Anna BU DEK1, Ma rek DREW NIK2, An drzej KAC PRZAK
MI KRO MOR FO LO GIA UTWO RÓW PY£OWYCH W PRO FI LU KO ÑCZY CE (KO TLI NA OŒWIÊ CIM SKA)
(z 4 fig.)
MICRO MOR PHO LOGY OF THE SILT SE DI MENTS AT THE KO ÑCZY CE PRO FI LE (KO TLI NA OœWIÊ CIM SKA)
(with 4 Figs.)
Ab stract. The pa per pres ents the re sults of micromorphological anal y ses con cern ing the 6 m thick se ries of silty ma te rial con sti tut ing the up per part of the pro file of the Qua ter nary sed i ments ex posed in the gravel pit at Koñczyce in the south ern part of Oœwiêcim Basen. The aim of the study was an at tempt to in ves ti gate if any bur ied soil ho ri zons oc cur in the pro file. The micromorphological anal y ses were per formed on thin sec - tions made from un dis turbed soil sam ples rep re sent ing ho ri zons that var ied mac ro scop i cally. The oc cur rence of clay coat ings of dif fer ent de vel op ment and pres er va tion was ob served. The coat ings rep re sent three illuviation zones, in clud ing the con tem po ra ne ous, Ho lo cene soil. Nu mer ous ef fects of the ac tion of Pleis to - cene frost pro cesses were de scribed. Prom i nent and com mon ef fects of the ac tion of re dox pro cesses, prob a - bly si mul ta neous with pedogenesis, were also de scribed. In the light of the pre sented re sults, it seems pos si ble to state that two gen er a tions of bur ied Albeluvisols can be ob served in the pro file. Due to the strong in flu ence of gleyic and diagenetic pro cesses, the de ter mi na tion of the age of paleosols in the stud ied pro file is dif fi cult and calls for fur ther re search.
Key words: micro mor pho logy, il lu via tion, gley ic pro ces ses, pa la e osols, lo ess-li ke se di ments, Qu ater na ry, Oœwiê cim Ba sin.
BIU LE TYN PA ÑSTWO WE GO IN STY TU TU GEO LO GICZ NE GO 409: 63–74, 2004 R.
1Zak³ad Geomorfologii i Hydrologii Gór i Wy¿yn PAN, ul. Œw. Jana 22, 31-018 Kraków
2Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Zak³ad Gleboznawstwa i Geografii Gleb, ul. Grodzka 52, 31-044 Kraków
Abs trakt. W pra cy przed sta wio no wy ni ki ba dañ mi kro mor fo lo gicz nych sze œcio me tro wej se rii osa dów py³owych, bu duj¹cej górn¹ czê œæ pro fi lu osa dów czwar to rzê do wych, ods³aniaj¹cych siê w ¿wi row ni w Koñ - czycach w po³udnio wej czê œci Ko tli ny Oœwiê cim skiej. Ce lem ba dañ by³a pró ba stwier dze nia, czy w pro fi lu wy stê puj¹ ko pal ne po zio my gle bo we. Prze pro wa dzo no ana li zy mi kro mor fo lo gicz ne na p³yt kach cien kich wy ko na nych z pró bek o nie na ru szo nej struk tu rze, re pre zen tuj¹cych po zio my ró¿ ni¹ce siê ma kro sko po wo.
Stwier dzo no wy stê po wa nie ila stych na cie ków o ró¿ nym wy kszta³ce niu i stop niu za cho wa nia, mog¹cych re - pre zen to waæ trzy ge ne ra cje stref ilu wia cji, w tym wspó³cze sn¹. W pro fi lu stwier dzo no licz ne efek ty dzia³al - no œci plej sto ce ñskich pro ce sów mro zo wych. Stwier dzo no ta k¿e wy ra Ÿne i licz ne œla dy dzia³ania gle jo wych pro ce sów re duk cyj nych, praw do po dob nie zwi¹za nych z pe do ge nez¹. W œwie tle przed sta wio nych wy ni ków ba dañ wy da je siê, ¿e w oma wia nym pro fi lu za cho wa³y siê po zo sta³oœci dwóch ge ne ra cji ko pal nych gleb p³owych. Ze wzglê du na sil ny wp³yw pro ce sów gle jo wych i dia ge ne tycz nych okre œle nie ich wie ku jest jed - nak trud ne i wy ma ga dal szych ba dañ.
S³owa klu czo we: mi kro mor fo lo gia, ilu wia cja, ogle je nie, gle by ko pal ne, utwo ry les so po dob ne, czwar to rzêd, Ko tli na Oœwiê cim ska.
WPRO WA DZE NIE
Ana li za mi kro mor fo lo gicz na jest co raz czê œciej wy ko rzy sty wa na w ba da niach gleb ko - pal nych w Pol sce. W ba da niach miê dzy na ro do wych me to da ta zo sta³a ju¿ wcze œniej do ce - nio na ze wzglê du na ³atwoœæ ob ser wa cji bu do wy we w nêtrz nej w ska li mi kro i mo ¿li woœæ roz - ró¿ nie nia nie zmie nio ne go ma te ria³u ma cie rzy ste go od ma te ria³u gle bo we go oraz efek tów ró¿ no kie run ko wych pro ce sów gle bo twór czych (Kemp, 1998, 1999; Ko nec ka-Be tley, 1994, 1996).
