The paper is a short summary of the metasomatic families in Bulgaria and is based on the nomenclature of metasomatism and metasomatic processes proposed by the Subcommission on systematic of metamorphic rocks. The following families are represented: skarn, quartz-feldspar, greisen, beresite, propylite, secondary quartzite, aceite, argillisite, quartz-sericite, quartz-adularia-sericite ones. Their wide spread distribution in Bulgaria is described. The characterization of these families includes indications for: individuality, geological and physical and chemical conditions of formation, peculiarities of the mineral composition and behavior of the elements, metasomatic zoning, and metallogenic importance. It is outlined that there is need of larger scale studies of the physical and chemical conditions of formation, the interrelations between the families, the geochemical characteristics, and the metallogenic evaluation. A detailed analysis in future of the metsomatic processes and rocks may introduce some corrections and additions in the known families as well as to give opportunity for establishment of new families including those not registered already on the given diagram.
А. Кунов. Метасоматические фамилии в Болгарий - обзор. Работа является сокращенным обобщением данных по метасоматическим семействам в Болгарии. Обобщение сделано на основании номенклатуры метасоматизма и метасоматических процессов, предложенной Подкомиссией по систематике метаморфических пород. В Болгарии представлены следующие семейства: скарновое, кварц-полевошпатовое, грейзеновое, березитовое, пропилитовое, вторичных кварцитов, эйситовое, аргилизитовое, кварцсерицитовое, кварц-адуляр-серицитовое. Приведены данные об их широком распространении. При характеристике семейств описаны признаки их индивидуальности, геологические и физикохимические условия образования, особености минерального состава, поведение элементов, метасоматическая зональность и металлогеническое значение. Показана необходимоть более широких исследований физикохимических условий, при которых происходит образование метасоматитов, а также взаимоотношений разных семейств, их геохимической характеристики и металлогенической оценки. Автор считает, что обстоятельственный анализ метасоматических процессов и пород может способствовать выявлению новых семейств и может внести поправки и дополнения к характеристике уже изветных, в том числе и семейств, которые не обозначены на обобщенной диаграмме.
The lithological analysis of the metamorphic rocks in the Rhodope massif, taking into consideration the lateral variability of their primary composition, polymetamorphic effects and tectonic deformations, demonstrates that prior to the metamorphism the upper Rhodopian Supergroup is composed of two complexes: lower volcano-sedimentary and upper calcareous ones. The lower complex after the metamorphism is composed of metaophiolites (serpentinites, amphibolites, metagabbroids) in the lower levels), mica schists, marbles, quartzites, jaspilites, called Variegated Formation. The upper complex is composed of marbles interlayered with schists. There are two types of Variegated Formation: à. Western Rhodopian (Satovcha) type with ophiolites prevailing in lower layers and b. Central Rhodopian (Lukovitsa) type with sedimentary rocks prevailing. A new correlation scheme of the lithostratigraphic units from Precambrian blocks in South Bulgaria is presented.
E. Кожухарова. Реконструкция первичной стратиграфии и корреляция докембрийских метаморфических комплексов в Родопском массиве. Литологический анализ метаморфических пород Родопского массива, с учетом латеральных изменений первичного состава, полиметаморфических эффектов и тектонических деформаций, показывает что верхняя Родопская надгруппа до метаморфизма состоялась только из двух комплексов: нижний вулкано-осадочный и верхний известковый. Нижний комплекс после метаморфизма состоит из метаоффиолитов (серпентинитов, амфиболитов, метагабброидов, занимающих нижние горизонты), слюдянных сланцев, мраморов, кварцитов, джеспилитов, названый здесь Пестрая свита. Верхний комплекс состоит из мраморов с прослоями сланцев. Различаются два типа Пестрой свиты: а. Западнородопский (Сатовчанский) тип, с преобладающими оффиолитами в нижних горизонтах и б. Центральнородопский (Луковицкий) тип, с преобладанием осадочных пород. Представлена новая схема корреляции литостратиграфических единиц докембрийских блоков в Южной Болгарии.
