ANALIZA GEOLOGICZNO-INśYNIERSKA DNA POLSKIEJ CZĘŚCI MORZA BAŁTYCKIEGO ENGINEERING-GEOLOGICAL ANALYSIS OF THE POLISH BALTIC SEA BOTTOM

Transkrypt

1 ANALIZA GEOLOGICZNO-INśYNIERSKA DNA POLSKIEJ CZĘŚCI MORZA BAŁTYCKIEGO ENGINEERING-GEOLOGICAL ANALYSIS OF THE POLISH BALTIC SEA BOTTOM Leszek Józef KASZUBOWSKI Ryszard COUFAL Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Geotechniki, Zakład Geologii InŜynierskiej i Hydrogeologii, 70-0 Szczecin, Al.Piastów 50, e- mail: kaszubowski@zut.edu.pl; coufal@zut.edu.pl Abstract. Authors present the engineering-geological analyse of the Polish Baltic Sea bottom. These proposals concern the engineering-geological division of the sea bottom are founded on the detailed analyses of the geological maps of the Baltic Sea bottom in scale of : and on the geological interpretation of seismoacoustic investigations which were executed in selected parts of the area of the Baltic Sea and also on the base of the results of detailed engineering-geological research of some fragments of the sea bottom and engineering-geological research of the coastal zone in the area of western Pomerania. On this base, the authors present the engineering-geological units of the Polish Baltic Sea bottom. There were taken into account certain geological criteria such as a lithological type, genesis and age of deposits and also geotechnical criteria such as index of density (I D ), index of liquidity (I L ), angle of internal friction (Ф), cohesion (c), resistance of compression (Rc), resistance of shear (τf), primery edometric compressibility module (Mo). Also analyzed the relief of the sea bottom and distinguished the following morphological types such as: flat bottom, little sloping bottom, sloping bottom, very sloping bottom, little steep bottom, steep bottom and very steep bottom. Key words: Engineering-geological analyse, engineering-geological units of the Polish Baltic Sea bottom, morphological types of the sea bottom. Abstrakt: Autorzy przedstawiają analizę geologiczno-inŝynierską dna polskiej części Morza Bałtyckiego. Te propozycje związane są z podziałem geologiczno-inŝynierskim dna morskiego opartym na szczegółowych analizach map geologicznych dna Bałtyku w skali : oraz na geologicznej interpretacji badań sejsmoakustycznych wybranych fragmentów dna Bałtyku i równieŝ na podstawie wyników szczegółowych badań geologiczno-inŝynierskich wybranych fragmentów dna morskiego i

2 badań geologiczno-inŝynierskich strefy brzegowej Pomorza Zachodniego. Na tej podstawie autorzy przedstawiają jednostki geologiczno-inŝynierskie dna polskiej części Morza Bałtyckiego. W analizie zostały wzięte pod uwagę określone kryteria geologiczne takie jak rodzaj osadów, geneza i wiek, a w kryteriach geotechnicznych następujące parametry geotechniczne: stopień zagęszczenia (I D ), stopień plastyczności (I L ), kąt tarcia wewnętrznego (Ф), kohezja (c), wytrzymałość na ściskanie (R C ), wytrzymałość na ścinanie (τf) oraz edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (M O ). RównieŜ przeanalizowano ukształtowanie dna morskiego i wyszczególniono następujace typy morfologiczne dna wraz z określonymi sygnaturami liczbowymi: -dno płaskie, 2-dno mało pochylone, -dno pochylone, 4- dno bardzo pochylone, 5-dno mało strome, 6-dno strome i 7-dno bardzo strome. Słowa kluczowe: Analiza geologiczno-inŝynierska, jednostki geologiczno-inŝynierskie dna polskiej części Morza Bałtyckiego, typy morfologiczne dna morskiego. WSTĘP Autorzy przedstawiają analizę geologiczno-inŝynierską dna polskiej części Morza Bałtyckiego w oparciu o szczegółową analizę map geologicznych dna Morza Bałtyckiego oraz na podstawie geologicznej interpretacji materiałów sejsmoakustycznych, a takŝe na podstawie szczegółowych badań geologiczno-inŝynierskich i geotechnicznych wybranych fragmentów dna morskiego, czy teŝ strefy brzegowej. NaleŜy podkreślić, Ŝe na obszarze polskiego dna Bałtyku zostały wykonane przez Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Geologii Morza, wszystkie arkusze mapy geologicznej dna Morza Bałtyckiego w skali : Wymienione arkusze mapy geologicznej dna Morza Bałtyckiego zawierają dodatkowo kilka mapek specjalistycznych, takich jak, mapa osadów na głębokości m poniŝej dna Bałtyku, mapa geomorfologiczna dna Bałtyku, mapa zasobów mineralnych i mapa litodynamiczna, które stanowią cenny materiał uzupełniający w stosunku do mapy głównej. W przeprowadzonych analizach geologiczno-inŝynierskich zostały takŝe wykorzystane badania sejsmoakustyczne, które zostały zinterpretowane geologicznie. NaleŜy stwierdzić, Ŝe badania sejsmoakustyczne dna Bałtyku były wykonywane przez róŝne ośrodki badawcze, między innymi przez dawny Zakład Geomorfologii i Geologii Morza IMGW w Gdyni, czy teŝ Oddział Geologii Morza Państwowego Instytutu Geologicznego w Gdańsku i były przeprowadzane metodą ciągłego profilowania sejsmoakustycznego z uŝyciem aparatury firmy EG.G produkcji USA. Wymienione wyŝej badania są często wykonywane w ramach badań geologiczno-inŝynierskich dna morskiego pod posadowienie platform wiertniczych (Kaszubowski, 987), czy teŝ do badań geologiczno-strukturalnych zmierzających do odzwierciedlenia bardzo złoŝonej budowy geologicznej określonych obszarów dna morskiego.

