GLEBY RELIKTOWE WYTWORZONE ZE SKAŁ WĘGLANOWYCH NA OBSZARZE GÓR ŚWIĘTOKRZYSKICH I ICH OBRZEŻENIA

Transkrypt

1 R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X V II, N r 2, W A R S Z A W A 1976 K RYSTYNA KONECKA-BETLEY GLEBY RELIKTOWE WYTWORZONE ZE SKAŁ WĘGLANOWYCH NA OBSZARZE GÓR ŚWIĘTOKRZYSKICH I ICH OBRZEŻENIA Instytut G leboznaw stw a i Chemii Rolnej Akadem ii Rolniczej w W arszawie W ARUNKI POW STAW ANIA ZWIETRZELIN TYPU TERRA ROSSA I TERRA FUSCA Geneza i ewolucja gleb reliktowych wytworzonych ze skał węglanowych jest jeszcze słabo poznana. Mimo licznych badań występują trudności w ich klasyfikacji i charakterystyce. Kryteria stosowane dla innych gleb zawodzą w przypadku gleb reliktowych, ponieważ na ich przemiany decydujący w pływ wywiera skała macierzysta. Zagadnienie powstawania zwietrzelin i gleb reliktowych wytworzonych ze skał węglanowych jest sprawą nadzwyczaj złożoną. Decyduje tu bowiem różnorodność czynników działających równocześnie lub kolejno po sobie w wyniku przemian geochemicznych, jakim podlegają różne skały węglanowe. Ewolucja wapieni, w wyniku której powstają zwietrzeliny ilaste, a czasem piaszczyste, zależy przede wszystkim od zjawisk wietrzenia fizycznego i chemicznego. Wietrzenie fizyczne prowadzi do rozluźnienia i rozdrobnienia skał wapiennych, a wietrzenie chemiczne do rozpuszczania części węglanowych i nagromadzania reziduum niewęglanowego. Oba te zjawiska są jednakowo ważne w przemianach i ewolucji skał węglanowych, w reziduum natomiast żelazisto-glinowo-krzemianowym wietrzenie chemiczne wpływa silniej na ewolucję zwietrzeliny. Rozpuszczanie węglanów na odsłoniętej powierzchni skał wapiennych nie jest zjawiskiem intensywnym. Jeżeli najpierw nastąpiło rozluźnienie skały węglanowej, a następnie rozpuszczanie węglanów, to wietrzenie fizyczne jest głównym czynnikiem kształtowania się różnych poziomów genetycznych głównie węglanowych. Można więc przyjąć, że rozdrobnienie zwietrzeliny jest ważnym czynnikiem wietrzenia i głównym czynnikiem ewolucji glebotwórczej. Z punktu widzenia geomorfologii terenu, jak podaje P e d r o [9], można wyróżnić dwa typy krajobrazu przeobrażenia wapieni: relief równinny, gdzie z wapieni powstają gleby brunatne wapien- 4 R o c z n ik i g ie o o z n a w c z e n r з

2 50 K. Konecka-Betley ne, rędziny i gleby próchniczno-węglanowe, a z wapieni z domieszką materiału obcego gleby brunatno-węglanowe i gleby próchniczno- -węglanowe zakwaszone, relief krasowy, gdzie z wapieni powstają zwietrzeliny i gleby o zaawansowanym wieku, jak terra fusca i terra rossa. Można wydzielić jeszcze kras otwarty występujący na powierzchni i kras zamknięty starszy kopalny, co wiąże się z wiekiem zwietrzeliny. Rozwój zjawisk krasowych wiąże się ściśle z klimatem wilgotnym, choć niekoniecznie ciepłym, bowiem wody klimatu chłodnego zawierają więcej dwutlenku węgla. Ich działalność rozpuszczająca może być znacznie silniejsza, a tym samym mogą powstawać bardziej miąższe warstwy zw ietrzeliny ilastej odwęglanowionej. Przemiany skał węglanowych zależą również od czynników petrograficznych, od typu skały wapiennej, a więc od jej struktury i tekstury, co określa również jej porowatość. Skały wapienne o strukturze porowatej wietrzeją w znacznej części pod wpływem zjawisk fizycznych. Natomiast w wapieniach skalistych i dolomitach o małej porowatości zjawiska w ietrzenia chemicznego i rozpuszczania przebiegają powoli. Tu spoiwo krystaliczne przeciwstawia się wietrzeniu mechanicznemu. Rozpuszczanie natomiast odbywa się prędzej w miarę zmniejszania się cząstek spoiwa i w mniejszym stopniu wiąże się ze składem m ineralnym skały. Po w y ługowaniu węglanów następują również pewne przemiany związków żelazisto-krzemianowych, wydaje się jednak na podstawie literatury i badań własnych, że powstawanie minerałów ilastych będzie bardzo powolne. Autorzy zajmujący się wietrzeniem wapieni [11, 12, 13, 3, 4, 1, 2] w y rażają pogląd, że wietrzenie tych skał odbywa się w wyniku korozji powierzchniowej. Wapień krystaliczny trudno nasyca się wodą zakwaszoną dwutlenkiem węgla, w jej obecności jednak odbywa się powolne powierzchniowe rozpuszczanie węglanów i powstawanie cienkiej warstewki ze szczątków krzemianowych. Wapienie zawierają stosunkowo mało domieszek niewęglanowych, dlatego trzeba długiego czasu, aby powstały miąższe warstwy zwietrzeliny, dające profil glebowy. Gleby i zw ietrzeliny powstające w tych warunkach są stare i prawie zawsze policykliczne i poligenetyczne. Ukształtowanie terenu, gdzie odbywa się okresowo nawet bardzo duża korozja skał wapiennych, wpływa decydująco na osadzenie się i przemieszczanie reziduum, które wytworzyło się na powierzchni wapieni. Rezydualny osad ilasty lub piaszczysty powstający w terenie falistym zostaje w wyniku erozji przemieszczony do miejsc niżej położonych, wypełniając szczeliny i leje krasowe (terra rossa). Duchaufour podkreśla, że proces powstawania materiału ilasto-żelazistego jest zjawiskiem kompleksowym: najpierw w wyniku dekarbonatyzacji powstają warstewki żelazisto-krzemianowe, czyli tzw. pierwotna warstwa ilasta, którą następnie otaczają wtórne substancje ilaste. Materiał ten stanowi osłonę dla wapieni, a w wielu przypadkach jest zbiornikiem wody opadowej.

