WYKORZYSTANIE SEJSMIKI REFLEKSYJNEJ DO BADAŃ PŁYTKIEGO PODŁOŻA zarys problematyki

WYKORZYSTANIE SEJSMIKI REFLEKSYJNEJ DO BADAŃ PŁYTKIEGO PODŁOŻA zarys problematyki SEISMIC REFLECTION SURVEYING IN SHALLOW SUBSURFACE STUDIES an overview Piotr Krzywiec Instytut Nauk Geologicznych PAN / Institute of Geological Sciences, Polish Academy of Sciences Regina Kramarska Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy / Polish Geological Institute - NRI MORSKA ENERGETYKA WIATROWA KOŁEM ZAMACHOWYM POLSKIEJ GOSPODARKI 27-28.02.2017, Warszawa

SCENARIUSZ PREZENTACJI / TALK OUTLINE 1. Sejsmika refleksyjna dwa słowa wprowadzenia / Reflection seismics short introduction 2. Płytkie wysokorozdzielcze pomiary sejsmiczne na lądzie / Shallow high-res seismic studies (land) 3. Płytkie wysokorozdzielcze pomiary sejsmiczne na wodach śródlądowych / Shallow high-res seismic studies (lakes & rivers) 4. Płytkie wysokorozdzielcze pomiary sejsmiczne i sejsmoakustyczne na morzu / Shallow high-res seismic and seismoacoustic studies (sea) MORSKA ENERGETYKA WIATROWA KOŁEM ZAMACHOWYM POLSKIEJ GOSPODARKI 27-28.02.2017, Warszawa

SEJSMIKA REFLEKSYJNA / REFLECTION SEISMICS

Płytkie pomiary sejsmiczne mogą być prowadzone na lądzie przy wykorzystaniu niewielkich i mobilnych źródeł fal sejsmicznych o wysokich częstotliwościach Shallow seismic studies could be carried out on land using small high-frequency seismic sources Miniwibrator T2500 wykorzystywany przez Geofizykę Toruń, częstotliwość fal sejsmicznych do 350Hz Minivibrator T2500 used by Geofizyka Toruń, frequency of seismic waves up to 350Hz

Płytkie pomiary sejsmiczne mogą być prowadzone na rzekach i jeziorach Shallow seismic studies could be carried out on rivers and lakes SeisTec: źródło i odbiornik fal sejsmicznych wykorzystywane do płytkich badań na rzekach i jeziorach (GEOMEGA, Węgry). SeisTec: source-receiver seismic system used for studies on rivers and lakes (GEOMEGA, Hungary).

Morska sejsmika refleksyjna poszukiwania ropy naftowej i gazu ziemnego Marine reflection seismics oil & gas exploration Zasięg głębokościowy kilka kilometrów Depth range several kilometers

Płytka morska sejsmika refleksyjna badania dna morskiego i jego podłoża Marine reflection seismics studies of sea bottom and shallow subsurface Zasięg głębokościowy kilkaset / kilkadziesiąt / kilkanaście metrów Depth range hundreds / tens of meters

PŁYTKIE LĄDOWE BADANIA SEJSMICZNE / SHALLOW SEISMIC STUDIES ON LAND wysad solny Damasławek / Damasławek salt diapir struktury glacitektoniczne na Mazurach / glacitectonic structures, Mazury district

WYSAD SOLNY DAMASŁAWEK / DAMASŁAWEK SALT DIAPIR (Dadlez et al., 1998) Lokalizacja wysadu solnego Damasławek / Location of the Damasławek salt diapir

WYSAD SOLNY DAMASŁAWEK / DAMASŁAWEK SALT DIAPIR (Krzywiec, 2009) płytkie badania sejsmiczne wysadu solnego Damasławek zrealizowano na zlecenie Państwowej Agencji Atomistyki / shallow seismic studies of the Damasławek salt diapir were carried out on behalf of the Polish Nuclear Agency w jego nadkładzie stwierdzono zdeformowane utwory paleogenu i neogenu / withing its overburden, deformed Paleogene and Neogene series have been detected zidentyfikowane deformacje sugerują neotektoniczną aktywność tektoniczną tego wysadu solnego / identified deformations suggest neotectonic activity of this salt diapir

WYSAD SOLNY DAMASŁAWEK / DAMASŁAWEK SALT DIAPIR (Krzywiec, 2009) płytkie badania sejsmiczne wysadu solnego Damasławek zrealizowano na zlecenie Państwowej Agencji Atomistyki / shallow seismic studies of the Damasławek salt diapi were carried out on behalf of the Polish Nuclear Agency w jego nadkładzie stwierdzono zdeformowane utwory paleogenu i neogenu / withing its overburden, deformed Paleogene and Neogene series have been detected zidentyfikowane deformacje sugerują neotektoniczną aktywność tektoniczną tego wysadu solnego / identified deformations suggest neotectonic activity of this salt diapir

PŁYTKIE LĄDOWE BADANIA SEJSMICZNE / SHALLOW SEISMIC STUDIES ON LAND wysad solny Damasławek / Damasławek salt diapir struktury glacitektoniczne na Mazurach / glacitectonic structures, Mazury district

struktury glacitektoniczne: deformacje tektoniczne powstałe w związku z działalnością lądolodów / glacitectonic structures: formed due to activity of glaciers (Huuse, et al., 2007) Płytki wysokorozdzielczy profil sejsmiczny obrazujący struktury glacitektoniczne na obszarze Morza Północnego / Shallow high-res seismic profile showing glacitectonic structures within the North Sea