3 Autorzy niniejszego artykułu tę cechę badań sejsmoakustycznych wykorzystali w swym opracowaniu naukowym. Analizowany podział geologiczno-inŝynierski dna polskiej części Morza Bałtyckiego został oparty na określonych kryteriach geologicznych i geotechnicznych, które zostaną przestawione w dalszej części opracowania. JEDNOSTKI GEOLOGICZNO-INśYNIERSKIE DNA MORSKIEGO NaleŜy zaznaczyć, Ŝe analiza geologiczno-inŝynierska osadów współczesnego dna polskiego Bałtyku dotyczyła następujących czynników geologicznych i geotechnicznych, takich jak, litologia, geneza i wiek osadów (kryteria geologiczne), stopień zagęszczenia (I D ), stopień plastyczności (I L ), kąt tarcia wewnętrznego (Ф), spójność (C), wytrzymałość na ściskanie (R c ), wytrzymałość na ścinanie (τ f ) oraz edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo) jako kryteria geotechniczne. Formuły matematyczne wymienionych parametrów geotechnicznych zostały juŝ wcześniej przez autorów omówione (Kaszubowski, Coufal, 200). Autorzy w przedstawianej analizie geologiczno-inŝynierskiej dna polskiej części Morza Bałtyckiego oprócz wyszczególnionych wyŝej kryterów geologicznych i geotechnicznych postanowili takŝe wziąć pod uwagę róŝny stopień pochylenia powierzchni dna morskiego. Zaproponowano tutaj następujący podział klasyfikacyjny stopnia pochylenia powierzchni dna morskiego, gdzie wydzielono określone typy morfologiczne dna z przydzielonymi sygnaturami liczbowymi: - dno płaskie (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 2- dno mało pochylone (kąt pochylenia powierzchni dna od ), - dno pochylone (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 4- dno bardzo pochylone (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 5- dno mało strome (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 6- dno strome (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 7- dno bardzo strome (ką kąt pochylenia powierzchni dna od ), 8- dno urwiste (kąt pochylenia powierzchni dna od ), 9- dno bardzo urwiste (kąt pochylenia powierzchni dna 0.0 ). NaleŜy podkreślić, Ŝe bardzo waŝnym zagadnieniem jest najwyŝsza warstwa dna morskiego, w której panują odmienne warunki geotechniczne, będące pod wpływem bezpośredniego oddziaływania wody morskiej Bałtyku (Pieczka, 98). W rejonie występowania gruntów spoistych, bezpośrednie dno morskie jest w stanie miękkoplastycznym, a nawet płynnym. Natomiast na obszarze występowania gruntów niespoistych, bezpośrednie dno morskie jest w pełni nasycone wodą bałtycką. Stwierdza się, Ŝe

4 ta nietypowa strefa bezpośredniego dna morskiego osiąga miąŝszość od m. W oparciu o szczegółową analizę map geologicznych dna Bałtyku, analizę materiałów sejsmoakustycznych waŝnych wycinków dna Morza Bałtyckiego, a takŝe w oparciu o wyniki licznych badań geologiczno-inŝynierskich i geotechnicznych obszaru Pomorza Zachodniego, w szczególności strefy brzegowej Bałtyku i wybranych fragmentów dna morskiego (Jegliński, Pruszkowski, 98; Pieczka, 98; Stucka, 98), autorzy niniejszego opracowania przedstawili wartości przybliŝone, przedziałowe, charakterystycznych wskaźników geotechnicznych i na ich podstawie wydzielili następujące jednostki geologicznoinŝynierskie dna polskiej części Morza Bałtyckiego: Dno bardzo dobre dla celów budownictwa morskiego Pod względem geologiczno-inŝynierskim, są to najlepsze części dna Morza Bałtyckiego rozpatrywane dla budownictwa morskiego (jednostka nr ), zbudowane z gruntów skalistych o bardzo duŝych wartościach wytrzymałości na ściskanie (ponad 000 kpa w dolnej granicy przedziału wskaźnika R c ). Przykładowo skały magmowe, które mogą osiągać bardzo duŝe wartości wytrzymałości na ściskanie osiągają wartości 250 MPa. Grunty tej jednostki geologiczno-inŝynierskiej nie występują bezpośrednio na dnie polskiej części Bałtyku (fig.,2). Grunty tego typu są często spotykane bezpośrednio na dnie w północnej i północno-wschodniej części Morza Bałtyckiego. Dno dobre dla celów budownictwa morskiego W tym przypadku wydzielono grunty dna morskiego (jednostka nr 2), które posiadają duŝe wartości (tab.) wytrzymałości na ścinanie τ f ( kpa). Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo waha się w przedziale od MPa. MoŜna tutaj wymienić grunty niespoiste o róŝnej genezie i wieku (fig.,2). W zachodniej części dna polskiego Bałtyku moŝna tutaj wskazać piaski i Ŝwiry glacifluwialne (subjednostka 2b) tworzące się w czasie deglacjacji lądolodu zlodowacenia Wisły (Kaszubowski, Coufal, 2008). Grunty tego rodzaju o miąŝszości większej niŝ 5 m tworzą dno płaskie i występują w południowowschodniej części Ławicy Słupskiej (fig.). Subjednostka (2c) jest reprezentowana przez piaski i Ŝwiry fluwialne tworzące się na przełomie późnego plejstocenu i wczesnego holocenu połoŝone na północny wschód od Ławicy Odrzanej. Grunty tego typu tworzą tutaj równieŝ dno płaskie. Następną subjednostkę (2e) budują piaski i Ŝwiry utworzone podczas transgresji morza litorynowego (środkowy holocen), morza Limnaea i morza Mya (późny holocen). W tym przypadku moŝna tutaj wyszczególnić obszar przybrzeŝny połoŝony na wysokości jeziora Bukowo (Kaszubowski, Coufal, 2008), aŝ do jeziora Kopań (fig.). Dno morskie w tych rejonach jest równieŝ płaskie. W strefie brzegowej na wysokości Jeziora Bukowo występuje dno mało pochylone, a na wysokości jez. Kopań dno bardzo pochylone. Analizowane grunty posiadają dobre parametry geotechniczne (tab.). Na duŝych obszarach dna, osady morskie środkowego i późnego holocenu osiągają miąŝszość mniejszą niŝ 5 m (zapis określonej subjednostki w postaci

