Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering Repository
Not a member yet
2190 research outputs found
Sort by
Analysis of the influence of landslide precondition quality on landslide susceptibility assessment at large scale in the pilot area in the city of Karlovac : master's thesis
No full textPredmet ovog rada je analiza utjecaja kvalitete preduvjeta klizanja na procjenu podložnosti na klizanje u krupnom mjerilu na pilot području u Gradu Karlovcu. Analiza utjecaja preduvjeta klizanja na podložnost na klizanje u krupnom mjerilu provedena je usporedbom četiriju scenarija. Dva scenarija podložnosti na klizanje iz ulaznih podataka u krupnom mjerilu, scenarij S1 sa svim značajnim preduvjetima klizanja i scenarij S3 sa svim značajnim preduvjetima, ali bez geoloških podataka u sitnom mjerilu. Druga dva scenarija podložnosti su izvedena iz ulaznih podataka u sitnom mjerilu, scenarij S2, također sa svim značajnim preduvjetima kao scenarij S1 i scenarij S4 bez geološke grupe preduvjeta klizanja. Cilj diplomskog rada je analiza utjecaja primjene podataka u sitnom mjerilu, te posebno utjecaj geoloških podataka u sitnom mjerilu na točnost i pouzdanost karte podložnosti u krupnom mjerilu. Izvedene karte podložnosti na klizanje uspoređene su kvantitativno na temelju vrijednosti statističkih parametara kojima je procijenjena točnost i predikcija modela te kvalitativno analizom uvećanih isječaka karata zoniranja podložnosti i prostorne raspodjele postojećih klizišta u inventaru. Na temelju kvantitativnih i kvalitativnih usporedbi utvrđeno je da su rezultati analize podložnosti s ulaznim podacima u sitnom mjerilu značajno lošiji u odnosu na analizu podložnosti koja se temeljila na podacima u krupnom mjerilu, dok su razlike u modelima podložnosti u scenarijima sa i bez geoloških podataka minimalne. Zaključuje se da je za izradu karata podložnosti u krupnom mjerilu nužno koristiti ulazne podatke odgovarajuće rezolucije, točnosti i detaljnosti jer to značajno utječe na kvantitativnu, ali i kvalitativnu točnost modela i konačne karte zoniranja podložnosti na klizanje.The subject of this thesis is the analysis of the influence of sliding preconditions on the assessment of landslide susceptibility on a pilot area in the city of Karlovac. The analysis of the influence of sliding conditions on landslide susceptibility at a large scale was conducted by comparing four scenarios. Two scenarios of landslide susceptibility were derived from input data at a large scale, scenario S1 with all significant sliding preconditions and scenario S3 with all significant preconditions except geological data at a small scale. The other two susceptibility scenarios were derived from input data at a small scale, scenario S2, also with all significant preconditions like scenario S1, and scenario S4 without the geological group of sliding preconditions. The aim of this thesis is to analyze the impact of using data at a small scale, particularly the influence of geological data at a small scale, on the accuracy and reliability of the susceptibility map at a large scale. The derived landslide susceptibility maps were compared quantitatively based on statistical parameters evaluating the accuracy and prediction of the model, as well as qualitatively through enlarged sections of susceptibility zonation maps and the spatial distribution of existing landslides in the inventory. Based on quantitative and qualitative comparisons, it was determined that the results of susceptibility analysis using input data at a small scale are significantly worse compared to the analysis based on data at a large scale, while the differences in susceptibility models in scenarios with and without geological data are minimal. It is concluded that for the production of susceptibility maps at a large scale, it is necessary to use input data of appropriate resolution, accuracy, and detail, as it significantly affects the quantitative and qualitative accuracy of the model and the final zonation map of landslide susceptibility
The potential impact of railways and other anthropogenic sources on the distribution of potentially toxic metals in the soil in the Petruševac area : master's thesis
