pravilno interpretacijo razmerja napajanje – iztok v termalnih vodonosnikih in interpretacijo razvoja kemijske sestave vode. Prav tako je zelo slabo poznana tudi notranja zgradba predterci-arne podlage, predvsem strukturo – geolo-{ke zna~ilnosti. Eden izmed problemov je definiranje geometrije in pomena Rabske prelomne cone, ob kateri je nastal t.i. Radgonski tektonski poljarek, ki je stopni~asto pogreznjen (Szabo, 1972). Predpostavljam, da je pojavljanje slatin in mofet v Slovenskih goricah in na obmo~ju Nuskove na Go-ri~kem ter pojav CO2 v vrtinah v Benediktu, v [~avni{ki dolini, Bad Radgersburgu, Strukovcih in Radencih genetsko vezano na Rabsko prelomno cono. Podobnega mnenja je bil že Žlebnik (1978). Nedore~enost geolo{kega modela dopu-{~a razli~ne interpretacije geolo{kih, hidro-geolo{kih in geotermi~nih lastnosti tega ob-mo~ja. Splo{no znano je, da znotraj Mursko-Zalskega bazena obstaja vertikalna stratifi-kacija vodonosnikov, ki se med seboj lo~ijo po ve~ lastnostih. To ugotovitev povzemata tudi P. in Polona Kralj (2000a, 2000b) ter P. Kralj (2001, 2004a). Pred njima je bilo to ugotovljeno že v raziskavah za odkrivanje leži{~ nafte in plina, v raziskavah za zajem mineralnih, termalnih in termomineralnih voda ter v raziskavah za iskanje podzemnega skladi{~enja plina. Pri teh raziskavah je sodelovalo ve~ strokovnjakov (predvsem iz podjetij Ina Naftaplin Lendava, Geolo-{ki zavod Ljubljana, In{titut Jožef Stefan Ljubljana in Radenska Radenci), ki so vsak po svojih mo~eh prispevali k dana{njem poznavanju geologije, hidrogeologije, hidro-geokemije in geotermije Mursko-Zalskega bazena. Poimensko velja omeniti Žlebnika (1974, 1975, 1978), ki ga od kasnej{ih raziskovalcev citira le Pezdi~ (1991). Po Tothu (1995) je na obmo~ju sedimenta-cijskih bazenov glavna in najpomembnej{a gonilna sila toka podzemne vode gravitacija, {ele nato sledijo kompakcija sedimenta, osmoza ter tektonska kompresija. Meteorna voda ponika v porozne sedimente na obmo~-ju Gori~kega in na južnem del Slovenskih goric, od kjer odteka proti obmo~jem z nižjim hidravli~nim potencialom. Regionalni tok podzemne vode je razvit le v zgornjem aktivnem vodonosnem sistemu znotraj pli-okvartarnih, pliocenskih in zgornjepontij-skih sedimentov (v prodih, peskih in pe{~-enih meljih), medtem ko je v spodaj leže~ih vodonosnikih voda stagnantna. Tudi tu so izjeme ob mo~nej{ih prelomih, predvsem na obmo~ju Radencev, kjer predvidevam, da se z natrijem in kloridom bogata voda iz spodaj leže~ih vodonosnikov dviga ascendentno proti povr{ju skozi prelomne cone skupaj z ogljikovim dioksidom iz predterciarne podlage, predvsem zaradi razplinjanja. Izvirno podro~je termomineralnih voda v Pomurju predstavlja {ir{e obmo~je Radencev, možno pa je, da se termalna ali termomineralna voda izliva {e kje drugje v kvartarni prod, vendar to do sedaj {e ni bilo odkrito. Ob-mo~je, kjer se regionalni vodonosni sistem prazni, to je obmo~je Radencev, pa je geo-lo{ko kot tudi hidrogeokemijsko izredno zapleten sistem (Žlebnik, 1978; Pezdi~, 1991). Tu iztekajo stare meteorne vode, ki so po-me{ane z mladimi meteornimi vodami in z vodo z veliko vsebnostjo Na+, Cl- in CO2 iz spodnjepontijskih in starej{ih sedimentov in iz kamnin v razli~nih razmerjih (Pezdi~, 1991). Reakcija izmenjave Ca2+ in Na+ ionov na mineralih glin v normalnih pogojih v vo-donosniku verjetno ni reverzibilna, tako da se pri toku proti povr{ju voda tipa Na-HCO3 ne spreminja v interakciji s sedimentom nazaj v vodo Ca-Mg-HCO3 tipa (izjema je seve- Nekaj pojasnil k pripombam dr. Polone Kralj na ~lanek »Izvor in kemijska sestava termalnih in ... 