Pro fil Ko ñczy ce, bêd¹cy przed mio tem ba dañ, znaj du je siê w po³udnio wej czê œci Ko tli ny Oœwiê cim skiej, na te re nie Wy so czyzn Przy kar pac kich. Opi sy wa ne ods³oniê cie znaj du je siê w ob rê bie ¿wi row ni we wsi Ko ñczy ce. Kil ku na sto me tro wy pro fil osa dów czwar to rzê do - wych zbu do wa ny jest z dwóch se rii osa dów rzecz nych, prze war stwio nych ma te ria³em po - chodz¹cym z aku mu la cji lo dow co wej i wod no lo dow co wej, na któ rych za le gaj¹ gli ny i i³y z utwo ra mi or ga nicz ny mi, przy kry te seri¹ osa dów py la stych. Do tych czas przyj mo wa no, ¿e ca³a se ria osa dów po wy ¿ej gór nych ¿wi rów rzecz nych po wsta³a w cza sie fazy pe³ni ostat nie - go zlo do wa ce nia (Jer sak, 1983).
Ce lem ba dañ, któ rych wy ni ki pre zen to wa ne s¹ w tym ar ty ku le, by³a ana li za mi kro mor fo - lo gicz na se rii py³owej pod k¹tem wy stê po wa nia w niej po zio mów gleb ko pal nych. Na le ¿y podkreœ liæ, ¿e ba da nia pa le ope do lo gicz ne nie by³y do tych czas pro wa dzo ne na te re nie za - chod niej czê œci przed po la Kar pat. Naj bli¿ szy pro fil osa dów, dla któ re go prze pro wa dzo no ba da nia gleb ko pal nych, znaj du je siê na P³asko wy ¿u G³ub czyc kim (Jer sak, 1991), jed nak ba - da nia nie obej mo wa³y ana li zy mi kro mor fo lo gicz nej.
ME TO DY KA BA DAÑ I ZA STO SO WA NE DE FI NI CJE
Ba da nia mi kro mor fo lo gicz ne prze pro wa dzo no na p³yt kach cien kich wy ko na nych z pró - bek ma te ria³u o nie na ru szo nej struk tu rze (9 pró bek), któ re zo sta³y po bra ne z pro fi lu w taki spo sób, aby re pre zen to wa³y wi doczn¹ ma kro sko po wo zmien noœæ cech mor fo lo gicz nych osa du. Blocz ki po bra ne za po moc¹ me ta lo wych cy lin drów o œred ni cy 5 cm utwar dzo no ¿y -
wic¹ epok sy dow¹ i wy ko na no p³ytki cien kie o wy mia rach 8 x 5 cm. Opis p³ytek cien kich wy - ko na no na pod sta wie klu cza opra co wa ne go przez Bul loc ka i in. (1985), Fitzpa tric ka (1984) oraz Ge ra si mov¹ i in. (1992).
Za rów no w li te ra tu rze pol skiej, jak i w œwia to wej, brak jest zu ni fi ko wa ne go spo so bu na - zew nic twa form mi kro mor fo lo ficz nych. W ar ty ku le, jak ju¿ wspo mnia no, u¿y to klu cza opra - co wa ne go przez ze spó³ Bul loc ka (1985) i póŸ niej sze roz sze rze nia tego sys te mu (Sto ops, 2003). Czê sto spo ty ka ne w li te ra tu rze pol skiej okre œle nie „ma triks” (Bre wer, 1964), lub te¿
„two rzy wo gle bo we” (Ko nec ka-Be tley, 1994; Do lec ki, Mro czek, 2003), zo sta³o zast¹pio ne nazw¹ „masa pod sta wo wa” (gro und mass). „No du le” (Bul lock i in., 1985) okre œlaj¹ mi kro - kon kre cje, naj czê œciej tlen ków ¿ela za b¹dŸ gli nu. Clay co atings, u¿y wa ne w podrêcz ni ku Bul loc k’a, zo sta³y w ar ty ku le okre œlo ne jako „na cie ki”, w tym przy pad ku i³u ko lo idal ne go.
Ta kie for my by³y rów nie¿ opi sy wa ne jako „pla zma” (Bre wer, 1964; Ko nec ka-Be tley, 1994).