3 Gleby reliktowe ze skał węglanowych 51 W wietrzaniu wapieni skalistych i tworzeniu utworów ilastych bardzo dużą rolę odgrywają pokrywy allochtoniczne, np. utwory eoliczne, piaszczyste lub gliniaste. Utwory pokrywowe zatrzymują również w okresie wilgotnym wodę opadową, która przemieszcza się powoli do powierzchni wapieni, co zwiększa w niej zawartość C 02, a tym samym i działanie korozji. W przypadku występowania substancji organicznej mogą tu też działać kwasy próchnicowe. Pokrywy allochtoniczne zmniejszają również działanie erozji, co prowadzi do powstawania grubej, bardziej miąższej warstwy zwietrzeliny rezydualnej in situ, pochodzącej z rozpuszczania wapieni i wzbogaconej w części żelaziste. Jeżeli utwory pokrywkowe są dużej miąższości, to warstwy zwietrzelin ilasto-żelazistych są poziomami kopalnymi zwietrzelin lub gleb. Natomiast jeżeli materiał ilasty w ystępuje na powierzchni i podlega ciągłym zmianom klimatycznym, głównie klimatu zimnego (krioturbacja, soliflukcja), powstaje mieszanina gliniasto-ilasta z odłamkami wapieni bądź jednorodna, ale pochodzenia kom pleksowego z punktu widzenia współczesnej genezy gleb. Można mówić wtedy o zwietrzelinach czy glebach reliktowych. W wielu bowiem rejonach można znaleźć terra fusca jako domieszkę materiału glebowego, jako część składową rędziny czy gleby brunatnej [7]. Powstawanie czerwonych zwietrzelin lub gleb rubifikowanych jest związane z występowaniem w ciągu roku silnych kontrastów klim atycznych: okresy wilgotne i pewne okresy suche lub bardzo suche, które prowadzą do dehydratacji tlenków żelaza. Odwodnione tlenki żelaza nadają zwietrzelinie barwę czerwoną, proces ten zachodzi głównie w środowisku dobrze przewietrzanym w okresach suszy. Jeżeli skała wapienna w ietrzeje pod dość miąższą pokrywą allochtoniczną, zjawisko rubifikacji nie występuje i zwietrzelina zachowuje barwę brunatną lub ochrową. Mimo licznych badań dyskutuje się w literaturze o naturze fizyczno- -chemicznej procesu rubifikacji, czy barwa czerwona żelaza jest związana ze stanem krystalicznym, czy amorficznym. Ostatnio uważa się, że proces rubifikacji zależy od dehydratacji tlenków żelaza zarówno amorficznego, jak i krystalicznego. Obie te formy mogą występować razem lub oddzielnie [15, 16]. Z form krystalicznych żelaza przy rubifikacji, czyli procesie czerwienienia, należy wym ienić hematyt, który po odwodnieniu w okresie suchym daję bafwe czerwoną, getyt natomiast jest barwy ochrowej lub brunatnej. Zaobserwowano, że niejednokrotnie gleby wytworzone z terra rossa w warstwach wierzchnich są bogate w getyt, co świadczy, że w górnych poziomach tych gleb czy zwietrzelin zachodzi uwodnienie zwietrzeliny ilastej. W wyniku tego zjawiska czerwone zwietrzeliny zawierające hematyt przechodzą w zwietrzeliny brunatne czy ochrowe z getytem. Jest to częściowe wyjaśnienie procesu brunatnienia powierzchniowego gleb ferrsialitycznych leśnych, gdzie roślinność drzewiasta przyczynia się do polepszenia aeracji i dostarcza związków próchnicowych o charakterze kwaśnym.

4 52 K. Konecka-Betley Otwartym zagadnieniem w badaniach zwietrzelin i gleb reliktowych wytworzonych z wapieni jest sprawa ich wieku. Wiek zwietrzelin wiąże się ściśle z przebiegiem faz rozwojowych krasu, które miały miejsce w starszych okresach geologicznych. Różycki [11] wyróżnia na terenie Jury Krakowsko-Częstochowskiej starsze formy krasowe z przed transgresji górnokredowej, wypełnione jaskrawo czerwonymi piaskami żelazistymi, częściowo silnie scementowanymi limonitem. Często na odłamkach skalnych można spotkać polewy manganowe, które świadczą o powstawaniu ich w klimacie strefy gorącej. Autor ten uważa, że okres ich tworzenia zakończył się przed środkowym miocenem. O panowaniu klimatu gorącego na wschodnim i północnym jurajskim obrzeżeniu Gór Świętokrzyskich świadczy również według Różyckiego występowanie na wapieniach piasków żelazistych słabo scementowanych, po uprzednim wyługowaniu węglanu wapnia. Są to utwory zbliżone do tzw. ferrikretów, znanych z Afryki Południowej, związanych z procesem laterytyzacji. Również na obrzeżeniu wapiennym Gór Świętokrzyskich można spotkać wapienie, które uległy sylifikacji, co je upodobniło do południowo-afrykańskich silkretów wytworzonych w warunkach klimatu subtropikalnego o gwałtownym przejściu od pory deszczowej do suchej. Różnorodne więc ślady wietrzenia typu tropikalnego i subtropikalnego, różne w zależności od skały w jakiej się tworzyły, powstały w starszym trzeciorzędzie, w miocenie bowiem wytworzyły się już piaski kwarcowe odżelazione. Na obrzeżeniu wap^nnym Gór Świętokrzyskich miąższa pokrywa zwietrzelin o różnym składzie powstała w warunkach klimatu gorącego i wilgotnego z silnie zaznaczającą się porą suchą. Zwietrzeliny te są najlepiej rozwinięte na wapieniach jurajskich. W innej formie występują one na wapieniach kredowych w postaci skał wtórnie zmienionych i skrzemionkowanych [10]. Nawiązując do klimatu panującego w starszym trzeciorzędzie można przyjąć, że zwietrzelina czerwona typu terra rossa mogła powstać w tym okresie. Została ona w dużej mierze zniszczona i usunięta najprawdopodobniej w pliocenie [13], służąc jako materiał serii pstrych iłów, osadzonych w depresji centralnej Polski, które powstały w wyniku resedymentacji nie tylko w formie zawiesiny, ale również jako toczeńce niesione przez wody płynące. Resztki tych zwietrzelin na obrzeżeniu Gór Św iętokrzyskich zachowały się tylko w kotłach i szczelinach krasowych a w nielicznych przypadkach jako materiał pokrywowy. Mossoczy [5] datuje jaskinię na Jurze Krakowsko-Częstochowskiej na podstawie kości drobnych kręgowców znalezionych w terra rossa. Fauna znaleziona przez niego datowana jest na środkowo- i górnoplioceńską, czyli zwietrzelina musi być równowiekowa lub starsza. Autor ten wydzielił również na tym samym terenie zwietrzeliny barwy brunatnej ( gliny margliste koloru brunatnego ), często z węglanami, datowane również fauną drobnych kręgowców, które jednak występowały we

5 Gleby reliktowe ze skał węglanowych 53 wczesnym pleistocenie [6]. Na podstawie osadów jaskiń wysuw a on przypuszczenie, że starsze zwietrzeliny występujące w szczelinach tektonicznych odpowiadają terra rossa, a młodsze powstałe równocześnie, ale na powierzchni, można wiązać z powstawaniem zwietrzeliny typu terra fusca. Podobny pogląd o powstawaniu obu typów zwietrzelin wyraża Mückenhausen [7, 8]. Postępujące oziębianie się klimatu w czwartorzędzie, związane z pojawieniem się pokrywy lodowej, przyniosło erozję lodowcową w okresie zlodowaceń oraz mrozowe rozdrabnianie wapieni występujących na powierzchni na rumosz skalny, który podlegał procesom krioturbacyjnym. Wystąpiło w tedy mieszanie pozostałych pokryw zwietrzelinowych z rumoszem skalnym, w wyniku czego powstały utwory policykliczne i poligenetyczne. W okresach interglacjalnych czwartorzędu pod miąższymi pokrywami osadów lodowcowych na utworach wapiennych, uprzednio przerobionych lub nie przerobionych peryglacjalnie, istniały znacznie gorsze warunki do powstawania młodszych zjawisk krasowych i zwietrzelin ilastych. Tylko kliny mrozowe sprzyjały większej penetracji wód opadowych, co przyczyniło się do powstawania w nich szybszej korozji powierzchniowej. Proces ten rozpoczęty w interglacjale pod pokrywami allochtonicznymi na wapieniach trwa do czasów dzisiejszych, choć ze znacznie m niejszym nasileniem. BA D A N IA W ŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH ZWIETRZELIN Do badań wytypowano gleby lub zwietrzeliny ilaste, związane ściśle z profilami rędzin wytworzonych z wapieni różnych formacji geologicznych. Ich właściwości fizykochemiczne w szerszym ujęciu opracowano na podstawie wybranych próbek ze zwietrzelin wapieni trzeciorzędowych, jurajskich i dewońskich. Niektóre zwietrzeliny występują na badanym terenie pod pokrywą materiału allochtonicznego, w tym przypadku pobrano i analizowano cały profil glebowy. W niniejszej pracy scharakteryzowane są tylko te poziomy, w których występuje zwietrzelina ilasta wapieni trzeciorzędowych jurajskich i dewońskich. Wykonano następujące analizy: analizę granulometryczną metodą pipetową, ph, zawartość CaC03 i zawartość węgla organicznego, żelazo metodą Tamma, Jacksona oraz Pejwe i Rinkisa, przyjmując tę ostatnią formę jako żelazo ogółem, minerały ciężkie, analizę termiczną i rentgenograficzną oraz w niektórych próbkach analizę mikromorfologiczną. Skład granulometryczny (tab. 1) badanych zwietrzelin wiąże się bardzo ściśle ze składem petrograficznym skały, tj. z jej strukturą i teksturą. Niewątpliwie pewien wpływ na zawartość poszczególnych frakcji w zwietrzelinach wywarła również domieszka materiału allochtonicznego, pochodząca najczęściej ze skał czwartorzędowych. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że badane zwietrzeliny trzech for-