219 da zopet obmo~je Radencev, kjer so zaradi velike koli~ine CO2 pomembne druge reakcije, ne pa ionska izmenjava). V ~lanku sem le prikazal osnovne lastnosti termomineralnih vod z obmo~ja Radencev, nisem pa se ukvarjal z natan~no analizo tega sistema, kar so ga opravili že prej{nji raziskovalci; predvsem skupini pod vodstvom Žlebnika (Geo-lo{ki zavod Ljubljana) in Pezdi~a (In{titut Jožefa Stefana). Starej{i sedimenti in kamnine, tako terciarni (melj, pesek, pe{~enjak, konglomerat), kot v podlagi terciarnih kamnin, so ve~ino-ma dobro konsolidirani in litificirani. Voda v teh vodonosnikih je stagnantna ali pa je njeno gibanje zelo omejeno. Voda iz vrtin, po tem ko jih zbudimo, te~e sama na po-vr{je zaradi temperaturnih razlik »termo-lift« in razplinjanja »gas-lift«. Posledi~no je voda visoko mineralizirana in druga~nega hidrogeokemi~nega faciesa. Da je napajanje teh vodonosnikov omejeno, je bilo med drugim ugotovljeno v Murski Soboti (Kralj, P. & Kralj, Polona, 2000b) in tudi pri izko-ri{~anju vode iz vrtin Mt-1, Mt-4 in Mt-5 v Moravskih toplicah. ^rpanje vode iz vrtin, v katerih hidravli~ni tlak stalno pada, imenujemo »rudarjenje« in je posledica izkori{~-anja, ki je ve~je od napajanja vodonosnika. V Moravskih toplicah, Banovcih in v Murski Soboti so izvrtane vrtine, ki imajo vgrajene filtrske odseke v zgornjem aktivnem in v spodnjem stagnantnem vodonosniku. Posle-di~no prihaja v vrtinah do me{anja voda iz razli~nih vodonosnikov in s tem do težav pri interpretaciji njihove kemijske sestave. V ta sklop sodi tudi povi{ana koncentracija kloridov v vrtinah Mt-6/83 in Mt-7/93 v Morav-skih toplicah, ki jo dr. Polona Kralj razlaga z dotokom voda iz spodaj leže~ih vodonosni-kov po prelomnih conah. V vrtini Mt-8g/05, ki je od vrtine Mt-6/83 oddaljena le 400 m, je klorida le 13 mg/l, v vodi iz vrtine Mt-6/83 pa je klorida preko 100 mg/l. Moje mnenje je, da vrtini Mt-6/83 in Mt-7/93, s filtrskimi odseki name{~enimi blizu dna vrtin, posegata že v spodnji vodonosnik. Glavna dela, ki obravnavajo kemijsko sestavo termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji, so na{teta v poglavju Dosedanje raziskave. V ~lanku sem zbral dostopne podatke o kemijski sestavi termalnih in termomineralnih vod v Sloveniji na enem mestu in so predstavljeni na enoten na~in. Geotermalni viri so klasificirani glede na geotermalne sisteme po Hochsteinu (1988), kemijska sestava vod pa je sistemati~no pri- merjana po enotnem metodolo{kem postopku. Ta pregled je izhodi{~e za primerjanje kemijske sestave voda razli~nih geotermal-nih virov v Sloveniji in osnova za razmislek o nadaljnjih raziskovalnih izzivih. Literatura D’Amore, F. , Scandiffio, G. & Panichi, C. 1983: Some Observation on the Chemical Classification of Ground Water. – Geothermics, 12/2–3, 141– 148. Fodor, L., Jelen, B., Márton, E., Rifelj, H., Kralji}, M., Kevri}, R., Márton, P. , Koroknai, B., & Báldi – Beke, M., 2002: Miocene to Quaternary deformation, stratigraphy and paleogeography in Northeastern Slovenia and Southwestern Hungary. Geologija, 45/1, 103–114. Hochstein, P. M. 1988: Assessment and modelling of geothermal reservoirs (small utilization schemes). – Geothermics 17/1, 15–49. Kralj, P. 1999: Geotermalni viri v Sloveniji: njihov potencial in izraba. V: P. Kralj (ur.) Geoter-malna energija: islandske in slovenske izku{nje, str. 29–42, Ministrstvo za Znanost in Tehnologijo, Ljubljana. Kralj, P. 2001: Das Thermalwasser-System des Mur-Beckens in Nordost-Slowenien. – Mitteilungen zur Ingenieurgeologie und Hydrogeologie 81, RWTH Aachen. Kralj, P. , 2004a: Trace elements in medium-temperature (40–80 °C) thermal waters from the Mura basin (North-Eastern Slovenia). – Environmental Geology, 46, 622–629. Kralj, P. , 2004b: Geotermalna energija v Benediktu. – Eges, 4, 95–97. Kralj, Polona, 2004: Chemical composition of low-temperature (< 20–40 °C) thermal waters in Slovenia. – Environmental Geology, 46, 635– 642. Kralj, P. & Kralj, Polona, 2000a: Thermal and mineral waters in north-eastern Slovenia. – Environmental Geology 39, 488–500. Kralj, P. & Kralj, Polona 2000b: Overexploita-tion of geothermal wells in Murska Sobota, Northeastern Slovenia. – Proceedings of the World Geothermal Congress 2000 (Eds. E. Iglesias, D. Blackwell, T. Hunt, J. Lund & S. Tamanyu), 837– 842, Tokyo. Kralji}, M., Lisjak, L. & Kasjabi, A. 2005: Po-ro~ilo o izgradnji vrtine Benedikt-2 (Be-2). Nafta Geoterm, Lendava. Ravnik, D., Rajver, D., Žlebnik, L. & Kralj, P. 1992: Geolo{ke strukture: viri termalnih in mineralnih vod v Sloveniji. V: P. Kralj (ur.) Mineralne in termalne vode v gospodarstvu in znanosti Slovenije, III. Posvet, 9–32, Geolo{ki zavod Ljubljana, Ljubljana. Szabo, J. 1972: K tektoniki obmo~ja Radenci. 