Analiza przestrzenna wybranych form depozycyjnych centralnej Polski, w oparciu o badania sedymentologiczne i georadarowe

W pracy, w pięciu publikacjach i jednym manuskrypcie, przedstawiono wyniki osiągnięte podczas badań metodą georadarową (GPR) połączonych z sedymentologicznymi obserwacjami terenowymi. Badania terenowe przeprowadzono w wybranych formach osadowych w centralnej Polsce, tj. oz, odsyp rzeczny, wysoczyzna polodowcowa czy kopalny nasyp deltowy. Badania terenowe uzupełnione zostały przez sedymentologiczne analizy laboratoryjne pobranych próbek osadów. Metoda georadarowa stała się w ostatnich latach popularnym narzędziem w badaniach sedymentologicznych, w których quasi-ciągłe dane GPR o wysokiej rozdzielczości pozwalają na szczegółowe zobrazowanie przypowierzchniowej budowy geologicznej obszaru. Przeprowadzone badania pozwoliły na skorelowanie wyników osiągniętych podczas obserwacji terenowych i tradycyjnych badań sedymentologicznych z rezultatami otrzymanymi z pomiarów georadarowych. Istotne było określenie w której z wybranych form geomorfologicznych o różnej genezie metoda georadarowa daje najlepsze rezultaty, najdokładniejsze pomiary (najwyższe rozdzielczości) czyli najmniejsze rozbieżności względem wykonanych badań sedymentologicznych. W celu rozpoznania budowy wewnętrznej wybranych form depozycyjnych wykonano profilowania georadarowe oraz szczegółowe profile litologiczno- sedymentologiczne. W celu określenia cech teksturalnych badanych osadów zostały przeprowadzone następujące analizy sedymentologiczne: uziarnienia (na ich podstawie obliczono wskaźniki teksturalne: średnią średnicę, wysortowanie, skośność oraz spłaszczenie), charakteru obtoczenia i zmatowienia powierzchni ziaren kwarcu frakcji 0,5-1,0 mm oraz analizę mineralno-petrograficzną frakcji piaszczystej. Opisane zostały również charakterystyczne litofacje występujące w poszczególnych punktach badawczych. W czterech lokalizacjach łącznie pobrano 73 próbki osadów do badań laboratoryjnych. W pomiarach GPR wykorzystano ekranowane anteny o częstotliwości 250 oraz 500 MHz. Na uzyskanych obrazach (radargramach) budowy przypowierzchniowej wyróżniono charakterystyczne facje radarowe i skorelowano je z konkretnymi wydzieleniami sedymentologicznymi. Łącznie wykonano pomiary wzdłuż 84 linii w czterech punktach badawczych. Integracja pomiarów GPR z punktowymi analizami sedymentologicznymi dała możliwość przestrzennej analizy budowy wewnętrznej badanych form osadowych, jak również pozwoliła na uszczegółowienie charakterystyki środowiska sedymentacyjnego.

In the present study, in five papers and one monograph, results achieved during Ground Penetrating Radar (GPR) investigations combined with sedimentological filed observations are presented. Field studies were conducted in selected sedimentary forms in Central Poland, i.e. esker, postglacial upland, river point bar and delta. Field investigations were supplemented by sedimentological laboratory analyses of collected sediment samples. Ground Penetrating Radar has become a popular tool in sedimentological investigations where quasi-continuous, high-resolution data allow for detailed imaging of subsurface geological structure of the area. Performed investigations allowed to correlate the results obtained during field observations and traditional sedimentological studies with those obtained from GPR measurements. It was important to determine in which of the selected geomorphological forms of various origin, GPR method gives the best results, the most accurate measurements (highest resolution), that is the smallest discrepancies with the performed sedimentological studies. In order to recognize the internal structure of selected depositional forms, GPR profiling and detailed lithological-sedimentological profiles were made. In order to determine the textural features of examined deposits following sedimentological analyses were carried out: particle size (on this basis textural indicators were calculated: mean grain size, standard deviation, skewness and kurtosis), frosting and rounding of quartz sand grains (0.5- 1.0 mm) and mineral-petrographic studies of sand fraction. Characteristic lithofacies occurring at different research points were also described. In four locations in total 73 sediment samples were collected for laboratory tests. During GPR investigations, shielded antennas with a frequency of 250 and 500 MHz were applied. On the obtained images (radargrams) of subsurface, characteristic radar facies were distinguished and correlated with specific sedimentological units. A total of 84 GPR profiles were collected in four research points. Integration of GPR profiles with point sedimentological data gave the possibility of spatial analysis of the internal structure of the investigated sedimentary forms, as well as allowed more detailed characteristics of the sedimentary environment.