Keywords
fluvial deposits
Vistulian
Pleniglacial
central Poland
Holy Cross Mountains
Piotrków Plateau
How to Cite
Abstract
The heavy-mineral assemblages of Pleniglacial fluvial sediments were analysed for two river valleys, viz. the Luciąża River (at Kłudzice Nowe) and the Belnianka River (at Słopiec). These sites, on the Piotrków Plateau and in the Holy Cross Mountains respectively, are located in different morphogenetic zones of Poland that were affected to different degrees by the Middle Polish ice sheets. The study was aimed at determining the kind of processes that modified the heavy-mineral assemblages in the two fluvial sediments, at reconstructing the conditions under which these processes took place, and in how far these processes caused changes in the assemblages. The heavy-mineral associations of the parent material was taken as a starting point; this parent material were the sediments left by the Odranian glaciation (Warta stadial = Late Saalian). It was found that heavy-mineral assemblages in the Luciąża valley deposits are varied, particularly if compared with other fluvioglacial Quaternary deposits from the Polish lowlands, with a dominance of garnet. In the fluvial deposits of the Belnianka valley, zircon, staurolite and tourmaline dominate, with minor amounts of amphibole, pyroxene, biotite and garnet. This suggests that the deposits were subject to intensive and/or persistent chemical weathering and underwent several sedimentation/erosion cycles under periglacial conditions. In both valleys chemical weathering and aeolian processes were the main factors that modified the assemblages of the transparent heavy minerals; these processes were largely controlled by the climatic changes during the Pleistocene.
References
Barczuk, A. & Mycielska-Dowgiałło, E., 2001. Znaczenie składu mineralnego osadów dla rozpoznawania obecności procesów eolicznych [The importance of the mineral composition of sediments for the recognition of aeolian processes]. [In:] E. Mycielska-Dowgiałło (Ed.): Eolizacja osadów jako wskaźnik stratygraficzny czwartorzędu [Aeolisation of deposits as a Quaternary stratigraphical indicator]. WGiSR UW, Warsaw University, Warszawa, 39-42.
Bateman, R.M. & Catt, J.A., 2007. Provenance and palaeoenvironmental interpretation of superficial deposits, with particular reference to post-depositional modification of heavy mineral assemblages. [In:] M.A. Mange & D.T. Wright (Eds): Heavy minerals in use. Developments in Sedimentology 58, 151-188. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0070-4571(07)58005-2
Cordier, S., Harmand, D., Losson, B. & Beiner, M., 2004. Alluviation in the Meurthe and Moselle valleys (eastern Paris Basin, France): lithological contribution to the study of the Moselle capture and Pleistocene climatic fluctuations. Quaternaire 15, 65-76. DOI: https://www.doi.org/10.3406/quate.2004.1755
Gilewska, S., 1991. Rzeźba [Relief]. [In:] L. Starkel (Ed.): Geografia Polski - środowisko przyrodnicze [Geography of Poland - natural environment]. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 248-296.
Jaśkowski, B., 1999. Związek późnovistuliańskich procesów wydmotwórczych w regionie świętokrzyskim z neotektoniczną aktywnością podłoża [The interrelationship between late Vistulian dune-forming processes and neotectonics in a a basement complex of the Holy Cross Mountains region]. Przegląd Geologiczny 74, 1032-1038.
Kosmowska-Ceranowicz, B., 1979. Zmienność litologiczna i pochodzenie okruchowych osadów trzeciorzędowych wybranych rejonów północnej i środkowej Polski w świetle wyników analizy przeźroczystych minerałów ciężkich [Lithological variability and origin of the Tertiary clastic sediments in some regions of northern and central Poland in the context of the analysis of the transparent heavy minerals]. Prace Muzeum Ziemi 30, 1-68.
Ludwikowska-Kędzia, M., 2000. Ewolucja środkowego odcinka doliny rzeki Belnianki w późnym glacjale i holocenie [Evolution of the middle part of the Belnianka River valley in the Late Glacial and Holocene]. Wydawnictwo Akademickie Dialog, Warsaw, 180 pp.
Ludwikowska-Kędzia, M., 2007. Wybrane cechy strukturalne i teksturalne deluwiów Pasma Bielińskiego w rejonie Huty Starej Koszary i ich wymowa paleogeograficzna [Some structural and textural features of slope deposits of the Bielińskie range in the Huta Starej Koszary area and its palaeogeography]. [In:] M. Ludwikowska-Kędzia & M. Wiatrak (Eds): Różnorodność środowiska geograficznego Gór Świętokrzyskich w badaniach regionalnych [Diversity of the Holy Cross Mountains geography in regional investigations]. Inst. Geogr. Akad. Świętokrzyskiej w Kielcach, 95-113.