2 str., 5 pril. Ina Naftaplin Lenadava. Toth, J. 1995: Hydraulic continuity in large sedimentary basins. – Hydrogeology Journal, 3/4, 4–16. Veseli~, M. 1980: Vpliv hidrolo{ke sredine na uporabnost Na-K-Ca in SiO2 geotermometrov. – Portorož : 6. jugoslovanski simpozij hidrolo{ke in inženirske geologije, 1, 391–400. 220 Andrej Lapanje Žlebnik, L. 1974: Hidrogeolo{ke razmere v Nu-skovi na Gori~kem. – Geologija, 17, 477–492. Žlebnik, L. 1975: Termalne in termomineralne vode v Prekmurju in Slovenskih goricah. Radenski vestnik, XIV, {t. II, 25–30. Žlebnik, L. 1978: Terciarni vodonosniki v Slovenskih goricah in na Gori~kem. Geologija, 21/2, 311–324. Waterloo Hydrogeologic, Inc. 2006: programski paket Aquachem 5.1., Waterloo, Kanada. White, D.E. 1970: Geochemistry Applied to the Discovery, Evaluation and Exploitation of Geo-thermal Energy Resources. (v:) E. Barbier (ur.): Proceedings of the U.N. Symposium on the Development and Utilization of Geothermal Resources – Pisa. Geothermics, special issue 2/1, 58–80. 221 Kongres Evropskega geoznanstvenega združenja na Dunaju (15. - 20. april 2007) Mihael BRENČIČ Geološki zavod Slovenije, Dimičeva ul. 14, SI-1000 Ljubljana e-mail: miha.brencic@geo-zs.si Že tretjič zapored, je bil kongres Evropskega geoznanstvenega združenja (European Geo-science Union - EGU) na Dunaju. Tako kot prejšnja leta je bil dogodek organiziran zgledno, letos skorajda brez napak, saj je organizator po treh letih že dodobra osvojil kongresni center in pa tudi vso ostalo tehnologijo, ki je v današnjem času potrebna za organizacijo tako obsežnega dogodka. Tudi tokrat so povzetki prispevkov izšli kot samostojna številka publikacije Geophysical Research Abstracts in v skladu s prakso prejšnjih let sta celoten nabor povzetkov in program kongresa prosto dostopna tudi na medmrežju. Glede na splošno dosegljivost modernih tehnologij, se je tokrat organizator odločil, da v tiskani obliki izda le osnovni program kongresa s spiskom sekcij, tako da večini udeležencev, prejšnji več kot 700 strani debeli program, ni bil na voljo. Številni računalniški terminali, ki so bili na voljo po kongresnem centru, pa so omogočali, da si je vsak udeleženec pripravil svoj program ali pa vedno znova preverjal katerih sekcij se bo udeležil. Tako kot v preteklosti, se je kongresa udeležilo nekaj tisoč udeležencev, ki so predstavili svoje delo na številnih predavanjih in na še bolj številnih plakatih. Toda v nasprotju s prejšnjimi leti, se tokrat udeleženec ni mogel znebiti občutka, da je v predhodnih letih kongres že dosegel kritično točko in da se število udeležencev iz leta v leto počasi zmanjšuje. Dogodilo se je, da so bile posamezne sekcije predavanj v celoti odpovedane, še veliko več pa je bilo odpovedi plakatov. Organizacijska struktura kongresa je bila enaka kot v predhodnih letih, o čemer smo na tem mestu že poročali (Brenčič, 2003, 2005). Velja pa si ogledati, v čem se je letošnji kongres razlikoval od predhodnih. Iz leta v leto je na kongresu zastopanih več mladih avtorjev, ki predstavljajo rezultate svojih doktorskih disertacij, bodisi, da so le te šele v fazi nastajanja bodisi da so že končane. Starejši raziskovalci pa nastopajo predvsem kot mentorji. To je posledica splošne tendence, da morajo doktorandi svoje delo predstavljati na mednarodnih konferencah in ga objavljati v mednarodnih znanstvenih revijah. Tako se med predavanji pogosto ne moreš znebiti občutka, da gre zgolj za nekakšno oglaševanje in samopromocijo. Veliko predstavljenih del ni nič drugega kot ponavljanje že utečenih metod v drugačnih geografskih okoljih. Med avtorji predstavljenih prispevkov, tako kot v preteklih letih, močno prevladuje akademska sfera. Pri raziskavah, ki so jih predstavili slednji, se pogosto ne moremo znebiti občutka, da so te raziskave namenjene same sebi ali pa zgolj vzpostavljanju in zadovoljevanju akademskih kriterijev. Aplikativno usmerjenih raziskav je bilo prestavljenih relativno malo. Prevladujejo raziskave, ki bi jih lahko opredelili kot temeljne