6 Skład granulom e t r y czny z w ie t r z e lin wykonany metodą pip etow ą The a n a ly sis o f granulom etric com position accord in g to the p ip e tte method Г a b e 1 a 1 Ol 4^ M iejscowość i nr p r o filu L o c a lity and p r o f il e No. i.îie js c e pob ra n ia p rób ki l o c a l i t y o f sam pling > 1,0 i m 1,0-0,5 0,5-0,2 5 p-rnr^ntowa zaw artość f r a k c j i m ech an iczn ych i V mm Ogółem - T o ta l 'T c o n te n t o f m ech a n ic a l f r a c t i o n s in d ia _ % 0,2 5-0,1 0,1-0,C 5 0,0 5-0,0 2 0,0 2-0, , ,0 0 2 < 0, ,1 0,1-0,0 2 ^ 0,0 2 Z w ietrzelir.y w^.doni t r -oeicr?. çàowyca - '.Vo a thered m a teria ls o f T ertiary lim esto n es Suchowola nr 18 J a b łc n ic a nr ,2 0,9 1 2,4 2,2 4 4,2 7 5, , , , , , ,5 6 7,8 0 0,2 7 4,7 0 9,7 0 8,7 7 5, ,9 0 9,0 5 9,4 5 6,1 5 4,0 5 7, ,0 5 9, , , , ,73 Z w ie tr z e lin y wipit- n i j u r a js k ic h - W eathered m a te r ia ls o f J u r a s s ic lim e s to n e s I łż a nr ,1 1,18 6,1 6 30,70 9,5 3 4,2 2 14,33 9,50 24,38 38,04 13,75 48,21 Leśna Góra nr 14 Tokarnia nr ,1 1 3,0 6,6 7 2, , , , , , ,1 8 6,6 0 7,2 3 4, ,4 5 2,2 3 2, , , ,6 4,06 8,6 1 29,21 12,85 9,0 7 12,25 3,4 0 15,55 41,88 21,92 36,20 6 3,0 5 36,7 6 Z w ietrzclin y w apieni dewońskich - V.oathered m a teria ls o f Devonian lim esto n es 1 7,5 0 9,0 4 9, , , , , , , ,8 3!. K onecka-b etley Górno nr 9a Górno nr 9b K a d z ie ln ia nr 21 Czerwona Góra nr 12 B olech ow ice nr 10 w y p e łn ie n ie krasowe karet fid.l l e j krasowy k a r s t fu n n e l 3zсze lina krasowa karst crack s z c z e lin a krasowa k a r e t crack 0,0 i 0,04 0,1 9 16,05 12,83 8,0 2 19,97 8,9 5 33,95 16,28 20,85 62,85 0,8 2,17 9,7 3 19,58 4,53 6,2 7 16,92 13,35 27,45 31,45 10,20 57,72 0,0 0,0 3 0,0 9 20,23 10,20 1 4,65 14,41 7,44 32,95 20,35 24,85 54,80 0,4 3,61 16,26 22,38 2,33 1 5,20 11,82 10,28 18,12 42,25 17,53 40, ,1 1,07 7,2 2 14,19 4,10 7,48 20,57 14,87 30,50 22,48 11,58 6 5,94

7 Gleby reliktowe ze' skał węglanowych 55 macji geologicznych zawierają różną zawartość części koloidalnych. Najwięcej frakcji ilastych zawierają zwietrzeliny wapieni dewońskich, czyli w większości zwietrzeliny typu terra rossa. Występujące ilości frakcji piasku i pyłu są związane z domieszkami materiału allochtonicznego. Najmniejsza ich ilość występuje również w zwietrzelinach typu terra rossa. Odczyn wszystkich zwietrzelin, niezależnie od wieku i rodzaju skały, waha się w granicach od 6,1 do 6,7,tab. 2), co jest najprawdopodobniej związane z procesem rekarbonatyzacji, która przejawia się w niektórych przypadkach większą zawartością CaC03. Poniżej zestawiono procentową zawartość CaC03 w wapieniach, z których powstały zwietrzeliny, i w samych zwietrzelinach: zw ietrzeliny w apieni w apienie trzeciorzędowe 0,00 0, jurajskie 0,00 4,64 75 dew ońskie 0,00 0, Na szybkość usuwania węglanów ze skały wapiennej, poza innymi czynnikami, wpływ a w dużej mierze zawartość węglanu aktywnego, która kształtuje się- następująco: wapienie trzeciorzędowe muszlowe Г) 7 /o, litotamniowe 18 /o, wapienie jurajskie około 17%, dewońskie 7 8%. Przemiany wapieni dewońskich są więc najpowolniejsze w porównaniu z pozostałymi. Występowanie, głównie w zwietrzelinach typu terra fusca, pewnych ilości węgla organicznego, większych niż w warstwach nadległych, można tłumaczyć tym, że zwietrzeliny te były kiedyś glebami występującymi na powierzchni. Stwierdzenie to dotyczy tylko zwietrzelin występujących pod pokrywą allochtoniczną, bowiem w materiale występującym na powierzchni większa zawartość substancji organicznych związana jest z aktualną roślinnością. W pierwszej części pracy dyskutowano zagadnienie różnych form żelaza jako kryterium pierwiastka diagnostycznego dla bliższej charakterystyki poszczególnych zwietrzelin. Dlatego też w zwietrzelinach oznaczono żelazo metodą Tamma (tab. 3) jako formę najbardziej ruchliwą (,,swobodną ), w skład której wchodzi żelazo w formie niekrystalicznych w o dorotlenków związane z bezpostaciową substancją organiczną. Metodą Jacksona oznaczono żelazo amorficzne z pewną ilością tego składnika, pochodzącego z form krystalicznych. Żelazo oznaczone metodą Pejwe i Rinkisa (w stężeniach kwasowych) przyjęto jako całkowitą zawartość tego pierwiastka. Dla badanych zwietrzelin wykonano także analizę rentgenograficzną, na podstawie której określono orientacyjnie formy krystaliczne wodorotlenków żelaza, głównie getytu. Na podstawie badań frakcji ciężkiej, w y- separowanej w bromoformie, wśród minerałów nieprzezroczystych stw ierdzono występujący najliczniej magnetyt, pojawiający się rzadziej ilmenit i sporadycznie występujący hematyt. Należy również pojdkreślić, że w zbadanych próbkach występują ostrokrawędziste brunatne fragm enty

