przegląd geologiczny nr 9, Geografia, geologia i pokrewne

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 9, 2007Morfologia, struktury sedymentacyjne, cechy uziarnienia i geneza wstêg piaszczystychrówniny zalewowej doliny dolnej Wis³y miêdzy Górskiem i SzynychemJaros³aw Kordowski*Morphology, sedimentary structures, granulometric properties and origin of sandy ribbons developed onthe lower Vistula River valley floodplain between Górsk and Szynych.Prz. Geol., 55: 785–794.S u m m a r y. The paper presents the results of morphometric, structural and granulometric analyses carried outon sandy ribbons developed on the lower Vistula river floodplain in the Toruñ and Unis³aw Basins. The landformsidentified were classified in respect to their shape, sedimentary structures and degree of preservation. Their originand relation to other flood deposits were described and illustrated in the map of thickness and extent of sandy flooddeposits in the Œwiecie Basin.Key words:floodplain, sandy ribbons, lower Vistula River valleyW literaturze przedmiotu du¿e piaszczyste formypowstaj¹ce poza wa³ami przykorytowymi maj¹ ró¿nenazwy (crevassesplays, flood-plain splays,naspy, glifykrewasowe). Powstaj¹, kiedy nadmiar wód powodziowychprzelewa siê przez wa³y przykorytowe i deponuje na obsza-rze równiny zalewowej osady gruboziarniste normalnietransportowane w korycie rzecznym. Depozycji podlegaj¹te¿ rozmywane utwory pozakorytowe, co wyra¿a siê wzbo-gaceniem w mu³ki, materiê humusow¹, toczeñce itd. (Happi in., 1940; MjÝs i in., 1993). Klasyczne naspy krewasowespotyka siê na równinach zalewowych rzek mean-druj¹cych, zw³aszcza na wklês³ych brzegach meandrów(Davies, 1983). Tworz¹ siê zazwyczaj prostopadle do kory-ta rzeki zaraz za wa³em przykorytowym i mog¹ byæ reakty-wowane w kolejnych epizodach powodziowych. Formy,z których s¹ zbudowane, maj¹ d³ugoœæ od kilkuset metrówdo nieco ponad kilometra (Bridge, 2003). Ich materia³ jestbardziej gruboziarnisty i wykazuje wiêksz¹ mi¹¿szoœæ ni¿osady wa³ów przykorytowych. Spotyka siê w nich liczne,drobne koryta krewasowe ze œladami zamierania pr¹duwody.W dolinie dolnej Wis³y omawiane formy tworz¹ siêu wylotu krewas doprowadzaj¹cych, czasami doœæ d³ugich,i rozbudowuj¹ siê najczêœciej równolegle do koryta rzecz-nego. St¹d te¿ propozycja, by formy te nazwaæ wstêgamipiaszczystymi a nie glifami krewasowymi. W dalszymtekœcie u¿ywany bêdzie tylko ten termin. Pewien stopieñsynonimicznoœci do zapropnowanego okreœlenia mo¿emieæ, w opinii autora, pojêcie naspy krewasowej stosowa-ne przez Karabona (1980) do opisu podobnych form piasz-czystych nad œrodkow¹ Wis³¹.Na obszarze doliny dolnej Wis³y nie zosta³y one, jakdot¹d, szerzej opisane. Pierwsze informacje kartograficzneo ich obecnoœci w utworach równiny zalewowej pojawiaj¹siê dopiero naSzczegó³owych mapach geologicznych Pol-ski w skali 1 : 50 000(Koz³owska & Koz³owski, 1985,1990, 1992; Wrotek, 1990). Na odcinku Wis³y œrodkowejnieco informacji o ich morfologii poda³ Karabon (1980),a w rejonie górnej Wis³y opisali je Gêbica i Soko³owski(1999, 2002).Metody badañBadany obszar jest przedstawiony na ryc. 1 i rozci¹gasiê miêdzy miejscowoœciami Górsk (748 km biegu