The evolution of the ideas about the basement complexes on the Balkan Peninsula has developed from the initial attribution to a single and uniform Precambrian complex towards differentiation, and recognition of different protoliths that underwent polymetamorphic and multideformational histories. Correlation between metamorphic complexes distinguished in different Alpine and/or Hercynian tectonic zones should be made only when a detailed knowledge were obtained on all significant features of the protoliths and the superimposed metamorphic and structural events. The now available petrologic information is still insufficient to fully understand and outline the complex 3D history of the region.
И. Загорчев. Метаморфические комплексы амфиболитовой фации в Болгарии и пре камбрийская геодинамика: противоречия и состояние вещей. Эволюция идей о комплексах фундамента на Балканском полуострове развивалась из начальной концепции о единном и единственном прекамбрийском комплексе к диффенциации и признании разных протолитов которые перетерпели полиметаморфическую и полидеформационную историю. Кореляцию между метаморфическими комплексами обнаруженными в отдельных альпийски и/или герцински тектонических зонах надо делать только когда была бы получена детальная характеристика все основных оссобеностей протолитов и наложенных метаморфических и деформационных событий. Настоящая петрологическая информация недостаточна чтобы полно понять и обрисовать комплексную тридименсионную историю региона.
The association of Ca-rich garnet and Na-rich plagioclase in migmatites is a proper indicator for high-pressure melting. Garnet-bearing leucosome and aplitoid gneiss from the Mechi Chal peak in the Chepelare area of the Central Rhodope comprise a mineral assemblage produced by high-pressure melting: Ca-rich garnet (grossular 22–33 %), Na-rich antiperthitic plagioclase (An15–20), perthitic K-feldspar, quartz, and minor back reaction biotite replacing garnet rims. The approximate conditions of melt crystallization are in the range 1.6–1.9 GPa/800–850°C that is well above the P–T estimates available for the Central Rhodope migmatites. The study focuses attention on the key role of the high-pressure melting in the Alpine metamorphic evolution of the Central Rhodope.
З. Чернева, М. Георгиева, Е. Станчева, Я. Герджиков. Гранат-содержащие мигматиты, образованные при высоких давлениях (Чепеларский район, Центральные Родопы). Ассоциация гранатов с повышенным содержанием Са и плагиоклаза, обогащенного Na, является прямым индикатором плавления в условиях высокого давления. Гранат-содержащая лейкосома и аплитовидные гнейсы вершины Мечи чал (Чепеларский район Центральных Родоп) содержат ассоциацию минералов, образованных в условиях плавления при высоком давлении. Представлены: гранат с высоким содержанием Са (22–33% гроссуляра), антипертитовый плагиоклаз с повышенным Na-содержанием (An15–20), пертитовый К-полевой шпат, кварц и поздний биотит, который замещает внешние зоны граната. Приблизительные условия, в которых происходила кристаллизация расплава, были в границах 1.6–1.9 GPa/800–850°C. Они значительно превышают P–T условия, вычисленные для центральнородопских мигматитов. В работе обсуждается значение плавления в условиях высокого давления при Альпийской метаморфической эволюции Центральных Родоп.
Extensive crustal melting and intrusive granite magmatism accompanied the extensional stage of the Rhodope massif Alpine evolution. Granites of different structural position and time of crystallization could reveal compositional and temporal relations between anatectic migmatization and granite magma generation. We have studied the post-kinematic Smilyan pluton and smaller syn-kinematic granite bodies hosted by the Madan unit metatexitic gneisses in the southwestern periphery of a metamorphic core complex known as Central Rhodopian Dome (CRD). The dominant geochemical features of the Madan unit granites display remarkable similarities with in situ formed anatectic melts from the CRD diatexitic core (Arda unit): felsic peraluminous compositions, low HFSE and REE, high LILE contents and LREE/HREE ratios, and negligible to positive Eu anomaly. Some deviations of the syn-kinematic granites geochemistry (metaluminous compositions, REE and HFSE enrichment, LREE/HREE ratios and Eu/Eu* variation) support an idea of separate partial melt batches extracted from different precursor compositions. Age data available (Smilyan pluton 43 Ma, and CRD core anatectic melts 37–38 Ma) preclude direct feedback relations between Madan unit intrusive granites and Arda unit migmatites. We infer that the migmatite-granite connection should be considered a common process of protracted Tertiary crustal melting that operated during CRD evolution and affected different crustal sources to produce discrete portions of granite melts. Major and trace elements geochemistry reveals potential lines of descent amongst groups of spatially related granitic rocks due to the same mechanism of melt generation.
