Stratygraficzne i przestrzenne aspekty zróżnicowania składu chemicznego późnoplejstoceńskich sekwencji lessowo-glebowych w Polsce – przykłady profili w Tyszowcach i Białym Kościele

• Authors: Skurzyński Jacek , Jary Zdzisław , Raczyk Jerzy , Moska Piotr , Krawczyk Marcin

Title variants

EN

The stratigraphic and spatial aspects of the differentiation of the chemical composition of the Late Pleistocene loess-palaeosol sequences in Poland – a case study of the Tyszowce and Biały Kościół profiles

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Artykuł prezentuje porównanie składu geochemicznego i stopnia zwietrzenia chemicznego dwóch późnoplejstoceńskich sekwencji lessowo-glebowych, zlokalizowanych w SE i SW Polsce. Analiza chemiczna w zakresie pierwiastków głównych (Si, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, Ti, P) oraz wyliczonych na ich podstawie wskaźników (CIA, Ti/Al, K/Al, Mg/Ca, K/Ca, Na/K oraz Si/Al) wykazała, że obie sekwencje są zróżnicowane zarówno w ujęciu stratygraficznym, jak i przestrzennym. Zmienność stratygraficzna związana jest ze zmianami paleoklimatu warunkującymi natężenie zarówno procesów lito-, jak i pedogenezy. Zmienność przestrzenna może wynikać m.in. z odmiennych warunków klimatycznych w trakcie tworzenia się sekwencji lessowo-glebowych, recyklingu lessów lub nawet odmiennego źródła materiału. Istotna może być też dysproporcja miąższości sekwencji, skutkująca zróżnicowanym wpływem infiltracji wód opadowych.

EN

The article presents the comparison of the geochemical composition and the degree of chemical weathering between two Late Pleistocene loess-palaeosol sequences of SE and SW Poland. The results of major element (Si, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, Ti, P) and geochemical index (CIA, Ti/Al, K/Al, Mg/Ca, K/Ca, Na/K oraz Si/Al) analyses indicate stratigraphical and spatial differentiation between sequences. The stratigraphic differentiation is connected with palaeoclimatic conditions which control the intensity of pedogenesis. The spatial variability may be attributed to different climatic conditions during the deposition of loess, the loess recycling process, or even to different source areas. The disproportion between the thicknesses of the loess covers can also be important. It can affect the rainwater infiltration effect.

Keywords

PL

less,; gleba kopalna; geochemia; wskaźniki wietrzeniowe; metoda chemostratygraficzna

EN

loess; palaeosol; geochemistry; weathering indices; chemostratigraphic method

• Publisher: Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Stowarzyszenie
• Journal: Acta Geographica Lodziensia
• Year: 2017
• Volume: 106
• Pages: 87-103