No full textPredmet ovog diplomskog rada su uzorci tla prikupljeni na jugoistočnom dijelu Zagreba, na području Petruševca, u blizini željezničke pruge i rijeke Save. Cilj rada je određivanje geokemijskih i mineraloških karakteristika tla neobradive površine na području Petruševca, u svrhu određivanja mogućeg utjecaja željeznice te ostalih antropogenih izvora PTM-a na tlo. Određivanje koncentracija potencijalno toksičnih metala (As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn, Fe i Hg) provedeno je rendgenskom fluorescencijskom spektroskopijom (XRF analiza) te su izrađene karte stupnja onečišćenja zemljišta te prostorne distribucije analiziranih metala. Istraživano područje je s obzirom na stupanj onečišćenja zemljišta zagađeno kadmijem i živom te je velike onečišćenosti s obzirom na koncentracije kroma u tlu. Istraživano područje povećane je onečišćenosti s obzirom na koncentracije arsena, cinka, nikla i olova, a čisto je s obzirom na koncentracije bakra u tlu. Povišene koncentracije kadmija, žive, kroma, arsena, cinka, nikla i olova na istraživanom području mogu štetno utjecati na ljudsko zdravlje jer prelaze MDK vrijednosti. Osim toga, utvrđene su povišene koncentracije Cd, Hg, sporadično Cr te Ni. Povišene koncentracije Cd, Hg i Ni na istraživanom području antropogenog su podrijetla. Povišene koncentracije Pb i Zn su geogenog podrijetla inducirani antropogenom aktivnošću s izvorom u Sloveniji, uzvodno tokom rijeke Save kojom su valutice šljunka obogaćene s mineralima bogatima sfaleritom, galenitom i drugim mineralima mogle doći do istraživanog područja. Arsen je dominantno vezan uz Fe, te su povišene koncentracije ovog metala geogenog podrijetla. Nije utvrđena značajna korelacija između željezničke pruge kao glavnog antropogenog izvora onečišćenja i istraživanog tla. Ovim radom utvrđeni su drugi potencijalni antropogeni izvori onečišćenja s Cd, Hg i Ni.The subject of this thesis is the soil samples collected in the southeastern part of Zagreb, in the area of Petruševac, near the railway line and the Sava River. The aim of the work is to determine the geochemical and mineralogical characteristics of the soil of the uncultivable surface in Petruševac, in order to determine the possible influence of the railway and other anthropogenic sources of PTM on the soil. Concentrations of potentially toxic metals (As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn, Fe and Hg) were determined by X-ray fluorescence spectroscopy (XRF analysis) and maps of the degree of soil pollution and spatial distribution of the analysed metals were made. Considering the degree of land pollution, the investigated area is polluted with cadmium and mercury, and it is highly polluted regarding the concentration of chromium in the soil. The investigated area is highly polluted regarding the concentrations of arsenic, zinc, nickel and lead, and is clean regarding the concentrations of copper in the soil. Elevated concentrations of cadmium, mercury, chromium, arsenic, zinc, nickel and lead in the research area can have a harmful effect on human health because they exceed the MAV values. In addition, elevated concentrations of Cd, Hg, sporadically Cr and Ni were found. Elevated concentrations of Cd, Hg and Ni in the investigated area are of anthropogenic origin. Elevated concentrations of Pb and Zn are of geogenic origin induced by anthropogenic activity with a source in Slovenia, upstream along the Sava River, which allowed gravel deposits enriched with minerals like sphalerite, galena and other minerals to reach the researched area. Arsenic is dominantly bound to Fe, and elevated concentrations of this metal are of geogenic origin. No significant correlation was found between the railroad as the main anthropogenic source of pollution and the investigated soil. This work determined other potential anthropogenic sources of pollution with Cd, Hg and Ni
Application of GIS technology in mapping natural radionuclides : master's thesis