raziskave. Znotraj te skupine pa bi lahko opredelili dva glavna trenda. Znotraj prvega imamo opraviti predvsem z obravnavo lokalnih geoloških problemov. Iz rezultatov teh raziskav je razvidno, da so se raziskovalne skupine usmerile predvsem na neko območje, ki jim je geografsko gledano blizu. S svojimi raziskavami postopno in načrtno izboljšujejo vedenje o tem območju. Znotraj skupine drugega trenda opazimo uveljavljanje vedno novih in novih analitskih, predvsem kemijskih metod, na te pa se naslanjajo tudi nove interpretativne metode. Tako opazimo splošen trend uporabe 222 Mihael Bren~i~ novih metod na analitskih medijih in geolo{kih okoljih, ki so bili že ni~kolikokrat pregledani s starej{imi metodami. Ker so nove tehnike vedno bolj izpopolnjene, detekcijske meje pa vedno nižje, so novi rezultati pogosto zelo presenetljivi. Tako je bil v zadnjih letih velik korak naprej narejen na podro~ju organske geokemije, kjer je s pomo~jo modernih analitskih metod mo~ rekonstruirati {tevilne kompleksne organske spojine, ki v sedimentih in kamninah nastopajo v zelo nizkih koncentracijah. Prav tako opazimo tudi prena{anje metod iz drugih ved (npr. fizike in kemije) in tako kot v preteklih letih, lahko ugotovimo, da tudi vede o Zemlji postajajo interdisciplinarne. Celoten kongres sestoji iz posameznih sekcijskih simpozijev, ki te~ejo vzporedno in med seboj neodvisno. To ima za posledico, da se v okviru teh pojavljajo predstavitve s podobno ali celo enako problematiko in zdi se, da že znotraj celotnega kongresa, zaradi velikosti, ni mogo~e vzpostaviti ustreznih povezav. Tako ni ni~ nenavadnega, da se veliko raziskav v svetovnem merilu odvija vzporedno in izven istega referen~nega polja. Navkljub modernim tehnologijam posamezna podro~ja postajajo povsem nepregledna. Avtor teh vrstic se je udeleževal predvsem sekcij, ki so se nana{ale na hidrologijo. Ugotovimo lahko, da so bile leto{nje sekcije ve~inoma manj kvalitetne kot v predhodnih letih, kar bi lahko v veliki meri pripisali odsotnosti ameri{kih raziskovalcev, saj je imela Ameri{ka geofizikalna zveza AGU svoj pomladni kongres le nekaj tednov za evropskim. V hidrolo{kih sekcijah je praviloma {lo le za ponavljanje že uveljavljenih konceptov. Evropsko geoznanstveno združenje vsako leto za podro~je hidrologije podeli dve nagradi. Prvo nagrado Johna Daltona je dobil Ameri~an Eric Wood za prispevek na podro~ju daljinskega zaznavanja v hidrologiji, drugo nagrado, ki je imenovana po Henryu Darcyu pa je dobil Šved Lars Gottschalk za svoj prispevek na podro~ju stohasti~ne hidrologije in hidrologije pore~ji. Oba nagrajenca sta svoje delo predstavila z zanimivima predavanjema. V zvezi s podeljevanjem nagrad na podro~ju hidrologije velja izre~i pripombo, da v zadnjih letih priznanja ni dobil nih~e od hidrologov, ki se ukvarjajo s podzemno vodo, navkljub temu, da je ena od medalj poimenovana po raziskovalcu, ki je postavil temelje dinamike podzemne vode. In kako je z deležem slovenskih raziskovalcev? Obmo~je Slovenije je neposredno obravnavalo 37 del, dejansko {tevilo prispevkov, ki so prihajali iz Slovenije ali pa je Slovenijo tako ali druga~e obravnavalo, pa je navkljub iskalniku na zgo{~enki publikacije Geophysical Research Abstracts nemogo~e ugotoviti. Podobno kot v prej{njih letih lahko ugotovimo, da obmo~je Slovenije obravnava vedno ve~ tujih raziskovalcev, brez sodelovanja doma~inov. Navkljub vsemu zgoraj na{tetim problemom pa lahko, tako kot vedno doslej, pod ~rto ugotovimo, da je kongres Evropskega geoznanstvenega združenja vsako leto znova pomemben in enkraten dogodek, na katerem ne bi smel manjkati nih~e, ki želi slediti razvoju ved o Zemlji. Udeležba na tak{nem kongresu omogo~a vsaj okviren pregled nad celotnim razvojem znanja o Zemlji. Še naprej lahko opazujemo vedno ve~jo težnjo h kvantifikaciji, kjer so meritve z raz-li~nimi analiznimi metodami osnova za kakr{nekoli interpretacije. Brez izvedenih meritev se raziskava le stežka kvalificira za objavo v mednarodnih znanstvenih revijah. Literatura: Bren~i~, M. 2003: Skupni kongres Evropskega geofizikalnega združenja, Ameri{ke geofizikalne unije in Evropske geolo{ke unije, Nica, Francija (6. – 11. 