rzeki)i Szynych w rejonie Grudzi¹dza (824 km biegu rzeki). Natej rycinie pokazano lokalizacjê opisanych wstêg w po-³udniowej i œrodkowej czêœci obszaru badañ, które ponu-merowano cyframi rzymskimi: I — wstêga w Pêdzewie(ryc. 2), II — wstêga w Przy³ubiu Krajeñskim (ryc. 2), III— wstêga w Kamieñcu (ryc. 3), IV — wstêga w Ma³ejKêpie (ryc. 3), V — wstêga w po³udniowej czêœci BasenuUnis³awskiego (ryc. 4). W po³udniowej i œrodkowej czêœciobszaru przedstawionego na ryc. 1 szczegó³owe badaniaw latach 1996–1999 prowadzono w zasadzie tylko w miej-scu wystêpowania wstêg piaszczystych.Z czasem w trakcie badañ terenowych pojawi³o siê jed-nak pytanie, jaki jest szczegó³owy rozk³ad przestrzennypiaszczystych osadów powodziowych (w tym i wstêgpiaszczystych) na równinie zalewowej dolnej Wis³y nadu¿o wiêkszym obszarze ni¿ na obszarach analizowanychna ryc. 2, 3 i 4. Badania takie przeprowadzono na blisko25-kilometrowym odcinku doliny Wis³y od miejscowoœcipo³o¿onych ok. 5 km nieco na po³udnie od Che³mna poSzynych na pó³nocy, czego efektem jest ryc. 5. Prace tere-nowe zwi¹zane z kartowaniem utworów powierzchnio-wych tego obszaru przeprowadzono w latach 2000–2003.Wstêgi piaszczyste kartowano na podk³adach map wskali 1 : 10 000. Ich granice nie s¹ we wszystkich wypad-kach pewne. S¹ one bowiem czêsto silnie rozmyte lubprzykryte m³odszymi osadami. W dystalnych czêœciachprzechodz¹ stopniowo w facje basenów powodziowych.Nierzadko tworz¹ te¿ zwarty przestrzennie kompleks zosadami wa³ów przykorytowych. Wtedy doœæ trudnowskazaæ, co jest jeszcze wa³em przykorytowym a cowstêg¹ piaszczyst¹.W poprzek ka¿dej ze wstêg za pomoc¹ rêcznego œwidraglebowego wykonano po kilka przekrojów litologicznych.Gêstoœæ wierceñ i ich lokalizacja przedstawione s¹ namapach na ryc. 2, 3, 4. Przekroje oddalone by³y od siebieok. 200–250 m. W przekroju odstêp miêdzy wierceniamiwynosi³ ok. 60 m. W trakcie badañ wykonano ponad czter-dzieœci przekrojów poprzecznych przez ca³y obszar doliny.W obszarze testowym w Basenie Œwieckim (ryc. 5) wyko-nano w sumie ok. 4000 sondowañ, z których tylko kilka nieprzebi³o ca³ej mi¹¿szoœci osadów pozakorytowych. Ichinterpretacja oraz obserwacje powierzchniowe pozwoli³y785*Zak³ad Geomorfologii i Hydrologii Ni¿u, Instytut Geogra-fii i Przestrzennego Zagospodarowania Polskiej AkademiiNauk, ul. Kopernika 19, 87-100 Toruñ; jarek@geopan.torun.plPrzegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 9, 2007B2³aWisWis³aB3B2B3B2B3B2B2B3WARSZAWAB2B1B1B1B2s³aWiB1KlamryB2B15 kmB3B2B2B1równiny morenowemorainic plainsstoki wysoczyznslopes of morainic plainsdeluwia stokoweslope depositssandrysandursrówniny biogenicznebiogenic plainspoziomy równiny zalewowej:floodplain levels:B1B2B3s³aWiB3B2VpóŸnoglacjalne tarasy piaszczystew Basenie Unis³awskim i Basenie Œwieckimczêœciowo o genezie kemowej, znacznie przewianeLate Glacial sandy terraces, in Unis³aw Basinand Œwiecie Basin partly kame terraces,mostly wind blownIXB2IVKamieniecIIIB1B3B2póŸnoglacjalne koryto Wis³y wyciêtew zaadoptowanej rynnie glacjalnejLate Pleistocene Vistula river channelin adopted subglacial channelCzarnowoB1B2Wis³aIlokalizacja map sytuacyjnych wstêg piaszczystychlocation of detailed situation maps of sandy ribbonsnumery tarasów (wg Tomczaka, 1987i Niewiarowskiego, 1987, nieco zmienione)terrace numbers (after Tomczak, 1987and Niewiarowski, 1987, slightly modified)drogiroadsIIIB1B2IIIB2Ryc. 1.Przegl¹dowa mapa obszaru badañ z lokalizacj¹ szczegó³owych map sytuacyjnych wstêg piaszczystychFig. 