A. Baraković1

E. Jašarević2

GEOMORFOLOŠKA ANALIZA PODRUČJA LEŽIŠTA KAMENE SOLI ''TETIMA''

GEOMORPHOLOGICAL ANALYSIS OF ''TETIMA'' SALT DEPOSIT AREA

Naučni rad

REZIMEGeomorfološka analiza područja ležišta kamene soli ''Tetima'' je izvršena

sagledavanjem osnovnih geoloških,geomorfoloških i hidrografskih karakteristika predmetnog područja i primjenom postupaka kvantitativne geomorfološke analize, koji su obuhvatili analizu energije reljefa i analizu drenažnog sistema. Na osnovu provedenih analiza utvrđen je položaj, znak i intenzitet neotektonskih pokreta kojima su formirane odgovarajuće neotektonske strukture. Analize su vršene na topografskoj podlozi razmjere 1:25 000, a površina analiziranog područja iznosi 25 km2. Ključne riječi: geomorfologija, analiza, energija reljefa, drenažni sistem,neotektonika

SUMMARYGeomorphological analysis of the ''Tetima'' salt deposit area was performed

considering the fundamental geological, geomorphological and hydrological characteristics of the area and by applying procedures of quantitative geomorphological analysis, which involved the analysis of relief energy as well as analysis of the drainage system. Based on conducted analysis, location, character and intensity of neotectonic movements was determined, through which the appropriate neotectonic structures were formed. Key words: geomorphology, analysis, energy, dreinage system, neotectonics

UvodOblici u reljefu analiziranog područja su posljedica djelovanja endogenih i egzogenih

pokreta i procesa na stijenske mase tokom tercijera i kvartara. Geomorfološkom analizom određen je uticaj neotektonskih pokreta na oblikovanje reljefa, primjenom postupaka kvantitativne geomorfološke analize. Suština kvantitativne geomorfološke analize predstavljaju parametari kojima su iskazana određena svojstva geomorfoloških procesa i oblika u reljefu. Za definisanje neotektonskih pokreta na području ležišta soli ''Tetima'' primijenjeni su postupci analize energije reljefa i analize drenažnog sistema.

1. Geografski položaj, geomorfološke i hidrografske karakteristike

Ležište kamene soli ''Tetima'' nalazi se oko 8 km sjeveroistočno od Tuzle, na južnim obroncima planine Majevice, u okviru Dokanjske sinklinale, (sl.1).

1 Dr.sc.Amir Baraković,vanredni profesor RGGF-Univerzitet u Tuzli.2 Eldar Jašarević,dipl.inž.geol. Rudarski institut d.d. Tuzla.

1

Slika 1 – Geografski položaj područja ležišta kamene soli ''Tetima''

Područje ''Tetima'' predstavlja izrazito brdski teren koji u orografskom smislu raste prema sjeveru prelazeći u horst Majevice, i opada prema jugu, prelazeći u Tuzlanski bazen. U sjevernom dijelu predmetnog područja ističu se vrhovi Počivala, (834 m.n.m.), Grede, (803 m.n.m.) i Kapljevac, (745 m.n.m.), dok u južnom dijelu dominiraju niži obronci sa kotama ispod 600 m.n.m. Geomorfološke i orografske karakteristike područja, te relativna visinska razlika između najviše kote, (834 m.n.m.) i najniže kote, (350 m.n.m.), upućuju da je prilikom oblikovanja terena tektonika bila dominantan faktor. Od egzogenih faktora koji su uticali na oblikovanje reljefa dominantni se fluvijalni i proluvijalni procesi i sa procesom denudacije oblikovali su fluvio-denudacioni tipove oblika reljefa. Uslijed ovih procesa nastao je nesklad između ugla nagiba padina i fizičko-mehaničkih svojstava geoloških sredina, zbog čega dolazi do gravitacionog kretanja na dolinskim stranama rijeka. Ovakvi i slični koluvijalni procesi, skupa sa fluvio-denudacionim procesima predstavljaju padinske procese koji su karakteristični za predmetno područje.