Э. Раева, З. Чернева. Геохимия связи между мигматзацией и гранитообразованием на примере с территории Центральных Родоп, Болгария. Экстензионный этап в Альпийской эволюции Родопского массива сопровождался экстензивным плавлением коры и интрузивным гранитным магматизмом. Внедренные в разное время граниты и граниты разной структурной обусловленности могут выявить связь между составами продуктов анатектической мигматизаци и гранитными магмами, а также — соотношения соответствующих процессов во времени. Нами изучались посткинематический Смилянский плутон и небольшие синкинематические граниты, размещенные среди мигматизированных гнейсах Маданской единицы. Район исследования расположен на юго-западной периферии метаморфического ядерного комплекса, слагающего Центральнородопский купол (CRD). Доминирующие геохимические особенности гранитов Маданской единицы показывают замечательное сходство с образованными in situ анатектическими расплавами диатектического ядра СRD, т.е. с Ардинской единицей. К этим особенностям относятся: кислый пералюминиевый состав, ниские содержания HFSE и REE, высокие содержания LILE и значения отношений LILE/HREE, а также — незначительная (до положительной) Еu аномалия. Некоторые отклонения в геохимии синкинематических гранитов являются подтверждением идеи о том, что различия в продуктах частичного плавления обусловлены различиями в составах исходных пород. Среди этих отклонений отметим: метаалюминиевый состав, повышенные содержания HFSE и REE и значения отношений LREE/HREE, а также — вариации в отношении Eu/Eu*. Данные о возрасте (Смилянский плутон — 43 Ма и анатектиты ядра CRD — 38–37 Ма) исключают прямую связь между интрузивными гранитами Маданской единицы и мигматитами Ардинской единицы. Мы рассматриваем связь гранитов и мигматитов как единый процесс продолжительного третичного плавления коры, которое происходило во время эволюции СRD. Плавление охватывало разные коровые источники и при этом происходило образование oбособленныйх порций гранитных расплавов. Геохимия основных элементов и элементов-следов выявляет потенциальные линии родства между группами пространственно связанных гранитных пород на основании того-же самого механизма, по которому осуществилось образование расплавов.
The late Jurassic igneous protoliths of the two-mica and leptitoid gneisses in the Central Rhodope Asenitsa unit correspond to a range of metaluminous granodiorite to wide-spread peraluminous leucogranite compositions. Despite the amphibolite facies metamorphic overprint, the major and trace elements distribution of the igneous protoliths are preserved to a significant extent. Systematic geochemical variations display magma fractionation trends The most indicative of the latter are increasing Rb/Sr ratios from 0.1 to 22, decreasing Eu/Eu* values from 0.8 to 0.1, and decreasing Zr/Hf ratios from 40 to 11 towards the most felsic orthogneisses. The whole orthogneiss suite is distinguished by high LILE/HFSE ratios that support crustal dominated and evolved magma source.
З. Чернева, Е. Станчева, Л.-А Даиева, Е. Войнова. Геохимия ортогнейсов в северной части Центральных Родоп. Позднеюрские магматические протолиты двуслюдяных и лептитовидных гнейсов Центральнородопской Асеницской единицы соответствуют такой последовательности составов, которая начинается метаалюминиевым гранодиоритом и кончается широко распространенным пералюминиевым лейкогранитом. Распределение главных элементов и элементов-следов в магматических протолитах сохранено в значительной степени несмотря на наложенный метаморфизм амфиболитовой фации. Систематические геохимические изменения соответствуют тренду магмического фракциониравания. Самым ярким доказательством этого являются: увеличение отношения Rb/Sr с 0.1 до 22, умeнешение значения Eu/Eu* с 0.8 до 1.0 и уменьшение Zr/Hf отношения с 40 до 11 от менее кислых к самым кислым ортогнейсам. Вся ортогнейсовая серия отличается высокими значениями отношения LILE/HFSE, которые подтверждют преимуществено коровый магматический источник пород.
