Skład chemiczny osadów bagiennych z martwej doliny Balin-Chropy (stanowisko Wilczków, pradolina warszawsko-berlińska)

• Autorzy: Borówka R. K. , Tomkowiak J. , Okupny D. , Forysiak J. , Bieniek B.

Warianty tytułu

EN

Chemical composition of biogenic sediments from the fossil river valley Balin-Chropy (Wilczków peatland, Warsaw-Berlin glacial valley)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizę geochemiczną przeprowadzono dla osadów organicznych z torfowiska Wilczków w południowej części pradoliny warszawsko-berlińskiej. Z profilu Wil-1, zlokalizowanego w środkowej części martwej doliny Balin-Chropy, pobrano do analiz geochemicznych 97 próbek osadów (do głębokości 4,94 m), reprezentujących 1-cm segmenty rdzenia. W próbkach tych oznaczono straty na prażeniu w temperaturze 550°C, informujące o zawartości materii organicznej oraz oznaczono pierwiastki o wymowie paleogeograficznej: Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn i metale ciężkie: Cu, Zn oraz zawartość węgla ogólnego, azotu ogólnego i siarki ogólnej. Stosując analizę skupień wydzielono osiem lokalnych poziomów geochemicznych (LGZ), różniących się istotnie pod względem składu chemicznego osadów. Dla serii osadów torfowych określono również związki korelacyjne pomiędzy analizowanymi metalami, a także materią organiczną oraz obliczonymi wskaźnikami geochemicznymi: Ca/Mg, Na/K, Na+K+Mg/ Ca, Fe/Ca, Fe/Mn, Cu/Zn, pozwalających na rekonstrukcję warunków akumulacji analizowanych osadów. W toku analizy składowych głównych zidentyfikowano 12 głównych czynników, z których wybrano trzy pierwsze — PC1, PC2 i PC3, wyjaśniające łącznie 84,7% wariancji. Do czynników kształtujących skład chemiczny holoceńskich osadów organicznych w południowej części pradoliny warszawsko-berlińskiej zaliczono produktywność biologiczną ekosystemu torfowego, procesy denudacji chemicznej i mechanicznej w zlewni, warunki oksydacyjno-redukcyjne oraz zmiany poziomu wody na torfowisku.

EN

Wilczków peatland is located in central and eastern part of the fossil river valley Balin-Chropy, near Uniejów. In order to reconstruct the main stages of sedimentation of organic deposits, taken from the central part of the Wilczków peatlands, used stratigraphic variability of concentration marked lithogeochemistry elements (organic matter, mineral matter, macro- and microelements) and changes in the proportions of the participation of selected elements, i.e., catchment erosion indicator (Na+Mg+K/Ca), eutrophication indicator (Fe/Ca), type and rate of denudation in the catchment indicator (Na/K, Ca/Mg) and conditions of oxidation-reduction indicator (Cu/Zn, Fe/Mn). As a results of the hierarchical cluster analysis was collected in the study profile of eight geochemical level (Wil-11/I-VIII), which differ significantly of chemical composition. The main lithogeochemistry component of studied sediment is organic matter (53.5-93.7%), which indicates the relative changes in the primary of biological production in wetlands. The average content of the several tested components (for example: mineral matter, lithophilic elements) have the low differentiation between all geochemical levels, constitute a record stable of environmental conditions (mainly geomorphological). Sediments of geochemical level Wil-1/I represents the phase of mineral and mineral with a small amount organic matter layer in reduced conditions (increase Fe/Mn ratio to 2650) and increased mechanical denudation (catchment erosion indicator ranges from 0.42 to 2.26 and type of denudation in the catchment indicator — Na/K ranges from 0.05 to 0.20). Geochemical level Wil-1/II are characterized by gradual increase of organic matter content and slow increase type of denudation in the catchment indicator: Na/K and Ca/Mg). Geochemical levels Wil-1/III and Wil-1/IV are the record of sedentation autochtonous rock-forming matter of autogenic origin (average content of organic matter is 89.4%) and rapid change of redox conditions (decrease of Fe/Mn ratio from 815 to 59). Geochemical levels Wil-1/V represents the phase mainly of sedge-moss peat layer deposition in oxygenated conditions in sedimentary environment (average Fe/Mn ratio is 56.7) and stable rate of chemical denudation (Na/K ratio ranges from 0.99 to 2.04). Geochemical level Wil-1NI is record of sedentation of autochtonous rock-forming matter of autogenic origin (organic matter ranges from 91.5% to 93.7%) and significant increase of mechanical denudation in the catchment (average of catchment erosion indicator increased to 0.84). Geochemical level Wil-1/VI represents of peat layer, which sedentation occurred in oxygenated conditions in sedimentary environment (average Fe/Mn ratio is 17.8). The content of organic matter decreased to about 83.5% and Na+Mg+K/Ca ratio increased to 1.76. indicates the change of rate of mechanical denudation. Geochemical level Wil-1/VI is the record change type of sedentation of peat on muck, as is also indicated by abrupt decrease of organic matter (to 76.1%), decrease of Fe/Mn ratio (to 13.8) and increase catchment erosion indicator (from 0.85 to 1.4). The most important factors (distinguished on the basis of principal components analysis) that affect the chemical composition of sediments from the site Wilczków are: biological productivity in wetland's ecosystem, mechanical and chemical denudation processes in the catchment, sorption of organic deposits, oxygenation changes in sedimentary environment, which are due to the ground water level in the fossil river valley.

