Nowe dane o profilu osadów interglacjału mazowieckiego w Cząstkowie

Nowe dane o profilu osadów interglacja³u mazowieckiego w Cz¹stkowie

Jarmila Krzymiñska*, Leszek Jurys*

The new data on the Mazovian Interglacial deposits at Cz¹stkowo (northern Poland).Prz. Geol., 49: 688–691.

S u m m a r y. The principal aim of this paper is to discuss the new results derived from investigations of a unique profile of Mazovian Interglacial deposits at Cz¹stkowo. Lake deposits were studied microfaunistically and dated using a U–Th method. The analysis of ostracods gives important data on the deposition course versus the climatic changes. The sediments examined contain cold stenothermal ostracods; no warm stenothermal species characteristic for Mazovian Interglacial deposits, such as: Scottia browniana (Jones) occur. The U–Th datings revealed 110 ka and 130 ka, not confirming Mazovian Interglacial age.

Key words: ostracods, Cz¹stkowo, U–Th dates

Przedmiotem artyku³u jest omówienie i dyskusja wyni-ków nowych badañ unikalnego a zarazem dyskusyjnego stanowiska. W czasie prac kartograficznych dla sporz¹dze-nia arkusza Stê¿yca (ryc. 1) Szczegó³owej mapy

geologicz-nej Polski w skali 1:50 000 w otworze Cz¹stkowo

nawiercono osady jeziorne — mu³ki i kredê jeziorn¹ (Makowska i in., 1996). Osady te poddano badaniom pali-nologicznym, które wykaza³y, ¿e reprezentuj¹ one prawie ca³y okres interglacja³u i w pe³ni oddaj¹ zachodz¹ce wów-czas zmiany klimatyczne. Uznano, ¿e reprezentuj¹ one interglacja³ mazowiecki. Do osadów interglacja³u mazo-wieckiego zaliczono tak¿e podœcielaj¹ce seriê jeziorn¹ i piaski rzeczne nie zawieraj¹ce py³ków.

Nowe badania przeprowadzone w profilu obejmowa³y analizy miêczaków i ma³¿oraczków oraz datowanie osa-dów metod¹ uranowo-torow¹. Po wnikliwej analizie 33 próbek stwierdzono prawie ca³kowity brak skorupek miê-czaków (kilka fragmentów nieoznaczalnych skorupek

Pisidium i skrêtka Valvata), licznie natomiast wystêpowa³y

ma³¿oraczki. Wyniki analizy ma³¿oraczków wnios³y istot-ne daistot-ne do analizy przebiegu akumulacji osadów na tle zmian klimatycznych, datowanie osadów wêglanowych metod¹ U–Th natomiast da³o trudne do zaakceptowania, nastêpuj¹ce wyniki: <110 (ka) i <130 (ka).

Charakterystyka geologiczna rejonu badañ

Budowa geologiczna rejonu badañ oraz szczegó³owy profil litologiczny otworu w Cz¹stkowie zosta³y opisane w

Objaœnieniach do szczegó³owej mapy geologicznej Polski w skali 1 : 50 000 arkusz „Stê¿yca” (52)” (Jurys, 1996) i w

pracy. Makowskiej i in. (1996). W niniejszym rozdziale przedstawiono opis uproszczony, zgodnie z pogl¹dami wymienionych autorów. W odniesieniu do stratygrafii osa-dów czwartorzêdu w tym rejonie, profil otworu w Cz¹stko-wie stanowi g³ówne Ÿród³o wiadomoœci.

Otwór wiertniczy w Cz¹stkowie znajduje siê na obsza-rze m³odoglacjalnym w pobli¿u krawêdzi rynny Jezior Raduñskich. Na powierzchni terenu wystêpuj¹ osady gla-cjalne i fluwioglagla-cjalne faz pomorskiej i leszczyñsko-po-znañskiej zlodowacenia Wis³y. Osady czwartorzêdu le¿¹ce g³êbiej reprezentuj¹ wszystkie piêtra glacjalne i intergla-cja³ mazowiecki. Poni¿ej osadów czwartorzêdowych le¿¹ osady trzeciorzêdowe.