No full textU okviru rada izrađene su interpolacijske karte koncentracija prirodnih radionuklida na području bivše tvornice Jugovinil u Kaštelima. Izvor povišenih koncentracija su šljaka i pepeo dobiveni sagorijevanjem ugljena sa povišenim udjelom radioaktivnih nuklida. Za izradu karata korišteni su računalni softveri ArcMap 10.8.2 i ArcGIS Pro 3.2.0. Interpolacija je provedena korištenjem geostatističke metode Empirical Bayesian Kriging. Kartiranje je omogućilo uočavanje žarišnih točaka i potencijalnih izvora zagađenja.As part of the thesis, interpolation maps of the concentrations of natural radionuclides in the area of the former Jugovinil factory in Kaštela were created. The sources of elevated concentrations are slag and ash produced by burning coal with a high content of radioactive nuclides. The computer software ArcMap 10.8.2 and ArcGIS Pro 3.2.0 were used to create the maps. The interpolation was performed using the geostatistical method Empirical Bayesian Kriging. Creating the maps enabled the identification of hotspots and potential sources of pollution
Onečišćenje zraka u Slavonskom Brodu : završni rad
No full textZavršni rad prikazuje uzroke i posljedice onečišćenja zraka u Slavonskom Brodu. U radu su navedeni podaci mjerenja kvalitete zraka, koji su uspoređivani s europskim direktivama i graničnim vrijednostima koncentracija te su opisane onečišćujuće tvari. Izvori onečišćenja su mnogobrojni, a posljedice na ljudsko zdravlje vidljive su od 2008. godine. U radu su prikazani planovi i mjere za poboljšanje kvalitete zraka u Slavonskom Brodu
Geokemijska analiza tla u blizini Francuskih rudnika : završni rad
No full textPredmet istraživanja ovog završnog rada su uzorci tla uzeti u blizini olovno cinčane mineralizacije, Francuskih rudnika. Francuski rudnici nalaze se na sjevernoj padini Medvednice u blizini gornjeg toka potoka Bistra. Na ovim prostorima su pronađene rudne pojave koje su u prošlosti eksploatirane iz devonsko–karbonskih dolomita. Uzeto je 15 uzoraka tla s dubine od 25cm, s ciljem utvrđivanja utjecaja geološke podloge i mineralizacije Francuskih rudnika na koncentracije pojedinih elemenata u tlu, kao i utjecaja povijesnih rudarskih radova na onečišćenje na tom području. Napravljena je analiza pH, sušenje na 105°C, žarenje na 650°C te rendgenska fluorescencija sa svrhom utvrđivanja glavnih oksida i mikroelemenata. Kemijskom analizom utvrđene su povišene vrijednosti FeOT, TiO2, MnO, CaO, K2O, Cu, Zn i Pb u odnosu na srednje vrijednosti u tlima utvrđene geokemijskim atlasom Hrvatske
The influence of geometrical and material characteristics on displacements of a short cantilever : master's thesis
No full textRad istražuje utjecaj geometrijskih i materijalnih karakteristika na pomake kratke konzole. U teorijskom dijelu obrađene su ključne postavke teorije elastičnosti te Euler-Bernoulli-Navierova i Timošenkova teorija savijanja grede, kao i Airyjeva funkcija naprezanja za ravninsko stanje. Cilj rada je usporediti pomake konzole dobivene primjenom ovih teorija te istražiti utjecaj posmičnih naprezanja na progibe. Praktični dio rada obuhvaća analitički proračun pomaka konzole opterećene koncentriranom silom na slobodnom kraju. Rezultati pokazuju da na doprinos posmična naprezanja ukupnom progibu značajno utječu geometrijske karakteristike dok su utjecaji materijalnih karakteristika minimalni.This thesis explores the influence of geometrical and material characteristics on the displacements of a short cantilever. The theoretical part covers fundamental assumptions of elasticity theory, as well as Euler-Bernoulli- Navier and Timoshenko beam theories, and Airy's stress function for plane stress conditions. The aim of the study is to compare the cantilever's displacements obtained using these theories and examine the effect of shear stress on deflections. The practical part includes analytical calculations of cantilever displacements under a concentrated load at its free end. The results show that geometrical characteristics significantly affect the contribution of shear stresses to the total deflection, while the effects of material characteristics are minimal
Izdvajanje kamenca tijekom eksploatacije ugljikovodika i geotermalne vode : završni rad
No full textTaloženje kamenca predstavlja ozbiljan problem u eksploataciji ugljikovodika i geotermalne vode, uzrokujući smanjenje protočnosti, čepljenje bušotina i cjevovoda te povećanje troškova održavanja. Ovaj rad analizira uzroke i mehanizme nastanka kamenca, uz poseban naglasak na učinkovite metode prevencije i uklanjanja taloga. Prvi dio rada pruža teoretski pregled problema izdvajanja kamenca, dok se u drugom dijelu analiziraju dva konkretna primjera, jedan vezan uz naftno te jedan vezan uz geotermalno polje, kako bi se prikazali izazovi i rješenja vezana uz izdvajanje kamenca u praksi. Kroz ove analize naglašava se važnost inovativnih tehnologija za kontrolu izdvajanja kamenca i održavanje kontinuiteta eksploatacije