Słowa kluczowe

PL

osady torfowe; mokradło torfotwórcze; martwa dolina rzeczna; geochemia; środkowa Polska

• Wydawca: Polska Akademia Umiejętności
• Czasopismo: Folia Quaternaria
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 82
• Strony: 31--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Borówka R. K.

• Uniwersytet Szczeciński, Wydział Nauk o Ziemi, Zakład Geologii i Paleogeografii, ul. Mickiewicza 18, 70-383 Szczecin

autor

Tomkowiak J.

• Uniwersytet Szczeciński, Wydział Nauk o Ziemi, Zakład Geologii i Paleogeografii, ul. Mickiewicza 18, 70-383 Szczecin

autor

Okupny D.

• Uniwersytet Pedagogiczny im. KEN, Wydział Geograficzno-Biologiczny, Instytut Geografii, Zakład Ekorozwoju i Kształtowania Środowiska Geograficznego, ul. Podchorążych 2, 30-084 Kraków

autor

Forysiak J.

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Geomorfologii i Paleogeografii, ul. Narutowicza 88, 90-139 Łódź

autor

Bieniek B.

• Uniwersytet Szczeciński, Wydział Nauk o Ziemi, Zakład Geologii i Paleogeografii, ul. Mickiewicza 18, 70-383 Szczecin