CHA RAK TE RY STY KA MA KRO SKO PO WA BA DA NE GO PRO FI LU
W stro pie pro fi lu (fig. 1, 2a) znaj du je siê ho lo ce ñska gle ba p³owa, któ rej gór na czê œæ jest w znacz nym stop niu za bu rzo na an tro po ge nicz nie. W po zio mie Btg wy stê puj¹ cha rak te ry - stycz ne struk tu ry typu glos sic, wype³nio ne ja snym ma te ria³em z gór nej czê œci pro fi lu. Wi - docz ny jest wp³yw pro ce sów od gór ne go ogle je nia — wy stê puj¹ kon kre cje ¿ela zi sto-man ga - no we. Po ni¿ ej (230–360 cm) wy stê pu je pla mi sty rdza wo si no sza ry py³ (fig. 1, 2b), w któ re go
Fig. 1. Sche mat pro fi lu osa dów py³owych w Ko ñczy cach
Ob ja œnie nia w te kœ cie; nu me ry ozna czaj¹ miej sca po - bra nia pró bek o nie na ru szo nej struk tu rze
Pro fi le of sil ty se di ments at Ko ñczy ce Expla na tion in the text; the num bers show the po ints of col lec ting un di stur bed struc tu re sam ples
ob rê bie za cho wa ne s¹ struk tu ry glos sic po dob ne do wy stê puj¹cych we wspó³cze snym po zio - mie Bt. Wi docz ne s¹ tu rów nie¿ stre fy wy stê po wa nia czar nych kon kre cji. Ni¿ ej wy stê pu je mierz¹ca oko³o 60 cm stre fa py³u o jed no li tej ¿ó³to sza rej bar wie, prze chodz¹ca nie re gu lar - nie, na g³êbo ko œci œred nio 400 cm, w pla mi sty, rdza wo sza ry osad z po je dyn czy mi struk tu ra - mi glos sic. Po ziom ten prze cho dzi stop nio wo w de li kat nie la mi no wa ny py³ g³ów nie o bar wie si nej z wy ra Ÿny mi struk tu ra mi de for ma cyj ny mi. Na g³êbo ko œci 580–610 cm wy stê pu je rdza - wa war stwa py³u, wy ka zuj¹ca ce chy s³abej ce men ta cji (fig. 1, 2c). Wy zna cza ona sp¹g se rii py la stej ob jê tej ba da nia mi.
Ba da ny ma te ria³ nie wy ka zu je obec no œci czê œci szkie le to wych. Uziar nie nie w ska li ca³ego pro fi lu jest sto sun ko wo ma³o zró¿ ni co wa ne — do mi nu je frak cja py³u drob ne go (0,002–0,02 mm), któ rej za war toœæ waha siê w prze dzia le od 33 do 67%. Zgod nie z norm¹ PN-R-04033:1998 utwo ry te na le ¿y okre œlaæ jako py³y b¹dŸ py³y ila ste. Na g³êbo ko œci ok. 230 cm za zna cza siê wy ra Ÿniej szy wzrost udzia³u frak cji pia sku (0,05–2 mm) — do nie co po nad 30%. W gór nej czê œci se rii (do ok. 2 m) od czyn oscy lu je w gra ni cach pH(H2O) 5,3–4,3, pod czas gdy w czê œci dol nej (2–6 m) wy no si pH(H2O) 6,2–5,3 (Drew nik i in., 2004).
Fig. 2. Pro fil osa dów py³owych w Ko ñczy cach i lo ka li za cja punk tów po bo ru pró bek o nie na ru szo nej struk tu rze
Pro fi le of sil ty se di ments at Ko ñczy ce and the lo ca tion of the po ints of col lec ting un di stur bed struc tu re sam ples
WY NI KI BA DAÑ — MI KRO STRUK TU RY I MI KRO FOR MY
Ana li za mi kro mor fo lo gicz na ba da ne go pro fi lu wy ka zu je, ¿e w sk³adzie mi ne ral nym do - mi nuj¹ ziar na kwar cu, w ró¿ nym stop niu zmie nio ne w wy ni ku pro ce sów wie trze nio wych.
W sk³adzie mi ne ral nym wy stê puj¹ w mniej szej ilo œci ska le nie, glauko nit, ³ysz czy ki z wyraŸ - n¹ do mi na cj¹ bio ty tu oraz pla gio kla zy (tab.1). Za war toœæ mi ne ra³ów in nych ni¿ kwarc zmniej sza siê wraz z g³êbo ko œci¹. W ma te ria le pod sta wo wym czê sto wy stê puj¹ spê ka nia po -
Fig. 3. A. Mi kro struk tu ra ka na li ko wo-ma syw na z g³êbo ko œci 100 cm (prób ka 1); k — ka na li ki, m — masa pod sta wo wa, z — ziar na mi ne ra³ów; œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×20. B. Mi kro struk tu ra pla ty; g³êbo koœæ 370 cm (prób ka 5); œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×20. C. Se gre ga cja ma te ria³u w szcze li nach i wzd³u¿ spê kañ;
g³êbo koœæ 270 cm (prób ka 3); œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×20. D. M³ode wype³nie nia i³em ko lo idal nym w ka na - li kach i wol nych prze strze niach; w — uporz¹dko wa ne wype³nie nia ila ste, m — masa pod sta wo wa, z — ziar - na mi ne ra³ów; g³êbo koœæ 100 cm (prób ka 1); œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×20
A. Por fi ric struc tu re at the depth of 100 cm (sam ple 1); k — chan nels, m — gro und mass, z — mi ne ral gra ins; cros s-po la ri - zed li ght, ×20. B. Pla ty micro struc tu re; the depth of 370 cm (sam ple 5); cros s-po la ri zed li ght, ×20.C. Se gre ga tion of ma te - rial in cracks; the depth of 270 cm (sam ple 3); cros s-po la ri zed li ght, ×20. D. Yo ung clay co atings in chan nel and vo ids;