Trzeciorzêd

Znajomoœæ osadów tego wieku jest na tym terenie nie-wielka, mimo i¿ stanowi¹ pod³o¿e czwartorzêdu i mog¹ byæ nawiercane otworami studziennymi. Niestety niezwy-kle rzadko s¹ przewiercane i badane. Na podstawie nielicz-nych otworów, w których przewiercono i zbadano osady trzeciorzêdu przyjmuje siê, ¿e w pod³o¿u czwartorzêdu wystêpuj¹ piaski pylaste i mu³ki mioceñskie, zawieraj¹ce cienkie przewarstwienia i³ów wêglistych i wêgli brunat-nych. W miejscach, gdzie sp¹g czwartorzêdu le¿y najni¿ej wystêpuj¹ osady oligocenu wykszta³cone jako piaski glaukonitowe, niekiedy ze ¿wirami. Granica miêdzy osa-dami oligocenu i miocenu le¿y najprawdopodobniej na rzêdnej ok. 25 m p.p.m. Osady trzeciorzêdu le¿¹ce na wiê-kszych g³êbokoœciach s¹ w tym rejonie nierozpoznane.

RzeŸba powierzchni stropu trzeciorzêdu jest w rejonie rynny Jezior Raduñskich niezwykle urozmaicona. Jej rzêd-ne stwierdzorzêd-ne 6 otworami, wahaj¹ siê od nieco ponad 80 do 76 m p.p.m. W Cz¹stkowie, gdzie stwierdzono najni¿-sze po³o¿enie granicy trzeciorzêd–czwartorzêd, w stropie trzeciorzêdu znajduje siê g³êboka rynna o szerokoœci ok. 1,5 km. rozci¹gaj¹ca siê w kierunku zgodnym z przebie-giem wspó³czesnej rynny Jezior Raduñskich. Rynna ta o charakterze egzaracyjnym powsta³a w okresie najstarszego zlodowacenia narwi (Jurys, 1996; Makowskai in., 1996).

Czwartorzêd

W profilu wiertniczym w Cz¹stkowie na osadach trze-ciorzêdu, na g³êbokoœci od 253,0 do 218,0 m le¿¹ zaburzo-ne glacidynamicznie gliny zwa³owe zaliczozaburzo-ne do najstarszego zlodowacenia narwi. Wy¿ej na g³êbokoœci od 218,0 do 128,5 m wystêpuj¹ gliniaste osady glacjalne i mu³ki zastoiskowe zlodowaceñ po³udniowopolskich. Od g³êbokoœci 128,5 m rozpoczynaj¹ siê osady interglacja³u mazowieckiego, których strop jest na g³êbokoœci 105,8 m. W najni¿szej czêœci (od 128,5 do 116,7 m) s¹ to piaski rzeczne, drobnoziarniste, laminowane detrytusem roœlin-nym, nie zawieraj¹ce ziaren py³ku w iloœciach pozwa-laj¹cych na wykonanie analizy py³kowej. Le¿¹ce wy¿ej na g³êbokoœci od 116,7 do 105,8 m osady s¹ w³aœciwym osa-dem interglacjalnym, udokumentowanym szczegó³ow¹ analiz¹ palinologiczn¹ i bêd¹cym przedmiotem badañ przedstawianych w niniejszym opracowaniu. S¹ to mu³ki wapniste w dolnej czêœci (od 116,7 do 114,0 m) maj¹ce charakter kredy jeziornej, zawieraj¹ce a¿ 67,2% CaCO3a

688

Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 8, 2001

*Panstwowy Instytut Geologiczny, Oddzia³ Geologii Morza, ul. Koœcierska 5, 80-328 Gdañsk

w warstwie le¿¹cej wy¿ej (od 114,0 do 105,8 m) od 11,2% do 36,8% CaCO3.