Drenažnu mrežu čine drenažni sistemi vodotoka Piperke, Jablaničke rijeke, Gnjice, Jale, Kosačke rijeke, Dulerke i Pustovica potoka. Osim pomenutih, hidrografsku mrežu upotpunjuju i povremeni vodotoci bujičnog karaktera, čije se prihranjivanje vrši uglavnom od atmosferskih padavina. Pravci pružanja vodotoka su S-J, SI-JZ i upravni su na pravce pružanja slojeva geoloških tvorevina. Uslijed toga izražena je vertikalna erozija i odnošenje znatnih količina materijala iz viših dijelova terena i njihovo akumuliranje u nižim dijelovima.

2. Geološke karakteristike

U geološkoj građi šireg područja ležišta kamene soli ''Tetima'', (sl. 2), dominiraju neogeni sedimenti koji predstavljaju južni obod Panonskog bazena, dok su paleogeni sedimenti geodinamičkim procesima otkriveni u području horsta Majevice. [1]

2.1. Litologija paleogena

Eocenski sedimenti, izgrađuju glavni greben Majevice u kojem su zastupljeni laporci, pješčari i krečnjaci. U donjem dijelu ove serije utvrđene su pojave kamenog uglja.

Oligocenski sedimenti, leže konkordantno ispod slavinovičkih krečnjaka Tuzlanskog bazena i čine njegov sjeverni rub. Predstavljeni su laporcima, glincima i pješčarima, te podređeno konglomeratima.

2

2.2. Litologija neogena

Miocenski sedimenti, javljaju se uz jugozapadni rub Majevičkog horsta. Razvijeni su u faciji krečnjaka i laporaca ''Slavinovića'', leže konkordantno na oligocenskim sedimentima i postupno prelaze u sedimente crvene serije. ''Crvena serija'', leži konkordantno na Slavinovičkim krečnjacima. U sastav ove serije ulaze: crveni konglomerati, konglomeratični pješčari, tufitni pješčari, tufitni alevroliti, glinci, rjeđe laporoviti kvrgavi krečnjaci, krečnjaci i gips. Sedimenti ''šarene serije'' su objedinjeni sa prethodnom serijom, leže konkordantno preko slavinovićkih krečnjaka, javljaju se na krilima Dokanjske sinklinale, predstavljeni su pjeskovitim laporcima, pješčarima i rjeđe konglomeratima.

''Sona Formacija'' , leži diskordatno preko crvene i šarene serije, karakteriše se trakastom teksturom a izgrađuju je hemogeni karbonati, kamena so, anhidrit, laporci, glinoviti laporci, laporoviti alevroliti i alevroliti, te piroklastiti.

Gornje tuzlanski pločasti krečnjaci, su tanko uslojeni do laminirani i predstavljaju završetak sone formacije.

Miocenskim sedimentima pripadaju tamnosivi i crni laporci. Može se izdvojiti donji nivo kompaktnih crnih laporaca debljine 20-70 m i gornji nivo sivih laporaca i alevritskih laporaca sa foraminiferskom faunom.

Alternirajuća serija laporaca, alevrolita i arenita je ukupne debljine oko 300 m. Ove naslage odlikuje turbiditni karakter sedimentacije.

Brakične sedimente značajnog rasprostranjenja u ovom lokalitetu čine: donje ''Rissoa slojevi'' predstavljeni tamnosivim tankoslojevitim laporcima u izmjeni sa laporovitim pješčarima, gornje ''Rissoa slojevi'' izgrađeni od pješčara, konglomerata i pjeskovitih laporaca u ritmičnoj izmjeni, donji ''Ervilia slojeve'' predstavljeni laporcima sa proslojcima konglomerata, gornji ''Ervilia slojeve'' predstavljeni kvarcnim pješčarima koji naviše prelaze u krupnozrne slabovezane rožnjačko-kvarcne konglomerate, i ''Mactra slojevi'' u čijem su donjem dijelu krečnjački pješčari u smjeni sa pjeskovitim do laporovitim glinama. Miocenskoj seriji sedimenata pripadaju glinoviti laporci i gline, a rjeđe šljunkoviti pješčari, pjeskovi i laporoviti krečnjaci. Debljina ovih sedimenata u Dokanjskoj sinklinali iznosi oko 120 m.