Dates

published

2017

Contributors

author

Skurzyński Jacek

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego

author

Jary Zdzisław

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego

author

Raczyk Jerzy

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego

author

Moska Piotr

• Politechnika Śląska, Instytut Fizyki – Centrum Naukowo Dydaktyczne

author

Krawczyk Marcin

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego

References

• Ahmad I., Chandra R. 2013. Geochemistry of loess-paleosol sediments of Kashmir Valley, India: Provenance and weathering. Journal of Asian Earth Sciences 66: 73-89.
• Bokhorst M., Beets C., Marković S., Gerasimenko N., Matviishina Z., Frechen M. 2009. Pedo-chemical climate proxies in Late Pleistocene Serbian-Ukrainian loess sequences. Quaternary International 198: 113-123.
• Broecker W., Peng T. 1982. Tracers in the Sea. Eldi¬gio Press, New York.
• Buggle B., Glaser B., Hambach U., Gerasimenko N., Markowić S. 2011. An evaluation of geochemical weathering indices in loess-paleosol stu¬dies. Quaternary International 240: 12-21.
• Buggle B., Glaser B., Zoller L., Hambach U., Marković S., Glaser I., Gerasimenko N. 2008. Geochemical characterization and origin of Southeastern and Eastern European loesses (Serbia, Romania, Ukraine). Quaternary Science Reviews 27: 1058-1075.
• Buraczyński J., Wojtanowicz J. 1975. Nowe profile lessowe Grzędy Sokalskiej. Annales UMCS, sec. B, 28: 1-37.
• Cegła J. 1972. Sedymentacja lessów Polski. Acta Universitatis Wratislaviensis 168, Studia Geograficzne 17: 1-72.
• Chen Y., Li X., Han Z., Yang S., Wang Y., Yang D. 2008. Chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang, Jiangsu Province. Journal of Geographical Sciences 18: 341-352.
• Ciszek D., Jary Z., Kida J., Karamański P. 2001. Profil lessowy w Białym Kościele (Wzgórza Niemczańsko-Strzelińskie). W: Z. Jary, J. Kida (red.) Osady plejstoceńskie przedpola Sudetów, XI Seminarium „Korelacja stratygraficzna lessów i utworów lodowcowych Polski i Ukrainy”, Wrocław-Jarnołtówek 23-28.IX.2001. Instytut Geograficzny UWr.: 58-60.
• Cox R., Lowe D., Cullers R. 1995. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta 59,14: 2919-2940.
• Derbyshire E. 2001. Geological hazards in loess terrain, with particular reference to the loess regions of China. Earth-Science Reviews 54: 231-260.
• Dodonov A.E. 2007. Loess records - Central Asia. W: S. Elias (red.) The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam:1418-1429.
• Dwucet K. 1999. Litogeneza górnego lessu vistuliańskiego na Wyżynach Polskich i na Nizinie Śląskiej. Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach 1792:1-163.
• Dwucet K., Śnieszko Z. 1996. Neopleistocene loess cover evolution: an example from the Odonów sedimentary succession (Southern Poland). Biuletyn Peryglacjalny 35: 7-43.
• Fedorowicz S. 2005. Korelacja dat TL i OSL próbek z czterech profili lessowych Polski SE i SW. Przegląd Geologiczny 53,11: 1047-1050.
• Fedorowicz S. 2006. Metodyczne aspekty luminescencyjnego oznaczania wieku osadów neoplejstoceńskich Europy Środkowej. Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk:1-156.
• Gallet S., Jahn B.M., Torii M. 1996. Geochemical characterization of the Luochuan loess-paleosol sequence, China, and paleoclimatic implications. Chemical Geology 133: 67-88.
• Gallet S., Jahn B.M., Van Vliet-Lanoë B., Dia A., Rossello E. 1998. Loess geochemistry and its implications for particle origin and composition of the upper continental crust. Earth and Planetary Science Letters 156: 157-172.
• Guan H., Zhu C., Zhu T., Wu L., Li Y. 2016. Grain size, magnetic susceptibility and geochemical characteristics of the loess in the Chaohu lake basin: Implications for the origin, paleoclimatic change and provenance. Journal of Asian Earth Sciences 117: 170-183.
• Hao Q., Guo Z., Qiao Y., Xu B., Oldfield F. 2010. Geochemical evidence for the provenance of middle Pleistocene loess deposits in southern China. Quaternary Science Reviews 29: 3317-3326.
• Jahn B.M., Gallet S., Han J. 2001. Geochemistry of the Xining, Xifeng and Jixian sections, Loess Plateau of China: eolian dust provenance and paleosol evolution during the last 140 ka. Chemical Geology 178: 71-94.