w — clay co atings, m- gro und mass, z — mi ne ral gra ins; the depth of 100 cm (sam ple 1); cros s-po la ri sed li ght, ×20
1 a le baT hca cyzc ñoK w u li forp w wó daso yh cec e nzci go lo fro mor kiM e cyzc ñoK ta e li forp eht ni stne mi des eht fo se rut aef la ci go loh pro morciM a kbórP kobê³g(- æœo )mcw
enl are nim iki nda³kSa rutkur tsor kiM enloW e inezrt sezrp ai nein³epyw i elu doNenzc ine goib yru tkurtS e burge nbord 1234567 )001( 1 rawk a nraiz e³am einwó³g- ,ty toib ,t iwok sum ,uc e ine laks ,ti nokualg a jcnat sbus ,u crawk a nraiz raz sot³ó¿y wrab anla dio lok- ro dow i e tsaliy³are nim ;je- aza le¿ ikn elto ezczs-onwy sam ,awo³anak- ( aw onilc iri frop),yro poib ik ila nakupyt ets iza le¿ elu donned- l adi obih pma i c itird, ozwó kila nak ainei n³epyw- me³a ire tam my naw otneir my tsali
op y³anak e nzcil ,en Ÿaryw ein ,hcy wy¿hc amz ina gro- ¿o³zor ezr bod æ œoli akleiw- jenzc ina gro i ire tam jeno )051( 2,u crawk a nraiz ei nwó³g êzc ty toib i tiwo ksum- ³a ire tam ,y³azr teiwzowoicœ e ine laks ,yts yzco rzezr pein
a jcnat sbus ,u crawk a nraiz pot³ó¿y wrab anla dio lok- j ewo ports w jewozcñaramo lt oro dow w ata gob i cœêzc- aza le¿ ikne ( aw oni lezczs-onwy sam rop- c irif awo³anak ,),ik ila nak yni lezczsupyt ets iza le¿ elu donma- l adi obihpnak ai nein³epyw ,- my naw otnei rozwókila my tsali mela ire tam
nil œor hca inez rok op y³anak )032( 3z e³azr teiwz ,u crawk a nraiz ps i mywo inhczrei wop- ,za lkoi galp ,ty toib ,imainakê e ine laks
a jcnat sbus ,u crawk a nraiz ob ,jet³ó¿y wrab anla dio lok- œêzc ,a zale¿ i knelt w atag- a razs owoic ( aw oni lezczs-onwy sam rop- c irif ,)y talpa rutkur tsor kim , de tairtsyz sburg ei nŸaryw ni lezczs e ibê rbo w ³a ire tam ik ila nak yni lezczs elu don ci pyt il adi obih pma, ima nraiz imy nbord z ot sezc u kdorœ w u crawkcid oeg, rzo rop e tsali ai nein³epyw- dop ¹sam eno zcoto ,e nawy- ¹w owats
karb
.dc1 a le baT 1234567 )072( 4 ,e³azr teiwz ,u crawk a nraiz ,eic³atzsk myn ral uge rein o e ine laks ,za lkoi galp ,ty toib
a jcnat sbus ,u crawk a nraiz raz sot³ó¿y wrab anla dio lok- jewozc ñara mop icœ êzc w ,je a zale¿ i knelt w ata gob ( aw oni lezczs-onwy sam rop- c irif ,)y talpburg einŸ aryw ,- e ibê rbo w ³a ire tam yzs ni lezczs ,ik ila nak yni lezczsna gnam-ots iza le¿ elu don- ewoci pytai nein³epyw , re neg u klik e tsali :wó³anak- zaro en awoh caz ezr bod ,ijca eno zcoto ,e naw yrzo rop ¹w owat sdop ¹sam
karb )073( 5,ty toib ,u crawk a nraiz e³am ti nokualg ,e ine laksa jcnat sbus ,u crawk a nraiz je razs y wrab anla dio loky talpni lezczs-onwy sam ,- ( awoc iri fropow oic œêzc ,) y naw otro syw ³a ire tam
,yni lezczs ik ila nak ets iza le¿ elu dondi obih pma- la ein w e tsali ai nein³epyw ,- ,h cak ila nak hcy nzcil tybz upyt y mroftsarc
karb )004( 6 rawk a nraiz e³am einwó³g- e ine laks ,uca jcnat sbus ,u crawk a nraiz mop y wrab anla dio lok- ata gob ,jewazdrowozcñara w ,a zale¿ i knelt w a razs yni lezczs ui nein³epyw
( aw oni lezczs-onwy sam rop- c irif ,)y talp -³epyw enŸ aryw , z me³a ire tam my razs ei nein ezczs o gezs ¿yw umoi zop- sor kam j enzco diw ynil- ecty³p jei kneicw o wopok ,ik ila nak yni lezczs ets iza le¿ elu donci pyt ,ned- c itird i l adi obih pmayw ,- ¿u³dzw aza le¿ ain ecart upyt y mrof ,wó kila naktsarc
karb )064( 7 rawk a nraiz e³am einwó³g- e ine laks ,uca jcnat sbus ,u crawk a nraiz ,je tlózy wrab anla dio lok w ,aza lez i knelt w ata gob a razs h cak ila nak hcy zs keiw
aw oni lezczs-onwy sam (c iri frop ,)y talp,ik ila nak yni lezczs :elu donl adi obih pma i ci pyt , urg ,ew ona gnam-ot siza le¿- ”rumhcy mrof„ w êis ¹jup
karb )035( 8u crawk a nraiz e³am einwó³ga jcnat sbus ,u crawk a nraiz ob jet³ó¿y wrab anla dio lok- zaro a zale¿ i knelt w atag a razs owoi cœêzc
aw oni lezczs-onwy sam (c iri frop ,)y talp,ik ila nak yni lezczs ets iza le¿ elu donci pyt ic itir dnedkarb )075( 9 rawk a nraiz elam e inwó³g- ti nokualg ,e ine laks ,uca jcnat sbus ,u crawk a nraiz je razs y wrab anla dio lok aw oni lezczs-onwy sam (c iri frop ,)y talpla ire tam , y naw otro syw
yni lezczs ets iza le¿ elu donci pytkarb
wstaj¹ce w wy ni ku wy sy cha nia, nie mo ¿na wy klu czyæ, ¿e po wsta³y one pod czas przy go to - wy wa nia cien kich p³ytek.