4. 2003). – Geologija, 46/1, 175 – 177. Bren~i~, M. 2005: Kongres Evropskega geoznanstvenega združenja, Dunaj, Avstrija (24. – 29. april 2005). – Geologija, 48/1, 177-179. 223 Nove knjige GEOLO[KI TERMINOLO[KI SLOVAR, 2006, uredil Jernej Pav{i~, 331 str., 18 x 25 cm, trda vezava. Izdajatelja: Oddelek za geologijo NTF Univerze v Ljubljani in In{titut za slovenski jezik Frana Ramov{a ZRC SAZU, Založba ZRC, ZRC SAZU (Zbirka Slovarji), Ljubljana. Knjižna polica z geolo{ko literaturo je letos spomladi postala bogatej{a {e za eno knjigo, ki smo jo na slovenskem že dolgo pri~akovali. V sklopu Zbirke slovarjev pri Založbi ZRC SAZU je iz{el Geolo{ki terminolo{ki slovar, prvi tovrstni slovar v slovenskem jeziku. Urednik Jernej Pav{i~ in sodelavci Terminolo{ke komisije Mario Pleni~ar, † Jože Duhovnik, Dragica Strmole, Vida Pohar, Polona Kralj, Du{an Ku{~er, Rajko Pavlovec in Danilo Ravnik so na 331 straneh predstavili skoraj 11.000 eno- ali ve~besednih strokovnih geolo{kih izrazov, omenjenim avtorjem pa se je pridružila {e dolga vrsta svetovalcev za posamezna geolo{ka podro~ja. Leksikografsko in jezikovno redakcijo je po enotnem principu za celotno zbirko slovarjev opravila Zvonka Leder. Delo na slovarju je bilo zelo zahtevno, saj se je slovensko geolo{ko izrazje pri~elo oblikovati {ele z ustanovitvijo lastne univerze po prvi svetovni vojni. Ideja po velikem in sodobnem geolo{kem slovarju je bila prisotna kar ve~ deset let, že od leta 1962, ko je bila v ta namen pri Slovenski akademiji znanosti in umetnosti ustanovljena Komisija za geolo{ko in pale-ontolo{ko terminologijo. V za~etni fazi so ~lani zbrali do takrat razpoložljivo izrazoslovje, predvsem splo{no geolo{ko, paleontolo{ko, mineralo{ko in petrografsko terminologijo. Delo pri komisiji je nato za dalj{i ~as zastalo, vse do leta 1992, ko se je formirala že omenjena skupina, ki je celotno do tedaj zbrano gradivo ponovno pregledala, v veliki meri dopolnila in pripravila za tisk. Slovar je napisan po sodobnih na~elih stroke. Kot je zapisano v uvodu knjige je geolo{ki terminolo{ki slovar razlagalni in obenem informativno-normativni, saj posamezne izraze pomensko in jezikovno opisuje in vrednoti. Izrazi so kratki in jedrnati ter zajemajo prakti~no vsa podro~ja geolo{ke znanosti. Glede na tradicijo slovenske geologije in pestro geolo{ko zgradbo na{ega ozemlja, je zajetih nekaj ve~ stratigrafskih, paleontolo{kih in mineralo{kih izrazov, manj pa je izrazov tistih geolo{kih in sorodnih disciplin, ki se danes {e posebno intenzivno razvijajo (npr. tektonika, geohazard – zanimivo, da tega izraza sploh ni v slovarju, tehni{ki in geofizikalni izrazi, geoinformatika in sli~no). Kar nekaj težav sta avtorjem slovarja delala izbor in slovenjenje tistih izrazov, ki danes tako pri nas kot tudi drugod v svetu intenzivno prodirajo iz anglosaksonskega jezikovnega podro~ja in so se že dobro udoma~ili v tuji obliki (npr. madston). Slovar nima funkcije geolo{kega priro~nika ali leksikona, zato razen najkraj{e možne razlage posameznih gesel ne vsebuje nobenih slik, skic in literature. Izjemi sta le seznam mineralov s formulami ter tabela razdelitve geolo{ke zgodovine, ki sta dodani na koncu slovarja kot zelo koristni prilogi. Tisk knjige so finan~no podprli in omogo~ili Agencija za raziskovalno dejavnost RS, Slovenska akademija znanosti in umetnosti, Geolo{ki zavod Slovenije, In{titut za rudarstvo, geotehnologijo in okolje, DDC svetovanje in inženiring – Družba za svetovanje in inženiring d.o.o. ter Nafta Lendava d.o.o. 224 Avtorjem slovarja gre za trud in potrpežljivost, ki so ju imeli pri sestavi slovarja in njegovi pripravi za tisk vse ~estitke, saj je njegov izid pomemben dosežek doma~ih geologov. Knjiga je lepo opremljena, s trdimi platnicami, primernega formata, gesla pa so izpisana z mastnimi ~rkami, tako da je iskanje posameznih terminov zelo pregledno. Skoraj gotovo pa pri izboru in samem opisu posameznih gesel prihaja, kljub najbolj{i želji avtorjev po perfekciji, do do-lo~enih neskladij tudi v tej knjigi, kar pa ne zmanj{a njene teže. Te neusklajenosti