Morfostrukturni oblici predmetnog područja su obrazovani djelovanjem neotektonskih pokreta. U srednjem i gornjem miocenu dolazi do izdizanja glavnog Majevičkog grebena, koji je do tada jedinstveni Tuzlanski bazen podijelio na dva dijela: Tuzlanski u užem smislu na jugu, i Šibošničko-loparski bazen na sjeveru. Prema tome, na širem području ležišta kamene soli ''Tetima'' možemo izdvojiti dvije neotektonske jedinice: greben (horst) Majevice i Tuzlanski bazen.

U prvoj fazi formiranja horsta Majevice, došlo je do stvaranja prečage i diobe bazena, a kasnije i do generalnog izdizanja sjevernog krila, formiranja horsta i stvaranja planine Majevice. Ovo izdizanje traje i danas, a relativna kretanja u okviru horsta iznose preko 3 000 m.

Tuzlanski bazen se nalazi između grebena Majevice na sjeveru i Sprečke depresije na jugu. Kroz čitavo neotektonsko vrijeme tone, pa debljina neogenih naslaga koje ga izgrađuju, prema geofizičkim podacima iznosi oko 4 000 m. U okviru Tuzlanskog bazena kao posljedica tektonskih pokreta formirano je više strukturnih oblika sinklinalnog i antiklinalnog karaktera. Jedna od njih je i sinklinala Dokanj, u okviru koje se javlja ležište kamene soli. Ova sinklinala se pruža u pravcu ZSZ-IJI, i tone u smjeru ZSZ. Sjeverno krilo ove sinklinale je izrazito strmo sa nagibom od oko 75º, dok je južno krilo izrazito asimetrična struktura.

3

Slika 2.-Geološka karta područja ležišta kamene soli ''Tetima'', [2]

4

3. Geomorfološka analiza (rezultati i diskusija)

Geomorfološka analiza područja ležišta kamene soli ''Tetima'' izvedena je postupcima kvantitativne geomorfološke analize, u okviru koje je izvršena analiza energije reljefa i analiza drenažnog sistema. [3]

Analize su izvršene na topografskoj podlozi razmjere 1:25000, pri čemu je analizirano područje površine 25 km2.

3.1. Analiza energije reljefa

Energija reljefa definisana je njegovom visinom odnosno visinskom razlikom, (Δh) najviše i najniže tačke unutar posmatrane jedinične površine terena (P), i predstavlja parametar vertikalnog raščlanjenja reljefa (Vr). [4]

gdje je: Vr - parametar vertikalnog raščlanjenja reljefa Δh – visinska razlika najviše i najniže tačke P – površina unutar koje se utvrđuje energija reljefa.

Regionalnom analizom energije reljefa dobijeni su podaci o položaju neotektonskih struktura, intenzitetu i znaku pokreta. [5]

Za veličinu jedinične površine odabrano je kvadratno polje dimenzija 1km x 1km, što u razmjeri karte iznosi 4 x 4 cm. Po mreži jediničnih površina, unutar svakog polja utvrđena je visinska razlika najviše i najniže kote terena i upisana je u centar polja. Povećanje tačnosti analize postiže se poguščavanjem tačaka pomjeranjem jedinične mreže za pola polja u pravcu istok-zapad, odnosno sjever-jug, i u svakom novom položaju jedinične mreže, vrijednosti visinskih razlika se upisuju u centre jediničnih polja, (sl.3). Radi preglednosti i jednostavnije interpretacije, vrijednosti visinskih razlika tj. energije reljefa su izražene kao pozitivne odnosno negativne vrijednosti u odnosu na referentni nivo koji je određen kao aritmetička sredina svih utvrđenih visinskih razlika, zaokružen na cijeli broj. Referentni nivo analiziranog područja iznosi 207 m i izračunat je slijedećim izrazom:

Referentni nivo = .

