Geochemical properties of the Late Pleistocene loess-soil sequence in Dankowice (Niemcza-Strzelin Hills)

• Autorzy: Raczyk J. , Jary Z. , Korabiewski B.

Identyfikatory

DOI

10.12657/landfana.029.007

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Loess-soil sequences provide one of the most continuous and detailed records of the climate changes on land areas in the Quaternary. The Late Pleistocene loess section in Dankowice (Niemcza-Strzelin Hills) is one of the best recognized in SW Poland. For the investigation of the chemical composition of loess-soil sequence in Dankowice, 31 loess samples were tested. Ten main oxides were determined (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, TiO2 and P2O5) using certified reference materials to obtain good credibility of the analysis. The chemical composition of loess from Dankowice is similar to the results presented in the world loess literature. The characteristic feature is extremely high concentration of the silica. The chemical composition of loess in Dankowice is differentiated within the vertical sequence and confirm previous division of litho-pedostratigraphic units. Therefore, the chemostratigraphic method can be successfully used as a one of lithostratigraphic methods. Decreasing values of the chemical weathering indices to the top of the section may indicate that the source areas of loess silt have provided material over time, less and less transformed by prolonged and intense chemical weathering processes.

Słowa kluczowe

EN

loess-soil sequence; chemical composition; Late Pleistocene; SW Poland

• Wydawca: Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
• Czasopismo: Landform Analysis
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 29
• Strony: 49--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 80 poz., rys.

Twórcy

autor

Raczyk J.

• Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław, Poland

autor

Jary Z.

• Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław, Poland

autor

Korabiewski B.

• Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław, Poland

Bibliografia

• 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.
• Anzel M., 1974. Utwory pyłowe wschodniej części Wzgórz Niemczańskich. Archiwum Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego, maszynopis pracy magisterskiej: 41pp.
• Bahlburg H., Dobrzinski N., 2011. A review of the chemical index of Alteration (CIA) and its application to the study of Neoproterozoic glacial deposits and climate transitions. In: Arnaud E., Halverson G.P., Shields, G.A. (eds.). The Geological Record of Neoproterozoic Glaciations. Memoir, 36. Geological Society. London: 81–92.
• Bock B., McLennan S.M., Hanson G.N., 1998. Geochemistry and provenance of the Middle Ordovician Austin Glen Member (Normanskill Formation) and the Taconian Orogeny in New England. Sedimentology 45: 635–655.
• Buggle B., Glaser B., Hambach U., Gerasimenko N., Marković S.B., 2011. An evaluation of geochemical weathering indices in loess-paleosol studies. 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.
• Cegła J., 1984. Stan badań formacji lessowej Polski SW. W: Seminarium Lessowe „Płaskowyż Głubczycki” (25–27 czerwiec 1984), Instytut Geograficzny Uniwersytetu Wrocławskiego: 1–5.
• Chlebowski R., Ciszek D., Jary Z., Kida J., 2004. Charakterystyka mineralogiczna lessów z wybranych profilów przedpola Sudetów w oparciu o analizę minerałów ciężkich. W: Jary, Z., (red.), Zmiany klimatu zapisane w sekwencjach lessowych. IV Seminarium Lessowe. Strzelin 13–16 października 2004. Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego: 22–27.
• Ciszek D., 1997. Uwagi o sedymentacji lessów na Wzgórzach Niemczańskich i w Kotlinie Kłodzkiej. In: Krzyszkowski, D. & Przybylski, B. (eds.), Problemy zlodowaceń środkowopolskich w Polsce południowo-zachodniej, Przewodnik IV Konferencji Stratygrafia Plejstocenu Polski, Wrocław: 161–162.
• Ciszek D., Jary Z., Kida J., Karamański P., 2001. Profil lessowy w Dankowicach (Wzgórza Niemczańsko-Strzelińskie). W: Jary Z., Kida J., (red.), Osady plejstoceńskie przedpola Sudetów. XI Seminarium „Korelacja stratygraficzna lessów i utworów lodowcowych Polski i Ukrainy”, Wrocław-Jarnołtówek 23–28.IX.2001, Instytut Geograficzny Uniw. Wrocł.: 54–57.
• Cullers R.L., 2000. The geochemistry of shales, siltstones and sandstones of Pennsylvanian-Permian age, Colorado, USA: implications for provenance and metamorphic studies. Lithos 51: 181–203.
• Dodonov A.E., 2007. Loess records – Central Asia. In: Elias, S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1418–1429.
• Duzgoren-Aydin N.S. Aydin A., Malpas J., 2002. Re-assessment of chemical weathering indices: case study on pyroclastic rocks of Hong Kong. Engineering geology 63: 99–119.
• Dwucet K., 1999. Litogeneza górnego lessu vistuliańskiego na Wyżynach Polskich i na Nizinie Śląskiej (Lithogenesis of Vistulian Upper loess in Poland Uplands and Silesian Lowlands). Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach 1792: 163 pp.
• 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: 156 pp.
• Fedorowicz S., Ciszek D., Jary Z., 2004. Wiek TL próbek z profili lessowych: Biały Kościół, Dankowice, Księginice Małe i Zaprężyn. W: Jary, Z., (red.), Zmiany klimatu zapisane w sekwencjach lessowych. IV Seminarium Lessowe, Strzelin, 13–16 października 2004, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego: 33–36.
• 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.
• Haase D., Fink J., Haase G., Ruske R., Pécsi M., Richter H., Altermann M., Jäger K.-D., 2007. Loess in Europe—its spatial distribution based on a European Loess Map, scale 1:2,500,000. Quaternary Science Reviews 26: 1301–1312.
• Harnois L., 1988. The CIW index: a new chemical index of weathering. Sedimentary Geology 55: 319–322.
• 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: 136 pp.
• Jary Z., 2009a. Periglacial markers within the Late Pleistocene loess-palaeosol sequences in Poland and western part of Ukraine. Quaternary International 198: 124–135.
• Jary Z., 2009b. Pseudomorfozy klinów lodowych w późnoplejstoceńskich sekwencjach lessowo-glebowych w Polsce i w zachodniej części Ukrainy. [w:] A. Kostrzewski, R. Paluszkiewicz (red.), Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, t. V, Seria Geografia nr 88: 123–138.
• 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., Ciszek D., Kida J., 2004a. Profil lessów w Dankowicach koło Strzelina. W: Jary Z., (red.), Zmiany klimatu zapisane w sekwencjach lessowych. IV Seminarium Lessowe, Strzelin 13–16 października 2004, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego: 102–107.
• Jary Z., Ciszek D., Kida J., 2004b. Zmiany klimatu zapisane w uziarnieniu lessów Przedgórza Sudeckiego. W: Kostrzewski, A., (red.), Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych. t. IV, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań. 137–157.
• Jary Z., Kida J., 2000. Loess particles sources, transport and deposition on the example of SW Poland. Acta Universitatis Wratislaviensis 2269, Studia Geograficzne 74: 71–77.
• Jary Z., Kida J., Śnihur M., 2002. Lessy i osady lessopochodne w poludniowo-zachodniej Polsce (Loess and loess-derived sediments in SW Poland). Czasopismo Geograficzne 73 (1–2): 63–100.
• Jersak J., 1973. Litologia i stratygrafia lessu wyżyn południowej Polski (Lithology and stratigraphy of the loess on the Southern Polish Uplands). Acta Geographica Lodziensia 32: 139 pp.
• Jersak J., 1985. Poland’s loess formations and their facial differentiation. Materials on the Issue of Poland’s Loesses, Silesian University, Katowice: 1–9.
• Jersak J., 1991. Lessy formacji umiarkowanie wilgotnej na Płaskowyżu Głubczyckim. W: Jersak J. (red.), Less i osady dolinne, Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, 1107: 10–49.
• Kukla G.J., 1970. Correlation between loesses and deep-sea sediments. Geologiske Foreningen Foerhandlingar 92: 148–180.