Ludwikowska-Kędzia, M., 2013. The composition of transparent heavy minerals in Quaternary sediments of the Kielce-Łagów valley (Holy Cross Mountains, Poland). Geologos 19 (this issue), 95-129. DOI: https://www.doi.org/10.2478/logos-2013-0007
Łyczewska, J., 1971. Czwartorzęd regionu świętokrzyskiego. Stratygrafia kenozoiku Gór Świętokrzyskich i ich obrzeżenia [Quaternary of the Holy Cross Mountains region. Cenozoic stratigraphy of the Holy Cross Mountains and its margin]. Prace Instytutu Geologicznego 42, 5-86.
Marcinkowski, B. & Mycielska-Dowgiałło, E., 2013. Heavy-mineral analysis in Polish investigations of Quaternary deposits: a review. Geologos 19 (this issue), 5-23. DOI: https://www.doi.org/10.2478/logos-2013-0002
Marks, L., 2011. Quaternary glaciations in Poland. Developments in Quaternary Science 15, 299-303. DOI: https://www.doi.org/10.1016/B978-0-444-53447-7.00023-4
Miall, A.D., 1978. Lithofacies types and vertical profile models in braided river deposits: a summary. Fluvial sedimentology. Canadian Society of Petroleum Geologists, Memoir 5, 597-604.
Miall, A.D., 1985. Architectural-element analysis: new method of facies analysis applied to fluvial deposits. Earth-Science Reviews 22, 261-308. DOI: https://www.doi.org/10.1016/0012-8252(85)90001-7
Morton, A., Hounslow, M.W. & Frei, D., 2013. Heavy-mineral, mineral-chemical and zircon-age constraints on the provenance of Triassic sandstones from the Devon coast, southern Britain. Geologos 19 (this issue), 67-85. DOI: https://www.doi.org/10.2478/logos-2013-0005
Mycielska-Dowgiałło, E., 1995. Wybrane cechy teksturalne osadów i ich wartość interpretacyjna [Some textural features and their possible interpretations]. [In:] E. Mycielska-Dowgiałło & J. Rutkowski (Eds): Badania osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników [Investigation of Quaternary deposits. Some methods and interpretation of the results]. Warsaw University, Warszawa, 29-105.
Mycielska-Dowgiałło, E. (Ed.), 2001. Eolizacja osadów jako wskaźnik stratygraficzny czwartorzędu [Aeolisation of sedimentsas an indicator of Quaternary stratigraphy]. Warsaw University, Warszawa, 141 pp.
Mycielska-Dowgiałło, E., 2007. Metody badań cech teksturalnych osadów klastycznych i wartość interpretacyjna wyników [Methods for the investigation of the textural features of clastic deposits and the significance of the interpretations]. [In:] E. Mycielska-Dowgiałło & E. Rutkowski (Eds): Badania cech teksturalnych osadów czwartorzędowych i wybrane metody oznaczania ich wieku [Investigation of the textural features of Quaternary sediments and some dating methods]. The Family Alliance School of Higher Education Press, Warsaw, 95-180.
Racinowski, R., 1995. Analiza minerałów ciężkich w badaniach osadów czwartorzędowych Polski [Analysis of heavy minerals in studies of Quaternary sediments of Poland]. [In:] E. Mycielska-Dowgiałło & J. Rutkowski (Eds): Badania osadów czwartorzędowych [Investigation of Quaternary sediments]. WGiSR, Warsaw University, Warszawa, 151-166.
Racinowski, R., 2008. Znaczenie analizy minerałów ciężkich w badaniach osadów czwartorzędowych Polski [The significance of heavy-minerals analysis for the study of Quaternary deposits in Poland]. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska B 63, 7-44. DOI: https://www.doi.org/10.2478/v10066-008-0001-1
Racinowski, R., 2010. Główne przeźroczyste minerały ciężkie w osadach czwartorzędowych Polski [Main transparent heavy minerals in Quaternary deposits of Poland]. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 438, 99-106.
Racinowski, R. & Rzechowski, J., 1969. Minerały ciężkie w glinach zwałowych Polski środkowej [Heavy minerals in glacial tills of central Poland]. Kwartalnik Geologiczny 13, 479-490.
Radziszewski, P., 1928. Przyczynek do petrografii dolnego kambru we wschodniej części Gór Świętokrzyskich [Contribution to the petrography of the lower Cambrian in the eastern part of the Holy Cross Mountains]. Sprawozdania Państwowego Instytutu Geologicznego 4, 500-532.
Schneiderman, J.S. & Chen, Z., 2007. Interpretation of Quaternary tectonic and environmental change using heavy minerals of the Yangtze delta plain. [In:] M.A. Mange & D.T. Wright (Eds): Heavy minerals in use. Developments in Sedimentology 58, 607-620. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0070-4571(07)58024-6
Starkel, L., 2008. Paleogeograficzne korzenie współczesnej rzeźby Polski [Palaeogeographic roots of the present day relief of Poland]. [In:] L. Starkel, A. Kostrzewski, A. Kotarba & K. Krzemień (Eds): Współczesne przemiany rzeźby Polski [Recent transformation of the Polish relief]. Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 13-20.