bodo zagotovo odpravljene pri naslednji izdaji slovarja. Slovar lahko {tejemo kot nepogre{ljiv strokovni vir, ki ga bo potreboval vsak geolog. Zelo koristen vir geolo{kih informacij pa bo tudi za {tudente geologije, geografe, agronome, gozdarje, rudarje, gradbenike, vodarje, ekologe in vse tiste, ki se pri svojem delu profesionalno ali ljubiteljsko sre~ujejo z geologijo. Bojan Ogorelec 225 Navodila GEOLOGIJA objavlja originalne znanstvene razprave in strokovna poro~ila iz geo-lo{kih in sorodnih ved. Njen osnovni namen je seznanjati doma~o in tujo strokovno javnost s sprotnimi stanji geolo{ke nacionalne vede v Sloveniji in z dose`ki tujih geologov v svetu. Rokopisi prispevkov naj praviloma ne bodo dalj{i od 25 ra~unalni{ko izpisanih strani, v kar so v{tete tudi slike, tabele in table. Le v izjemnih primerih (natisi habilitacijskih, doktorskih in magistrskih del) je mo`no ob predhodnem dogovoru z uredni-{tvom tiskati tudi dalj{e prispevke. GEOLOGIJA od leta 2000 izhaja praviloma dvakrat letno v obsegu do 30 avtorskih pol. Vse prispevke recenzirajo doma~i in tuji vrhunski strokovnjaki. Avtorji so dol`ni njihovo pisno mnenje upo{tevati ter svoje prispevke po potrebi tudi dopolniti. V `elji, da bi z na{imi izsledki v slovenski geolo{ki vedi seznanjali ~im {ir{i krog strokovnjakov po svetu, je ve~ina prispevkov v GEOLOGIJI objavljena razen v slovenskem tudi v angle{kem oziroma nem{kem jeziku. Prispevke, ki obravnavajo snov v slovenske geologije, morajo avtorji pripraviti vsaj v tretjini celotne vsebine za objavo v slovenskem jeziku kot povzetke. Za prevode poskrbijo avtorji prispevkov sami, uredni{tvo opravi le jezikovne popravke. Prispevke oddajte uredni{tvu v enem izvodu pisno in na disketi ali CD-ROMU. Pisci prispevkov naj imena citiranih avtorjev med besedilom prispevka in pri na{tevanju literature pi{ejo brez presledkov med ~rka-mi. Imena avtorjev naj samo pod~rtajo ro~-no z rde~im svin~nikom, razpiranje bo uredila tiskarna. Imena fosilov (rod in vrsto) pa naj pi{ejo po{evno. Vse drugo bo uredilo uredni{tvo. Naslovi prispevkov naj bodo kratki in praviloma ne presegajo 12 besed. ^e je prispevek napisan v slovenskem jeziku, mora biti njegov naslov preveden tudi v angle{ki oziroma nem{ki jezik. Poleg avtorjevega polnega imena in priimka naj bo podan tudi njegov naslov. Vsebine oziroma kazala pri normalno dolgih prispevkih ne objavljamo. Kratka vsebina oziroma abstract naj ne presega tiso~ tiskovnih znakov. Pri slovensko napisanih prispevkih mora biti kratka vsebina napisana v slovenskem in angle-{kem oziroma nem{kem jeziku. avtorjem V literaturi naj avtorji prispevkov praviloma upo{tevajo le tiskane vire, rokopise naj navajajo v izjemnih in nujnih primerih z navedbo, kjer so shranjeni. V seznamu literature navajajte samo v prispevku omenjana dela. Med besedilom prispevka citirajte samo av-torjev priimek brez inici-alke njegovega imena (inicialko navajajte samo, ~e je ve~ avtor-jev z istim ali enakim priimkom), v oklepaju pa navajajte letnico izida navedenega dela in po potrebi tudi stran. ^e navajate delo dveh avtorjev, iz-pi{ite med tekstom prispevka oba priimka (npr. Pleni~ar & Buser, 1967, 152), pri teh ali ve~ih avtorjih pa napi{ite samo prvo ime in dodajte et al. z letnico (npr. Mlakar et al., 1992). Literaturo navajajte po abecednem redu. Primer citirane revije: Pleni~ar, M. 1993: Apricardia pachiniana Sirna from lower part of Liburnian beds at Diva~a (Triest–Komen Plateau). – Geologija, 35, 65–68, Ljubljana. Kendall, A. C. 1978: Subaqueous evapo-rites. In: R. G. Walker (ed.), Facies models. – Geol. Ass. Canada, 159-174. Toronto. Fabricius, F. , Friedrichsen, H. & Jacobshagen, V. 1970: Zur Methodik der Paläotem-peratur-Ermittlung in Obertrias und Lias der Alpen und benachbarten Mediteran-Gebieten. – Verh. Geol. B.A., 4, 538–593, Wien. Primer citirane knjige: Flügel, E. 1978: Mikrofazielle Untersuchungsmethoden von Kalken. – Springer Verlag, 454 pp., Berlin. ^rno-bele in barvne fotografije morajo biti v elektronski obliki v EPS, TIF ali PDF zapisu z lo~ljivostjo 300 dpi. Le izjemno je možno objaviti tudi barvne slike, vendar