Skład chemiczny osadów bagiennych doliny Luciąży : (torfowisko Bęczkowice na Równinie Piotrkowskiej)

Analizę geochemiczną przeprowadzono dla osadów organicznych z torfowiska Bęczkowice w środkowym biegu doliny rzeki Luciąża. Z profilu B-1, zlokalizowanego w południowej części doliny, pobrano do analiz geochemicznych 60 próbek osadów (do głębokości 3,00 m), reprezentujących 5-cm segmenty rdzenia. W próbkach tych oznaczono straty na prażeniu w temperaturze 550°C, informujące o zawartości materii organicznej oraz oznaczono pierwiastki o wymowie paleogeograficznej: Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn i metale ciężkie: Cu, Zn i Pb. Stosując analizę skupień wydzielono sześć lokalnych poziomów geochemicznych (LGZ), różniących się istotnie pod względem składu chemicznego osadów. Dla serii osadów torfowych określono również związki korelacyjne pomiędzy analizowanymi metalami, a także materią organiczną oraz obliczonymi wskaźnikami geochemicznymi: Ca/Mg, Na/K, Na+K+Mg/Ca, Fe/Ca, Fe/Mn, Cu/Zn, pozwalającymi na rekonstrukcję warunków akumulacji analizowanych osadów. W toku analizy składowych głównych zidentyfikowano 10 głównych czynników, z których wybrano trzy pierwsze PC1, PC2 i PC3, wyjaśniające łącznie 84,4% wariancji. Do czynników kształtujących skład chemiczny holoceńskich osadów organicznych w środkowej części doliny Luciąży zaliczono produktywność biologiczną ekosystemu torfowego, procesy denudacji chemicznej i mechanicznej w zlewni (zwłaszcza dostawę allochtonicznej materii mineralnej), wzrost udziału wód opadowych w bilansie wodnym torfowiska oraz działalność człowieka.

Bęczkowice peatland is located in central part of the river valley Luciąża, near Kamieńsk. In order to reconstruct the main stages of sedimentation of organic deposits, taken from the southern part of the Bęczkowice peatlands, used stratigraphic variability of concentration marked lithogeochemistry elements (organic matter, mineral matter, macro- and microelements) and changes in the proportions of the participation of selected elements, i.e., catchment erosion indicator (Na+Mg+K/Ca), eutrophication indicator (Fe/Ca), type and rate of denudation in the catchment indicator (Na/K, Ca/Mg) and conditions of oxidation-reduction indicator (Cu/Zn, Fe/Mn).

Peat sedentation was interrupted at the beginning of the Atlantic. The peatland developed again in the Subatlantic (Forysiak 2012).

As a results of the hierarchical cluster analysis was collected in the study profile of six geochemical level (B-1/I–VI), which differ significantly of chemical composition. The main lithogeochemistry component of studied sediment is organic matter (42.4–93.2%), which indicates the relative changes in the primary of biological production in wetlands. The average content of the several tested components (for example: mineral matter, lithophilic and sulfophilic elements) have the low differentiation between all geochemical levels, constitute a record stable of environmental conditions (mainly geomorphological and hydrological). Sediments of geochemical level B-1/I represents the phase of mineral and mineral with a small amount organic matter layer in reduced conditions (increase Fe/Mn ratio to 313) and increased mechanical denudation (catchment erosion indicator ranges from 2.58 to 3.1 and type of denudation in the catchment indicator – Na/K ranges from 0.07 to 0.10). Geochemical level B-1/II are characterized by gradual increase of organic matter content (from 18.3 to 66.2%) and slow increase type of denudation in the catchment indicator: Na/K (from 0.07 to 0.09) in the clay limnic deposits. Geochemical levels B-1/III are the record of sedentation autochthonous rock-forming matter of autogenic origin (average content of organic matter is 72.2%) and rapid change of redox conditions (decrease of Fe/Mn ratio from 1036 to 358). Geochemical levels B-1/IV represents the phase mainly of sedge-moss peat and reed peat layers deposition in oxygenated conditions in sedimentary environment (average Fe/Mn ratio is 63.1) and gradual increase rate of chemical denudation (Na/K ratio ranges from 0.6 to 1.95). Geochemical level B-1/V is record of sedentation of autochthonous rock-forming matter of autogenic origin (organic matter ranges from 69.3% to 91.9%) and significant increase of mechanical denudation in the catchment (average of
catchment erosion indicator increased to 0,36). Geochemical level B-1/VI is the record change type of sedentation of peat on muck, as is also indicated by abrupt decrease of organic matter (to 80%), decrease of Fe/Mn ratio (to 51) and increase catchment erosion indicator (from 0.14 to 0.67).

The most important factors (distinguished on the basis of principal components analysis) that affect the chemical composition of sediments from the site Bęczkowice are: biological productivity in wetland’s  ecosystem, mechanical and chemical denudation processes in the catchment (eg. the supply of allochtonous mineral matter), sorption of organic deposits, increase of the rainwater in the water balance and anthropogenic activity.