Na osadach interglacjalnych (od 105,8 do 79,0 m) le¿¹ piaski i mu³ki rzeczno-jeziorne przedglacjalne zaliczone do zlodowacenia Odry. Zlodowacenia Odry i Warty repre-zentuj¹ tak¿e serie glin zwa³owych i piasków wodnolo-dowcowych na g³êbokoœci od 79,0 do 28,5 m. Le¿¹ce wy¿ej, a¿ do powierzchni terenu, podobne osady oraz mu³ki, zaliczono do faz poznañskiej i leszczyñskiej zlodo-wacenia Wis³y.

Metody i zakres badañ

W ramach standardowych badañ laboratoryjnych wykonano analizy litologiczne, zawartoœci CaCO3 oraz

sk³adu minera³ów ciê¿kich. Wykonano tak¿e oznaczenie wieku bezwzglêdnego metod¹ TL (Fedorowicz & Olszak, 1994). W próbkach pobranych co 1¸3 m oznaczono toœæ i sk³ad minera³ów ciê¿kich, sk³ad ziarnowy i zawar-toœæ CaCO3.. Profil litologiczny i stratygrafiê w formie

graficznej i opisowej wraz z wybranymi wynikami badañ, przedstawiono na ryc. 2.

Analizie na zawartoœæ ma³¿oraczków poddano 33 próbki osadów mu³kowych. Objêtoœæ ka¿dej próbki wyno-si³a ok. 150 cm3_{. Osad by³ przemyty przez sito o œrednicy}

0,1 mm. Nastêpnie wyznaczono liczebnoœæ skorupek ka¿-dego gatunku ma³¿oraczków, przyjmuj¹c wartoœæ gra-niczn¹ 200 osobników. Przy ustaleniu frekwencji ma³¿oraczków wynik obliczeñ reprezentuje liczbê okazów danego gatunku. Z uwagi na dwuczêœciow¹ budowê

kara-paksu ma³¿oraczków, liczbê osobników wyznaczono dziel¹c liczbê policzonych skorupek przez dwa. Wszystkie okazy ma³¿oraczków zosta³y sfotografowane metod¹ SEM, w Instytucie Paleobiologii PAN w Warszawie.

Osady jeziorne, najbardziej wapniste poddano datowa-niu U–Th (Hercman, 1998). Daty U–Th okreœlone warto-œciami: <110 (ka) i <130 (ka) wskaza³y na okres interglacja³u eemskiego i pocz¹tek zlodowaceñ pó³nocno-polskich.

Wyniki badañ

Najliczniejsze wystêpowanie ma³¿oraczków stwier-dzono w dwóch próbkach z g³êbokoœci: 113,8–114,0 m i 115,0–115,2 m (ryc. 3). W próbkach tych fauna charakte-ryzowa³a siê zbli¿onym sk³adem gatunkowym i podobnym udzia³em jej sk³adników. W czterech innych próbkach nato-miast: (106,10–106,30; 108,00–108,20; 113,50–113,70; 116,00–116,20) wystêpowa³y pojedyncze skorupki. W pozosta³ych próbkach fauny nie stwierdzono.

Badany zespó³ odznacza³ siê obecnoœci¹ takich gatun-ków jak: Cytherissa lacustris (Sars), Candona candida (Muller), C. hyalina Brady et Robertson, C. neglecta Sars,

C. protzi Hartwig, C. vavrai (Kaufmann), Candoniella subellipsoida Sharapova (ryc. 4). W wyró¿nionym zespole

dominuj¹cym gatunkiem jest Cytherissa lacustris (Sars), którego zawartoœæ waha siê od 60 do 70% (ryc. 2). Drugim, mniej licznym (20–30%) gatunkiem jest Candona neglecta Sars. Pozosta³e gatunki takie jak: Candona candida (Mül-ler) Candoniella subellipsoida Sharapova wystêpowa³y w iloœciach mniejszych ni¿ 10%. Akcesorycznie natomiast wystêpowa³y trzy gatunki: Candona

hyalina Brady et Robertson, Candona protzi

Hartwig, Candona vavrai (Kaufmann). Sk³ad gatunkowy ma³¿oraczków wskazuje na typowy zbiornik jeziorny, przy czym poszczególne gatunki maj¹ ró¿ne wymagania œrodowiskowe. Gatunki reprezentowane przez:

