Badania georadarowe kemów jako przykład możliwości zastosowania metod geofizycznych do badania form zbudowanych z drobnoziarnistych osadów klastycznych = GPR surveys of kame hills as an example of geophysical methods being applied to the study of forms built of fine grained clastic sediments

Lamparski, Piotr

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Badania georadarowe kemów jako przykład możliwości zastosowania metod geofizycznych do badania form zbudowanych z drobnoziarnistych osadów klastycznych = GPR surveys of kame hills as an example of geophysical methods being applied to the study of forms built of fine grained clastic sediments Lamparski, Piotr

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 92 z. 3 (2020)

Lamparski, Piotr : Autor

kemy ; georadar ; badania geofizyczne ; osady klastyczne ; Niż Polski

W artykule wskazano na możliwości poszerzenia spektrum informacji o wykształceniu się strukturalno-teksturalnym osadów glacilimnicznych poprzez zastosowanie metody georadarowej. Omówiono istotę rozpoznania osadów za pomocą aparatury georadarowej, a także parametry geofizyczne drobnoziarnistych osadów klastycznych. Zaprezentowano rezultaty badań georadarowych pagórków kemowych na czterech reprezentatywnych stanowiskach zlokalizowanych na Wysoczyźnie Chełmińskiej. Ukazano makroskalowy układ facji georadarowych będący obrazem struktur sedymentacyjnych. Dwa pierwsze stanowiska to leżące blisko siebie pagórki kemowe okolic Owieczkowa o odmiennej strukturze facji georadarowych, co wskazuje na różnice w ich morfogenezie. Następne stanowisko to pagórek kemowy w Zapluskowęsach, charakteryzujący się regularnym kształtem i zbudowany z jednorodnego materiału. Ostatnim jest pagórek kemowy w Piątkowie, w którym znajduje się znacznych rozmiarów odsłonięcie. Równolegle do ściany odsłonięcia, w jej bezpośredniej bliskości, został przeprowadzony przekrój georadarowy. W ścianie odsłonięcia przeprowadzono badania właściwości elektrycznych osadów, które posłużyły do kalibracji rezultatów profilowań georadarowych. Na podstawie interpretacji wyników badań georadarowych wskazano na specyfikę morfogenezy poszczególnych pagórków kemowych, a także na zaobserwowane za pomocą georadaru struktury postsedymentacyjne. Przeprowadzono ocenę przydatności metody GPR do badań form glacilimnicznych zbudowanych z osadów drobnoklastycznych. W artykule wskazano na duży potencjał metody GPR w ocenie budowy makroskalowej pagórków kemowych i pośrednio genezy poszczególnych form, szczególnie w kontekście ustalenia ich pozycji w strefie marginalnej lądolodu.