Thamo-Bozso, E. & Kovacs, L.O., 2007. Evolution of Quaternary to modern fluvial network in the mid-Hungarian plain, indicated by heavy mineral distributions and statistical analysis of heavy mineral data. [In:] M.A. Mange & D.T. Wright (Eds): Heavy minerals in use. Developments in Sedimentology 58, 491-514. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0070-4571(07)58019-2
Turkowska, K., 2006. Geomorfologia regionu łódzkiego [Geomorphology of the Łódź region]. University of Łódź, Łódź, 236 pp.
van Loon, A.J., 1972-1973. “Habitus” of some heavy minerals from the Tertiary of Southern Limburg (The Netherlands). Mededelingen van de Rijks Geologische Dienst, Nieuwe Serie 23, 39-67.
Van Loon, A.J., 2009. Soft-sediment deformation structures in siliciclastic sediments: an overview. Geologos 15, 3-55.
Van Loon, A.J. & Mange, M.A., 2007. “In situ” dissolution of heavy minerals through extreme weathering, and the application of the surviving assemblages and their dissolution characteristics to correlation of Dutch and German silver sands. [In]: M.A. Mange & D.T. Wright (Eds): Heavy minerals in use. Developments in Sedimentology 58, 189-213. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0070-4571(07)58006-4
Wachecka-Kotkowska, L., 2004. Ewolucja doliny Luciąży - uwarunkowania klimatyczne a lokalne [Evolution of the Luciąża river valley - climatic and local conditions]. Acta Geographica Lodzensia 86, 1-161.
Wachecka-Kotkowska, L., 2006. Relacje między ukształtowaniem współczesnej powierzchni Równiny Piotrkowskiej i Wzgórz Radomszczańskich z planem strukturalnym podłoża [Relations between the relief of the Piotrków Plateau and the Radomsko Hills with the substratum of the structural plan]. [In:] P. Czubla & W. Mizerski (Eds): Geologia regionu łódzkiego i obszarów przyległych [Geology of the Łódź region and its neighbourhood]. Przeszłość dla przyszłości. University of Łódź, Łódź, 33-46.
Wachecka-Kotkowska, L., 2007. Wybrane cechy teksturalne osadów plejstoceńskich i holoceńskich budujących powierzchnię Równiny Piotrkowskiej i Wzgórz Radomszczańskich [Some textural features of the Pleistocene and Holocene surface sediments of the Piotrków Plateau and the Radomsko Hills]. [In:] Rekonstrukcja dynamiki procesów geomorfologicznych – formy rzeźby i osady [Reconstruction of geomorphological processes - relief and deposits]. Warsaw University, Komitet Badań Czwartorzędu PAN, Warszawa, 411-417.
Wachecka-Kotkowska, L. & Ludwikowska-Kędzia, M., 2007. Plenivistuliański poziom wysoki w dolinach rzek Luciąży (Równina Piotrkowska/Wzgórza Radomszczańskie) i Belnianki (Góry Świętokrzyskie). Porównanie cech strukturalnych i teksturalnych osadów [The Plenivistulian level in the Luciąża (Piotrków Plateau/Radomsko Hills) and Belnianka (Holy Cross Mountains) river valleys. Comparison of the structural and textural features of the sediments]. Acta Geographica Lodziensia 93, 107-132.
Weckwerth, P. & Chabowski, M., 2013. Heavy minerals as a tool to reconstruct river activity during the Weichselian glaciation (Toruń Basin, Poland). Geologos 19 (this issue), 25-46. DOI: https://www.doi.org/10.2478/logos-2013-0003
Weltje, G.J. & von Eynatten, H., 2004. Quantitative provenance analysis of sediments: review and outlook. Sedimentary Geology 171, 1-11. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.sedgeo.2004.05.007
Woronko, B. (Ed.), 2012. Grain-size analysis: methods and significance. Geologos 17(4), 187-238.
Woronko, B., Rychel, J., Karasiewicz, M.T., Ber, A., Krzywicki, T., Marks, L. & Pochocka-Szwarc, K., 2013. Heavy and light minerals as a tool for reconstruction of depositional environments: an example from the Jałówka site (northern Podlasie region, NE Poland). Geologos 19 (this issue), 47-66. DOI: https://www.doi.org/10.2478/logos-2013-0004
Wróblewski, T., 1977. Rzeźba Gór Świętokrzyskich [Relief of the Holy Cross Mountains]. Rocznik Świętokrzyski KTN 5, 9-22.
Yang, S., Wang, Z., Guo, Y., Li, C. & Cai, L., 2009. Heavy mineral compositions of the Changjiang (Yangtze River) sediments and their provenance-tracing implication. Journal of Asian Earth Sciences 35, 56-65. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.jseaes.2008.12.002
Zieliński, T. & Pisarska-Jamroży, M., 2012. Jakie cechy litologiczne warto kodować, a jakie nie? [Which features of deposits should be included in codes and which not?]. Przegląd Geologiczny 60, 387-397.
License
This content is open access.