W ca³ym pro fi lu do mi nu je mi kro struk tu ra szcze li no wo-ma syw na. W stro po wej czê œci pro fi lu za zna czo ne s¹ wy ra Ÿne œla dy dzia³al no œci or ga ni zmów ¿y wych (eda fo nu) — ka na li ki o za okr¹glo nych ko ñcach (fig. 3a). Wi docz ne s¹ ta k¿e szcz¹tki or ga nicz ne. Ob ser wa cje te wska zuj¹, ¿e jest to ak tyw ny bio lo gicz nie po ziom wspó³cze snej gle by. Na g³êbo ko œci 2–6 m Fig. 4. A. Szcze li na wype³nio na ja snym ma te ria³em z wy ¿ sze go po zio mu w ob rê bie stre fy o wiê k szej za war - to œci ani zo tro po we go i³u i tlen ków ¿ela za; g³êbo koœæ 400 cm (prób ka 6); œwiat³o prze chodz¹ce, ×20.
B. Znisz czo ne na cie ki ila ste (n) oraz pa pu le (p); g³êbo koœæ 230 cm (prób ka 3); œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×40.
C. Pa pu le (p); g³êbo koœæ 270 cm (prób ka 4); œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×40. D. No du le ¿ela zi ste tworz¹ce for - my chmur; g³êbo koœæ 460 cm (prób ka 7), œwiat³o spo la ry zo wa ne, ×20
A. A lar ge crack, fil led with li gh ter ma te rial from the over ly ing ho ri zon, wi thin a ho ri zon ri cher in ani so tro pic clay and iron oxi des; the depth of 400 cm (sam ple 6); pla ne-po la ri sed li ght, ×20. B. De for med clay in fil lings and clay co atings (n) and pa pu les (p); the depth of 230 cm (sam ple 3); cros s-po la ri zed li ght, ×40. C. Pa pu les (p); the depth of 270 cm (sam ple 4);
cros s-po la ri sed li ght, ×40. D. Fer ru gi nous no du les for ming a clou dy struc tu re; the depth of 460 cm (sam ple 7); cros s-po la - ri sed li ght, ×20
(cien kie p³ytki nr 3–9) wy stê pu je struk tu ra pla ty (fig. 3b), któ ra po wsta je w wa run kach mro - zo wych (Van Vli et -Lanoë, 1998). Za zna cza siê rów nie¿ se gre ga cja ma te ria³u w szcze li nach, któ re s¹ wype³nio ne ma te ria³em drob niej szym, sza rym. Masa pod sta wo wa ota czaj¹c¹ szcze - li ny jest „na sy co na” mi ne ra³ami ila sty mi i tlen ka mi ¿ela za, co na da je osa do wi bar wê ¿ó³t¹, a nie kie dy rdzaw¹. Na g³êbo ko œci 230–300 cm w spê ka niach gru puj¹ siê wy ra Ÿnie wiê k sze ziar na kwar cu (fig. 3c).
