Na pridobivanje kamninskih blokov v kamnolomih naravnega kamna imajo ključen vpliv geološke diskontinuitete, kot so razpoke, prelomi in žile. Gostota, orientacija in razpored diskontinuitet v kamninski masi v odločilni meri določajo gospodarnost pridobivanja in velikost pridobivalnih blokov, pomembno pa vplivajo tudi na stabilnostne pogoje pri pridobivanju kamna in pri projektiranju kamnolomov, s tem pa tudi na varnost pri izkoriščanju. Analiza diskontinuitet v kamnini sodi na področje strukturne geologije. Klasične metode popisovanja diskontinuitet na terenu so zamudne in pogosto omejene z razgaljenostjo terena, z nedostopnostjo strmih in prepadnih odsekov, v aktivnih kamnolomih pa tudi z rednim delovnim procesom, ki močno omejuje možnosti za varno delo geologa. V projektu zato za strukturnogeološke raziskave v kamnolomih predlagamo uvedbo novih metod strukturne analize, ki temeljijo na izdelavi visokoločljivega digitalnega 3D modela terena z geodetskimi meritvami ter na kvalitativni in kvantitativni analizi diskontinuitet na digitalnem modelu z različnimi modernimi računalniškimi orodji. V okviru projekta bomo izdelali analizo na konkretnem primeru v kamnolomu tonalita v Cezlaku na Pohorju, v kateri bomo praktično testirali različne pristope in metode digitalnega zajema in analize strukturnogeoloških podatkov. Raziskovalni proces bomo optimizirali s sprotnimi povratnimi informacijami strokovnjakov podjetja Mineral d.o.o., ki izkorišča kamnolom.
Končna cilja projekta sta dva: 1) razreševanje konkretne problematike diskontinuitet v kamnolomu tonalita Cezlak, ter 2) demonstracija uporabe modernih metod strukturne analize kot modela za potencialno uporabo v drugih kamnolomih naravnega kamna in drugih gospodarskih družbah v Sloveniji.
Kamnolom tonalita v Cezlaku pri Oplotnici na Pohorju sodi med najpomembnejše slovenske kamnolome okrasnega in arhitektonskega kamna. V nahajališču se pojavljata dve poglavitni vrsti diskontinuitet. Prve so bele aplitne in pegmatitne žile, ki v različni gostoti prepredajo monotono sivo tonalitno kamnino in s tem zvišujejo njeno estetsko in ekonomsko vrednost. Te diskontinuitete so torej zaželene in je zato poznavanje njihove orientacije in raztezanja v prostoru koristna informacija za načrtovanje del v kamnolomu. Druge so prelomi in razpoke, katerih prisotnost neugodno vpliva na kvaliteto tonalita zaradi preperevanja ob razpokah in zaradi prekinitve kohezije blokov. Deli nahajališča z veliko gostoto lomnih diskontinuitet so za izkoriščanje neprimerni, zato jih je za potrebe projektiranja pridobivalnih del v kamnolomu potrebno prostorsko omejiti in napovedati njihov globinski (prostorski) potek.
Faze projekta:
- Zagonska delavnica v kamnolomu Cezlak, kjer se študenti seznanijo z ležiščem tonalita in delovanjem kamnoloma, pregledajo dostopno geološko dokumentacijo, si ogledajo lokacijo in načrtujejo izvedbo terenskih raziskav.
- Vzpostavitev geodetske koordinatne osnove s klasično terestrično izmero. Določitev oslonilnih točk v lokalnem koordinatnem sistemu za georeferenciranje podatkov zajetih s fotogrametričnimi postopki. Snemanje iz zraka z brezpilotnim letalnikom, skeniranje s terestričnim laserskim skenerjem, ter dopolnilno snemanje s fotografsko kamero s tal.
- Fotogrametrično procesiranje posnetkov iz kamnoloma in izdelava 3D modela oziroma virtualnega modela izdanka (VMI) v različnih ločljivostih.
- Strukturno kartiranje diskontinuitet na VMI z različnimi računalniškimi orodji za strukturno analizo kot so Cloud Compare, MVE Move, ter SKUA Gocad.
- Kontrolno terensko kartiranje diskontinuitet v kamnolomu z namenom verifikacije digitalno pridobljenih podatkov in podrobne strukturne in mineraloške karakterizacije diskontinuitet kot komplementarne metode digitalnemu kartiranju na VMI.
- Podrobna minerološka petrološka karakterizacija aplitnih in pegmatitnih žil s pomočjo optične in po potrebi elektronske mikroskopije.
- Strukturna analiza pridobljenih podatkov, izdelava strukturne karte in 3D modela diskontinuitet v kamnolomu Cezlak.
- Predstavitev rezultatov v podjetju Mineral d.o.o., izdelava spletne stran projekta in razširjanje rezultatov v strokovni in širši javnosti.