• Jary Z. 2007. Zapis zmian klimatu w górnoplejstoceńskich sekwencjach lessowo-glebowych w Polsce i w zachodniej części Ukrainy. Rozprawy Naukowe Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego 1, Wrocław:1-136.
• Jary Z. 2009. Periglacial markers within the Late Pleistocene loess-palaeosol sequences in Poland and western part of Ukraine. Quaternary International 198: 124-135.
• Jary Z. 2010. Loess-soil sequences as a source of climatic proxies: an example from SW Poland. Geologija 52,1-4 (69-72): 40-45.
• Jary Z., Ciszek D. 2013. Late Pleistocene loess-palaeosol sequences in Poland and western Ukraine. Quaternary International 296: 37-50.
• Jary Z., Mroczek P. (red.) 2014. Kukla LOESSFEST '14 - 7th Loess Seminar in Wrocław, International Conference on Loess Research in memoriam of George Kukla, September 8-15 2014. Abstracts and field guidebook. Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław: 1-84.
• Jary Z., Ciszek D., Kida J. 2004. Zmiany klimatu zapisane w uziarnieniu lessów Przedgórza Sudeckiego. W: A. Kostrzewski (red.) Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych. t. IV, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań: 137-157.
• Jary Z., Ciszek D., Raczyk J., Moska P., Karamański P., Kida J., Korabiewski B. 2014. Biały Kościół: the key loess section of the Niemcza-Strzelin Hills. W: Z. Jary, P. Mroczek (red.) Kukla LOESSFEST '14 - 7th Loess Seminar in Wrocław. International Conference on Loess Research in memoriam of George Kukla, September 8-15 2014. Abstracts and field guide book. Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław: 43-46.
• Jary Z., Kida J., Śnihur M. 2002. Lessy i osady lessopochodne w południowo-zachodniej Polsce. Czasopismo Geograficzne 73,1-2: 63-100.
• Jary Z., Mroczek P., Moska P., Ciszek D., Raczyk J., Skurzyński J., Krawczyk M., Korabiewski B., Seul C. 2014. Tyszowce loess section: the huge L1L1 loess accumulation and three generations of ice wedge casts. W: Z. Jary, P. Mroczek (red.) Kukla LOESSFEST '14 - 7th Loess Seminar in Wrocław. International Conference on Loess Research in memoriam of George Kukla, September 8-15 2014. Abstracts and field guidebook. Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław: 68-69.
• Jeong G., Hillier S., Kemp R. 2008. Quantitative bulk and single-particle mineralogy of a thick Chinese loess-paleosol section: implications for loess provenance and weathering. Quaternary Science Reviews 27: 1271-1287.
• Jersak J. 1973. Litologia i stratygrafia lessu wyżyn południowej Polski. Acta Geographica Lodziensia 32: 1-142.
• Kemp R.A. 2001. Pedogenic modification of loess: significance for palaeoclimatic reconstructions. Earth-Science Reviews 54: 145-156.
• Komar M., Łanczont M., Madeyska T. 2009. Spatial vegetation patterns based on palynological records in the loess area between the Dnieper and Odra Rivers during the last interglacial-glacial cycle. Quaternary International 198: 152-172.
• Kondracki J. 2002. Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa.
• Kraus M. 1999. Paleosols in clastic sedimentary rocks: their geologic applications. Earth-Science Reviews 47: 41-70.
• Kukla G. 1970. Correlation between loesses and deep-sea sediments. Geologiske Foreningen Foerhandlingar 92: 148-180.
• Kukla G. 1975. Loess Stratigraphy of Central Europe. W: K.W. Butzer G. Isaac (red.) After the Australopithecines. Mouton Publishers, The Hague: 99-188.
• Kukla G. 1977. Pleistocene Land-Sea Correlations I. Europe. Earth-Science Reviews 13: 307-374.
• Kukla G. 1987. Loess stratigraphy in central China. Quaternary Science Reviews 6: 191-219.
• Kukla G., An S. 1989. Loess stratigraphy in central China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 72: 203-225.
• Łącka B., Łanczont M., Madeyska T., Boguckyj A. 2007. Geochemical composition of Vistulian loess and micromorphology of interstadial palaeosol sat the Kolodiiv site (East Carpathian Foreland, Ukraine). Geological Quarterly 51(2): 127-146.
• Łanczont M., Madeyska T., Bogucki A., Mroczek P., Hołub B., Łącka B., Fedorowicz S., Nawrocki J., Frankowski Z., Standzikowski K. 2015a. Środowisko abiotyczne paleolitycznej ekumeny strefy pery- i metakarpackiej. W: M. Łanczont, T. Madeyska (red.) Paleolityczna ekumena strefy pery- i meta karpackiej. Wydawnictwo UMCS, Lublin: 55-457.