5 ułamkowej, gdzie w liczniku są przedstawiane grunty występujące bezpośrednio na dnie morskim, a w mianowniku grunty, które je podścielają) i w tej sytuacji są podścielone przez utwory róŝnej genezy i wieku. Taka sytuacja występuje na dnie morskim na wysokości Ustki, gdzie piaski i Ŝwiry morskie środkowego i późnego holocenu (subjednostka 2e/4a) są podścielone przez muły (pyły) i iły zastoiskowe późnego plejstocenu traktowane jako złe podłoŝe dla budownictwa morskiego (fig.). Bardzo podobna sytuacja występuje w pobliŝu Ławicy Słupskiej, gdzie piaski i Ŝwiry morskie podobnej genezy i wieku są podścielone (subjednostka 2e/4b) przez muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego, traktowane jako złe podłoŝe dla budownictwa morskiego. Na całej tej przestrzeni dno morskie jest płaskie z wyjątkiem części północnej, gdzie dno jest pochylone, a w strefie brzegowej na wysokości Ustki występuje dno mało pochylone. Rozpatrując przebieg procesów geodynamicznych, naleŝy stwierdzić, Ŝe w wielu miejscach przewaŝają procesy redepozycji piasków i Ŝwirów, tylko w nielicznych miejscach występuje sedymentacja osadów piaszczysto-ŝwirowych. We wschodniej części dna polskiego Bałtyku dno dobre dla budownictwa morskiego tworzą Ŝwiry i piaski morskie z Interglaciału Eemskiego (subjednostka 2a) od góry przykryta piaskami i Ŝwirami morza litorynowego i morza politorynowego. Wyszczególniona subjednostka posiada bardzo dobre parametry wytrzymałościowe, poniewaŝ osady te były komprymowane przez lądolód zlodowacenia Wisły (fig.2). Dno morskie, które tutaj występuje jest pochylone. NaleŜy tutaj takŝe wymienić piaski i Ŝwiry glacifluwialne późnoplejstoceńskie (subjednostka 2b) połoŝone w południowej części Południowej Ławicy Środkowej oraz wschodniej części Ławicy Słupskiej. Osady tego typu występują takŝe na obszarze Zatoki Puckiej. Dno morskie jakie tworzą wymienione grunty jest płaskie, ale w części południowej Południowej Ławicy Środkowej występuje dno mało pochylone. Kolejne wydzielenie (subjednostka 2d) tworzą Ŝwiry i piaski rzeczne paleodelty Wisły w rejonie Gdyni (fig.2). W duŝej części dno morskie jest płaskie, ale na wysokości Gdańska jest pochylone. Podobnie jak w części zachodniej dno dobre dla budownictwa morskiego budują piaski i Ŝwiry morskie środkowego i późnego holocenu (subjednostka 2e). Grunty tego typu występują w rejonie Płycizny Czołpińskiej oraz Ławicy Stilo oraz na wysokości Gdańska. W rejonie Jeziora śarnowieckiego grunty te posiadają miąŝszość mniejszą niŝ 5 m (subjednostka 2e/4a) i są podścielone przez muły (pyły) i iły zastoiskowe późnego plejstocenu (fig.2). Dno morskie jest tutaj płaskie, ale w strefie brzegowej od jez. Łebsko do Jeziora śarnowieckiego jest mało pochylone, a na wysokości Władysławowa aŝ do środkowej części Półwyspu Helskiego występuje dno pochylone. Dno dostateczne dla celów budownictwa morskiego W tym wypadku wydzielono grunty (jednostka nr ), które posiadają średnie wartości (tab.) wytrzymałości na ścinanie τ f (00-00 kpa). Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo waha się w