8 56 K. Konecka-Betley złożone z uwodnionych tlenków żelaza, zawierające być może substancję ilastą. Chemiczna ruchliwość żelaza związana jest głównie z łatwością utleniania się i redukowania związków żelaza, czyli szybkim przechodzeniem jonów Fe2+ w Fe3+ i na odwrót. W wyniku wietrzenia wszystkich skał żelazo przechodzi w wodorotlenki, które są jego najtrwalszym związkiem występującym w glebach i zwietrzelinach. W zależności od stopnia uwodnienia nadają one powstałym zwietrzelinom barwę od żółtej, przez brunatnoochrową do czerwonej. Niektóre właściwości fizykochemiczne zwietrzelin Some physico-chemical properties of weathered materials? a b e 1 a 2 M iejscow ość i nr p r o f ilu L o c a lity p r o f il e and No. M iejsce pob ra n ia p rób k i L o c a lity o f Sam pling ph Zav;^rtość CaC03 H20 KC1 Amount o f С aco 3 Zaw artość 0 Amount o f С % Rodzaj z w ie t r z e lin y Kind o f w eath ered m a t e r ia ls Z w ietrzelin y w apieni trzeciorzęd ow ych W eathered m a teria ls o f T ertiary lim esto n es Suchow ola nr 18 J a b ło n ic a nr ,3 6,6 0,4 5 0,4 3 Terra fu sc a ,4 6,8 0,0 0 0,1 6.a t e r ia ł m ieszany ' m ixed m a te r ia l ,5 6,6 0,0 8 0,2 1 T erra fu sc a Z w ie tr z e lin y w a p ien i ju r a j s k ic h W eathered m a te r ia ls o f J u r a s s ic lim e s to n e s I ł ż a nr ,1 6,1 0,0 0 0,1 0 Terr:: fu sc a Leśna Góra nr ,5 6,8 0,1 3 0,2 8 a t e r i a ł m ieszany m ixed îû a te r ia l ,5 6,7 4,6 4 0,4 3 T erra fu sc a Tokarnia ,5 6,9 0,9 7 0,1 7 Terra fu sca Z w ietrzelin y w apieni 'dewońskich W eathered m a teria ls od Devonian lim esto n es Górno n r 9a Górno nr 9b K a d z ie ln la nr 21 Czer/rona Góra nr 12 B o lech o w ice nr 10 w y p e łn ie n ie krasowe k a r s t f i l i l e j krasowy k a r s t fu n n e l s z c z e lin a krasowa k a ra t crack s z c z e lin a krasowa k a r e t crack 7,5 6,7 0,0 0 0,0 4 Terra r o s s a 7,5 6,4 0,0 0 0,0 9 Terra fu sc a 7,4 6,7 0,5 5 0,1 6 Terra r o ssa 7,0 6,2 0,0 2 0,5 0 Terra r o ssa ,4 6,5 0,0 7 0,3 1 Terra rossa Badanie różnych form żelaza, zwłaszcza żelaza oznaczonego metodą Tamma i Jacksona, i stosunku tych dwóch form pozwala wnioskować o zaawansowaniu stopnia krystalizacji związków żelaza i, być może, o ich stopniu odwodnienia. Jak podaje Reuter, stosunek żelaza obliczamy na podstawie tych dwóch metod dla żelaza występującego w formie krysta-

9 Formy am orficzn e i k r y s ta lic z n e ż e la z a Amorphic and c r y s t a l l i c form s o f ir o n T a b e l a 3.M iejscowość i nazwa z w ie tr z e lin y M iejsce pobran ia p rób ki L o c a lity o f L o c a lity and sam pling kind o f w eath e red m a te r ia ls Suchowola te r r a fu sca J a b ło n ica terra fu sca I łż a te r r a Гизса Leśna Góra te r r a fu sca Tokarnia te r r a fu sc a ' Górno 9a -terr a rossa Ćórno 9b te r r a fu sc a K adzieln ia te r r a ro ssa Czerwona Góra te r r a ro ssa B olech ow ice te r r a ro ssa A n a liz a ch em iczn a: zaw artość ż e la z a w % C hem ical a n a ly s is : FegOg ^ % G etyt - a n a liz a r e n tg e n o - g r a fic z n a F rakcja c ię ż k a : m in erały n ie p r z e z r o c z y s te w % S tosu n ek R e la tio n Heavy f r a c t i o n s i opaque G o e th ite X -ray d i f - F e2 3 Taüma Ł0 m in e r a ls metody - methods f r a o t io n i n % Fe go-j Jacksona Tamm Jack son Pejwe i /a n d / R in k is Z w ie tr z e lin y w a p ien i trzecio r z ę d o w y c h - W eathered m a te r ia ls o f T e r tia r y lim e s to n e s ,4 4 1,1 3 n.o. + 40% m agnetyt, ilm e n it, hematyt ,34 0,88 3, % m agnetyt, ilm e n it, hematyt Z w ie tr z e lin y w a p ien i j u r a js k ic h - W eathered m a te r ia ls o f J u r a s s ic lim e s to n e s ,2 3 1,0 3 3, m agnetyt, ilm e n it, hematyt ,9 8 1,1 2 5,6 0 n ie w ykryto /w y stęp u ją głów nie formy b ezp ostac io w e / non d e t e c t e d /m a in ly anrorphus form / ,1 8 0,9 6 3,3 0 n ie w ykryto /w y stęp u ją głów nie formy b ezp ostac io w e / non d e t e c t e d /m a in ly amorphus form / w y p e łn ien ie krasowe k a r s t f i l l l e j krasowy k arst funnel s z c z e lin a krasowa k a rst crak s z c z e lin a krasowa k a r s t crak 45% m agnetyt, ilm e n it, hematyt 20% m agnetyt, ilm e n it, hematyt Z w ietrzelin y w apieni dewońskich - W eathered m a teria le o f Devonian lim esto n es 0,8 3 1,2 0 8, r y s. 1 - F ig. 1 0,6 0 0,8 9 1,7 6 + r y s. 1 - F ig. 1 0,5 0 1,4 5 7, r y s. 2 - F ig, 2 0,2 3 0,8 6 2,7 4 + r y s. 2 - F ig ,40 1,08 6, r y s. 2 - F ig % 1 6 9,0 m a g n ety t, ilm e n it»h em atyt, le - p id o k r o k it,b y ć może markazyit 100% m agnetyt, ilm e n it, hematyt 100% m agnetyt, ilm e n it, hematyt 20% m agnetyt, ilm e n it, hematyt 28% m agnetyt, ilm e n it, hematyt - N ajm niej g e ty tu The lo w est amount o f g o e t h i t e N a jw ięcej g e ty tu - The h ig h e s t ampunt o f ę o e t h i t ę «- M agnetyt F e 3 4 I lm e n it F e ïio. Hematyt Fe^O^ Ż ela zo zw iązane Bounded ir o n 3 9,0 n.o. 3 8,0 2, ,0 2, ,0 4, ,0 2,3 4 6, ,0 0, ,0 6, ,0 1, ,0 4,9 6 Gleby reliktowe ze skał w ęglanow ych СЛ