Czê sto wy stê puj¹ for my typu crast z³o¿one z i³u, szcze gól nie w prób kach o du ¿ej za war - to œci frak cji i³u ko lo idal ne go i tlen ków ¿ela za (prób ki 3, 4 i 6). For my te naj czê œciej tworz¹ siê w wy ni ku za ma rza nia i roz ma rza nia pod³o¿a, daj¹c efekt zbli¿ ony do la mi na cji. W tych czê œciach pro fi lu sub stan cja ila sta ma ce chy ani zo tro po we. Naj drob niej sze mi ne ra³y ila ste uk³adaj¹ siê wów czas mo zai ko wo i w œwie tle spo la ry zo wa nym daj¹ efekt œwie ce nia pod czas ob ro tu sto li ka. Jest to opi sy wa na przez Bul loc ka (1985) struk tu ra typu stria ted. Wed³ug Gre - en-Kel ly ’e go i Ma ckney ’a (1970) zja wi sko ta kie za cho dzi w wy ni ku na ma ka nia i wy sy cha - nia ma te ria³u, w któ rym wy stê puj¹ mi ne ra³y ila ste. Mi ne ra³y te przyj muj¹ rów nie¿ inne for - my — ota czaj¹ po je dyn cze ziar na kwar cu, tworz¹ most ki miê dzy ziar na mi — któ re rów nie¿
mo ¿na wi¹zaæ z pro ce sa mi na ma ka nia i wy sy cha nia ma te ria³u.
Na g³êbo ko œci 350–400 cm (prób ka 5) ma te ria³ jest dro no ziar ni sty i za wie ra ma³¹ iloœæ ani zo tro po wych mi ne ra³ów ila stych, przez co jego bar wa jest sza ra. Ma te ria³ ten prze cho dzi do po zio mu ni¿ sze go (prób ka 6), wype³niaj¹c szcze li ny w ob rê bie ma te ria³u za wie raj¹cego du¿¹ iloœæ i³u ko lo idal ne go i tlen ków ¿ela za, o bar wie ¿ó³tor dza wej (fig. 4a).
W sp¹gu osa dów py³owych (prób ki 8–9) do brze wi docz na jest je dy nie struk tu ra pla ty, co wska zu je, ¿e ma te ria³ ten znaj do wa³ siê pod do mi nuj¹cym wp³ywem pro ce sów mro zo wych.
Jed no cze œnie brak jest wi docz nych efek tów od dzia³ywa nia pro ce sów gle bo twór czych.
W opra co wa nych p³yt kach cien kich do mi nu je i³ ko lo idal ny, któ ry wype³nia ka na li ki i wol ne prze strze nie, tworz¹c na œcian kach cha rak te ry stycz ne na cie ki. Na cie ki te w naj wy ¿ - szej czê œci pro fi lu (prób ki 1–2) s¹ bar wy ¿ó³tej i sk³adaj¹ siê z jed nej mi kro la min ki, co mo¿e œwiad czyæ o ich m³odym wie ku (fig. 3d). Ob ser wuj¹c for my na cie ków na g³êbo ko œci po ni¿ ej 2 m (prób ki 3–4) mo ¿na stwier dziæ, ¿e ich bar wa jest znacz nie bar dziej in ten syw na, ¿ó³to - rdzawa. Zbu do wa ne s¹ one z kil ku mi kro la mi nek. Czê sto w tej stre fie ka na li ki wype³nio ne prze miesz czo nym i³em uleg³y ca³ko wi tej kolma ta cji, a na stêp nie zo sta³y zde for mo wa ne (fig. 4b) (Ko nec ka-Be tley, 1994). Opi sy wa ne for my na cie ków ila stych czê sto, zw³asz cza stre fie 2–4 m s¹ za cho wa ne frag men ta rycz nie, co w li te ra tu rze jest opi sy wa ne jako pa pu le (fig. 4c). Pro ce sy ta kie mog¹ za cho dziæ w po zio mach Bt w wy ni ku zmian wywo³anych dzia³al no œci¹ mro zu (Kemp, 1985; Van Vli et-Lanoë, 1998).
W pro fi lu do g³êbo ko œci 4,5 m, w cien kich p³yt kach, wi docz ne s¹ wy ra Ÿne wytr¹ce nia tlen ków ¿ela za w po sta ci no du li, b¹dŸ te¿ tworz¹ cha rak te ry stycz ne for my zbli¿ one do chmur (clou dy struc tu re). For my te czê sto wy stê puj¹ w ob rê bie spê kañ lub w stre fach zmia ny uziar - nie nia grub sze go na drob niej sze (fig. 4d). No du le ¿ela zi ste s¹ po³¹czo ne z mas¹ pod sta wow¹.
Wy stê po wa nie zia ren kwar cu w cen trum no du li mo¿e œwiad czyæ o tym, ¿e po wsta wa³y one w trak cie pe do ge ne zy (Ge ra si mo wa i in., 1992). W mniej szym stop niu mo ¿na za ob ser wo waæ wytr¹ce nia tlen ków gli nu. Sp¹g pro fi lu (prób ki 8 i 9) za wie ra wy ra Ÿnie mniej uporz¹dko wa - nej optycz nie frak cji ila stej i tlen ków ¿ela za.
WNIO SKI
1. Mi kro struk tu ra pla ty wy stê puj¹ca ju¿ od g³êbo ko œci 2 m oraz se gre ga cja ma te ria³u wi docz - na w szli fach œwiad czy o tym, ¿e ma te ria³ by³ pod da wa ny pro ce som za ma rza nia i roz ma rza nia.