Sustainable energy solutions: utilising UGS for hydrogen production by electrolysis
No full textIncreasing the share of renewable energy sources (RESs) in the energy mix of countries is one of the main objectives of the energy transition in national economies, which must be established on circular economy principles. In the natural gas storage in geological structures (UGSs), natural gas is stored in a gas reservoir at high reservoir pressure. During a withdrawal cycle, the energy of the stored pressurised gas is irreversibly lost at the reduction station chokes. At the same time, there is a huge amount of produced reservoir water, which is waste and requires energy for underground disposal. The manuscript explores harnessing the exergy of the conventional UGS reduction process to generate electricity and produce hydrogen via electrolysis using reservoir-produced water. Such a model, which utilises sustainable energy sources within a circular economy framework, is the optimal approach to achieve a clean energy transition. Using an innovative integrated mathematical model based on real UGS production data, the study evaluated the application of a turboexpander (TE) for electricity generation and hydrogen production during a single gas withdrawal cycle. The simulation results showed potential to produce 70 tonnes of hydrogen per UGS withdrawal cycle utilising 700 m3 of produced field water. The analysis showed that hydrogen production was sensitive to gas flow changes through the pressure reduction station, underscoring the need for process optimisation to maximise hydrogen production. Furthermore, the paper considered the categorisation of this hydrogen as “green” as it was produced from the energy of pressurised gas, a carbon-free process
Unravelling the tectonic evolution of the Dinarides—Alps—Pannonian Basin transition zone: insights from structural analysis and low-temperature thermochronology from Ivanščica Mt., NW Croatia
No full textA comprehensive study, including geological mapping, structural and thermochronological analysis, has been carried out on Ivanščica Mountain (NW Croatia), with the aim to reconstruct the tectonic history of the Dinarides, Southern/Eastern Alps and Pannonian Basin transitional zone. Implementation of structural and thermochronological methods enabled a subdivision of Ivanščica Mt. into two structural domains (from bottom to top): Ivanščica Parautochthon and Ivanščica Imbricate Fan and Cenozoic sedimentary cover. In addition, a sequence of deformational events in tectonic history of this transitional zone is proposed, comprising three extensional and four contractional events starting from Middle Triassic until present times. The two oldest deformational events indicate Middle Triassic (D1) and Early Jurassic (D2) extensional pulses and only occur in volcano-sedimentary successions of the Ivanščica Mt. The oldest contractional event (D3) is related to the obduction of a Neotethyan ophiolitic mélange over an Upper Triassic to Lower Cretaceous succession of the eastern margin of the Adriatic microplate, which resulted in thermal overprint of the Ivanščica Imbricate Fan structural domain in Berriasian—Valanginian times (~ 140 Ma). This event was soon followed by a second contractional event (D4), which resulted in thrusting and imbrication of the Adriatic passive margin successions together with previously emplaced ophiolitic mélange, thermal overprint of the footwall successions, fast exhumation and erosion. Apatite fission track data together with syn-tectonic deposits indicate an Hauterivian to Albian age of this D4 event (~ 133–100 Ma). These Mesozoic structures were dextrally rotated in post-Oligocene times and brought from the initially typically Dinaridic SE striking and SW verging structures to the recent SW striking and NW verging structures. The following extensional event (D5) is associated with the formation of SE striking and mostly NE dipping normal listric faults, and ENE striking dextral faults accommodating top-NE extension in the Pannonian