1.Geomorphological overview map of the study area with location of detailed situation maps of sandy ribbonswyznaczyæ granice form. Aby udokumentowaæ strukturysedymentacyjne, wykonano wiele wkopów i pobrano 179próbek do analiz laboratoryjnych. Obejmowa³y one anali-zy sitowe piasków gruboziarnistych i ¿wirów oraz ozna-czenie uziarnienia piasków drobnoziarnistych, mu³ów i i³ówza pomoc¹ laserowego analizatora uziarnienia LPSAnaly-sette 22.Nazewnictwo frakcji osadów wzorowane jest nanormach Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Czêœæteksturalnych badañ wstêg piaszczystych przeprowadzonazosta³a razem z dr. J. Szmañd¹ z Instytutu Geografii UMKw Toruniu w 2000 r. Ich wyniki by³y prezentowane w 2001 r.(Kordowski & Szmañda, 2001).786Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 9, 2007I34,834,234,635,333,733,8Dolny Kana³ACDB39,234,534,0IHGFE33,0Wis³aMAPA MI¥¯SZOŒCI WSTÊGIITHE THICKNESS MAP OF RIBBONI1 km1 kmMI¥¯SZOŒÆ (m)THICKNESS (m)0,40,8IIWis³a35,634,71,21 km1,62,02,42,834,4MAPA MI¥¯SZOŒCI WSTÊGIIITHE THICKNESS MAP OF RIBBONIIG34,3FEDCBAPrzy³ubie Krajeñskie35,21 km34,0wodywater bodieswa³y przeciwpowodziowedikesbudynkibuildingsdrogiroadsHciêcie poziomicowe co 1,25 mpunkty wysokoœciowecontour lines every 1.25 mheight pointswkopydig-holeslinie przekrojów litologicznych wraz z lokalizacj¹ sond rêcznychlines of lithological cross-sections with location of hand drillingszarys wstêgi piaszczystejoutline of sandy ribbonwstêga piaszczysta pod pokryw¹ mu³kówsilt-covered sandy ribbonRyc. 2.Mapy sytuacyjne wstêg piaszczystych w Pêdzewie (I) oraz w Przy³ubiu Krajeñskim (II)Fig. 2.Situation maps of sandy ribbons at Pêdzewo (I) and at Przy³ubie Krajeñskie (II)787Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 9, 2007III31,5D31,329,1C30,7Bais³WMAPA MI¥¯SZOŒCI WSTÊGIIIITHE THICKNESS MAP OF RIBBONIII1 kmMI¥¯SZOŒÆ (m)THICKNESS (m)0,40,81,21 km29,5Objaœnienia jak na ryc. 2.For explanations see Fig. 2.IV28,631,11,62,02,4C30,932,4Wis³a32,2A29,7MAPA MI¥¯SZOŒCI WSTÊGIIVTHE THICKNESS MAP OF RIBBONIV31,50,5 km0,5 kmRyc. 3.Mapa sytuacyjna formy przejœciowej miêdzy wa³em przykorytowym i wstêg¹ piaszczyst¹ w Kamieñcu (III). Mapa sytuacyjnamocno zniszczonej wstêgi piaszczystej w Ma³ej Kêpie i Strzy¿awie (IV)Fig. 3.Situation map of a transitional landform between natural levee and sandy ribbon at Kamieniec (III). Situation map of stronglydamaged sandy ribbon at Ma³a Kêpa and Strzy¿awa (IV)Parametry uziarnienia okreœlano za pomoc¹powszechnie stosowanych wskaŸników Folka i Warda(1957), tj.:œredniej œrednicy ziaren:f16+ f50+ f84Mz=3graficznego odchylenia standardowego:skoœnoœci graficznej:SkI=f16+ f84-2f50f5+ f95-2f50+2(f84- f16)2(f95- f5)f95- f52,44(f75- f25)kurtozy (graficznego sp³aszczenia):KG=sI=f84- f16f95- f5+46,6Wartoœci te obliczano po przeliczeniu mm na jednostki phi(phi = -log2x).788Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 