Annan A.P., Davis J.L., 1976, Impulse radar soundings in permafrost, Radio Science, 11, s. 383-394. https://doi.org/10.1029/RS011i004p00383
Annan A.P., Davis J.L., 1977, Radar range analysis for geological materials, Geological Survey of Canada, Report of Activities, Part B, Paper 77-1B, s. 117-124. https://doi.org/10.4095/102767
Beiping J., Mitsuno T., Akae T., Nagahori K., 1996, Measurement of Soil Dielectric Constant by Frequency Domain Reflectometry and its Application to Soil Moisture Measurement of Specified Depth, Transactions of The Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Engineering, 182, s. 201-206.
Beres M., Green A.G., Huggenberger P., Horstmeyer H., 1995, Mapping the architecture of glaciofluvial sediments with 3-D georadar, Geology, 23, s. 1087-1090. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<1087:MTAOGS>2.3.CO;2
Beres M., Huggenberger P., Green A.G., Horstmeyer H., 1999, Using two- and three- dimentional georadar methods to characterize glaciofluvial architecture, Sedimentary Geology, 129, s. 1-24. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(99)00053-6
Błaszkiewicz M., Kordowski J., Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1: 50 000, ark. Kowalewo Pomorskie (322), Centralne Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa, materiały niepublikowane.
Borkowski W., 1990, Results of Subsurface Interface Radar. Geophysical studies of the Krzemionki banded flint mines, Archeometry, 90, s. 740-746.
Busby J.P., Merritt J.W., 1999, Quaternary deformation mapping with ground penetrating radar, Journal of Applied Geophysics, 41, s. 75-91. https://doi.org/10.1016/S0926-9851 (98)00050-0
Czuryłowicz K., Lejzerowicz A., Kowalczyk S., Wysocka A., 2014, The origin and depositional architecture of Paleogenequartz-glauconite sands in the Lubartów area, eastern Poland, Geological Quarterly, 58, 1, s. 125-144. https://doi.org/10.7306/gq.1137
Davis J.L., Annan A.P., 1989, Ground penetrating radar for high resolution mapping of soil and rock stratigraphy, Geophysical Prospecting, 37, s. 531-551. https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1989.tb02221.x
Drozd M., Trzepla M., 2005, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1: 50 000, ark. Wąbrzeźno (283). Centralne Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa.
Drozd M., Trzepla M., 2005, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1: 50 000, ark. Książki (284), Centralne Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa.
Huggenberger P., Meier E., Pugin A., 1994, Ground-probing radar as a tool for heterogeneity estimation in gravel deposits: advances in data-processing and facies analysis, Journal of Applied Geophysics, 31, 171-184. https://doi.org/10.1016/0926-9851 (94)90056-6
Jakobsen P.R., Overgaard T., 2002, Georadar facies and glaciotectonic structures in ice marginal deposits, northwest Zealand, Denmark, Quaternary Science Reviews, 21, s. 917-927. https://doi.org/10.1016/S0277-3791 (01)00045-2
Jaksa A., 2003, O badaniach kemów w Polsce, [w:] B. Gruszka (red.), Kemy i ozy: stary problem w nowym, sedymentologicznym ujęciu: Terenowe Warsztaty Sedymentologiczne 08-12 września 2003, Uniwersytet Śląski, Uniwersytet Łódzki, Sosnowiec, s. 3-15.
Jol H.M., Young R., Fisher T.G., Smith D.G., Meyers R.A., 1996, Ground Penetrating Radar of eskers, kame terraces, and moraines: Alberta and Saskatchewan, Canada, [w:] GPR'96, 6th International Conference on Ground Penetrating Radar, Proceedings, Tohoku University, Sendai, Japan, s. 439-443.
Karczewski A., 1971, Zmienność litologiczna i strukturalna kemów Pomorza Zachodniego a zagadnienie ich klasyfikacji, Prace Komisji Geograficzno-Geologicznej, Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk, 11, 3, s. 1-57.
Klajnert Z., 1978, Zanik lodowca warciańskiego na Wysoczyźnie Skierniewickiej i jej północnym przedpolu, Acta Geographica Lodziensia, 28.
Kostic B., Becht A., Aigner T., 2005, 3-D sedimentary architecture of a Quaternary gravel delta (SW-Germany): Implications for hydrostratigraphy, Sedimentary Geology, 181, s. 143-171. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2005.07.004
Kowalkowski A., 2004, Rozpoznawanie i klasyfikacja wytworzonych w środowisku peryglacjalnym i ekstraperyglacjalnym stref przekształceń i glebopokryw stokowych, Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 5, s. 47-94.
Lamparski P., 1992, Podpowierzchniowy system radarowy SIR-3, Przegląd Geologiczny, 40, 11, s. 681-683.