Bibliografia

• 1. BOJAKOWSKA I., LECH D., 2008. Variance of trace elements contents in peats occurred in Poland area (in Polish with English summ.). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo 285: 31-41.
• 2. BORÓWKA R. K., 1992. The pattern and magnitude of denudation in interplateau sedimentary basins during the Late Vistulian and Holocene (in Polish with English summ.). Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Seria Geografia 54: 1-177.
• 3. BORÓWKA R. K., 2007. Geochemiczne badania osadów jeziornych strefy umiarkowanej. Studia Limnologica et Telmatologica 1, 1: 33-42.
• 4. BORÓWKA R. K., TOMKOWIAK J., 2010. Skład chemiczny osadów z profilu torfowiska Żabieniec. [w:] J. TWARDY, S. ŻUREK, J. FORYSIAK (red.) Torfowisko Żabieniec: warunki naturalne, rozwój i zapis zmian paleoekologicznych w jego osadach. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań: 163-172.
• 5. BORÓWKA R. K., TOMKOWIAK J., OKUPNY D., FORYSIAK J., 2014. Skład chemiczny osadów bagiennych z doliny Neru (torfowisko Mianów, Wysoczyzna Łaska). Folia Quaternaria 82: 51-69.
• 6. CIEŚLA A., MARCINIAK B., 1982. Development of Late Glacial lacustrine deposits at Niechorze (Western Pomerania) in light of diatomological and geochemical data (in Polish with English summ.). Kwartalnik Geologiczny, 26(1): 191-215.
• 7. FORYSIAK J., 2012. Record of changes in the natural environment of the Late Weichselian and Holocene preserved in the sediments of peatlands of the Łódź Region (in Polish with English summ.). Acta Geographica Lodziensia 99: 1-164.
• 8. FORYSIAK J., BORÓWKA R. K., PAWŁOWSKI D., PŁÓCIENNIK M., TWARDY J., ŻELAZNA-WIECZOREK J., KLOSS M., ŻUREK S., 2010: Rozwój zbiornika Żabieniec w późnym glacjale i jego znaczenie dla paleoekologii i paleogeografii. [w:] J. TWARDY, S. ŻUREK, J. FORYSIAK (red.), Torfowisko Żabieniec: warunki naturalne, rozwój i zapis zmian paleoekologicznych w jego osadach. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań: 191-202.
• 9. FORYSIAK J., KLOSS M., ŻUREK S., 2012. Wstępna charakterystyka geologiczna i paleobotaniczna torfowiska Wilczków. Studia Limnologica et Telmatologica 6: 95-101.
• 10. FORYSIAK J., MICHALSKA-HEJDUK D., 2004. Changes of the Wilczków peat-bog under long-term anthropopressure. [w:] L. WOŁŁEJKO, J. JASNOWSKA (eds), The future of Polish mires. Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Szczecin: 213-218.
• 11. HAMMER O., HARPER D. A. T. and RYAN P. D., 2001. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica 4: 9.
• 12. KAMIŃSKI J., FORYSIAK J., 2012. Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1:50 000, ark. Uniejów. Państwowy Inst. Geologiczny, Warszawa.
• 13. LIS J., PASIECZNA A., 2001. Geochemical background and anomalies in the earth's surface environment in Poland (in Polish with English summ.). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo 248: 123-128.
• 14. MICHALSKA-HEJDUK D., FORYSIAK J., 2004. Roślinność nieleśna nieczynnej doliny Balin-Chropy w dorzeczu środkowego Neru i jej uwarunkowania środowiskowe. W: T. HESSE and W. PUCHASKI (red.) Bliskie naturze kształtowanie dolin rzecznych. Koszalin: 263-284.
• 15. MICHCZYŃSKA D„ MICHCZYŃSKI A., PAZDUR A., STARKEL L., 2008. Kalendarzowe wartości granic chronostratygraficznych dla terenu Polski oszacowane na podstawie dużych zbiorów dat 14C. Prace Komisji Paleogeografii Czwartorzędu PAU 6: 163-171.
• 16. OKUPNY D., 2013. Zmiany środowiska geograficznego w regionie łódzkim w świetle cech geochemicznych osadów wybranych torfowisk. Maszynopis rozprawy doktorskiej, Katedra Geomorfologii i Paleogeografii UŁ, Łódź: 1-173.
• 17. OKUPNY D., FORYSIAK J., 2009. Geologiczna i geomorfologiczna charakterystyka wybranych torfowisk południowej części Kotliny Kolskiej. [w:] A. KOSTRZEWSKI, R. PALUSZKIEWICZ (red.), Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych. Tom V, seria Geografia, Wyd. UAM 88: 353-367.
• 18. PŁÓCIENNIK M., KRUK A., PAWŁOWSKI D., FORYSIAK J., MIANOWICZ K, ELIAS S., BORÓWKA R K., KLOSS M., OBREMSKA M., COOPE R., KRĄPIEC M., KITTEL P., ZUREK S., 2015. Fen ecosystem responses to water level fluctuations during early and mid-Holocene (Wilczków, Central Poland). Boreas [in press].
• 19. ROTNICKI K., 1991. Retrodiction of palaeodischarges of meandering and sinuous alluvial ricwrs and its palaeohydroclimatic implications. [w:] L. STARKEL; K. J. GREGORY, J. B. THORNES (eds), Temperate Palaeohydrology. John Willey and Sons Ltd, Chichester: 431-471.
• 20. ROTNICKI K., ROTNICKA J., MŁYNARCZYK Z., 1989: Quantitative palaeohydrology in the analysis of valley floor development and its significance for palaeoclimatic research (in Polish with English summ.). Przegląd Geograficzny 61(4): 457-482.
• 21. RYDELEK P., 2005. Genetyczne uwarunkowania przestrzennej zmienności zawartości węgla organicznego i siarki w obrębie torfowiska w dolinie rzeki Kurówki. Przegląd Geologiczny 53(8): 637-676.
• 22. RYDELEK P., 2011. Geneza i skład części mineralnych wybranych złóż torfów niskich Wysoczyzny Lubartowskiej. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 11(2): 135-149.
• 23. SEPPA H., BJUNE A. E., TELFORD R. J., BIRKS H. J. B., VESKI S., 2009. Last nine-thousant years of temperature variability in Northern Europe. Climate of the Past Discussions 5: 1521-1552.
• 24. STANGENBERG M., ZEMOYTEL-KOLANKO K., SOLSKI A., STANGENBERG K., 1957. Osady jeziorne w Żuchowie koło Karnkowa. Z Badań Czwartorzędu w Polsce, Biuletyn, Instytut Geologiczny 118(8): 267-316.
• 25. TOBOLSKI K., OKUNIEWSKA-NOWACZYK I., 1989. Type Region P-r: Poznań - Gniezno - Kujawy Lake District. Acta Palaeobotanica 29(2): 77-80.
• 26. TWARDY J., FORYSIAK J., KITTEL P., 2004. Dynamika procesów morfogenetycznych uruchomionych i zintensyfikowanych wskutek pradziejowej działalności ludzkiej w pradolinie warszawsko-berlińskiej. Acta Geogr. Lodz. 88: 85-118.
• 27. WOSZCZYK M., SPYCHALSKI W., 2007. Factors influencing temporal changes in heavy metal contents in the deposits of Lake Sarbsko (Gardno-Łeba Coastal Plain) on the background of the basin evolution (in Polish with English summ.). Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 31: 485-496.
• 28. ŻUREK S., 1986. Accumulation rate of peats and gyttjas in the profile of peatlands and lakes of Poland (as based on the radiocarbon dating) (in Polish with English summ.). Przegląd Geograficzny 58(3): 459-476.
• 29. ŻUREK S., 1993. Palaeohydrological changes in the wetlands (in Polish with English summ.). Przegląd Geograficzny 64(1-2): 75-95.
• 30. ŻUREK S., 2014. Torfowiska regionu łódzkiego. Prace Komisji Paleogeografii Czwartorzędu PAU (w druku).