10 58 К- Konecka-Betley licznej kształtuje się około 10, a dla form amorficznych tego składnika około 100. Obliczony w badanych zwietrzelinach stosunek żelaza waha się w bardzo szerokich granicach od 19 do 87 (tab. 3). Najczęściej stosunek ten kształtuje się około 30, co wskazuje na występowanie żelaza w formach krystalicznych w dużej mierze odwodnionych, czyli w formach znacznie zestarzałych. W niektórych przypadkach przy stosunku żelaza powyżej 50, żelazo występuje w formie amorficznych wodorotlenków, co może świadczyć o odmłodzeniu zwietrzelin przez dopływ żelaza z aktualnie wietrzejących skał. Należy podkreślić, że w badanych zwietrzelinach największą rolę odgrywa obecnie klimat, głównie opady, prowadzące do uwodnienia żelaza powstałego w procesie aktualnie przebiegającego w ietrzenia. Następuje wspomniane poprzednio odmłodzenie starszych form krystalicznych, które mogą w odpowiednich warunkach ulec wtórnemu uwodnieniu. Wydaje się również, że pewnym kryterium wieku może być żelazo związane w krzemianach, które jest bardziej stabilne i mniej podatne na przemiany klimatyczne. Na podstawie analizy rentgenograficznej prawie we wszystkich zw ietrzelinach stwierdzono występowanie getytu w ilościach największych w zwietrzelinach wapieni dewońskich, o niższym ph [16] na ogół w tych, w których występuje najwięcej żelaza całkowitego. W zwietrzelinach z Górna stwierdzono również niewielkie ilości lepidokrokitu. W dwóch przypadkach w zwietrzelinach wapieni jurajskich nie wykryto getytu, występują w nich natomiast bezpostaciowe wodorotlenki żelaza, co jest zjawiskiem najprawdopodobniej wtórnym. W badaniach frakcji ciężkiej (tab. 4) stwierdzono, że wśród minerałów nieprzezroczystych, mimo ich bardzo małej ilości, głównie w zw ietrzelinach terra rossa występuje magnetyt, ilmenit i hematyt, a w nielicznych przypadkach lepidokrokit. We wszystkich próbkach, niezależnie od wieku wapieni, skład frakcji ciężkiej jest ubogi (zwłaszcza zwietrzelin terra rossa). W zwietrzelinie terra fusca na podkreślenie zasługuje obecność granatu, cyrkonu i w nielicznych przypadkach rutylu. W analizie rentgenograficznej stwierdzono również występowanie getytu, najliczniej w zwierztelinach wapieni dewońskich. W zwietrzelinach wapieni trzeciorzędowych getyt występuje w małych ilościach, a w wapieniach jurajskich getytu nie wykryto. Należy podkreślić, że gety t jest formą wodorotlenku Fe częściowo wtórną, związaną z warunkami obecnego klimatu. Skład mineralny poszczególnych zwietrzelin oznaczono dwoma m e todami: termiczną i rentgenograficzną (tab. 5 rys. 1 i 2). Mimo pewnych rozbieżności można ogólnie stwierdzić, że w zwietrzelinie terra rossa dominującym minerałem jest kaolinit, a zwietrzelinie terra fusca illit. W niektórych przypadkach występują również struktury mieszane illitu i montmorylonitu (np. Leśna Góra). Duża strata wagowa w niektórych zwietrzelinach świadczy również

11 Я58 ЙЬ Górno (stary kamieniofom z dużego lejo krosowego-old stonepit from big kcrsf funnel ) 9a Górno (8m od powierzchni -8 m under the soi! surface ) Gleby reliktowe ze skał w ęglanow ych Rys. 1. A naliza rentgenograficzna X -ray difraction сл co

12 T a b e l a 4 S kład m in eraln y f r a k c j i c i ę ż k i e j /% o b j. / - M in eral c o m p ie itio n o f heavy f r a c t i o n / i n v o l. M iejscowość L o c a lity M iejsce pobrania p rób ki L o c a lit y o f samp lin g Zawartość Procent M inerały p rzezro czy ste Transparent m in erals c ię ż k ic h w % wag. Heavy m i n e r a ls w eight % łów n ie p rzezro c z y sty c h Opaque m in er a ls in % am fib o l a n a - ta z andalu z y t c y r kon d y s te n e p i- dot g ra n at p ir o k sen ru t y l s t a u - r o l i t s y l i m anit turmal i n t y t a n it N s 0 Suchowola , " Jabłonica , I łż a , Leśna Góra , Tokarnia , Górno 9a wype ł n i e - n ie k rasowe k a r st f i l i Górno 9b K a d z ie ln ie Czerwona Góra l e j krasowy k a r st fu n n e l s z c z e lin a krasowa k a r s t crack s z c z e lin a krasowa k a r st crack 0, , , , B o lech o w i- ce , К. K onecka-b etley N - m in erały p r z e z r o c z y ste n ie tr w a łe na n is z c z e n ie m eohaniczne i chem iczne* a m fib o l i p iro k se n tran sparen t m in orais, not r e s is ta n t to m echanical and chem ical d estru ctio n S - m in er a ły p r z e z r o c z y ste ś r e d n io tr w a łe na n is z c z e n ie m echaniczne i ch em iczn e: e p id o t, g r a n a t, s y lim a n it tran sparen t m inerals on an average r e s is ta n t to m echanical and chem ical d estru ctio n 0 - m in er a ły p r z e z r o c z y ste trw a łe na n is z c z e n ie m echaniczne i ch em iczn e: cyrkon, r u t y l, tu r m a lin, d y ste n, s t a u r o li /w ed łu g L.B.R u ch in a/ tr a n sp a r e n t m in e r a ls r e s i s t a n t to m ech a n ical and ch em ica l d e s t r u c t io n / a f f t e r L.B.R u ch in /