• Łanczont M., Madeyska T., Mroczek P., Komar M., Łącka B., Bogucki A., Sobczyk K., Wilczyński J. 2015b. The loess-palaeosol sequence in the Upper Palaeolithic site at Kraków Spa¬dzista – a palaeoenvironmental approach. Quaternary International 365: 98-113.
• Łukaszew W., Mojski J.E. 1968. Badania geochemiczne lessów Wyżyny Lubelskiej. Kwartalnik Geologiczny 12,4: 966-982.
• Marković S., Bokhorst M., Vanderberghe J., McCoy W., Oches E., Hambach U. 2008. Late Pleistocene loess-paleosol sequences in the Vojvodina region, north Serbia. Journal of Quaternary Science 23: 73-84.
• Marković S., Stevens T., Kukla G.J., Hambach U., Fitzsimmons K.E., Gibbard P., Buggle B., Zech M., Guo Z., Hao Q., Wu H., Ken O’Hara D., Smalley J., Ujvari G., Sümegi P., Timar-Gabor A., Veres D., Sirocko F., Vasilijević A., Jary Z., Svensson A., Jović V., Lehmkuhl F., Kovacs J., Svircev Z. 2015. Danube loess stratigraphy – Towards a pan-European loess stratigraphic model. Quaternary Science Reviews 148: 228-258.
• Martinson D.G., Pisias N.G., Hays J.D., Imbrie J., Moore T.C.Jr., Shackleton N.J. 1987. Age Dating and the Orbital Theory of the Ice Ages: Development of a High-Resolution 0 to 300,000-Year Chronostratigraphy. Quaternary Research 27: 1-29.
• Maruszczak H. 1972. Wyżyny Lubelsko-Wołyńskie. W: M. Klimaszewski (red.) Geomorfologia Polski, t. 1, Warszawa.
• Maruszczak H. 1974. Gleby kopalne i stratygrafia lessów Grzędy Sokalskiej. Annales UMCS, sec. B 26: 27-66.
• Maruszczak H. 1976. Stratygrafia lessów Polski południowo-wschodniej. Biuletyn Instytutu Geologicznego 297: 135-175.
• Maruszczak H. 1991a. Ogólna charakterystyka lessów w Polsce. W: H. Maruszczak (red.) Podstawowe profile lessów w Polsce. Wyd. UMCS, Lublin, A: 1-12.
• Maruszczak H. 1991b. Zróżnicowanie stratygraficzne lessów polskich. W: H. Maruszczak (red.) Podstawowe profile lessów w Polsce. Wyd. UMCS, Lublin, A: 13-35.
• McLennan S. 1993. Weathering and global denudation. Journal of Geology 101: 295-303.
• Moska P., Adamiec G., Jary Z. 2011. OSL Dating and lithological characteristics of Loess deposits from Biały Kościół. Geochronometria 38 (2): 162-171.
• Moska P., Adamiec G., Jary Z. 2012. High resolution dating of loess profile from Biały Kościół, south-west Poland. Quaternary Geochronology 10: 87-93.
• Moska P., Adamiec G., Jary Z., Bluszcz A. 2017. OSL chronostratigraphy for loess deposits from Tyszowce – Poland. Geochronometria DOI: 10.1515/geochr-2015-0074, w druku.
• Moska P., Jary Z., Adamiec G., Bluszcz A. 2014. Preliminary OSL dating results for loess deposits from Tyszowce. W: Z. Jary, P. Mroczek (red.) Kukla LOESSFEST '14 - 7th Loess Seminar in Wrocław. International Conference on Loess Research in memoriam of George Kukla, September 8-15 2014. Abstracts and field guidebook. Institute of Geography and Regional Development, University of Wro-cław: 38.
• Mroczek P. 2013. Recycled loesses – A micromorphological approach to the determination of local source areas of Weichselian loess. Quaternary International 296: 241-250.
• Muhs D.R. 2007. Loess deposits, origins, and properties. W: S. Elias (red.) The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1405-1418.
• Muhs D.R. 2013. The geologic records of dust in the Quaternary. Aeolian Research 9: 3-48.
• Muhs D.R., Bettis III E.A. 2000. Geochemical variations in Peoria Loess of western Iowa indicate paleowinds of midcontinental North America during last glaciation. Quaternary Research 53: 49-61.
• Muhs D.R., Ager T.A., Beget J.E.2001. Vegetation and paleoclimate of the last interglacial period, central Alaska. Quaternary Science Reviews 20: 41-61.
• Muhs D.R., Ager T.A., Bettis III E.A., McGeehin J., Been J.M., Beget J.E., Pavich M.J., Stafford Jr. T.W., Stevens D.S.P. 2003. Stratigraphy and palaeoclimatic significance of Late Quaternary loess-palaeosol sequences of the Last Interglacial-Glacial cycle in central Alaska. Quaternary Science Reviews 22: 1947-1986.
• Muhs D.R., Ager T.A., Skipp G., Beann J., Budahn J., McGeehin J.P. 2008. Paleoclimatic significance of chemical weathering in loess-derived paleosols of Subarctic Central Alaska. Arctic, Antarctic and Alpine Research 40: 396-411.