The main criteria for evaluation of the integral geological hazard in Sofia valley are presented in this paper. The criteria of the geological hazard are supplemented with the main characteristics of the geological, tectonic, morphological, geotechnical and hydrogeological conditions and factors, which are related to the emergence of phisicogeological processes. The geological-geomorphological, the lithological-geotecnical, the hydrogeological conditions are considered as a main factors that determinate the phisicogeological processes and then the level of geological hazard. The role of the tectonic movements — slow and sudden (earthquakes), the spatial configuration of faults, the possible activation zones are prioritized when determinate the level of hazard. The manifestation of all endogenic and exogenic geological activities are taken in consideration for different part of Sofia valley. A four-degree scale of geological hazard is determined, which include the following levels — very high, high, average and low.
Б. Беров. Зональное расчленение Софийской котловины по степени геологической опасности. В работе приведены основные критерии общей оценки геологической опасности в Софийской котловине. Их описание дополнено основными характеристиками геологических тектонических, морфологических, геотехнических и гидрогеологических условий и факторов которые связаны с резким и непредусмотренным изменением физико-геологических процессов. Геологическо-геоморфологические, литологическо-геотехнические и гидрогеологические условия являются основыми факторами, определяющими физико-геологические процессы и степень геологичской опасности. При оценке опасности акцент поставлен на: роль тектонических движений (медленных и внезапных, т.е. землетрясений), на пространственные конфигурации разломов и на зоны с возможной активизацией. Отмечены и взяты под учет все проявления эндогенной и экзогенной геологической активности в разных частях Софийской котловины. В предложенной шкале геологической опасности выделены четыре степени: очень высокая, высокая, средняя и ниская.
A method is worked out for the assessment of natural (dynamic) resources Qd of relatively small thermal deposits representing drainage zone of a hydrothermal system. The hydrogeological conditions in such a system are schematized by a vertical circular aquifer with impermeable lateral boundary and permeable upper and lower boundaries with surface Fd (fig. 1). The lower surface of the area is influenced by uniformly distributed constant recharge Qd coming from the depth. Qd is drained over the upper surface by natural springs and/or by existing flowing wells. Some part of recharge Qd stay hidden because of its distribution as a small quantities in different parts of the aquifer and/or because of the leakage trough the materials of the river terrace, where the drainage zone normally is located. Because of this hidden part of the natural resource the total quantity of Qd remains unknown. For determining its value a pumping test is carried out with two constant discharges Q1 and Q2. The pumping well or wells has to be located approximately in the middle of the aquifer. Each one of the two discharges must be greater than the total recharge Qd. Under such condition the velocity of drawdoun of piezometric level in one observation well becomes constant after some time elapsed from the start of the pumping. The values of these constant velocities v1 and v2 are functions of the pumping rate. The value of Qd is determined according to formulas (8) and (9).
In the paper are given some complimentary explanations for application of the methodology including an example of determining the natural resources of one thermal deposit.
Йотов, Ил. Оценка естественных ресурсов термальных вод формулировка, опытные данные, результаты. Разработан метод определения естественных (динамических) ресурсов Qd относительно небольшого месторождения термальной воды. Месторождение является дренажной зоной гидротермальной системы. Гидрогеологические условия такой системы представлены схематично в виде вертикального водоносного горизонта с круговым сечением. Его латеральная граница непроницаема, а нижняя и верхняя граничные поверхностьи (с площадями Fd) проницаемы (фиг. 1). Водоносный горизонт получает естественное питание Qd из глубины. Оно распределено равномерно по нижней поверхности Fd. Qd дренируется на верхней поверхности при помощи естественных источников и (или) существующих самоизливающихся скважин. Часть питания однако остается скрытым, так как оно распределено незначительными количествами в различных зонах пласта или ввиду перетекания через перекривающие отложения речных террас, где обычно находится дренажная зона месторождения. Благодаря этой скрытой части пытания, его общая величина Qd остается неизвестной. Для ее определения проводится опытная откачка из одной или нескольких скважин, расположенных приблизительно в центре водоносного горизонта. Откачка осуществляется в режиме двух постоянных дебитов Q1 и Q2. Каждый из них должен превишать величину естественных ресурсов месторождения Qd. При этих условиях скорость понижения напора в данной наблюдательной скважины становится постоянной после некоторого времени с начала откачки. Значения этих постоянных скоростей v1 и v2 являются функцией дебита откачки. Величина Qd определяется по формулам (8) и (9).