13 l a b e l s 5 A n a liza te r m ic z n a, r e n tg e n o g r a fic z n a i m ik ro m o rfo lo g iczn a z w ie t r z e lin D iffe r e n tia l therm al a n a ly s is, X -ray and m icrom orpholocical d eterm in ation of w eathered m aterials Nazwa, nr p r o f i l u,f o r macja geolo g iczn a L o c a lity, p r o f il e No. and g e o lo g ic a l p erio d Suchow ola nr 10 tr z e c io r z ę d Mie j see pob ran ia próbki L o c a lity o f sam pling Nazwa zw iet r z e lin y Kind o f w eath ered m a te r ia ls W yniki te r m ic z n e j a n a liz y różnicow ej R e s u lt o f DTA W yniki a n a liz y ren tg e n o g r a - f ic z n e j R esu lt o f X -ray determ i n a tio n S tr a ta wagowa L oss by in g n it io n % S tru k tu ra plazmy Plasma stru ctu re T e r tia r y p erio d / r y 3. 3 a / / F i g. З а / J a b ło n ic a nr 4 tr z e c io r z ę d T e r tia r y p erio d / r y 3, 3 b / /P i g.3 b / I ł ż a nr 19 ju ra J u r a s s ic p erio d / r y S ł3 c / / F i g ^ c / Leśna Góra nr 14 ju ra J u r a s sio p erio d / Ty3t^ / /F ig.* 3 d / Tokarnia nr 7 ju ra J u r a s s ic p erio d / тув^ / / F i g i 3 e / te r r a fu sc a te r r a fu sc a te r r a fu sc a te r r a fu sc a te r r a fu sc a k a o l i n i t, i l l i t, wodorot le n k i ż e la z a k a o l i n i t e, i l l i t e, ir o n h y d r o x id es i l l i t, ś la d y k a o lin it u, w odorotlenki żela za i l l i t e, t r a c e s o f k a o lin it e, iro n hydroxides k a o l i n i t, i l l i t, montmor y l o n i t, g e ty t k a o l i n i t e, i l l i t e, m ontm o r i llo n it e, g o e t h it e i l l i t. k a o l i n i t, wodorot le n k i ż e la z a i l l i t e, k a o l i n i t e, ir o n h y d r o x id es i l l i t, drobne i l o ś c i kaol i n i t u i m on traorylonitu, g e t y t i l l i t e, l i t t l e amounts o f k a o lin it e and m on tm orillo n i t e, g o e t h it e k a o l i n i t, m on tm o ry lo n it, c h lo r y t, n ie w ie lk ie i l o ś c i g e ty tu k a o l i n i t e, m o n tm o r illo n ite, c h l o r i t e, l i t t l e am onuts o f g o e t h it e str u k tu r y m ie sz a n e, zapewne i l l i t, k a o l i n i t, m ontm orylon it /s ła b y sto p ień uporządkow ania s tr u k tu r y m inerałów i - la s t y c h /, g e ty t m ixed s t r u c t u r e s, p rob ably i l l i t e, k a o lin it e, montmorilq [ lo n it e /a weak d egree o f s e t- l i n g in ord er th e s tr u c tu r e o f c la y e y m in e r a ls /,g o e t h it e i l l i t, k a o l i n i t, c h lo r y t, m on tm o ry lo n it, g e t y t i l l i t e, k a o l i n i t e, c h l o r i t e, m o n tm o r illo n ite, g o e t h it e str u k tu r y m ieszane i l l i t ^ m on tm o ry lo n it, k a o lin it m ixed s t r u c t u r e s il lit e - m o n t - m o r i llo n it e, k a o lin it e i l l i t, m on tm orylon it, k a o lin i t i l l i t e, m o n tm o r illo n ite, kaol i n i t e ,7-7,2 2,4 s k e ls e p ic, dobre w y separow anie plazmy s k e ls e p ic, a good s ep a r a tio n o f plasm a s k e ls e p ic, v o s e p ic, l a t t i s e p i c 1 5,1-5,8 - Gleby reliktowe ze skał w ęglanow ych

14 cd. t a b e l i Górno n r 9a dewon D evonian p eriod / ry s 3 f / /F ig *.3 f/ w y p e łn ie n ie krasowe k a rst f i l i te r r a гэоза k a o l i n i t, i l l i t k a o lin it e, i l l i t e k a o l i n i t, i l l i t, zn aczne i - l o ś c i g e ty tu k a o l i n i t e, i l l i t e, c o n s id e r a b le amounts o f g o e t h it e 1 2,5 słab e "sektorowe" 'лгуse parowanie plazm y, s ła bo zaznaczon a lam in a- c j a, lo k a ln ie v o a ep ic a weak s e p a r a tio n o f p lasm a, w eakly d e f i ned la m in a t io n,lo c a lly v o s e p ic Górno n r 9b dewon D evonian p eriod / r y 3 ł3 g / /F ig! 3 g / l e j krasowy k aret fu n n el te r r a fu sc a i l l i t, k a o l i n i t, wodorot le n k i ż e la z a i l l i t e, k a o l i n i t e, ir o n h y d r o x id es i l l i t, k a o l i n i t, g e ty t i l l i t e, k a o l i n i t e,g o e t h i t e 1 0,3 s k a l s e p i c, v o s e p ic K a d z ie ln ie nr 21 dewon D evonian p erio d / ry8e3h / /F ig! 3h / l e j krasowy k a r st fu n n e l te r r a гозва k a o l i n i t, g e t y t, montmor y lo n it k a o lin it e, g o e t h it e, montm o r illo r.ite k a o l i n i t, g e t y t, p odrzędn ie i l l i t k a o l i n i t e, g o e t h it e, l e s s i l l i t e 1 3,9 "sektorow e" w yseparow anie plazm y, c z ę ś c i ż e l a z i s t e w ykazują l a m inae ję s e c t o r i a l s e p a r a tio n o f p la sm a,fe r r u g in e o u s p a r t i c l e s show a la m i n a tio n Czerwona Góra nr 12 dewon D evonian p eriod / r y S e 3 i/ / F i g. 3 i / te r r a гозаа i l l i t, g e ty t i l l i t e, g o e t h it e k a o l i n i t, p odrzęd n ie i l l i t /p a k ie t y m ie s z a n e /, g e t y t k a o l i n i t э, l e s s i l l i t e /m ixed s t r u c t u r e s /,g o e t h it e 5,2 - B o lech o w ice nr 10 dewon D evonian p eriod д. уз o j / /F ig! 3 j te r r a rooaa k a o l i n i t, g e t y t, małe i - lo ś c i i l l i t u i nontm orylo n it u k a o l i n i t e, goe t h i t e, l i t t l e am ounts o f i l l i t e and m o n tra o rillo n ite k a o l i n i t, g e ty t k a o lin ite, goethite* 11,2 -

15 Gleby reliktowe ze skał w ęglanow ych Rys. 2. A naliza rentgeriograficzna X -ray difraętion co

16 Ä> 16 o Suchowolo cm ЧЧ Jobfcni'co cm ifia story komieniotom-old stonepit 1Q с 7) 14 Les na Góra cm 7 Tokarnio cm % О / р ' V \ л 2 - Ч OTS OTA N U \ \ ' V I / DTB OTA W K onecka-b etley 6 ТВ 500 G\ I 1000 C C % О 1000% О 1000%

17 Po Górno 9b Górno kjmieniofom-stcnepif stary komicniofom-old stonepit óm od powierzchni- d munder the soil surface próbko z dużego leja-somple from a big funnel f Pj1Hodzielnio 12 Czerwono Góro cm 10 Botechowice komieniofom - stonepit 100~120 cm i \ \ %\ N / T v / \ DTG DTA N \ JJL C C ' Rys. 3. A naliza term iczna zw ietrzelin D ifferential therm al analyses of w eathered -materials