Lamparski P., 2001, Possibility of using Ground Penetrating Radar Method to determine the stratigraphy of the clastic deposits, [w:] Ground Penetrating Radar (GPR) in Sediments: Applications and Interpretation, 20-21.08.2001, Geological Society of London, University College London, Londyn, s. 34.
Lamparski P., 2004, Formy i osady czwartorzędowe w świetle badań georadarowych, Prace Geograficzne IGiPZ PAN, 194, Warszawa.
Lejzerowicz A., 2018, Internal architecture of fluvial deposits and the morphology of the selected sections of Narew River valley in Warsaw area (central Poland) based on GPR investigations, [w:] Proceedings of the 17th International Conference on Ground Penetrating Radar (GPR), Rapperswil, 2018, s. 1-4. https://doi.org/10.1109/ICGPR.2018.8441570
Lejzerowicz A., Czuryłowicz K., Kowalczyk S., Wysocka A., 2014, Ground Penetrating Radar and sedimentological investigations of quartz-glauconite sands in the Lubartów area (south-east Poland), [w:] Proceedings of the 15th International Conference on Ground Penetrating Radar, GPR, 30.06-4.07.2014, Brussels, Belgium. https://doi.org/10.1109/ICGPR.2014.6970422
Lejzerowicz A., Kowalczyk S., 2016, Fluvial architecture of Vistula River deposits in Nature Reserve Świderskie Islands (Warsaw area, central Poland) based on Ground Penetrating Radar (GPR) images, [w:] Proceedings of the 16th International Conference on Ground Penetrating Radar (GPR), Hong Kong, 2016, s. 1-6. https://doi.org/10.1109/ICGPR.2016.7572597
Lejzerowicz A., Kowalczyk S., 2018, Użyteczność badań GPR do identyfikacji cech wewnętrznych osadów rzeki Wisły na obszarach NATURA 2000, Prace i Studia Geograficzne, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego, 63, 2, s. 7-20.
Lejzerowicz A., Kowalczyk S., Wysocka A., 2012, Sedimentary architecture and ground penetrating radar (GPR) analysis of sandy-gravel esker deposits in Kozlow, Central Poland, [w:] Proceedings of the 14th International Conference on Ground Penetrating Radar (GPR) June 4-8, 2012, Shanghai, China, s. 670-675. https://doi.org/10.1109/ICGPR.2012.6254946
Lejzerowicz A., Kowalczyk S., Wysocka A., 2014, The usefulness of ground-penetrating radar images for the research of a large sand-bed braided river: case study from the Vistula River (central Poland), Geologos, 20, 1, s. 35-47. https://doi.org/10.2478/logos-2014-0003
Lejzerowicz A., Wysocka A., Kowalczyk S., 2018, Application of Ground Penetrating Radar method combined with sedimentological analyses in studies of glaciogenic sediments in Central Poland, Studia Quaternaria, 35, 2, s. 103-119. https://doi.org/10.2478/squa-2018-0008
Minet J.S., Lambot G., Delaide J.A., Huisman H., Vereecken H., Vanclooster M., 2010, A generalized frequency domain reflectometry modeling technique for soil electrical properties determination, Vadose Zone Journal, 9, s. 1063-1072. https://doi.org/10.2136/vzj2010.0004
Moorman B.J., Judge A.S., Smith D.G., 1991, Examining fluvial sediments using ground penetrating radar in British Columbia, Geological Survey of Canada, Current Research, Part A, Paper 91-1A, s. 31-36. https://doi.org/10.4095/132493
Morey R.M., 1974, Continuous subsurface profiling by impulse radar, [w:] Proceedings of Engineering Foundation Conference on Subsurface Exploration for Underground Excavation and Heavy Construction, New York, s. 213-232.
Neal A., 2004, Ground-penetrating radar and its use in sedimentology: principles, problems and progress, Earth-Science Reviews, 66, s. 261-330. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2004.01.004
Niewiarowski W., 1959, Formy polodowcowe i typy deglacjacji na Wysoczyźnie Chełmińskiej, Studia Societatis Scientiarum Torunensis, sec. C, 6, 5, Toruń.
Niewiarowski W., 1961, Kemy okolic Leningradu i próba porównania ich z kemami polskimi, Przegląd Geograficzny, 33, s. 443-467.
Olszak J., Karczewski J., 2008, Przydatność profilowań georadarowych w interpretacji budowy tarasów rzecznych (dolina Kamienicy, polskie Karpaty Zewnętrzne), Przegląd Geologiczny, 56, 4, s. 330-334.
Overgaard T., Jakobsen P.R., 2001, Mapping of glaciotectonic deformation in an ice marginal environment with ground penetrating radar, Journal of Applied Geophysics, 47, 3-4, s. 191-197. https://doi.org/10.1016/S0926-9851 (01)00064-7
Piotrowski A., 1989, Uwagi o paleogeografii jeziora Dąbie w świetle badań radarowych prowadzonych w systemie SIR, Studia i Materiały Oceanologiczne, 56, Geologia Morza, 4, s. 289-291.
Raed A., Al-Asadi A., Mouazen M., 2014, Combining frequency domain reflectometry and visible and near infrared spectroscopy for assessment of soil bulk density, [w:] Soil and Tillage Research, 135, s. 60-70. https://dx.doi.org/10.1016/j.still.2013.09.002