samo po predhodnem dogovoru z uredni-{tvom. ^rtne risbe morajo avtorji oddati v ra~unalni{ki obliki z lo~ljivostjo 800 dpi. Pri pripravi ~rtnih slik obvezno upo{tevaj-te zrcalo revije 13,7 x 19,6 cm, zato pazite na velikost ~rk, znakov in debelino ~rt in imejte v mislih, da morajo biti ob morebitni pomanj{avi slik ~rke visoke najmanj 1 mm. Ve~jih formatov od omenjenega zrcala GEOLOGIJE ne tiskamo na zgib, je pa možno, da ve~je oziroma dalj{e slike natisnemo na dveh straneh (skupaj na levi in desni strani) z vmesnim “rezom”. Slike obeležite s {tevil- 226 kami. V besedilu prispevka morate omeniti vsako sliko po {tevil~nem vrstnem redu. Tabele napi{ite s tiskalnikom tako, da jih je možno neposredno preslikati oziroma kli-{irati. Pri tem upo{tevajte zrcalo revije in velikost ~rk ob morebitni pomanj{avi. Pri korekturah tabel ni možno ve~ popravljati ali dopolnjevati. Table pripravite v formatu zrcala na{e revije. ^e jih je potrebno pomanj{ati, podajte na njihovih slikah merilo ali ob `e upo{teva-nem zmanj{anju navedite velikost predmetov v podnaslovu. Prostor na tablah ~imboj zapolnite in ne pu{~ajte nepotrebnih praznin. Podnaslove k slikam, tabelam in tablam, ki morajo biti pri dvojezi~nih ~lankih tudi dvojezi~no napisani, avtorji prilo`ijo na posebnih listih enega pod drugim. Zato teh podnaslovov ne pi{ete med besedilom pri- GEOLOGIJA issues authentic scientific papers as well as expert reports on the sphere of geological and related sciences, its main purpose being to appeal to the Slovene and foreign public and make it acquainted with the state of the national geologic science and the acquisitions of experts in the geology domain of the world. The article manuscripts should not exceed the extent of 25 pages, figures, tables and plates included. Exceptions to this rule i.e. publication of longer articles (such as papers presenting university habilitation as well as master’s degrees and doctor’s theses) could be agreed upon on the basis of a preliminary arrangement made with the editorial board. GEOLOGIJA appears from 2000 normally twice a year comprising to 30 author’s sheets. All the articles are subdued to a professional revision by eminent Slovene and foreign experts, moreover the authors of the articles are bound to take into consideration their written account and even to complete their contributions eventually. Aiming at a worldwide recognition of the latest discoveries in the field of Slovene geology bringing it thus closer to a larger circle of experts, we have envisaged a predominantly English and German version of the articles published from now on in the GEOLOGIJA review. The articles dealing with the issues on Slovene geology are supposed to have at least one third of the entire con- spevka. Podanaslovi naj bodo po možnosti ~imkraj{i. Korekture odtisov opravijo avtorji prispevkov, ki lahko popravijo samo tiskovne napake. Kraj{i dodatki ali spremembe pri korekturah so možne samo na avtorjeve stro{ke. ^e avtor v dolo~enem roku korektur ne vrne, le-te opravi uredni{tvo na avtorjeve stro{ke. Avtorji prejmejo 40 separatov brezpla~no. Uredni{tvo sprejema prispevke do vklju~-no 1. marca (1. {t.) in 1. septembra (2. {t.) v teko~em letu in se obve`e, da bodo le-ti tiskani v teko~em letu. Avtorje prosimo, da prispevke po{iljajo na naslov uredni{tva: GEOLOGIJA Geolo{ki zavod Slovenije Dimi~eva 14, 1000 Ljubljana Uredni{tvo to authors tent published in Slovene in the form of an abstact. One copy of each article, printed as well as on a floppy disk or CD-ROM, is to be delivered to the editorial office. The names of authors quoted in the text and in the bibliography should be written without spaces, while the names of fossils (species and genus) should be written in italics. The rest will be seen to by the editorial board. The title of the article should be rather short. In case of the article being written in Slovene language, there is a demand for the title being provided in English or German, as well. Besides the author’s full name, his official address should be stated, too. The article should be preceded by a brief summary or