Basin. Deformations were coupled with hanging wall sedimentation of Ottnangian to middle Badenian (middle Burdigalian to upper Langhian; ~ 18–14 Ma) syn-rift deposit as observed from the reflection seismic and well data. A short-lasting contraction (D6) was registered in the late Sarmatian (late Serravallian; ~ 12 Ma). The youngest documented deformational event (D7) resulted in reactivation of ENE striking dextral faults, formation of SE striking dextral faults as well as the formation of E to ENE trending folds and reverse faults. This event corresponds to late Pannonian (late Messinian; ~ 6 Ma) to Present NNW-SSE contraction driven by the indentation and counterclockwise rotation of Adriatic microplate. Recognized tectonic events and their timings indicate that Ivanščica was mainly affected by deformational phases related to the Mesozoic evolution of the Neotethys Ocean as well as Cenozoic opening and inversion of the Pannonian Basin. Therefore, the Mesozoic tectono-sedimentary evolution of Ivanščica Mountain proves the paleogeographic affiliation of its non-ophiolitic Mesozoic structural-stratigraphic entities to the Pre-Karst unit of the Dinarides
Mineraloška i geokemijska poveznica između močvarnog tipa ležišta željezne rude i predindustrijske zgure u nizinskom slivu rijeke Drave : doktorski rad
No full textLong term field examinations in the Podravina region led to discoveries of iron production in the region, resulting in extensive targeted archaeological field surveys during the previous 30 years. Based on the archaeological evidence, iron ore was locally exploited for individual purposes of local smiths and settlements. Previous geological studies in the region failed to recognize iron ore deposits that would enable such iron production. However, archaeological and geological surveys in southeastern Hungary, with similar geological, pedological and hydrogeological conditions as the Podravina region, point to occurrence and usage of bog iron ore, a sedimentary type of iron ore deposit, as the primary raw material. Detailed soil analyses, including mineralogical, geochemical and textural analysis, were conducted through the region. Significant content of goethite and higher than average Fe2O3 contents in such soil types point to bog iron ore formation. Correlation between groundwater depth with Fe accumulation zones indicates groundwater as the main carrier of the Fe enrichment in soils, with the main precipitation zone between 10 and 100 cm. Established formation mechanism is well in line with discoveries of three bog iron types (soil, nodules and fragments) in the region, which represent bog ore development phases. Mineralogical composition determined variable goethite contents, increasing from soils to fragments, while vice-versa was observed for quartz. Geochemical analysis confirmed Fe2O3 and SiO2 as the two main oxides, with varying iron-silicon ratios, increasing from soil to the fragment samples, indicating different phases of the cementation process during formation. Analysed archaeological samples of roasted iron ore and iron slags point to thermal reactions between 300 and 1000 °C (average 500–650 °C) for roasted iron ore and above 1000 °C for slags, with presence of hematite and magnetite in roasted ore and fayalite and wüstite in slags. Geochemically, roasted ore has higher Fe2O3 contents than bog ore, as part of the ore pre-processing. On the other hand, slags have variable contents of Fe2O3, SiO2 and Al2O3, which in some cases indicates temporal and spatial variability of the used ore. Hierarchical clustering analysis of bog iron ore revealed that Fe does not hold any influence on the contents of trace and rare earth elements, therefore, trace and rare earth elements can be used to create and compare geochemical signatures between bog iron ore and archaeological samples of roasted iron ore and iron slags. By comparing these signatures, similar shapes and peaks were observed between ore and archaeological material, confirming the hypothesis that bog iron ore was the primary raw material used for the iron production in the Podravina region during Late Antique and Early Middle Ages.Tijekom višegodišnjih terenskih obilazaka područja Podravine prikupljeni su indikativni površinski nalazi komada talioničke zgure, ulomaka