(Krzywiec et al, 2004) płytki wysokorozdzielczy profil sejsmiczny obrazujący struktury glacitektoniczne w rejonie Orłowa shallow high-res seismic profile showing glacitectonic structures in vicinity of Orłowo

woda / water GEOMEGA współczesne utwory osadowe jeziora Śniardwy i ich zdeformowane glacitektonicznie podłoże / recent deposits of Śniardwy lake and their shallow, glacitectonically deformed substratum

Detekcja współczesnych zmian miąższości osadów fluwialnych Dunaju

GEOMEGA basen panoński współczesne (czwartorzędowe) uskokowanie Pannonian Basin recent (Quaternary) faulting

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) (Mazur, Scheck-Wenderoth i Krzywiec, 2005) Przemysłowy profil sejsmiczny z W części Bałtyku widoczne są głęboko zakorzenione strefy uskokowe, sięgające aż po strefę denną Bałtyku Industry seismic profile from the W sector of the Baltic Sea deeply rooted fault zones that reach sea bottom are clearly visible on this seismic profile

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) Project conducted in 1997-1999 by the Polish Geological Institute in co-operation with TNO sleeve gun 10 inch 3 12 channel streamer recording time: 800 ms or 1 s

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) (Kramarska et al., 1999) lokalizacja płytkich wysokorozdzielczych profili sejsmicznych location of shallow high-resolution seismic profiles długość profili / total length: około / approx. 4 000 km

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) (Krzywiec et al., 2003) płytki wysokorozdzielczy profil sejsmiczny ze strefy tektonicznej Bornholm Darłowo shallow high-resolution seismic profile from the Bornholm Darłowo fault zone

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) (Kramarska et al., 1999) płytki wysokorozdzielczy profil sejsmiczny ze strefy tektonicznej Bornholm Darłowo (struktura kwiatowa w osadach permo-mezozoiku) shallow high-resolution seismic profile from the Bornholm Darłowo fault zone (flower structure within the Permo-Mesozoic deposits)

PŁYTKIE WYSOKOROZDZIELCZE POMIARY SEJSMICZNE NA BAŁTYKU / SHALLOW HIGH-RES SEISMIC STUDIES (BALTIC SEA) (Kramarska et al., 1999) płytki wysokorozdzielczy profil sejsmiczny z platformy prekambryjskiej shallow high-resolution seismic profile from the Precambrian Platform

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) dominujące częstotliwości / dominant frequencies: 300 Hz 15 khz nazwa źródła impulsu akustycznego stosowana jest często do oznaczenia metody (np. sparker, boomer, pinger) głębokość obrazowania / depth of imaging: 12,5 ms 200 m 500 m 1,5 ms SPARKER: hundreds of meters 10 ms BOOMER: ~ 100 m PINGER : ~ 20 m SPARKER low frequency BOOMER middle frequency 200 m PINGER high frequency (Przezdziecki, 2005)

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) profil sejsmoakustyczny SPARKER obrazujący strukturę paleodelty Wisły w SW części Zatoki Gdańskiej seismoacoustic SPARKER profile showing structure of Vistula paleodelta on the southwestern slope of the Gulf of Gdańsk (Uścinowicz, 2003) marine sediments paleodelta

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) BOOMER: metoda średnich częstotliwości optymalna do rozpoznania struktury dna do głębokości kilkudziesięciu m / mid-range frequency method suitable for depth imaging down to several tens of meters PIG-PIB lokalizacja profili sejsmoakustycznych BOOMER / location of seismoacoustic BOOMER profiles

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) (Kramarska et al., 2002) (Uścinowicz, 2003) deformacje podłoża kredowego i miękkich osadów dennych - w strefie uskoku znajduja się osady nasycone gazem deformations within the Cretaceous bedrock and the bottom soft sediments deposits saturated with gas are located within the fault zone poziome ułożenie warstw paleogenu na monoklinalnie zapadającym sylurze horizontally-laying Paleogene silts and sands on monoclinally-inclined Silurian rocks

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) Profil sejsmoakustyczny ukazujący efekty glacjalnej erozji i akumulacji w obszarze położonym na N od Ławicy Słupskiej seismoacoustic profile showing effects of glacial erosion and accumulation in the area located north from the Słupsk Bank (Kramarska, 2003) Osady kemów / kems sediments ozy, kemy formy i osady utworzone w wyniku działalności wód lodowcowych eskers, kems forms and deposits formed as a result of the glacial water activities (Przezdziecki, 2005) Kemy na W zboczach Ławicy Słupskiej Kems on western slope of the Słupsk Bank

POMIARY SEJSMOKUSTYCZNE NA BAŁTYKU SEISMOACOUSTIC STUDIES (BALTIC SEA) PINGER: metoda wysokiej częstotliwości powszechnie stosowana w badaniach pod konstrukcje liniowe (kable podmorskie, gazociągi), w rozpoznawaniu złóż kruszywa, piasków do zasilania plaż, w badaniach strefy brzegowej i in. / high-frequency method routinly used for linear constructions (submarine cables, gas pipelines), for recognition of raw materials accumulations, shoreline studies etc. 2a 2 Ławica Słupska 1 10 m Kruszywo żwirowe (2a) w rejonie Ławicy Słupskiej / Raw materials (2a) in the vicinity of Słupsk Bank Uscinowicz i in., 2014 0 1 km 0 0,5 km Pikies i in., 2015 10 m Podbrzeże w rejonie Jastrzębiej Góry wychodnie neogenu (3) Nearshore in vicinity of Jastrzębia Góra Neogene outcrop (3) 1 2a 2 3 piaski morskie / marine sands (Holocene) piaski i żwiry glacifluwialne / glacifluvial sands & gravel (Pleistocene) gliny i piaski / tills & sands (Pleistocene) Iły / clay (Neogene)

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION MORSKA ENERGETYKA WIATROWA KOŁEM ZAMACHOWYM POLSKIEJ GOSPODARKI 27-28.02.2017, Warszawa