Candona candida (Müller) i Candona neglecta

Sars zasiedlaj¹ litoral i profundal jezior, s¹ gatunkami zimno-stenotermicznymi, Candona

hyalina Brady et Robertson, Candona protzi

Hartwig, Candona vavrai (Kaufmann) zasie-dlaj¹ wszystkie strefy jeziora, preferuj¹ wiêk-sze g³êbokoœci, a tak¿e zimne wody litoralne, s¹ równie¿ gatunkami zimno-stenotermiczny-mi. Cytherissa lacustris (Sars) i Candoniella

subellipsoida Sharapova. Pierwszy z nich jest

gatunkiem w³aœciwym dla du¿ych zbiorników, wystêpuje w jeziorach na ró¿nych g³êboko-œciach, przede wszystkim w strefie sublitoral-nej i profundalnej, preferuj¹c jeziora oligotroficzne. Rozwój eutrofizacji jeziora powoduje wycofywanie siê tego gatunku. Wed³ug niektórych badaczy (Skompski i in., 1991) Cytherissa lacustris jest uznawana jako wskaŸnik klimatu subarktycznego. Ekologia

Candoniella subellipsoida Sharapova w

odró¿-nieniu od pozosta³ych gatunków jest ma³o

689 Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 8, 2001

granica ark. Stê¿yca SMGP 1: 50 000

detailed geological map of Poland,

scale 1:50 000

otwór Cz¹stkowo

borehole Cz¹stkowo

0 20 km

Ryc. 1. Lokalizacja terenu badañ (czarny kwadrat)

poznana. Gatunek ten uznawany jest za charakterystyczny dla strefy peryglacjalnej (Winnicki & Skompski, 1991).

Dyskusja wyników

Uzyskane wyniki analizy ma³¿oraczków porównano z dotychczas wykonanymi badaniami osadów interglacja³u mazowieckiego, zw³aszcza z wynikami analizy palinolo-gicznej oraz z wynikami analiz petrograficzno-litologicz-nych tych osadów (Nowak & Szelewicka, 1995). Dolna czêœæ osadów badanego interglacja³u — kreda jeziorna z domieszk¹ mu³ku (zawartoœæ CaCO367,2%) —

reprezen-tuje wed³ug analizy py³kowej, klimat umiarkowanie zimny i przejœcie do optimum klimatycznego. W badanych osa-dach nie stwierdzono obecnoœci gatunków ma³¿oraczków

ciep³olubnych, wskaŸnikowych dla osadów interglacja³u mazowieckiego, takich jak: Scottia browniana (Jones) ani gatunków œlimaków: Lithoglyphus jahni Urbañski,

Vivipa-rus diluvianus (Kunth), (Skompski, 1991).

Na podstawie wyników badañ litologicznych (Nowak & Szelewicka, 1995) wykonanych dla Szczegó³owej Mapy

Geologicznej Polski Ark. Stê¿yca (52) dokonano powtór

-nej analizy cech litologicznych i mineralogicznych osadów serii interglacjalnej w nawi¹zaniu do analizy py³kowej i mikrofaunistycznej. Jedyn¹ cech¹ wykazuj¹c¹ korelacjê z warunkami klimatycznymi (analiza palinologiczna) i wystêpuj¹cymi ma³¿oraczkami jest zawartoœæ CaCO3(ryc.

2). W warstwie silnie wapnistych osadów (114,0–116,7 m; kreda jeziorna CaCO3–67,2%) s¹ liczne ma³¿oraczki

zim-nolubne, a spektra py³kowe wskazuj¹ na klimat ch³odny.