keramičkih sapnica i stijenki glinenih peći koji su potaknula ciljana arheološka iskopavanja na više položaja uz rijeku Dravu (Sekelj Ivančan i Karavidović, 2021; Valent i dr., 2017; Valent, 2021). Veliki broj manjih nalaza tragova taljenja i proizvodnje željeza ukazuje da je ruda eksploatirana lokalno, za individualne potrebe ljudi koji su naseljavali taj prostor (Karavidović, 2020). Međutim, ranija geološka istraživanja nisu ukazala na pojave željezne rude na području Podravine, stoga se postavilo pitanje o podrijetlu i vrsti korištene rude. Arheološka i geološka istraživanja u jugoistočnoj Mađarskoj ukazala su na pojave močvarne željezne rude, sedimentnog tipa ležišta željezne rude, koja se obično javlja u močvarnim područjima (Gömöri, 2006; Török i dr., 2015). S obzirom na slične geološke, pedološke i hidrogeološke uvjete između južne Mađarske i područja Podravine, pretpostavilo se da je i na području Podravine formirana i korištena ista vrsta rude. Ciljevi i hipoteze Glavni ciljevi ovog rada bili su utvrditi mogućnost formiranja močvarne željezne rude na području Podravine, utvrditi tipove, mineraloške i geokemijske karakteristike močvarne željezne rude, pržene željezne rude i željezne zgure te utvrditi međusobnu korelaciju između močvarne željezne rude, pržene rude i željezne zgure korištenjem dostupnih mineraloških i geokemijskih analiza. Ciljevi su bazirani na tri hipoteze: (i) tijekom kasne antike i ranog srednjeg vijeka močvarna željezna ruda formirana je na području Podravine, (ii) zbog kompleksnog mehanizma formiranja, očekuje se da će močvarna željezna ruda imati varijabilan mineralni i geokemijski sastav i (iii) močvarna željezna ruda korištena je kao glavna mineralna sirovina za taljenje i proizvodnju željeza na području Podravine tijekom kasne antike i ranog srednjeg vijeka. Znanstveni doprinos Rezultati ovog istraživanja doprinose razumijevanju eksploatacije i uporabe željezne rude na području Podravine tijekom kasne antike i ranog srednjeg vijeka kroz analizu mineraloških i geokemijskih karakteristika močvarne željezne rude i pripadajućeg arheološkog materijala. Prvi put pružen je uvid u detaljnu analizu različitih razvojnih faza močvarne željezne rude na području istraživanja i u Republici Hrvatskoj općenito. Posebna pozornost posvećena je udjelima elemenata u tragovima i elemenata rijetkih zemalja, te njihovom ponašanju i mobilnosti prilikom različitih termičkih tretmana. Prikupljeni podaci korišteni su za provenijencijska istraživanja ulomaka željezne zgure, što predstavlja prvi takav tip istraživanja u Republici Hrvatskoj. Metode i postupci U svrhu određivanja prisutnosti močvarne željezne rude u tlima Podravine te je li upravo močvarna željezna ruda bila glavna sirovina za taljenje i proizvodnju željeza tijekom kasne antike i ranog srednjeg vijeka, provedene su detaljne mineraloške i geokemijske analize. Rendgenska difrakcija na prahu (XRD) i induktivno spregnuta plazma (ICP-MS/AES) korištene su na uzorcima tala, različitim tipovima močvarne željezne rude te arheološkim uzorcima pržene rude i željezne zgure. Dodatno su na profilima tla određeni granulometrijski sastav, udio karbonata, te pH i električna vodljivost. U svrhu određivanja korelacije između rude i arheoloških uzoraka korišteni su elementi u tragovima i elementi rijetkih zemalja (REE), kako bi se kreirali i usporedili njihovi geokemijski otisci. Za što preciznije povezivanje rude i uzoraka zgure korištene su statističke analize, poput klaster analize (eng. hierarchical cluster analysis) i analize primarnih komponenata (eng. principal component analysis). Rezultati i zaključci Kako bi se utvrdila mogućnost formiranja močvarne željezne rude na području Podravine, uzorkovano je preko 50 profila tla, u blizini lokaliteta gdje je na površini zamijećena pojava zgure, kojima je određena boja te magnetski susceptibilitet. Šest profila je odabrano za daljnja mineraloška, geokemijska i granulometrijska istraživanja obzirom na značajnu prisutnost željezovitih tragova u obliku prevlaka i ispuna crvene i narančaste boje. Mineraloške analize unutar profila tla ukazale su na prisutnost goethita (Fe-oksihidroksida), dok su geokemijske analize pokazale širok raspon udjela Fe2O3 i SiO2. Unutar svih profila, a poglavito u intervalu 50–100 cm dubine, zabilježeni su