• Kukla G.J., 1987. Loess stratigraphy in central China. Quaternary Science Reviews 6: 191-219.
• Kukla G.J., An Z.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 palaeosols at the Kolodiiv site (East Carpathian Foreland, Ukraine). Geol. Quart., 51 (2): 127–146.
• Lautridou J.P., Sommé J., Jamagne M., 1984. Sedimentological, mineralogical and geochemical characteristics of the loesses of North-West France. In: Pécsi, M. (ed.), Lithology and Stratigraphy of Loess and Paleosols. Geographical Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences, Budapest: 121–132.
• Markovic S.B., Bokhorst M.P., Vandenberghe J., McCoy W.D., Oches E.A., Hambach U., 2008. Late Pleistocene loess-paleosol sequences in the Vojvodina region, north Serbia. Journal of Quaternary Science, 23: 73–84.
• 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., 1976. Stratygrafia lessów Polski południowo-wschodniej. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 297: 135–175.
• Maruszczak H., 1991. Zróżnicowanie stratygraficzne lessów polskich. W: Podstawowe profile lessów w Polsce, H. Maruszczak (ed.), UMCS Lublin, A: 13–35.
• McLennan S.M., 1993. Weathering and global denudation. Journal of Geology 101: 295–303.
• Migaszewski Z., Gałuszka A., 2007. Podstawy geochemii środowiska. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Muhs D.R., 2007. Loess deposits, origins, and properties. In: Elias, S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: pp. 1405–1418.
• Muhs D.R., 2013. The geologic records of dust in the Quaternary. Aeolian Research 9: 3–48.
• Muhs D.R., Ager T.A., Beget J.E., 2001a. 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.
• Muhs D.R., Bettis III E.A., Been, J., McGeehin J.P., 2001b. Impact of climate and parent material on chemical weathering in loess-derived soils of the Mississippi river valley. Soil Science Society of America Journal 65: 1761–1777.
• 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., Bettis III, E.A., 2003. Quaternary loess-paleosol sequences as examples of climate-driven sedimentary extremes. Geological Society of America Special Paper 370: 53–74.
• Nesbitt H.W., Young G.M., 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature 299: 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 et Cosmochimica Acta 48: 1523–1534.
• Nesbitt H.W., Young G.M., 1989. Formation and diagenesis of weathering profiles. Journal of Geology 97: 129–147.
• Porter S.C., 2007. Loess records – China. W: Elias, S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1429–1440.
• Price J.R., Velbel M.A., 2003. Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks. Chemical Geology 202: 397– 416.
• Pye K., Johnson R., 1988. Stratigraphy, geochemistry, and thermoluminescence ages of Lower Mississippi Valley loess. Earth Surface Processes and Landforms 13: 103–124.
• Pye K., Sherwin D., 1999. Loess. W: A.S. Goudie, I. Livingstone, S. Stokes (ed.), Aeolian environments, sediments and landforms. John Wiley & Sons: 213–238.
• Raczkowski W., 1960. Less w okolicach Henrykowa na Dolnym Śląsku. Biuletyn Peryglacjalny 7: 95–111.
• Raczkowski W., 1969. Lessy i utwory pylaste Przedgórza Sudeckiego. Archiwum Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego, maszynopis pracy doktorskiej: 149 pp.
• Raczkowski W., 1976. Niektóre problemy genezy lessów Przedgórza Sudeckiego (Some problems of the origin of the Sudetic Foreland Loesses). Biuletyn Instytutu Geologicznego 297: 329–343.
• Retallack G., 2001. Soils in the Past. An Introduction to Paleopedology (second edition). Blackwell Science.
• Roberts H.M., Muhs D.R., Bettis III E.A., 2007. Loess records – North America. In: Elias, S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1456–1466.
• Roddaz M., Viers J., Brusset S., Baby P., Boucayrand, C., Hérail, G., 2006. Controls on weathering and provenance in the Amazonian foreGeochemical properties of the Late Pleistocene loess-soil sequence in Dankowice (Niemcza-Strzelin Hills) foreland basin: insights from major and trace element geochemistry of Neogene Amazonian sediments. Chemical Geology 226: 31–65.
• Rousseau D.D., Derbyshire E., Antoine P., Hatte, 2007. Loess records – Europe. In: Elias, S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1440–1456.
• Różycki S.Z., 1986. Pyłowe utwory typu lessowego na świecie, ich występowanie i geneza. Studia Geologica Polonica, vol. LXXXV: 193 pp.
• Sun J.M., 2002a. Provenance of loess material and formation of loess deposits on the Chinese Loess Plateau. Earth and Planetary Science Letters 203: 845–859.
• Sun J.M., 2002b. Source Regions and Formation of the Loess Sediments on the High Mountain Regions of Northwestern China. Quaternary Research 58: 341–351.
• 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.
• Tripathi J.K., Rajamani V., 1999. Geochemistry of the loessic sediments on Delhi ridge, eastern Thar desert, Rajasthan: implications for exogenic processes. Chemical Geology 155: 265–278.
• Újvári G., Varga A., Balogh-Brunstad, Z., 2008. Origin, weathering, and geochemical composition of loess in southwestern Hungary. Quaternary Research 69: 421–437.
• Van Loon A.J., 2006. Lost loesses. Earth-Science Reviews 74: 309–316.
• Wójcik L., 1963. Szczegółowa Mapa Geologiczna Sudetów w skali 1;25 000, Arkusz Kuropatnik (M33-47Cc)., Inst. Geol. Warszawa.
• Wójcik L., 1968. Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Sudetów w skali 1;25 000, Arkusz Kuropatnik (M33-47Cc). Inst. Geol. Warszawa, Wyd. Geologiczne.
• 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.Y., Li C.X., Yang D.Y., Li X.S., 2004. Chemical weathering of the loess deposits in the lower Changjiang Valley, China, and paleoclimatic implications. Quaternary International 117: 27–34.
• Zarate M.A., 2007. Loess records – South America. In: Elias S. (ed.), The Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier, Amsterdam: 1466–1479.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.