Primjenom formalne interpolacije izvučene su izolinije energije reljefa. Koncentracija izolinija sa većim pozitivnim vrijednostima odgovara području pojačane erozije, dok izolinije sa većim negativnim vrijednostima upućuju na područja pojačane akumulacije. [6] Karta energije reljefa područja ležišta soli ''Tetima'' prikazana je na slici 3 , dok je 3D vizualizacija ove karte data ''reljefnim'' izometrijskim blok modelom na slici 4. Prikazane izolinije energije reljefa kao i 3D blok model energije reljefa dobijene su računarskom obradom podataka u softveru ''Surfer V8.0.4.''

5

Slika 3 – Karta energije reljefa

Slika 4 – ''Reljefni'' blok model energije reljefa

Diskusija:Analizom karte i blok dijagrama energije reljefa, uočeno je da energija reljefa

generalno raste idući prema sjeveru tj. ka grebenu Majevice, dok prema jugu energija reljefa opada idući ka centralnom dijelu Tuzlanskog bazena. To znači da je horst Majevice i njegove strme padine, područje pojačane erozije, dok je Tuzlanski bazen koji tone, područje pojačane akumulacije. Povećana gustina izolinija sa pravcem pružanja ZSZ-IJI indicira prevojno područje između bazena i horsta.

Karta energije reljefa prikazuje rezultat udruženog dejstva endogenih i egzogenih sila na formiranje oblika reljefa. Da bi se istakao uticaj endogenih sila, prije svega neotektonskih pokreta, neophodno je eliminisati lokalni uticaj geomorfoloških procesa kao i uticaj litološkog sastava i sklopa terena. To se postiglo uopštavanjem, odnosno

6

utvrđivanjem generalne težnje (trenda) energije reljefa. Postupak utvrđivanja I trenda energije reljefa izvršen je statističkom metodom tekućih srednjih vrijednosti. Primjenom formalne interpolacije izvučene su izolinije I trenda energije reljefa, čija orijentacija, vrijednost i znak odgovara položaju, znaku i intenzitetu endogenih (neotektonskih) pokreta. Prema tome, karta I trenda energije reljefa odražava isključivo dejstvo endogenih procesa na formiranje reljefa, (sl.5) a njena 3D vizualizacija predstavljena je ''reljefnim'' izometrijskim blok modelom, (sl. 6), dobijena obradom podataka u softveru ''Surfer V8.04''. [7]

Slika 5 - Karta I trenda energije reljefa

Slika 6 – ''Reljefni'' blok model I trenda energije reljefa

Diskusija:Analizom karte i blok dijagrama I trenda energije reljefa uočava se da najveće

vrijednosti izolinija I trenda energije reljefa odgovaraju području izdizanja Majevičkog

7

horsta na sjeveru analiziranog područja. U središnjem dijelu ovog sjevernog područja, kojeg karakteriše tektonsko izdizanje, utvrđena je deformacija pozitivnih izolinija veće vrijednosti. To ukazuje da u području Majevičkog horsta, na kome se teren generalno izdiže, postoji blok koji je relativno spušten u odnosu na ostatak Majevičkog horsta, ali je ipak viši od Tuzlanskog bazena u južnom dijelu analiziranog područja. Povećana gustina izolinija sa pružanjem u pravcu ZSZ-IJI indicira prevojno područje između sjevernog ruba Tuzlanskog bazena i Majevičkog horsta. Ovo prevojno područje odgovara sjevernom krilu Dokanjske sinklinale. Prema južnom dijelu analiziranog područja teren generalno tone, i ovo područje predstavlja sjeverni obod tuzlanskog bazena u kome je izražena pojačana akumulacija. Na ovom području primjetno je povijanje izolinija najnižih vrijednosti uzrokovano rasjednom strukturom koja je uslovila tok rijeke Jale.