6 2 4 2 Fig.. Jednostki geologiczno-inŝynierskie dna zachodniej części polskiego Bałtyku( na podstawie: Kaszubowski, Coufal, 200). - 4 typy morfologiczne dna morskiego według przyjetej w publikacji klasyfikacji; -grunty skaliste nie występujące w polskiej części Bałtyku bezpośrednio na dnie morskim; 2b-piaski i Ŝwiry glacifluwialne (późny plejstocen); 2c-piaski i Ŝwiry fluwialne (późny plejstocen); 2e-piaski i Ŝwiry morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen); 2e/4a- piaski i Ŝwiry morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen) na mułach (pyłach) i iłach zastoiskowych (późny plejstocen); 2e/4b- piaski i Ŝwiry morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen) na mułkach (pyłach) i iłach bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (późny plejstocen wczesny holocen); a-gliny zwałowe zlodowacenia Warty (plejstocen); b- subakwalne gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (plejstocen); 4a-muły (pyły) i iły zastoiskowe (późny plejstocen); 4b-muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (późny plejstocen-wczesny holocen); 4b/- muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (późny plejstocen-wczesny holocen) na gruntach skalistych wieku kredowego; 4c-piaski mierzejowe bałtyckiego jeziora lodowego (późny plejstocen); 4d-muły (pyły) i piaski pylaste jeziorne (wczesny holocen); 5-

7 iły, muły (pyły), namuły organiczne morza Mastogloii, morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen). Fig.. Engineering-geological units of the western part of the Polish Baltic Sea bottom (on the base of Kaszubowski, Coufal, 200). - 4 Morfological types of the sea bottom according the classification adopted in the publication; -rock soils not occuring in the Polish part directly on the Baltic Sea bottom; 2b-glacifluvial gravels and sands (Late Pleistocene); 2c-fluvial gravels and sands (Late Pleistocene); 2e-marine gravels and sands of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene); 2e/4a- marine gravels and sands of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene) on ice-marginal lake silts and clays (Late Pleistocene); 2e/4b- marine gravels and sands of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene) on silts and clays of different stages of the Baltic Sea (Late Pleistocene and Early Holocene); a-glacial tills of the Vartanian Glaciation or older glaciations (Pleistocene); a/-glacial tills of the Vartanian Glaciation or older glaciations (Pleistocene) on Cretaceous rock soils; b-subaquatic glacial tills of the Vistulian Glaciations (Pleistocene); 4a-ice-marginal lake silts and clays (Late Pleistocene); 4b-silts and clays of different stages of the Baltic Sea (Late Pleistocene and Early Holocene); 4b/-silts and clays of different stages of the Baltic Sea (Late Pleistocene and Early Holocene) on Cretaceous rock soils; 4c-eolian sands of the Baltic Ice Lake (Late Pleistocene); 4d-limnic muds and silty sands (Early Holocene); 5-clays, silt, muds and organic muds of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene). przedziale od MPa. NaleŜy tutaj wymienić grunty spoiste, które są reprezentowane przez gliny zwałowe zlodowacenia Wisły i zlodowacenia Warty. W niektórych sytuacjach mogą to być gliny zwałowe starszych zlodowaceń. W zachodniej części polskiego Bałtyku w pierwszej kolejności (Kaszubowski, Coufal, 2008) naleŝy wymienić gliny zwałowe zlodowacenia Warty (subjednostka a). Gliny zwałowe tego zlodowacenia występują na obszarze Ławicy Słupskiej (Kramarska, Uścinowicz, Zachowicz, 2002) i w południowo-zachodniej części analizowanego dna morskiego, pomiędzy izobatą 0-40 m na wysokości wybrzeŝa od Dziwnowa do jeziora Wicko (fig.). Ocenia się, Ŝe miąŝszość tych osadów dochodzi do 20-0 m. Wykonane badania sejsmoakustyczne (Kaszubowski, 989) na obszarze dna Zatoki Koszalińskiej wykazały, Ŝe występują tutaj złoŝone struktury glacjalne. W rejonie dna połoŝonego w pobliŝu Darłowa (subjednostka a/) gliny zwałowe zlodowacenia Warty osiągają mniejszą miąŝszość niŝ 5 m i są podścielone gruntami skalistymi wieku kredowego traktowane jako bardzo dobre podłoŝe dla budownictwa morskiego (Kaszubowski, Coufal, 2008). Dno morskie zbudowane z wyŝej wymieninych gruntów jest płaskie, ale w strefie brzegowej od Kołobrzegu do Sarbinowa jest mało pochylone, a w rejonie MrzeŜyna pochylone. W dalszej kolejności naleŝy wyszczególnić subakwalne gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (subjednostka b), które występują na północ i północny-zachód od Ławicy Słupskiej (fig.). Poziom ten osiąga miąŝszość od 20-0 m. Na obszarze występowania glin zwałowych zlodowacenia Wisły nie stwierdzono płytkiego występowania gruntów skalistych. W większości dno morskie jest tutaj płaskie, ale w rejonie południowego skłonu Rynny Słupskiej na wysokości Ustki dno jest pochylone.