Razowski M., 1985, Opracowanie wyników badań radarowych przeprowadzonych w systemie SIR na jeziorze Dąbie i Roztoce Odrzańskiej w Szczecinie, Krakowskie Przedsiębiorstwo Geodezyjne.
Russel A.J., Knudsen Ó., Fay H., Marren P.M., Heinz J., Tronicke J., 2001, Morphology and sedimentology of a giant supraglacial, ice-walled, jökulhlaup channel, Skeiðarárjökull, Iceland: implications for esker genesis, Global and Planetary Change, 28, s. 193-216. https://doi.org/10.1016/S0921-8181 (00)00073-4
Sadura S., Martini I.P., Endres A.L., Wolf K., 2006, Morphology and GPR stratigraphy of a frontal part of an end moraine of the Laurentide Ice Sheet: Paris Moraine near Guelph, ON, Canada, Geomorphology, 75, s. 212-225. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2005.01.014
Słowik M., 2011, Changes of river bed pattern and traces of anthropogenic intervention: The example of using GPR method (the Obra River, western Poland), Applied Geography, 31, s. 784-799. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2010.08.004
Słowik M., 2011, Reconstructing migration phases of meandering channels by means of ground-penetrating radar (GPR): the case of the Obra River, Poland, Journal of Soils and Sediments, 11, 7, s. 1262-1278. https://doi.org/10.1007/s11368-011-0420-x
Słowik M., 2012, Influence of measurement conditions on depth range and resolution of GPR images: The example of lowland valley alluvial fill (the Obra River, Poland), Journal of Applied Geophysics, 85, s. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2012.06.007
Słowik M., 2014, Reconstruction of anastomosing river course by means of geophysical and remote sensing surveys (the Middle Obra Valley, W Poland), Geografiska Annaler. Series A, Physical Geography, 96, s. 195-216. https://doi.org/10.1111/geoa.12042
Słowik M., 2014, Analysis of fluvial, lacustrine and anthropogenic landforms by means of ground penetrating radar (GPR): field experiment, Near Surface Geophysics, 12, s. 777-791. https://doi.org/10.3997/1873-0604.2014033
Smith D.G., Jol H.M., 1995, Ground penetrating radar: antenna frequencies and maximum probable depths of penetration in Quaternary sediments, Journal of Applied Geophysics, 33, 1-3, s. 93-100. https://doi.org/10.1016/0926-9851 (95)90032-2
Terpiłowski S., 2008, Kemy jako wskaźnik deglacjacji Niziny Podlaskiej podczas zlodowacenia Warty, Lublin: Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej.
Theta Probe Soil Moisture Sensor Type ML2, User Manual, ML2-UM-1, 1998, Delta-T Devices Ltd., Burwell, Cambridge, England, https://www.delta-t.co.uk/wp-content/uploads/2016/11/ML2--Thetaprobe-UM.pdf (01.07.2020).
Topp G.C., Davis J.L., Annan A.P., 1980, Electromagnetic determination of soil water content: Measurements in coaxial transmission lines, Water Resoururces Research, 16, 3, s. 574-582. https://doi.org/10.1029/WR016i003p00574
Ulriksen C.P.F., 1982, Application of impulse radar to civil engineering, Lund.
Van Dam R.L., 2012, Landform characterization using geophysics - Recent advances, applications, and emerging tools, Geomorphology, 137, s. 57-73. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2010.09.005
Van Dam R.L., Schlager W., 2000, Identifying the causes of ground-penetrating radar reflections using time-domain reflectometry and sedimentological analyses, Sedimentology, 47, s. 435-449. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.2000.00304.x
Van Dam R.L., Van Den Berg E.H., Van Heteren S., Kasse C., Kenter J.A.M., Groen K., 2002, Influence of organic matter on radar-wave reflection: Sedimentological implications, Journal of Sedimentary Research, 72, s. 341-352. https://doi.org/10.1306/092401720341
Van Loon A., Błaszkiewicz M., Degórski M., 2012, The role of permafrost in shaping the Late Glacial relief of northern Poland, Netherlands Journal of Geosciences, 91, 1-2, s. 223-231. https://doi.org/10.1017/S001677460000161X
Van Overmeeren R.A., 1998, Radar facies of unconsolidated sediments in the Netherlands: a radar stratigraphy interpretation method for hydrogeology, Journal of Applied Geophysics, 40, 1-3, s. 1-18. https://doi.org/10.1016/S0926-9851 (97)00033-5
Wysota W., 2007, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1: 50 000, ark. Golub-Dobrzyń (323), Centralne Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa.
Żuk T., Sambrook Smith G.H., 2015, Stratygrafia radarowa - metoda analizy danych georadarowych 3D w badaniu środowisk sedymentacyjnych na przykładzie osadów rzecznych, Przegląd Geograficzny, 87, 3, s. 439-456. https://doi.org/10.7163/PrzG.2015.3.2