3.2. Analiza drenažnog sistema

Drenažni sistem analiziranog područja je skup svih prirodnih kanala, kojima stalno ili povremeno teče voda, a koji su povezani u jedinstven vodotok. Odlikuje se jedinstvom i određenom samostalnošću procesa, što omogućava da se geomorfološka analiza ovog područja obavi preko analize drenažnog sistema.

U okviru drenažne mreže predmetnog područja, izdvojeno je više drenažnih sistema, čija su slivna područja okonturena vododijelnicama. Uočava se da horst Majevice dijeli drenažnu mrežu na sjeverni dio kojem pripadaju drenažni sistemi Piperke, Jablaničke rijeke i Gnjice, i južni dio koji obuhvata drenažne sisteme Dulerke, Kosačke rijeke, Pustovica potoka, Jale i Kovačice. S obzirom da na predmetnom područjem najkompletniji razvoj imaju drenažni sistemi Jale i Kosačke rijeke, to je izvršena njihova analiza koja je obuhvatila kategorizaciju tokova, te određivanje indeksa bifurkacije i indeksa dužina tokova.

Kategorizacija tokova drenažnih sistema Jale i Kosačke rijeke izvršena je po Strahleru i prikazana na slici 7. U drenažnom sistemu rijeke Jale utvrđene su 3 kategorije, a u drenažnom sistemu Kosačke rijeke 4 kategorije tokova.

Slika 7 – Kategorizacija tokova drenažnih sistema Jale i Kosačke rijeke po Strahleru

8

Indeks bifurkacije IB predstavlja odnos broja tokova susjednih kategorija u jednom drenažnom sistemu i definisan je Hortonovim izrazom:

gdje je: Nn – broj tokova n-te kategorije, Nn+1 – broj tokova (n+1) kategorije.

Za idealan teorijski drenažni sistem vrijednosti indeksa bifurkacije IB su približno jednake i teže konstanti, dok kod realnih drenažnih sistema ove vrijednosti variraju zavisno od uslova u kojima se vodotok razvija. U tabelama 1 i 2 date su vrijednosti indeksa bifurkacije za drenažne sisteme Jale i Kosačke rijeke, respektivno.

Diskusija:U oba drenažna sistema, broj tokova se povećava idući od više kategorije ka nižoj,

a vrijednost indeksa bifurkacije varira, što upućuje na pojačanu tektonsku aktivnost tokom geomorfološke evolucije. Naime, pozitivni tektonski pokreti u vidu izdizanja terena uzrokuju pojačanje erozije, uslijed čega dolazi do pojačanog grananja tokova, i povećanja broja tokova. Kod lokalnih diferenciranih kretanja tektonskih blokova, povećanje broja tokova je veće za niže kategorije tokova kao što je to slučaj kod drenažnih sistema Kosačke rijeke i Jale.

U drenažnom sistemu Kosačke rijeke najveću vrijednost indeksa bifurkacije ima I kategorija vodotoka, dok je u drenažnom sistemu Jale vrijednost indeksa bifurkacije najveća za II kategoriju vodotoka. Takođe je i kategorija drenažnog sistema Jale za 1 niža od kategorije drenažnog sistema Kosačke rijeke. Ovo ukazuje da je intenzitet neotektonskog izdizanja terena veći na području Kosačke rijeke, u odnosu na područje drenažnog sistema Jale koje odgovara relativno spuštenijem bloku.

Indeks dužina tokova IL , predstavlja odnos prosječnih dužina tokova dvije susjedne kategorije i određen je Hortonovim izrazom:

gdje je: Ln+1 – prosječna dužina tokova (n+1) kategorije Ln – prosječna dužina tokova (n) kategorije.

Za idealan teorijski drenažni sistem vrijednosti indeksa dužina tokova su približno jednake i teže konstanti, dok kod realnih drenažnih sistema ove vrijednosti se razlikuju zavisno od uslova u kojima se drenažni sistem razvija, a prije svega od uticaja tektonskih pokreta te geološke građe terena. Pozitivni tektonski pokreti dovode do pojačane erozije, uslijed čega dolazi do intenzivnijeg grananja tokova što rezultira povečanjem broja tokova i smanjenjem njihovih dužina. Nasuprot tome, negativni tektonski pokreti uzrokuju pojačanu akumulaciju, smanjenje broja tokova i povečanje njihovih dužina.U tabelama 3 i 4 dati su indeksi dužina tokova IL za drenažne sisteme Jale i Kosačke rijeke, respektivno.