9, 2007Vais³W25,326,933,225,21 km25,628,128,0s³aWiEFHG26,8DCBMI¥¯SZOŒÆ (m)THICKNESS (m)0,4MAPA MI¥¯SZOŒCI WSTÊGIVTHE THICKNESS MAP OF RIBBONV1 km0,81,21,62,02,42,8Objaœnienia jak na ryc. 2.For explanations see Fig. 2.Ryc. 4.Zespó³ wstêg piaszczystych w Basenie Unis³awskim (V)Fig. 4.A complex of sandy ribbons in the Unis³aw Basin (V)Morfologia i typologia wstêg piaszczystychZ badañ sk³adu litologicznego osadów pozakoryto-wych równiny zalewowej dolnej Wis³y (Kordowski, 1999,2001) wynika, ¿e facje wa³ów przykorytowych, sto¿kówpowodziowych oraz innych drobnych form piaszczystych,takich jak mikrodelty i cienie piaszczyste, na obszarzezachodniej czêœci Kotliny Toruñskiej i po³udniowej czêœciDoliny Fordoñskiej zajmuj¹ 28,5% objêtoœci osadów poza-korytowych. Ich udzia³ systematycznie spada od KotlinyToruñskiej (36,4%), przez Prze³om Fordoñski (32,4%),do Basenu Unis³awskiego (22,6%). Przewa¿aj¹cy udzia³w tej grupie maj¹ wstêgi piaszczyste.Rozpoznane i zbadane wstêgi s¹ du¿e. W Pêdzewie maona d³ugoœæ ok. 3 km i maksymaln¹ szerokoœæ ok. 600 m(ryc. 2), w Przy³ubiu Krajeñskim wartoœci te wynosz¹odpowiednio 2,5 km i 500 m (ryc. 2), w Kamieñcu —2,5 km i 550 m (ryc. 3), w Ma³ej Kêpie — 1,5 km i 650 m(ryc. 3). W Czar¿ach d³ugoœæ kompleksu sto¿ków osi¹ga7 km, szerokoœæ zaœ oscyluje ok. 600 m (ryc. 4). Dlaporównania formy opisywane przez Gêbicê i Soko³owskie-go (1999) nad górn¹ Wis³¹, powsta³e w czasie powodziw 1997 r., mia³y maksymaln¹ d³ugoœæ ok. 1 km. Karabon(1980) nad œrodkow¹ Wis³¹ u wylotu rynny erozyjnejdokumentuje naspê piaszczyst¹ d³ugoœci ok. 0,5 km.Na zbadanym obszarze stosunek d³ugoœci wstêgpiaszczystych do ich maksymalnej szerokoœci kszta³tujesiê w granicach od 4 do 5. Po³o¿one s¹ one nieco wy¿ej odotoczenia. Najwy¿sze s¹ partie centralne (do 1 m ponadotoczenie). Partie pocz¹tkowe i koñcowe nie s¹ tak wyraŸ-ne, a czêsto s¹ ukryte pod pokryw¹ mu³ków. Wysokoœcibezwzglêdne nie dorównuj¹ maksymalnym wzniesieniomwa³ów przykorytowych, od których s¹ ok. 1 m ni¿sze. Naj-ogólniej sto¿ki przybieraj¹ kszta³t d³ugich wstêg z ostrymzakoñczeniem w czêœci proksymalnej i têpym w czêœcidystalnej. Ich powierzchnia jest wyrównana. Nie odnosisiê to oczywiœcie do form wtórnie rozciêtych przez korytakrewasowe. W Pêdzewie mamy do czynienia z dwomazró¿nicowanej wielkoœci p³atami sto¿ka, rozdzielonymimu³kami zwi¹zanymi z depozycj¹ basenów popowodzio-wych. W formach najlepiej zachowanych, na ich pocz¹tku,zachowa³y siê jeszcze wyraŸne krewasy doprowadzaj¹ce.Maksymalna mi¹¿szoœæ osadów facji sto¿ków mo¿eosi¹gaæ 3 m (ryc. 2, 3, 4, 5), jeœli zasypa³y one dawneramiona rzeczne lub koryta krewasowe. Ogólnie jednakoscyluje ok. 1,2–1,5 m w czêœciach centralnych i poni¿ejtych wartoœci w czêœciach pocz¹tkowych i koñcowych.W miejscach, gdzie sto¿ki utworzy³y warstwê gruboœci niewiêkszej ni¿ 20–30 cm na³o¿on¹ na starsze korytawype³nione gytiami, wykszta³ci³y siê struktury, którewed³ug terminologii Reinecka i Singha (1986) nale¿a³obyokreœliæ jako jamki Ÿród³owe, powsta³e w wyniku przebija-nia siê wód gruntowych zmagazynowanych w gytiachprzez nadleg³e piaski w czasie przechodz¹cego wezbrania.789 [ Pobierz całość w formacie PDF ]