povišeni udjeli Fe2O3, s maksimalnom vrijednošću od 31,52 mas. % u 60–80 cm intervalu tla s lokaliteta Kalinovac-Hrastova Greda. Navedene dubine obogaćenja odgovaraju prosječnoj razini fluktuacije podzemne vode (Brkić i Briški, 2018), za koju je već u ranijim istraživanjima (Kopić i dr., 2016) utvrđeno obogaćenje s Fe, Mn i As. S obzirom na navedeno, može se utvrditi da je podzemna voda glavni nositelj redoks-osjetljivih kemijskih elemenata poput Fe, Mn i As u tlima Podravine, a čija se mobilnost mijenja s promjenom redoks uvjeta. Navedeni elementi talože se u intervalu između 10 i 100 cm dubine, u oksidacijskim zonama koje potiču oksidaciju iz Fe2+ u Fe3+, odnosno iz Mn2+ u Mn3+/4+, te As3+ u As5+. Trovalentno Fe predstavlja imobilni oblik u tlima, čime je omogućeno postupno taloženje i obogaćenje željeza u tlu. Međutim, uslijed poljoprivrednih procesa i melioracijskih zahvata te regulacija vodnih tokova od 19. stoljeća, snižava se razina podzemne vode, čime se znatno otežava precipitacija močvarne željezne rude u Podravini. Stoga se pretpostavlja da trenutni nalazi predstavljaju inicijalnu fazu razvoja, s obzirom da je daljnji razvoj onemogućen zbog nepovoljnih uvjeta u okolišu. Terenskim istraživanjima utvrđene su tri razvojne faze močvarne željezne rude (željezovita tla, nodule i željezoviti fragmenti) koji su mineraloški i geokemijski analizirani. Mineraloške analize ukazuju na varijabilne udjele goethita, čiji udio raste od tala prema fragmentima. Uz njega, zabilježeni su i tipični minerali tla poput kvarca, plagioklasa i filosilikata. Geokemijski udjeli Fe2O3 i SiO2 prate mineraloške analize pa su tako u tlima zabilježeni najniži udjeli Fe2O3 (13,20–27,93 mas. %) te najviši udjeli SiO2 (50,75–63,38 mas. %). U nodulama udjeli Fe2O3 (22,99–39,54 mas. %) i SiO2 (27,06–44,10 mas. %) su podjednaki, dok su kod fragmenata udjeli Fe2O3 (32,03–70,89 mas. %) veći od udjela SiO2 (3,59–30,67 mas. %). Takve vrijednosti ukazuju na slab metalurški potencijal prve dvije razvojne faze močvarne željezne rude (tla i nodule), dok samo močvarno željezni fragmenti pokazuju dovoljno visoke udjele Fe2O3, kao posljedicu naprednije Fe cementacije. Analize uzoraka pržene željezne rude ukazuju na prisustvo Fe-oksida koji nastaju na višim temperaturama, poput hematita i magnetita. Sam proces prženja rude radi se s ciljem oplemenjivanja sirovine pa su sukladno tome u prženim rudama zabilježeni prosječno viši udjeli Fe2O3 (8,44–84,97 mas. %), te niži udjeli SiO2 (4,17–62,67 mas. %). U sklopu analize željeznih zgura, analizirani su arheološki uzorci s tri lokaliteta; Hlebine-Velike Hlebine, Virje-Sušine i Virje-Volarski breg. Minerali fayalit (Fe2SiO4) i wüstit (FeO) u uzorcima zgure ukazuju na termalne reakcije između Fe i Si na temperaturama preko 1000 °C, tipičnim za temperature u talioničkim pećima. Varijabilni geokemijski udjeli Fe2O3 (52,30–66,46 mas. %) i SiO2 (11,69–37,28 mas. %) ukazuju na moguću vremensku i prostornu varijabilnost u uzorcima zgura s različitih lokaliteta, kao posljedice geokemijskog sastava rude, što se može i uočiti na dijagramu glavnih komponenti (PCA). Povišene vrijednosti Al2O3 u uzorcima s lokaliteta Virje-Volarski breg ukazuju da je ruda s tog lokaliteta sadržavala više alumosilikatne komponente. Kako bi se odredio izvorišni materijal prženih ruda i željeznih zgura napravljene su klaster analize uzoraka prirodne i pržene rude koje ukazuju da se redoks-osjetljivi elementi poput Fe i Mn odjeljuju od elemenata u tragovima i elemenata rijetkih zemalja (REE). To znači da su elementi u tragovima i REE neovisni o udjelu Fe, što ih čini pogodnima za daljnje određivanje provenijencije i geokemijskih korelacija. Udjeli odabranih elemenata u tragovima i REE normalizirani su na hondrit (Anders i Greevese, 1989) te gornju kontinentalnu koru (Taylor i McLennan, 1995), te naneseni na multielementne dijagrame, formirajući V geokemijske otiske rude i zgure. Tako prikazani uzorci pokazuju karakteristične pikove, poput povišenog fosfora koji se često veže uz močvarnu željeznu rudu. Udjeli REE pokazuju isti geokemijski otisak kod ruda i zgura, čime se nedvojbeno može zaključiti da je močvarna željezna ruda korištena kao glavna sirovina prilikom taljenja i proizvodnje željeza tijekom kasne antike i ranog srednjeg vijeka na području Podravine