2. Licz ne no du le tlen ków ¿ela za i gli nu mog¹ œwiad czyæ o dzia³aniu re duk cyj nych pro ce - sów gle jo wych, za chodz¹cych praw do po dob nie w trak cie pe do ge ne zy. Nie mo ¿na jed nak wy klu czyæ sil ne go wp³ywu pro ce sów wtór nych za chodz¹cych w ma te ria le ju¿ po po grze ba - niu gle by, uwa run ko wa nych przez ma³¹ prze pusz czal noœæ pod³o¿a.
3. Stwier dzo no wy stê po wa nie ila stych na cie ków o ró¿ nym wy kszta³ce niu i stop niu za - cho wa nia, mog¹cych re pre zen to waæ trzy ge ne ra cje stref ilu wia cji, w tym wspó³cze sn¹. Wy - ra Ÿne wype³nie nia kana³ów mo bil nym i³em ko lo idal nym po zwa laj¹ wy zna czyæ po zio my wmy cia ma te ria³u ila ste go. Mo ¿li we jest wy zna cze nie, poza po zio mem Bt gle by holoceñ - skiej, dal szych stref ilu wia cji o cha rak te rze ko pal nych po zio mów Bt, dia gno stycz nych dla gleb p³owych. Struk tu ry cha rak te ry stycz ne dla pro ce su p³owie nia, na ru szo ne jed nak przez pro ce sy mro zo we, s¹ do brze wi docz ne w stre fie 230–350 cm. Mniej licz ne i s³abiej za cho wa - ne œla dy ilu wia cji wy stê puj¹ ta k¿e na g³êbo ko œci 410–500 cm, przy czym nie mo ¿na jed no - znacz nie okre œliæ, czy jest to star szy po ziom gle by ko pal nej. Byæ mo¿e jest to dol na czê œæ opi sa ne go po wy ¿ej po zio mu, jed nak znacz nie sil niej prze kszta³cona przez pro ce sy krio ge - nicz ne i dia ge ne tycz ne. Wy da je siê, ¿e okre œle nie licz by po zio mów gleb ko pal nych w pro fi lu Ko ñczy ce oraz cza su prze bie gu pro ce sów pe do ge ne zy wy ma ga dal szych, in ter dy scy pli nar - nych ba dañ, ³¹cz¹cych me to dy kê geo mor fo lo giczn¹, gle bo znawcz¹ i mi ne ra lo giczn¹.
LI TE RA TU RA
BRE WER R., 1964 — Fa bric and mi ne ral ana ly sis of so ils. Wi ley, New York.
BUL LOCK S., FE DO ROFF N., JON GE RIUS A., STO OPS G., TUR SI NA T., 1985 — Hand bo ok for soil thin sec tion de scrip tion. Wa ine Re se arch Publ., Wolver hamp ton.
DO LEC KI J., MRO CZEK P., 2003 — Ba da nia mi kro mor fo lo gicz ne ko pal ne go po zio mu ilu wial ne go gle by eem skiej — sta no wi sko S¹siad ka (Roz to cze Go jar skie). Prz. Geo gr., 75, 2: 169–190.
DREW NIK M., KAC PRZAK A., WÓJ CIK A., ¯Y£A M., SZE LI GA W., 2003 — W³aœciwo œci utwo rów py³owych w pro fi lu Ko ñczy ce. Biul. Pa ñst. Inst. Geol., 409: 51–62.
FITZPA TRICK E.A., 1984 — Micro mor pho logy of so ils. Cha pman and Hall, Lon don.
FITZPA TRICK E.A., 1990 — Soil micro sco py and micro mor pho logy. Wi ley, New York.
GE RA SI MOVA M.I., GU BIN S.V., SH OBA S.A., 1992 — Micro mor pho lo gi cal fe atu res of the USSR zo nal so ils. Izd. Na uka, Push chi no.
GRE EN-KEL LY R., MA CKNEY D., 1970 — Pre fer red orien ta tion of clay in so ils: the effect of dry ing wet - ting. W: Micro mor pho lo gi cal tech niqu es and ap pli ca tions (red. D.A. Osmond, P. Bul lock), 2: 43–51.
JER SAK J., 1983 — Osa dy w Ko ñczy cach Ma³ych — for ma cja glin les so wych W: Prze wod nik kon fe ren cji na te mat: „PóŸ novi stu lia ñskie i ho lo ce ñskie zmia ny œro do wi ska geo gra ficz ne go na ob sza rach les so wych Wy -
¿y ny Mie chow skiej i Opa tow sko-San do mier skiej”. Ko mi tet Ba dañ Czwar to rzêd. PAN, UŒ, Ka to wi ce.
JER SAK J., 1991 — Les sy for ma cji umiar ko wa nie wil got nej na P³asko wy ¿u G³ub czyc kim. W: Less i osa dy do lin ne (red. J. Jer sak). Pr. Nauk. UŒ, 1107: 10–49.
KEMP R., 1985 — Soil micro mor pho logy and the Qu ater na ry. Qu ater. Re se arch As soc. Tech ni cal Gu ide, 2.
Cam brid ge.
KEMP R., 1998 — Role of micro mor pho logy in pa le ope do lo gi cal re se arch. Qu ater. In tern., 51/52: 133–141.