8 Fig.2. Jednostki geologiczno-inŝynierskie dna wschodniej części polskiego Bałtyku (na podstawie: Kaszubowski, Coufal, 200). 7 - typy morfologiczne dna morskiego według przyjetej w publikacji klasyfikacji; -grunty skaliste nie występujące w polskiej części Bałtyku bezpośrednio na dnie morskim; 2a-piaski i Ŝwiry morskie z interglacialu eemskiego (plejstocen), przykryte od góry przez osady piaszczysto-ŝwirowe morza litorynowego i morza politorynowego (środkowy i późny holocen); 2b-piaski i Ŝwiry glacifluwialne (późny plejstocen); 2d-piaski i Ŝwiry rzeczne paleodelty Wisły (późny plejstocen i wczesny holocen); 2e-piaski i Ŝwiry morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen); 2e/4a-piaski i Ŝwiry morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen) na mułach (pyłach) i iłach zastoiskowych (późny plejstocen); a-gliny zwałowe zlodowacenia Warty (plejstocen); a/- gliny zwałowe zlodowacenia Warty (plejstocen) na gruntach skalistych wieku sylurskiego; b- subakwalne gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (plejstocen); b/-subakwalne gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (plejstocen) na gruntach skalistych wieku sylurskiego; 4b-muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (późny plejstocen-wczesny holocen); 4c-piaski mierzejowe bałtyckiego jeziora lodowego (późny plejstocen); 4d-muły (pyły) i piaski pylaste jeziorne (wczesny holocen); 5iły, muły (pyły), namuły organiczne morza Mastogloii, morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya (środkowy i późny holocen); 5/4b-. iły, muły (pyły), namuły organiczne morza Mastogloii, morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya

9 (środkowy i późny holocen) na mułach (pyłach) i iłach bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (późny plejstocen-wczesny holocen). Fig.2. Engineering-geological units of the eastern part of the Polish Baltic Sea bottom (on the base of Kaszubowski, Coufal, 200). - 7 Morfological types of the sea bottom according the classification adopted in the publication; -rock soils not occuring in the Polish part directly on the Baltic Sea bottom; 2a-marine gravels and sands of the Eemian Sea (Pleistocene); 2b-glacifluvial gravels and sands (Late Pleistocene); 2d-fluvial gravels and sands (Late Pleistocene and Early Holocene); 2e-marine gravels and sands of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene); 2e/4a- marine gravels and sands of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene) on ice-marginal lake silts and clays (Late Pleistocene); aglacial tills of the Vartanian Glaciation or older glaciations (Pleistocene); a/-glacial tills of the Vartanian Glaciation or older glaciations (Pleistocene) on Silurian rock soils; b-subaquatic glacial tills of the Vistulian Glaciations (Pleistocene); b/- subaquatic glacial tills of the Vistulian Glaciations (Pleistocene) on Silurian rock soils; 4b-silts and clays of different stages of the Baltic Sea (LatePleistocene and Early Holocene); 4c-eolian sands of the Baltic Ice Lake (Late Pleistocene); 4d-limnic muds and silty sands (Early Holocene); 4e-marine and eolian sands (Late Holocene); 5-clays, silt, muds and organic muds of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene); 5/4b- clays, silt, muds and organic muds of the Littorina Sea and Post-Littorina Sea (Middle and Late Holocene) on silts and clays of different stages of the Baltic Sea (LatePleistocene and Early Holocene. We wschodniej części Morza Bałtyckiego analogicznie jak w zachodniej części, dno dostateczne dla budownictwa morskiego tworzą gliny zwałowe zlodowacenia Warty i gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (fig.2). Poziom glin zwałowych zlodowacenia Warty występuje w południowej części analizowanego akwenu na wysokości Łeby i Jeziora śarnowieckiego. Ocenia się, Ŝe miąŝszość dochodzi do 20 m. W południowych rejonach Rynny Słupskiej gliny zwałowe zlodowacenia Warty osiągają nieduŝe miąŝszości i zalegają wprost na gruntach skalistych traktowanych jako podłoŝe bardzo dobre (subjednostka a/) dla budownictwa morskiego, które jest reprezentowane przez łupki sylurskie. Grunty te tworzą dno płaskie, ale w rejonie południowego skłonu Rynny Słupskiej na wysokości jez. Gardno i jez. Sarbsko oraz w rejonie zachodniego skłonu Basenu Gdańskiego na wysokości Władysławowa występuje dno pochylone. Gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (subjednostka b) występują w północnej części analizowanego dna morskiego na obrzeŝeniach Basenu Gotlandzkiego i Basenu Gdańskiego osiągając miąŝszość od 5-0 m, a w niektórych miejscach mniej niŝ 5 m (subjednostka b/), gdzie grunty tego typu zalegają na podłoŝu skalistym reprezentowanym równieŝ przez skały syluru. Dno morskie jest tutaj płaskie, ale w rejonie południowego skłonu Rynny Słupskiej na wysokości Jeziora śarnowieckiego występuje dno bardzo pochylone. Dno złe dla celów budownictwa morskiego W tym przypadku wyszczególniono grunty dna morskiego (jednostka nr 4), które posiadają małe wartości (tab.) wytrzymałości na ścinanie τ f (50-00 kpa). Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej

10 Mo waha się w przedziale od 5-40 MPa. MoŜna tutaj wyróŝnić grunty spoiste i niespoiste genezy zastoiskowej, eolicznej, glacjalno- morskiej i limnicznej, wieku późnoplejstocenskiego i wczesnoholoceńskiego. W zachodniej części dna polskiego Bałtyku (Kaszubowski, Coufal, 2008) naleŝy wymienić muły (pyły) i iły (subjednostka 4a) zastoiskowe utworzone w późnym plejstocenie. Grunty tego typu występują w niektórych miejscach na obszarze Ławicy Słupskiej (fig.). NaleŜy podkreślić, Ŝe duŝe powierzchnie dna morskiego budują muły (pyły) i iły (subjednostka 4b) bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego utworzone w późnym plejstocenie i wczesnym holocenie. Grunty tego typu występują w rejonie Basenu Bornholmskiego i na południe od niego (fig.) oraz w zachodniej części Rynny Słupskiej. MiąŜszość tych osadów w wielu miejscach oceniana jest na 0 m. Na wysokości Kołobrzegu powyŝej izobaty 40 m omawiane wyŝej grunty mają miąŝszość mniejszą niŝ 5 m (4b/) i są podścielone przez grunty skaliste wieku kredowego (fig.). Osady tego typu posiadają złe parametry geotechniczne (tab.). Dno morskie jakie tutaj występuje jest płaskie. Dno złe dla budownictwa morskiego budują takŝe osady mierzejowe (subjednostka 4c), które utworzyły się podczas funkcjonowania bałtyckiego jeziora lodowego (Uścinowicz, 995). Osady tego typu występują na północny-wschód od Ławicy Odrzanej (fig.). Wymienione grunty posiadają nieco lepsze parametry geotechniczne w porównaniu z wcześniej opisanymi osadami (tab.). Występuje tutaj płaskie dno morskie. NaleŜy równieŝ wyszczególnić muły (pyły) i miejscami piaski pylaste (subjednostka 4d), które utworzyły się w warunkach jeziornych na przełomie późnego plejstocenu i wczesnego holocenu (Kramarska, Uścinowicz, Zachowicz, 2002) i które są złym podłoŝem dla budownictwa morskiego. Osady te (Kaszubowski, Coufal, 2008) występują na obszarze Zatoki Pomorskiej i tworzą płaskie dno morskie (fig.). We wschodniej części polskiego dna Bałtyku dno złe dla budownictwa tworzą muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego późnego plejstocenu i wczesnego holocenu (subjednostka 4b), które występują na obszarze Rynny Słupskiej i Zatoki Gdańskiej (fig.2). Dno morskie jest płaskie, ale na wysokości Półwyspu Helskiego dno jest bardzo pochylone. NaleŜy takŝe wymienić piaski mierzejowe bałtyckiego jeziora lodowego (subjednostka 4c), które występują na wysokości Jeziora śarnowieckiego i Mierzei Helskiej. Grunty tego typu posiadają nieco lepsze parametry wytrzymałościowe (tab.) niŝ poprzednio analizowane. Występuje tutaj płaskie dno morskie, ale w rejonie południowo-wschodniego skłonu wału mierzejowego dno jest mało strome. Natomiast w północnych zboczach dno jest pochylone. Dno złe dla budownictwa morskiego budują na obszarze Zatoki Puckiej muły (pyły) i miejscami piaski pylaste (subjednostka 4d), jeziorne wczesnego holocenu. Do gruntów tego typu naleŝy równieŝ zaliczyć piaski mierzejewe środkowego i późnego holocenu (subjednostka 4e), które występują na północ od Półwyspu Helskiego (fig.2). Dno morskie jest tutaj najbardziej zróŝnicowane pod względem ukształtowania. U samej nasady Półwyspu Helskiego występuje dno bardzo strome lub mało strome, a w pozostałych częściach tego obszaru dno jest płaskie.

11 Tabela Parametry geotechniczne jednostek geologiczno-inŝynierskich dna polskiej części Bałtyku Geotechnical parameters of the engineering-geological units of the Polish Baltic Sea bottom Jednostki Typy Geneza Wiek Wartości przybliŝone geologicznoinŝynierskie litologiczne I D I L Ф [ º ] C [kpa] τ f [kpa] Mo [MPa] 2 Dno dobre dla budownictwa morskiego 2a piaski i Ŝwiry (Pr,Ps,Pd,ś) 2b piaski i Ŝwiry (Pr,Ps,Pd,ś) morskie glacifluwialne I. Eemski plejstocen późny plejstocen c piaski i Ŝwiry fluwialne późny plejstocen (Pr,Ps,Pd,ś) 2e piaski i Ŝwiry (Pr,Ps,Pd,ś) morskie środkowy holocen Dno dostateczne a gliny zwałowe (Gp,G,Gπ) glacjalne plejstocen zlodowacenie Warty dla budownictwa morskiego b gliny zwałowe (Gp,G,Gπ) glacjalne plejstocen zlodowacenie Wisły Dno złe dla 4a pyły (muły) i iły zastoiskowe późny plejstocen budownictwa morskiego 4b pyły (muły) i iły glacialnolimniczne, glacjalnomorskie i późny plejstocen i wczesny holocen limniczne 4c piaski (Ps,Pd) eoliczne późny plejstocen d pyły limniczne wczesny holocen Dno bardzo złe dla budownictwa 5 iły,pyły (muły) i namuły organiczne morskie środkowy i późny holocen < 5 morskiego