18 66 K. Konecka-Betley o tym, że woda występuje tu nie tylko jako zaadscrbowana i międzypakietowa, ale również związana w wodorotlenkach żelaza. Wielkość straty wagowej świadczy w pewnym stopniu o występowaniu żelaza w postaci wodorotlenków, co znajduje potwierdzenie w bardzo dużym stosunku żelaza. Dla kilku zwietrzelin przeprowadzono również badania mikromorfologiczne (tab. 5, rys. 3). Płytki cienkie wykonano metodą Kubieny i Altemüllera wt modyfikacji Bogdy i Kowalińskiego: trzy analizy dla terra fusca: z wapienia trzeciorzędowego Jabłonica, wapienia jurajskiego Iłża i wapienia dewońskiego Górno 9b. Dla terra rossa wykonano analizy ze zwietrzelin wapieni dewońskich Górno 9a i Kadzielnia. Szersze opracowanie mikromorfologiczne zwietrzelin będzie przedmiotem oddzielnej pracy; w niniejszym opracowaniu, obejmującym tylko 5 szlifów, nie można jednoznacznie scharakteryzować ich właściwości. Z analizy szlifów wynika, że zwietrzelina terra fusca charakteryzuje się większą ilością części szkieletowych i żółtobrunatną barwą plazmy, co świadczy o większej zawartości minerałów ilastych i prawdopodobnie większej ilości wodorotlenków glinu. W zwietrzelinie tej występuje plazma o struturze skelsepic, w mniejszych znacznie ilościach plazma typu vosepic, a niekiedy latisepic. Na ogół wyseparowanie plazmy jest dobre. W zw ietrzelinie typu terra rossa stwierdzono bardzo małą ilość części szkieletowych, brunatnoczerwone lub czerwone zabarwienie plazmy, związane najprawdopodobniej z zachodzącym w niej procesem rubifikacji. Na ogół plazmy w tej zwietrzelinie jest znacznie mniej w porównaniu ze zwietrzeliną terra fusca. W próbce z Górna występuje słabe wyseparowanie plazmy w formie sektorowej ze słabo zaznaczającą się laminacją. W próbce z Kadzielni sektorowe wyseparowanie plazmy jest bardziej zaznaczone; być może są to głównie wodorotlenki żelaza wykazujące laminację. W terra rossa występuje plazma o strukturze głównie insepic, rzadziej skelsepic. W płytkach cienkich tej zwietrzeliny występują liczne szczelinowe spękania; trudno stwierdzić, czy są one pierwotne, czy wtórne. Niektóre z nich bywają czasem wysłane różnym materiałem, czasem organicznym, czasem plazmą, co świadczyłoby o ich pierwotnej genezie, czyli powiązaniu z wielokrotnymi okresami suszy i nawilżania. Spękania te wydają się być typowe dla materiału ciężkiego, co stwierdza również Smolik ova w szlifach gleb kopalnych [17]. PODSUMOW ANIE WYNIKÓW Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że istnieją pewne różnice i podobieństwa badanych dwóch typów zwietrzelin. 1. Zwietrzeliny wapieni trzeciorzędowych, jurajskich i dewońskich zawierają różne ilości frakcji koloidalnej. Zależy to najprawdopodbniej od typu petrograficznego skały wapiennej, a być może i od klimatu, w którym skała ulegała wietrzeniu. Najwięcej frakcji koloidalnej zawierają

19 Gleby reliktowe ze skał węglanowych 67 zwietrzeliny wapieni dewońskich, a najmniej zwietrzeliny wapieni trzeciorzędowych. Występowanie zwietrzeliny zarówno terra rossa i terra fusca stwierdzono na wapieniach dewońskich. Na podstawie tych dwóch próbek można stwierdzić, że zawartość części koloidalnych jest większa w terra rossa w porównaniu z wytworzoną z tej samej skały terra fusca, co świadczy o innych warunkach klim atycznych w okresie ich wietrzenia. 2. W zwietrzelinach terra fusca stwierdzono większą zawartość węgla organicznego, co może sugerować, że zwietrzeliny te były glebami. 3. Żelaza całkowitego występuje najwięcej w zwietrzelinach terra rossa. 4. Obliczony stosunek żelaza wynosi w zwietrzelinach terra rossa około 30, a w terra fusca dochodzi nawet do 80. Stosunek ten jest modyfikowany wpływ em klimatu współczesnego. 5. Wśród minerałów nieprzezroczystych frakcji ciężkiej zwietrzeliny głównie typu terra rossa stwierdzono występowanie magnetytu, ilmenitu i hematytu. 6. W zwietrzelinie typu terra rossa z wapieni dewońskich stwierdzono występowanie większych ilości getytu w porównaniu z terra fusca. 7. Przeważającym minerałem ilastym w zwietrzelinie terra rossa jest kaolinit, w zwietrzelinie terra fusca illit. 8. Badania mikromorfologiczne wykazują, że zwietrzelina terra fusca odznacza się większą ilością części szkieletowych, żółtobrunatną barwą plazmy. Występuje tu struktura plazmy typu skelsepic, a w mniejszych ilościach vosepic, niekiedy latisepic. Wyseparowanie plazmy dobre. 9. Terra rossa odznacza się bardzo małą ilością szkieletu, barwą plazmy i wodorotlenków żelaza czerwoną lub brązowoczerwoną. Występuje tu słabe wyseparowanie plazmy, a jej struktura jest typu insepic, rzadziej skelsepic. 10. W obu przypadkach w terra rossa silniej zaznaczone występują spękania, które mogą być różnego pochodzenia: pierwotne lub w tórne. Są one typowe dla materiału ciężkiego, ulegającego w pewnym okresie szybkiemu wysychaniu i nawilżaniu. 11. Podsumowując wszystkie przeprowadzone badania można stw ierdzić, że terra rossa powstała w klimacie tropikalnym i subtropikalnym w trzeciorzędzie, a być może i wcześniej pod wpływem procesu rubifikacji i uległa zniszczeniu zachowując się tylko w szczelinach krasowych. Zbadana terra fusca prawdopodobnie jest zwietrzeliną młodszą, powstałą w interglacjałach pod wpływem klimatu umiarkowanego. Obecnie oba typy zwietrzelin należy traktować jako zwietrzeliny reliktowe, które w 'naszym klimacie występują sporadycznie i z których u nas nie w y tworzyły się gleby. LITERATURA [1] Gury M., Duchauf our P.: R elations entre les form ations superficielles et la pedogenese sur subtratum calcaire. Sei. du Sol 1, 1972.

20 68 K. Konecka-Betley 12] L a mour o ux M.: Etat et com portem ent du fer dans les sols form es sur rcches carbonatees au Liban. Science du Sol 1, Marko wicz-łoh in owi с z М.: Próba oceny intensyw ności korozji krasowej w czwartorzędzie na obszarze Jury Częstochowskiej. Spelologia IV, 1, W arszawa ] Markowie z-ł ohinowicz М.: Procesy w spółczesnej korozji krasow ej m a syw u w apiennego Jury C zęstochow skiej. Spelologia III, 2, W arszawa [5] M o s s о с z у Z.: Odkrycie m iejsc w ystępow ania kości kręgow ców kopalnych w okolicy Kłobucka. Przegląd Geol. 7, 1959, 3. [6] M o s s о с z у Z.: Zagadnienie w ieku jaskini północnej części Jury K rakow sko- -C zęstochow skiej. Spelologia, 1, 1959, 4. [7] M ückenhausen E.: The fossil soils (paleosols) of central Europe. A nales de Edafologia у A grobiologia 32, 1 2, Madrid [8] Mückenhausen E.: Die Entw icklung der Böden auf den saaleeiszeitlichen A blagerungen N ordwestdeutschland. Soomen M aataloustieellisen seuran Julkaisuja, 123, Acta Agralla Fennica, [9] Pedro G.: Les sols développes sur roches calcaires. Nature, originalitee et cadre general de leur exolution a la surface du glebe. Science du Sol 1, [10] Pożaryski W.: O dwapnione utwory kredow e na północno-w schodnim obrzeżeniu Gór Św iętokrzyskich. Biul. Państw. Inst. Geologicznego nr 75, W arszawa [11] Różycki S.: Przyczynki do znajom ości krasu Polski. I. Kras Opoczyński. Przegląd Geol. 20, [12] Różycki S.: Przyczynki do znajom ości krasu Polski. II. Zapadłe D oły w e w schodniej części lasów starachowickich. Przegląd Geogr. 22, [13] Różycki S.: Pleistocen P olski środkowej. PWN, W arszawa [14] Schwertmann U.: Zur Goethit und H äm atitbildung aus amorphen Eisen (III) hydroxid. II. M itteilung. Zeitschrift für Pflanzenernährung, Düngung, Bodenkunde 108, 1965, 1. [15] Schwertmann U., Lentze W.: Bodenfarbe und Eisenoxidform. Z eitschrift für Pflanzenernährung, Düngung, Bodenkunde 115, 1966, 3. [16] Schwertmann U., Fischer W. R.: Zur Bildung von FeOOH und Fe20 3 aus amorphen Eisen (III) hydroxid. III. Z eitschrift für A norganische und A llgem eine C hem ie 346, 1966, 3 4. [17] S m o 1 i к о V a L.: G enesis of soil types in the loess series of C zechoslovakia. Acta U niversitatis Carolinae, Geographie 2, Praha К. КОНЕЦКА-БЕТЛЕЙ РЕЛИКТОВЫ Е ПОЧВЫ ОБРАЗОВАННЫ Е И З КАРБО Н АТН Ы Х ГОРНЫ Х ПОРОД НА ТЕРРИТОРИИ СВЕНТОКШ ИСКИХ ГОР И ИХ ОКРАИН Институт почвоведения и агрохимии, Сельскохозяйственная академия в Варшаве Резюме Исследовано выветрелости и реликтовые почвы образованные из карбонатных горных пород на территории Свентокшиских Гор. Возникновение этих выветрелостей и реликтовых почв является чрезвычайно сложным вопросом ввиду многообразия факторов действую щ их одновременно либо поочередно. Геохимические превращения, каким подвергаются известняки различных геологических формаций, находятся в зависимости от климатических изменений и