• Nesbitt H.W., Young G.M. 1982. Early proterozoic climate and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature 229: 715-717.
• Nesbitt H.W., Young G.M. 1984. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations. Geochimica and Cosmochimica Acta 48: 1523-1534.
• Peng S., Hao Q., Wang L., Ding M., Zhang W., Wang Y., Guo Z. 2016. Geochemical and grain-size evidence for the provenance of loess deposits in the Central Shandong Mountains region, northern China. Quaternary Research 85: 290-298.
• Pisias N.G., Martinson D.G., Moore T.C.Jr., Shackelton N.J., Prell W., Hays J., Boden G. 1984. High resolution stratigraphic correlation of benthic oxygen isotopic records spanning the last 300,000 years. Marine Geology 56: 119-136.
• Porter S.C. 2007. Loess records – China. In: S. Elias (red.) The Encyclopedia of Quaternary Scien¬ces. Elsevier, Amsterdam: 1429-1440.
• Pye K. 1995. The nature, origin and accumulation of loess. Quaternary Science Reviews 14: 653-667.
• Pye K., Johnson R. 1988. Stratigraphy, geochemistry, and thermoluminescence ages of Lower Mississippi Valley loess. Earth Surface Processes and Landforms 13: 103-124.
• Raczyk J., Jary Z., Korabiewski B. 2015. Geochemical properties of the Late Pleistocene loess-soil sequence in Dankowice (Niemcza-Strzelin Hills). Landform Analysis 29: 49-61.
• Rousseau D.D., Derbyshire E., Antoine P., Hatte 2007. Loess records – Europe. W: S. Elias (red.) The Encyclopedia of Quaternary Scien¬ces. Elsevier, Amsterdam: 1440-1456.
• Shao J., Yang S., Li C. 2012. Chemical indices (CIA and WIP) as proxies for integrated chemical weathering in China: inferences from analysis of fluvial sediments. Sedimentary Geology 265-266: 110-120.
• Sheldon N. D. 2006. Abrupt chemical weathering increase across the Permian–Triassic boundary. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 231: 315-321.
• Skurzyński J., Modelska M., Raczyk J., Staśko S., Jary Z. 2017. Skład chemiczny wód porowych późnoplejstoceńskiej sekwencji lessowo-gle¬bowej w Zaprężynie (SW Polska). Przegląd Geologiczny 65,11/2: 1383-1387.
• Song Y., Chen X., Qian L., Li C., Li Y., Li X. 2014. Distribution and composition of loess sediments in the Ili Basin, Central Asia. Quaternary International 334-335: 61-73.
• Taboada T., Cortizas A., Garcia C., Garcia-Rodeja E. 2006. Particle-size fractionation of titanium and zirconium during weathering and pedogenesis of granitic rock in NW Spain. Geoderma 131: 218-236.
• Taylor S.R., McLennan S.M. 1985. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford: 1-312.
• Taylor S.R., McLennan S.M., McCulloch M.T. 1983. Geochemistry of loess, continental crustal composition and crustal model ages. Geochimica et Cosmochimica Acta 47: 1897-1905.
• Tu X.B., Kwong A.K.L., Dai F.C., Tham L.G., Min H. 2009. Field monitoring of rainfall infiltration in a loess slope and analysis of failure mechanism of rainfall-induced landslides. Engineering Geology 105: 134-150.
• Tugulan L.C., Duliu O.G., Bojar A.-V., Dumitras D., Zinicovskaia I., Culicov O. A., Frontasyeva M.V. 2016. On the geochemistry of the Late Quaternary loess deposits of Dobrogea (Romania). Quaternary International 399: 100-110.
• Ujvari G., Varga A., Balogh-Brunstad Z. 2008. Origin, weathering and geochemical composition of loess in southwestern Hungary. Quarterly Research 69: 421-437.
• Van Loon A. J. 2006. Lost loesses. Earth-Science Reviews 74: 309-316.
• Wojtanowicz J., Buraczyński J. 1978. Materiały do chronologii bezwzględnej lessów Grzędy Sokalskiej. Annales UMCS sec. B 30/31: 37-54.
• Yang S., Ding F., Ding Z. 2006. Pleistocene chemical weathering history of Asian arid and semi-arid regions recorded in loess deposits of China and Tajikistan. Geochimica et Cosmochimica Acta 70: 1695-1709.
• Yang S., Li C., Yang D., Li X. 2004. Chemical weathering of the loess deposits in the lower Changjiang Valley, China, and paleoclimatic implications. Quaternary International 117: 27-34.
• Zeng R.Q., Meng X.M., Zhang F.Y., Wang S.Y., Cui Z.J., Zhang M.S., Zhang Y., Chen G. 2016. Characterizing hydrological processes on loess slopes using electrical resistivity tomography – A case study of the Heifangtai Terrace, Northwest China. Journal of Hydrology 541, part B: 742-753.

Identifiers

ISSN

0065-1249