12 Dno bardzo złe dla celów budownictwa morskiego Do tego wydzielenia geologiczno-inŝynierskiego zaliczono grunty dna morskiego (jednostka nr 5), które posiadają bardzo małe wartości (tab.) wytrzymałości na ścinanie τ f (poniŝej 50 kpa). Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo osiąga wartości mniejsze niŝ 5 Mpa. Ta jednostka jest reprezentowana przez grunty spoiste, genezy morskiej, wieku środkowego i późnego holocenu, które posiadają bardzo złe parametry geotechniczne (tab.). MoŜna tutaj wymienić muły (pyły), iły, oraz namuły organiczne utworzone w czasie istnienia morza Mastogloii, morza litorynowego, morza Limnaea i morza Mya. Grunty tego typu w zachodniej części polskiego dna Bałtyku (Kaszubowski, Coufal, 2008) występują w głębszych partiach Basenu Bornholmskiego (fig.). Ocenia się, Ŝe miąŝszość tych osadów osiąga wartość powyŝej 5 m. Dno morskie jest płaskie. We wschodniej części polskiego Morza Bałtyckiego grunty tego typu reprezentowane przez muły (pyły), iły oraz namuły organiczne genezy morskiej środkowego i późnego holocenu występują na obszarze Basenu Gdańskiego, gdzie miąŝszość tych osadów jest większa od 5 m (fig.2). Z kolei grunty te na terenie Basenu Gotlandzkiego osiągają miąŝszość mniejszą od 5 m (fig.2) i podścielone są przez muły (pyły) i iły bałtyckiego jeziora lodowego, morza Yoldii i Jeziora Ancylusowego (subjednostka 5/4b). Dno morskie jest równieŝ płaskie. WNIOSKI. Na podstawie przeprowadzonych analiz geologiczno-inŝynierskich dotyczących gruntów dna polskiej części Morza Bałtyckiego autorzy wydzielili następujące jednostki geologiczno-inŝynierskie: a) dno dobre dla celów budownictwa morskiego (wydzielenie nr 2) reprezentowane przez grunty niespoiste, wieku plejstoceńskiego i holoceńskiego, genezy glacifluwialnej, fluwialnej i morskiej, które posiadają duŝe wartości wytrzymałości na ścinanie τ f ( kpa) i duŝe wartości edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej Mo ( MPa). W przewaŝającej części dno morskie jest płaskie, ale w strefie brzegowej na wysokości jez. Bukowo, Ustki, oraz od jez. Łebsko aŝ do Jeziora śarnowieckiego dno jest mało pochylone. Dno mało pochylone występuje równieŝ w południowej części Południowej Ławicy Środkowej. Natomiast od Jeziora śarnowieckiego aŝ do połowy Półwyspu Helskiego dno morskie jest pochylone. W strefie brzegowej okolic jez. Kopań występuje dno bardzo pochylone. b) dno dostateczne dla celów budownictwa morskiego (wydzielenie nr ) reprezentowane przez grunty spoiste, wieku plejstoceńskiego, genezy glacjalnej, które posiadają dość duŝe wartości wytrzymałości na ścinanie τ f (00-00 kpa) i dość duŝe wartości edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej Mo (40-80 MPa). W przewaŝającej części dno morskie jest płaskie, ale w

13 strefie brzegowej od Kołobrzegu do Sarbinowa dno jest mało pochylone, a w rejonie MrzeŜyna pochylone. Pochylone dno morskie występuje równieŝ w strefach południowego skłonu Rynny Słupskiej, a na wysokości Jeziora śarnowieckiego dno morskie południowego skłonu Rynny Słupskiej jest nawet bardzo pochylone. Natomiast dno mało strome występuje w rejonie zachodniego skłonu Basenu Gdańskiego. c) dno złe dla celów budownictwa morskiego (wydzielenie nr 4) reprezentowane przez grunty spoiste i niespoiste, wieku plejstoceńskiego i holoceńskiego, genezy zastoiskowej, eolicznej, glacjalno-morskiej i jeziornej, które posiadają małe wartości wytrzymałości na ścinanie τ f (50-00 kpa) i małe wartości edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej Mo (5-40 MPa). Na duŝej przestrzeni omawianego dna morskiego dno jest płaskie. Północno-wschodnie obrzeŝenie wału mierzejowego z okresu bałtyckiego jeziora lodowego na wysokości Półwyspu Helskiego jest dnem pochylonym. Zachodni skłon Basenu Gdańskiego w pobliŝy Półwyspu Helskiego tworzy dno bardzo pochylone. U nasady Półwyspu Helskiego dno morskie jest albo mało strome, albo bardzo strome. d) dno bardzo złe dla celów budownictwa morskiego (wydzielenie nr 5) reprezentowane przez grunty spoiste, wieku środkowo i późnoholoceńskiego, które posiadają bardzo małe wartości wytrzymałości na ścinanie τ f (< 50 kpa) i bardzo małe wartości edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej Mo (< 5 MPa). Występuje tutaj płaskie dno morskie. LITERATURA Jegliński B., Pruszkowski J., 98 - Metodyka badań geologiczno-inŝynierskich dla inwestycji portowych na przykładzie Portu Północnego. Materiały Konferencji Naukowej nt. GeologicznoinŜynierskie badania wybrzeŝa i dna Bałtyku Południowego,Gdańsk. Kaszubowski L.J., System EG.G przeznaczony do ciągłego profilowania sejsmoakustycznego dna morskiego. InŜynieria Morska,, Gdańsk. Kaszubowski L.J., Czwartorzęd Zatoki Koszalińskiej w świetle badań sejsmoakustycznych. Studia i Materiały Oceanologiczne, 56. Gdańsk. Kaszubowski L.J., Coufal R., Preliminary engineering-geological division of the Baltic Sea bottom (Polish part) in the light of geological maps of the Baltic and seismoacoustic research. th Baltic Geotechnical Conference, Poland, Gdańsk. Kaszubowski L.J., Coufal R., 200 Wstępny podział geologiczno-inŝynierski dna polskiej części Morza Bałtyckiego. InŜynieria Morska i Geotechnika,, Gdańsk.