KEMP R., 1999 — Micro mor pho logy of lo ess-pa le osols sequ en ces; a re cord of pa le o envi ron men tal chan ge.
Ca te na, 35: 179–196.
KO NEC KA-BE TLEY K., 1994 — Mi kro mor fo lo gicz ne wska Ÿni ki dia gno stycz ne ró¿ no wie ko wych gleb ko pal nych w utwo rach les so wych. W: Li to gra fia i stra ty gra fia czwar to rzê do wych utwo rów py³owych.
Geo ra ma, 2: 23–27.
KO NEC KA-BE TLEY K., 1996 — Za sto so wa nie me to dy mi kro mor fo lo gicz nej do ba dañ gleb ko pal nych.
W: Mat. Kon fer. „Me to dy ba dañ pa le ope do lo gicz nych i wy ko rzy sta nie gleb ko pal nych w pa le ope do lo - gii”. Uniw. £ódz ki, £ódŸ.
STO OPS G., 2003 — Gu ide li nes for ana ly sis and de scrip tion of soil and re go li th thin sec tion. Soil Scien ce So cie ty of Ame ri ca, INC, Ma di son, Wi scon sin.
VAN VL IET- LANOË B., 1990 — The ge ne sis and age of the argil lic ho ri son in We ich selian lo ess of nor - thwe stern Eu ro pe. Qu ater. In tern., 5: 49–56.
VAN VL IET-LANOË B., 1998 — Frost and so ils: im pli ca tions for pa le osols, pa le oc li ma tes, and stra ty gra - phy. Ca te na, 34: 157–183.
SUM MA RY
The in ves ti ga tions pre sented in this pa per con cern the loess-like sed i ments at Koñczyce in Oœwiêcim Basen, over ly ing a se ries of silty and clayey ma te rial rich in or ganic mat ter cov er ing river grav els, gla cial and flu vio gla cial ma te rial. The micromorphological anal y ses were per formed on thin sec tions made from 9 sam - ples of un dis turbed ma te rial rep re sent ing var ied mac ro scop i cally zones. The sec tions were de scribed us ing the key cre ated by Bull ock et al. (1985), Fitzpatrick (1984) and Tursina et al. (1992).
In the up per most part of the pro file a Ho lo cene Silti–Stagnic Albeluvisol oc curs (Figs. 1, 2a). The Btg ho - ri zon con tains prom i nent glossic forms and stagnogleyic fea tures. In the un der ly ing loess-like sed i ments oc - cur fur ther, bur ied zones with glossic forms (Figs. 1, 2b, c). The forms are as so ci ated with darker, red dish-brown ma te rial con trast ing with zones of lighter, grey ish silt. The tex ture of the ma te rial is dom i - nated by silt frac tions and its pH(H2O) 4.3–5.3 in the up per part and 5.3–6.2 be low the depth of 2 m.
The min eral com po si tion is dom i nated by quartz, ac com pa nied by small amounts of feld spars, bi o tite and glauconite (Ta ble 1). The con tent of min er als other than quartz de creases with depth. Porfiric microstructure dom i nates through out the whole pro file. In the up per most part of the pro file, chan nel struc ture can be ob - served (Fig. 3a). Be tween the depth of 2 and 6 m platy struc ture oc curs (Fig. 3b). It can be at trib uted to the ac - tion of frost pro cesses (Van Vliet-Lanoë, 1998). Seg re ga tion of grains in cracks is also vis i ble (Fig. 3c). Crast forms are com mon, par tic u larly in the richer in clay zones of 230–350 cm and 400–480cm. The zone of 350–400 cm is built of fine, light-coloured, grey ish ma te rial, which also fills in cracks in the un der ly ing ho ri - zon (fig. 4a).
The chan nels and voids are usu ally filled with col loi dal clay. In the up per most part of the pro file the clay coat ings are young — yel low and con sist ing of one microlamine (Fig. 3d). Be low the depth of 2 m the coat - ings are darker, red dish-yellow, con sist ing of many microlamines. They are of ten de formed (Fig. 4b) or pre - served in frag ments (Fig. 4c). That may be at trib uted to the ac tion of frost (Kemp, 1985; Van Vliet-Lanoë, 1998). Ferruginous nod ules can be ob served in the pro file down to the depth of 450 cm. They are linked to the groundmass and have quartz grains in the cen tre, which sug gest that they may have orig i nated dur ing pedogenesis (Gerasimova, 1992).
The platy microstructure and seg re ga tion of ma te rial in cracks prove that the sed i ments were sub ject to the pro cesses of frost sort ing. Nu mer ous ferruginous nod ules in di cate the ac tion of gleyic re dox pro cesses, most prob a bly dur ing the pedogenesis. It is pos si ble, based on the oc cur rence of de formed col loi dal clay in - fill ings in chan nels, to dis tin guish two zones of clay illuviaton in the pro file that may be in ter preted as bur ied Bt ho ri zons. It seems, how ever, that the lower part of the pro file has been un der a strong in flu ence of diagenetic pro cesses, which makes the de lim i ta tion of bur ied ho ri zons and de ter mi na tion of their age a dif fi - cult task and calls for fur ther re search.