Tabela 1

Jala

n N

1 28 42 7 7

3 1 IBsr=5,5

Tabela 2

Kos

ačk

a rij

eka n N

1 27 3,42 8 2,6

3 3 3

4 1 IBsr=3

9

Diskusija:Dužine tokova u drenažnim sistemima Jale i Kosačke rijeke opadaju idući od

više ka nižoj kategoriji, što upućuje na tektonsko izdizanje terena, koje rezultira pojačanom erozijom, grananjem tokova i smanjenjem njihovih dužina. Međusobnom usporedbom, se uočava da su prosječne dužine tokova istih kategorija manje u drenažnom sistemu Kosačke rijeke nego li u drenažnom sistemu Jale. To upučuje da je tektonski blok kome pripada drenažni sistem Jale relativno niži od bloka kojem pripada drenažni sistem Kosačke rijeke, dok su oba bloka izdignuta u poređenju sa južnim dijelom predmetnog područja koje generalno tone.

4. Zaključak

Na osnovu kvantitativne geomorfološke analize provedene na području ležišta kamene soli ''Tetima'', postupcima analize energije reljefa i analize drenažnog sistema, može se zaključiti da u oblikovanju ovog prostora značajnu ulogu ima neotektonska aktivnost. Ova neotektonska aktivnost u vidu diferencijalnog kretanja neotektonskih blokova se jasno odražava preko parametara postupaka geomorfološke analize. Geomorfološka analiza je uspješno detektovala područje Majevičkog horsta kao teren koji se izdiže, prevojno područje između horsta na sjeveru i Tuzlanskog bazena na jugu, te sjeverni obod Tuzlanskog bazena kao teren koji tone. Takođe su detektovani i lokalni strukturni oblici kao što je Dokanjska sinklinala, te rasjed koji je uslovio tok rijeke Jale spuštajući njen tektonski blok relativno u odnosu na blok kojem pripada Kosačka rijeka.

Može se zaključiti da rezultati geomorfološke analize odgovaraju utvrđenim neotektonskim strukturama i geološkom sklopu terena, što samo potvrđuje efikasnost i primjenjivost analiza ovakve vrste.

5. Literatura[1]. Čičić S., Jovanović Č., Mojičević M.,Tokić S.1988.:Tumač OGK list Tuzla, RO Geoinženjering - OOUR Geoinstitut,Sarajevo.[2]. Čičić S., Jovanović Č., Mojičević M.,Tokić S., Dimitrov P.1988.: OGK list Tuzla, RO Geoinženjering - OOUR Geoinstitut,Sarajevo.[3]. Marković M.,1983.: Kvantitativna geomorfološka analiza, RGF-Univerziteta u Beogradu, Beograd.[4]. Marković M.,1983.:Osnovi primijenjene geomorfologije. Posebna knjiga br:8, Geoinstitut Beograd, 174, Beograd.[5]. Baraković A., 2007: Geomorfologija, RGGF Univerziteta u Tuzli, 269, Tuzla.[6]. Baraković A. & Mulaosmanović Dž.,1998.: Geomorfološka analiza neotektonskih pokreta u području vodotoka Kotornica kod Đurđevika. Rudarstvo broj:11-12, 19-26, Rudarski institut Tuzla. [7]. Surface Mapping System ''Surfer V8.04'',Golden Software,Inc.,Golden,Colorado,USA.

Tabela 3Ja

la

n N SL

1 28 8958 320 2,72 7 6123 875 3,73 1 3269 3269 ILsr=3,2

Tabela 4

Kos

ačk

a rij

eka n N SL

1 27 7145 265 1,42 8 3035 379 1,33 3 1486 495 4,44 1 2185 2185 ILsr=2,4

10