14 Kramarska R., Uścinowicz Sz., Zachowicz J., Kenozoik południowego Bałtyku - wybrane problemy. Prz. Geol.,50, Warszawa. Pieczka, F.B., 98 - Charakterystyka geologiczno-inŝynierska osadów dennych Bałtyku. Materiały Konferencji Naukowej nt. Geologiczno-inŜynierskie badania wybrzeŝa i dna Bałtyku Południowego, Gdańsk. Stucka B., 98 - Badania geologiczno-inŝynierskie dla posadowienia obiektów hydrotechnicznych w porcie Kołobrzeg. Materiały Konferencji Naukowej nt. Geologiczno-inŜynierskie badania wybrzeŝa i dna Bałtyku Południowego, Gdańsk. Uścinowicz Sz., Quaternary of the Gdańsk Basin. Proceedings of the Third Marine Geological Conference The Baltic (ed.j.e.mojski). Pr. Państw. Inst. Geol.,49,Warszawa-Gdańsk. SUMMARY Authors have presented the engineering-geological division of the Polish Baltic Sea bottom in the light of geological maps of the Baltic and seismoacoustic research and also on the base of the results of detailed engineering-geological research of some fragments of the sea bottom and engineering-geological research of the coastal zone in the area of western Pomerania.. Engineering-geological units of the Baltic Sea bottom have been recognized on the base of the following factors: geological criteria such as a lithological type, genesis and age of deposits and also geotechnical criteria such as index of density (I D ), index of liquidity (I L ), angle of internal friction (Ф), cohesion (c), resistance of compression (Rc), resistance of shear (τf), primery edometric compressibility module (Mo). Also analyzed the relief of the sea bottom and distinguished the following morphological types such as: flat bottom, little sloping bottom, sloping bottom, very sloping bottom, little steep bottom, steep bottom and very steep bottom. In this way were recognized the following engineering-geological units: Unit - as a very good seabottom for marine constructions, where the rock soils creating the present sea bottom have got very big values of the resistance of compression (more than 000 kpa). The rock soils are not directly occurring on the present Polish Baltic Sea bottom. Unit 2- as a good sea-bottom for marine constructions, where the non-cohesive soils have got a big values of the resistance of shear τf ( kpa) and a big values (tab.) of the primery edometric compressibility module Mo ( MPa). For the most part the sea bottom is flat, but in the coastal zone at the height of the Bukowo Lake, Ustka, and from the Łebsko Lake to the śarnowiec Lake the bottom is little sloping. However from śarnowiec Lake until mid-hel Peninsula sea bottom is sloping. In the coastal zone surrounding the Kopań Lake sea bottom is very sloping. Unit - as a sufficient sea bottom for marine constructions, where the cohesive soils are represented by glacial tills have got an average values of the resistance of shear τf (00-00 kpa) and an average values

15 (tab.) of the primery edometric compressibility module Mo (40-80 MPa). For the most part, the sea bottom is flat, but in the coastal zone from Kolobrzeg to Sarbinowo sea bottom is little but in MrzeŜyno region the sea bottom is sloping. In the southern escarps of the Słupsk Furrow, the sea bottom is also sloping. While, in the western slope of Gdańsk Basin the sea bottom is little steep. Unit 4- as a bad sea-bottom for marine constructions, where the cohesive and non-cohesive soils are represented by silts, clays, silty-sands and eolian sands have got a little values of the resistance of shear τf (50-00 kpa) and a little values (tab.) of the primery edometric compressibility module Mo (5-40 MPa). In a large space the sea bottom is flat. North-eastern margin of the spit ridge from Baltic Ice Lake period at the height of Hel Peninsula is a sloping sea bottom. The western slope of the Gdansk Basin near Hel Peninsula creates a very sloping sea bottom. At the end of the Hel Peninsula sea bottom is either little steep or very steep. Unit 5- as a very bad sea-bottom for marine constructions, where the cohesive soils are represented by clays, silts, muds and organic muds have got a very little values of the resistance of shear τf (less than 50 kpa) and a little values (tab.) of the primery edometric compressibility module Mo (less than 5 MPa). Here, the sea bottom is flat.