690

Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 8, 2001

78 m n.p.m. m a.s.l. 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 g³êb. (m) depth (m) 101,2 102,3 105,8 114,0 116,7 128,5 Z L O D O W A C E N IE S A N U Z L O D O W A C E N IE O D R Y INTERGLACJA£ MAZOWIECKI piaski rzeczne piaski rzeczne piaski rzeczne mu³ki mu³ki mu³ki jeziorne kreda jeziorna mu³ki zastois-kowe 53,8±8,1 (g³êb. 144m) nr UG1593 56,4±8,5 (g³êb. 40m) nr UG1593 > 35,1 nr OG2149 < 130 < 110 problemy z wydzieleniem U PINUS BETULA ABIES CARPINUS CORYLUS CARPINUS QUERCUS TAXUS ALNUS PICEA PICEA ALNUS PICEA BETULA ABIES BETULA PINUS PINUS JUNIPERUS

Profil litologiczny i stratygrafia (uproszczony) wg Makowska, Noryœkiewicz, Jurys, 1996 Pobrane próbki: Sampling points: brak ma³¿oraczków lack of ostracods liczne okazy numerous specimens pojedyncze okazy individual specimens Oznaczenie wieku (ka) determination Age TL U/Th Ma³¿oraczki Ostracods Analiza py³kowa Pollen analysis Wspó³czynnik obtoczenia Coefficient of roundness Zawartoœæ CaCO3 Content of calcium carbonate % WskaŸnik dojrza³oœci terygenicznej Index terrigenic maturity of (Olszak, Fedo-rowicz, 1993) (Hercman, 1998) (Krzymiñska) (Noryœkiewicz, 1995) (Szelewicka, 1995) (Szelewicka, 1995) (Szelewicka, 1995) 0,26 0,4 7,3 — 4,0 3,6 0,25 0,4 2,4 0,63 0,29 0,41 4,3 2,4 13,6 14,4 2,2 0,38 14,4 4,4 6,7 5,2 9,9 5,7 26,4 14,4 36,8 28,0 0,56 0,79 0,83 0,46 — 67,2 4,6 0,54 1,6 3,3 7,2 13,1 0,36 0,49 4,0 5,1 1,6 2,0 0,51 0,30 10,4 2,7 11,2

Ryc. 2. Profil litologiczny Fig. 2. Lithostratigraphic, profile; TL and U–Th datings, ostracods, pollen and lithopetrographic analyses correlation of borehole

Jest to pocz¹tkowy okres sedymentacji jeziornej jeszcze w strefie p³ytkowodnej, odpowiadaj¹cy okresom klimatycz-nym I i II (Makowska i in., 1996).

Le¿¹ca wy¿ej (105,8–114,0 m) seria mu³ków zawiera CaCO3w iloœci od 11,2 do 36,8% (ryc. 1). Jest to

prawdo-podobnie osad g³êbokowodny, którego sk³adniki pochodz¹ z najbli¿szej okolicy jeziora i by³y transportowane krótko o czym mo¿e œwiadczyæ obtoczenie ziarn kwarcu nieco gor-sze od obtoczenia ziarn w piaskach rzecznych le¿¹cych powy¿ej i poni¿ej serii jeziornej. O pochodzeniu z najbli¿-szej okolicy detrytycznych sk³adników osadu œwiadcz¹ równie¿ sta³a przewaga zawartoœci amfiboli i granatów wœród minera³aów ciê¿kich nad grup¹ minera³ów odpor-nych.

Wyniki datowania metod¹ uranowo-torow¹ wraz z datowaniami glin zwa³owych metod¹ TL sugeruj¹ m³odszy

wiek osadów uznanych przez Makowsk¹ i in. (1996) za osady intergla-cja³u mazowieckiego. Daty uzyskane metod¹ U–Th wskazuj¹ na wiek: < 110 (ka) oraz <130 (ka) (Hercman, 1998) a wiêc na okres interglacja³u eemskie-go i pocz¹tek zlodowa-ceñ pó³nocnopolskich (?). Wyniki datowania metod¹ TL (Fedoro-wicz & Olszak, 1994) kredy jeziornej (wiek > 35,1 tys. lat BP — UG–2149) i le¿¹cej g³êbiej gliny zwa³owej (wiek 53,8 ± 8,1 tys. lat BP–UG – 1594) tak¿e wprowadzaj¹ pew-ne w¹tpliwoœci co do wieku badanych osadów. Niestety na obecnym etapie badañ brak jest przes³anek pozwalaj¹cych tê sprzecznoœæ zinterpretowaæ.

