Oxid uhličitý a horninový masiv

Otázka, kam s oxidem uhličitým, který vzniká při spalování uhlí, ropy a zemního plynu v elektrárnách, z chemické výroby a výroby stavebních hmot, je předmětem mediálních diskusí i objektem seriózních výzkumných prací a technických realizací. Existují mnohé technické možnosti, jak odstranit vyčištěný CO₂ z plynných produktů z technologií z přírodního oběhu. Jednou z nich je uzavřít CO₂ hluboko do horninového masivu do pórů hostitelské horninové vrstvy (sekvestrace CO₂).

Foto: Archiv ÚG AV ČR
Radiálně paprsčité agregáty dawsonitu (NaAl [(OH₂) • CO₃]) v paragenezi s Al(OH)₃, Al(SO)₄ • 2H₂O vznikají reakcí oxidu uhličitého s pórovou vodou a horninou. Pískovce mirošovského obzoru; Nýřanské vrstvy, mirošovský obzor, Důl Slaný, klecová jáma. SEM zvětšení 60krát.

Ve vyhledávání vhodných kolektorů lze využít poznatků o geologické stavbě a vlastnostech hostitelské horninové vrstvy z geologického průzkumu ropných, plynových a uhelných ložisek a také z případů, kdy se horníci přímo setkali s přirozenými akumulacemi CO₂ při hloubení jam nebo při těžbě uhlí. Výskyty hlubinného CO₂ v Českém masivu jsou vázány na tektonické struktury severozápadního a severovýchodního okraje s výskyty neogenního vulkanismu a minerálních pramenů. V dolech se výskyty CO₂ projevily jako erupce (průtrže) náhle uvolněného CO₂ z pórů horniny nebo sorbovaného v uhlí ve slojích. Vytvářely tak nebezpečnou a dramatickou situaci pro stabilitu důlních děl i pracující horníky. Jsou popsány případy výskytu CO₂ v karbonských pískovcích v dole Slaný, v kaolinizovaných rulách v podloží křídových sedimentů v jámě Komořany (Most), v karbonu v dole Nejedlý v Malých Svatoňovicích a dolech v oblasti Wałbrzych a Nowa Ruda v přilehlém Polsku. Specifické jsou výskyty v dolech na Ostravsku v západní části české části hornoslezské pánve, vázané na projevy neogenního vulkanismu. Oxid uhličitý je zde vázán spolu s metanem na uhelné sloje (důl Jan Šverma). Navzdory technické prevenci docházelo při těžbě uhelných slojí v dolech k průtržím uhlí a plynů, jak CO₂, tak metanu, které těžbu komplikovaly a provázely je i lidské oběti. Hluboko do povrchu karbonského pohoří jsou zde zahloubeny kaňony vyplněné neogenními hrubozrnnými usazeninami se zvodněmi slaných vod s metanem a CO₂. V jednom z těch­to kaňonů – bludovické vymýtině – je v její západní části rozpuštěný jen CO₂. Uvolnění CO₂ při snížení tlaku se projevilo při vrtání hlubinných vrtů jeho erupcemi na povrch. V současnosti, poté co se uzavřely doly a ukončilo větrání hlubinných černouhelných dolů na Ostravsku, stále z hornicky ovlivněného masivu migruje na povrch důlní plyn jako směs metanu, CO₂ a dusíku. Vyvěrající plyn, jak CO₂, tak metan, se hromadí v budovách a je příčinou nehod a lidských obětí. Trvalý monitoring kritických míst výstupů plynů v ploše uzavřených dolů se stal v tomto regionu nutností.
Vznik různých typů přírodních akumulací CO₂ v horninovém masivu zachycených v dolech, umožňuje studovat procesy, které jsou pozoruhodné z hlediska modelových situací ukládání CO₂ v různém geologickém prostředí včetně sledování mechanismu současné migrace plynů z uzavřených dolů k povrchu.
Předloženým tématem se zabývá monografie Carbon Dioxide and the Rock Massif autorského kolektivu Petr Martinec, Petr Kolář, Vít Martinec, Božena Schejbalová a Boleslav Taraba, kterou vydal Ústav geoniky AV ČR v Ostravě v roce 2011. Kniha je v tištěné formě dostupná na vyžádání v sídle ústavu, v elektronické podobě na www.ugn.cas.cz.

EVA DUDKOVÁ,
Ústav geoniky AV ČR, v. v. i.