В статье даны некоторые дополнительные пояснения по приложению разработанной методики, в том числе и практическое определение естественного ресурса Qd на примере конкретного месторождения термальных вод.
The human impact on the environment as a result of natural goods mastering often leads to contamination of wide areas. Example for that is the work of “Cumerio—Med” AD factory, situated between Zlatitsa and Pirdop towns. The hydrodynamic modelling shows the tendencies in groundwater movement in the investigated area. Simulation of pollutants migration for different periods have been made — copper and sulfates. The issue is fast transport of sulfates in comparison with copper.
П. Гергинов, М. Кръстанов Оценка загрязнения подземных вод индустриальной деятелъностъю. Воздействие человеческой деятелъности на окружающую среду при освоении природных богатств части приводит к загрязнению обширных районов. Примерном такой деятелъности является работа завода Кумерио-Медъ АО, разсположенного между городами Златица и Пирдоп. Предложенны гидродинамическы моделъ показывает тенденции в движении подземных вод исследованного района. Проведено моделирование миграции загрязнителей меди и сулъфатов на длителъны период. Установлено, что перенос сулъфатов осуществляется быстрее, чем меди.
The present paper considers the properties and technological characteristics of ternary mixtures of loess, Portland cement and zeolite prepared at high moisture content. The unconfined compressive strength, permeability and sorption of the mixtures are determined after different periods of curing. It is established that the analysed mixtures are more suitable for the construction of isolation barriers of waste repositories in comparison with mixtures containing only loess and cement.
Б. Чакалова, К. Тодоров. Пластичный грунтоцемент для изоляционных барьер. В настоящей статье рассматриваются свойства и технологические характеристики 3-компонентных смесей, состоящих из лесса, портланд-цемента и цеолита, приготовленных при высоком влагосодержании. Предел прочности при одноосном сжатии, коэффициент фильтрации и сорбционная емкость смесей определялись на различные периоды выдерживания образцов. Установлено, что исследуемые смеси являются более подходящими для строительства изоляционных барьеров хранилищ опасных отходов по сравненнию со смесями, содержащими только лесс и портланд-цемента.
The study is based on coal samples from Makedonka, Krupen and Gurkovo Formations. More than 55 specimens were collected, which represent the Westphalian plants and have been recorded in the field for ecological purposes. This research considers the evolutionary and phylogenetic importance of the fossil plants identified, where determination of the composition and distribution of the miospore assemblages allows reconstruction of the flora. The study provides important information on the detailed structure of coal swamp vegetation. Global climate changes, mainly droughts, have forced vegetational changes, resulting in seed-plant world domination. The current result helps to assess the role of the different plant groups (microfloristic assemblages) in the shaping of terrestrial ecosystems over time, and provides insight into the origins of modern day terrestrial biodiversity.
Т. Димитрова. Экология поздневестфальской микрофлоры из Добруджанского угольного бассейна, Болгария. Проведено исследование 55 образцов угля с вестфальской растительностью. Они собраны из трех свит: Македонской, Крупенской и Гурковской. В работе обсуждается эволюционное и филогенетическое значение установленных ископаемых растений. На основании определения состава и распространения миоспоровых ансамблей сделаны реконструкции флоры. Исследование предоставляет важную информацию о детальной структуре углеобразующей болотной растительности. Установлено, что глобальные климатические изменения, главным образом засуха, ускорили изменения растительного мира и что это нашло выражение в повсеместно повышенной представительности семенных растений. Результаты работы помогут при оценке роли разных групп растительности (микрофлористических ансамблей) в процессах становления сухоземных палеоэкосистем и дадут возможность лучше понять современноe сухоземное биоразнообразие.
GEOLOGICAL INSTITUTE “Strashimir Dimitrov”
Acad. G. Bonchev Str., Bl. 24
1113 Sofia
Bulgaria
Phone: +359 (02) 979 2250
Fax: +359 (02) 8724 638
E-mail: editorial-office@geologica-balcanica.eu
The construction of this website is
financed by the
Bulgarian “Scientific Research” Fund, Ministry of Education and Science.