21 Gleby reliktowe ze skał węglanowych 69 от типа (вида) породы. С точки зрения генезиса почв эти выветрелости и почвы, которые можно назвать полициклическими, а одновременно полигенетическими. О бсуждаемы е выветрелости появляются на поверхности карбонатных пород или под покровом аллохтонного материала. В первом случае это реликтовые выветрелости на вторичном месторождении, заполняющ ие расселины и карстовые воронки; во втором ископаемые выветрелости залегающ ие in situ в меньшей степени подверж енны е действию эрозии. На основании литературных сведений и собственных исследований выделено 2 типа выветрелостей: выветрелость terra rossa красновато-бурового цвета и выветрелость terra fusca буроохрового цвета. В образцах выветрелостей были проведены основные ф изико-хим ические анализы, термический диф ф еренциальны й анализ, рентгенографический анализ, а в некоторых образцах сверх того и микроморфологические анализы. П о лученные результаты предоставляют возможность предварительно охарактеризовать эти два вида выветрелостей. Выветрелость terra rossa образовалась главным образом из девонских известняков. Ей свойственно большое количество коллоидных веществ, высокое содерж ание общего и свободного ж ел еза и слабо кислая реакция. Термическим и рентгенографическим анализом выявлено наличие каолинита, меньше иллита, а иногда значительное количество монтмориллонита и гетита, быть может такж е гидрогетита, а в нескольких случаях лепидокроита. Во ф ракции тяж елы х минералов обнаружено до 1% гематита. М икроморфологичееские исследования указывают на довольно слабую обособляемость плазмы в главном выступают здесь аморфные гидрокиси ж елеза. Несмотря на слабое изолирование плазмы в некоторых случаях удалось определить ее структуру перимущественно типа insepic а локально vos epic. Выветрелости terra fusca, образовавш иеся из третичных и юрских известняков отличаются наличием значительно меньших количеств коллоидных частиц, а такж е меньшим количеством свободного и общего ж елеза. Появляются в них тож е некоторые количества карбоната кальция и органического угля. Данные термического и рентгенографического анализа обнаруж или в главном иллит и смешанные структуры иллит/монтмориллон.нит. Каолинит появлялся в меньших количествах. В выветрелостях не везде был обнаруж ен гетит, если он и появляется, то лишь в ничтожном количестве. Тяжелы е минералы находятся здесь в более крупных количествах неж ели в terra rossa а их состав доказывает наличие примеси четвертичных пород. В terra fusca констатирована хорош ая изолированность плазмы skelsepic в меньших количествах vosepic и lattisepic. На основании полученных результатов нельзя вполне точно выделить и перечислить неоспоримо диагностические показатели названных двух типов выветрелостей ввиду современных их преобразований. Однако исходя из учета некоторых особенностей можно прийти к выводу, что terra rossa образовалась в третичном периоде или раньше и была подвержена процессу русификации. Terra fusca образовалась в межледниковой эпохе в иных условиях влажности. Следует подчеркнуть, что сущ ествует генетическая связь м еж ду возникновением и формированием выветрелостей и почв terra rossa и terra fusca.

22 70 K. Konecka-Betley K. KONECKA-BETLEY BELIC SOILS FORMED ON CARBONATE ROCKS IN THE ENVIRONS o f t h e Ś w i ę t o k r z y s k i e m t s. D epartm ent of Soil Science and Agricultural C hem istry, Agriculture U niversity of W arsaw Summary This paper is concerned w ith w eathering w astes and relic soils form ed on carbonate and occurring in the environs of the Św iętokrzyskie M ountains. The form ation of these w eathering w astes and relic soils is extrem ely com plex. W ith regard to a variety of factors acting sim ultaneously or subsequently as a result of geochem ical changes, to w hich lim estones of different geological origin are su b mitted under the effect of the clim ate and the type of rock. From the point of view of soil genesis that are w eathering w astes and soils, w hich m ay be term ed as polycyclic and at the sam e tim e polygenetic ones. M orphological field investigations allowed to ascertain that the w eathering w astes apper either on the surface of carbonate rocks or under the cover of an allochthonic m aterial. In the form er case they are relic w astes on secondary bed, filling karst crevices and pits; in the latter they constitute fossil w astes occurring in situ and exposed to erosion in a m uch less degree. B asing on the colour of such w eathering w astes, the author discerns tw o types connected w ith their age: terra rossa w aste, of red-brow n colour, originated in the Tertiary or earlier, and terra fusca w aste of brow n-ochre colour, form ed chiefly in the interglacial period. Sam ples w ere taken to characterize the problem as stated above, from w eathered Tertiary, Jurassic, and D evonian lim estones, and in som e cases also from overlying m aterials. The sam ples w ere then subm itted to the basic physical and chem ical analyses, DTA, X -ray diffraction, and in som e cases to m icrom orphological analyses. The results presented in the paper, although not very num erous, allow a p relim inary characterization of these tw o kinds of w eathering w astes. The terra rossa w aste is form ed chiefly from D evonian lim estones. It is featured by a large am ount of colloidal fraction, a considerable content of total and free iron, and a slightly acid reaction. DTA and X -ray diffraction allow to ascertain the presence of kaolinite, subordinate am ounts of illite, and som etim es m ontm orillonite and goethite in considerable am ounts, m aybe also hydrogoethite, and in som e cases lepidocrocite. In the heavy m ineral fraction there is up to 1% hem atite. M icrom orpological investigations indicate a rather w eak separation of the plasm a there occur chiefty am orphous iron hydroxides. In spite of a w eak separation of the plasm a its structure m ay in som e cases be determ ined, chiefly as insepic, and locally as vosepic. The terra fusca w astes form ed from Tertiary and Jurassic lim estones 'are featured by the occurence of much lesser am ounts of colloidal fraction as w ell as by sm aller amounts of total and free iron. There occur som e am ounts of calcium carbonate and organic carbon. DTA and X -ray diffraction show the presence of chiefly illite and interstratified illite-m ontm orillonite structures. There are sm aller am ounts of kaolinite. G oethite w as not found in all w aste sam ples; w hen present, it occurs in very little amounts. H eavy m inerals occur in larger am ounts than in the terra rossa, their com position indicating m ost often an adm ixture of Quaternary rocks. In the terra fusca a good plasm a separation of the skelsepic type m ay be found, w ith vosepic and lattisepic in less am ounts. Basing on the results obtained one cannot strictly discern or quote unquestionably diagnostic features of both types of w eathering w astes because of their