abstract not surpassing 1000 print signs. Articles written in the Slovene language should dispose of a short outline in Slovene, English and German respectively. As to the bibliography, the authors should, as a rule, consider only printed sources, manuscripts being quoted exceptionally, when absolutely necessary, with the exact address of the manuscript depository. The bibliographic list should comprise only the works mentioned in the article. In the article text the mere surname of the author is to be quoted, i.e. without the initials of his name (initials being quoted only in case of several authors by the same name), while the year 227 of publication – if needed, even the page – is quoted in parentheses. In case of a two-author quotation, the two surnames are to be written out within the text of the article (for example: Pleni~ar & Buser, 1967, 152), while in case of a three or several authors quotation, write out only the first name and add et al., the year included (ex. g. Mlakar et al., 1992). The literature is to be quoted following an alphabetic order. Example of review quotation: Pleni~ar, M. 1993: Apricardia pachiniana Sirna from lower part of Liburnian beds at Diva~a (Triest–Komen Plateau). – Geologija, 35, 65–68, Ljubljana. Kendall, A. C. 1978: Subaqueous evapo-rites. In: R. G. Walker (ed.), Facies models. – Geol. Ass. Canada, 159-174. Toronto. Fabricius, F. , Friedrichsen, H. & Jacobshagen, V. 1970: Zur Methodik der Paläotem-peratur-Ermittlung in Obertrias und Lias der Alpen und benachbarten Mediteran-Gebieten. – Verh. Geol. B.A., 4, 5383-593, Wien. Example of book quotation: Flügel, E. 1978: Mikrofazielle Untersuchungsmethoden von Kalken. – Springer Verlag, 454 pp., Berlin. Black and white photographs are to be in electronic version in EPS, TIF or PDF formats with the resolution of at least 300 dpi. Coloured photographs will be published exceptionally only, according to a previous agreement with the editor. Line drawings are to be in electronic version with the resolution of 800 dpi. While preparing the sketches, pay attention to the review type face 13,7 x 19,6 cm, heed the size of letters, signs, and line boldness as well bear in mind the cases of figure diminishing where letters must preserve the size of 1 mm, at least. Greater formats than the above mentioned type face of GEOLOGIJA are not printed as folded additons. The boarding staff admits, nevertheless, of the possibility of having a larger and longer figure printed on two pages (letf and right side together) with an intermediate “cut” or folding. Tables should be made on a printer to permit their immidiate copying or clichéing, respectively. The review type face shold not be neglected, either, as well as the letter size in case of diminishing. The plates are to conform to the review type face; if a diminishing is needed, add a scale to their pictures or, in case of the diminishing having already been taken into account, the size of objects in the subtitles should be stated. The space on tables should be made a good use of, leaving no unnecessary blanks. Subtitles to figures, tables and plates of bilingual articles are to be written in both languages as well, authors are asked to deliver them in a subsequent order on special sheets, that’s why these subtitles do not figure in the text itself. Subtitles should be as brief as possible. Proof-checkings are carried out by the authors of the articles themselves who are only to correct the misprints, however. Shorter additional remarks or changes while proofreading will be tolerated only at the expenses of the author himself. If the corrections are not returned in due time, the editor staff will effectuate proff-reading at the expensis of the author. Authors will be sent 40 issues free. Articles shall have been entered by 1st March (Vol. 1) and 1st September (Vol. 2) the editorial board will commit itself to print them in the current year. The authors are requested to send the articles to the address of the editorial board. i.e.: GEOLOGIJA Gological Survey of Slovenia Dimi~eva 14, 1000 Ljubljana, SLO Editorial Board