Wnioski

‘Zespó³ ma³¿oraczków wskazuje na jeziorne pocho-dzenie osadów.

‘Opisane gatunki maj¹ charakter zimno-stenoter-miczny.

‘Nie stwierdzono wystêpowania charakterystycznego gatunku ma³¿oraczka dla interglacja³u mazowieckiego:

Scottia browniana (Jones).

‘Datowanie osadów metod¹ uranowo-to-row¹ sugeruje mo¿liwoœæ zrewidowania dotychczasowych pogl¹dów na temat osadów interglacja³u mazowieckiego w Cz¹stkowie lub o wiarygodnoœci tej metody badañ.

Literatura

FEDOROWICZ S. & OLSZAK I. 1994 — Sprawozdanie z wykonanych datowañ TL. Szczegó³owa mapa Polski w skali 1:50 000, ark. Stê¿yca (52). Arch. Pañstw. Inst. Geol., Oddz. Geol. Morza, Gdañsk.

HERCMAN H. 1998 — Wyniki datowania metod¹ urano-wo-torow¹ próbek kredy jeziornej z Cz¹stkowa — eksper-tyza. Arch. Pañstw. Inst. Geol., Oddz. Geol. Morza, Gdañsk.

JURYS L. 1996 — Szczegó³owa mapa geologiczna Pol-ski 1:50 000, ark. Stê¿yca, objaœnienia do mapy. Arch. Pañstw. Inst. Geol. Warszawa.

MAKOWSKA A., NORYŒKIEWICZ B. & JURYS L. 1996 — Mazovian Interglacial at Cz¹stkowo near Stê¿yca — the first site in Pomerania. Geol. Quart., 40: 245–268. NOWAK B. & SZELEWICKA A. 1995 — Badania petrograficzno-litologiczne osadów czwartorzêdowych [W:] Szczegó³owa mapa geologiczna Polski 1: 50 000 ark. Stê¿yca. Arch. Pañstw. Inst. Geol. Warszawa.

SKOMPSKI S. 1991 — Fauna czwartorzêdowa Polski. Bezkrêgowce. Wyd. UW: 101–115.

SKOMPSKI S. 1991 — Osady interglacja³u mazowiec-kiego w Zwierzyñcu na Kurpiach. Prz. Geol., 39: 271–280.

SYWULA T. 1974 — Ma³¿oraczki (Ostracoda). Fauna s³odkowodna Polski. Z. 24. PWN.

SYWULA T. & PIETRZENIUK E. 1989 — Ostracoda. [W:] Budowa geologiczna Polski. T. III, cz. 3b. Wyd. Geol: 95–120.

WINNICKI J. & SKOMPSKI S. 1991 — Sytuacja geolo-giczna stanowisk fauny czwartorzêdowej z okolic Trzeb-nicy. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 365: 73–94

691 Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 8, 2001

1

2

4

3

5

µ

µ

µ

µ

µ

Ryc. 4. Ma³¿oraczki; 1 — Candona neglecta Sars, 2 — Candona hyalina Bra-dy et Robertson, 3 — Candona vavrai (Kaufmann), 4 — Candoniella subellip-soida Sharapova, 5 — Cytherissa lacustris (Sars)

Fig. 4. Ostracods 0 20 40 60 80 113,80-114,00 115,00-115,20 Candona candida Candona hyalina Candona neglecta Candona protzi Candona vavrai Cytherissa lacustris Candoniella subellipsoida

Ryc. 3. Liczebnoœæ ma³¿oraczków w próbkach

Fig. 3. Numbers of ostracods in samples