The Tatra Mts – rocks, landforms, weathering and soils

The trip gives insight into geology and landforms as well as into past and present dynamic geological, geomorphologic and soil-forming processes in the central part of Polish Tatra Mts. The area is easily accessible from Zakopane. However not the highestand not the most impressive of all parts of the mountains it offers a concise review of all sites crucial for understanding the geologic history of the Tatras and their forefield. Crystalline core has not only been covered by overthrusted sedimentary rocks but also forms tectonically displaced bodies like crystalline islands over the sediments. Post-orogenic erosion strongly differentiated the mountains landscape. High valleys shaped in resistant granitoids of the High Tatras were much better reservoirs of snow and ice during the Pleistocene then the West Tatras valleys deeply cut into softer sediments and metamorphic rocks. Therefore, the High Tatric glaciers were longer and thicker than the West Tatric ones. Post-glacial weathering, mass movements and accumulation of organic matter resulted finally in formation of rich variety of specific mountain soils.//Trasa wycieczki prowadzi przez środkową część Tatr Polskich: Dolinę Bystrej, Kasprowy Wierch, przełęcz Karb i Dolinę Suchej Wody (Fig. 1). Różnice między dwiema głównymi częściami tych gór: Tatrami Zachodnimi i Wysokimi są stamtąd wyjątkowo dobrze widoczne. Teren ten jest ponadto przedmiotem intensywnych badań od przynajmniej 200 lat, a najnowsze doniesienia pojawiają się co roku. Stamtąd pochodzą liczne datowania moren, wreszcie, to w Dolinie Suchej Wody L. Zejszner pierwszy rozpoznał w 1849 r. ślady zlodowacenia. Przemierzając Tatry podczas planowanej wycieczki będzie można zaobserwować tak wyraźnie widoczne w górach efekty działania procesów prowadzących do niszczenia gór, bardziej szczegółowo przyjrzymy się przejawom wietrzenia. Wietrzenie jest bardzo ważnym procesem warunkującym powstawanie gleb a co za tym idzie wpływającym na rozwój roślin i zwierząt czyli na środowisko życia człowieka

Forms of occurrence of Zn, Pb, As and Cd in weathering environments developed on wastes from the mining and processing of Zn and Pb deposits near Olkusz

Do oszacowania stopnia zagrożenia jakie stanowią metale ciężkie i inne szkodliwe dla środowiska pierwiastki, oprócz całkowitej zawartości danego pierwiastka, niezbędne jest ustalenie form w jakich ten pierwiastek występuje. Celem niniejszej rozprawy doktorskiej było rozpoznanie form w jakich występują Zn, Pb, As i Cd w środowiskach wietrzeniowych rozwiniętych na odpadach z wydobycia i przeróbki rud Zn i Pb w okolicy Olkusza. Badaniom poddane zostały próbki ze stawów osadowych ZGH "Bolesław" czynnych od 1986 r. oraz próbki z profili glebowych rozwiniętych na czterech hałdach po wydobyciu złóż utlenionych (galmanów) od końca XIX w. do roku 1985. Do realizacji założonych celów zastosowano zarówno metody mineralogiczne (mikroskopowe i dyfrakcyjne) jak i metody geochemiczne (np. metodę selektywnej ekstrakcji sekwencyjnej). W odpadach poflotacyjnych Zn i Pb występuje przede wszystkim w formie siarczków a rzadziej (Zn głównie w starszym odpadzie) w formie węglanowej. As dominuje jako domieszka w siarczkach Fe. Cd w młodszych odpadach poflotacyjnych stanowi głównie domieszkę w siarczkach Zn a w starszych częściowo przechodzi w formę węglanową a częściowo występuje jako jony wymienne. Próbki z hałd "galmanowych" zawierają Zn w formie smithsonitu lub hemimorfitu, glinokrzemianów z Zn (z grupy smektytu i kaolinitu) oraz Zn zabsorbowany na tlenkach Fe.Największe ilości Pb napotkano w tlenkach Mn a mniejsze w cerusycie, w tlenkach Fe i dolomicie.Asdominuje w formie jonów zabsorbowanych nagoethycie a Cd jako domieszka w węglanach, krzemianach i glinokrzemianach Zn oraz w formie wymiennej. Porówanie geochemicznych i mineralogicznych metod analizy specjacji pierwiastków pokazało, że jedynie kompleksowe spojrzenie na problem specjacji metali w zanieczyszczonych glebach i w odpadach może dawać wiarygodne wyniki a metoda selektywnej ekstrakcji sekwencyjnej nie może być stosowana bez porównania zbezpośrednimi metodami mineralogicznymi. Wykonane badania pokazują, że największe zagrożenie dla środowiska stanowi Cd, który występując w formie wymiennej jest potencjalnie łatwo dostępny dla organizmów żywych. Cd jest najbardziej mobilny w starych odpadach poflotacyjnych oraz w powierzchniowych poziomach gleb na hałdach "galmanowych". Zn i Pb mogą zostać łatwo uwolnione z minerałów w razie zmiany odczynu środowiska na bardziej kwaśny a As po zmianie warunków na redukcyjne.To estimate the degree of thret posed by heavy metals and other environmentally harmful elements it is necessary to determine the form in which the element occurs, in addition to the total content of the element. The aim of this thesis was to identify the formsof compounds in which Zn, Pb, As and Cd occur in weathering environments developed on wastes from the mining and processing of Zn and Pb deposits near Olkusz (S Poland). The study involved samples from ZGH "Bolesław" flotation tailings ponds active since 1986 and samples of soil profiles developed on four dumps after mining of oxidized ores from the end of the XIX century until 1985. Two types of methodswere used:mineralogical methods (optical and electron microscopy with in situelemental analysis,X-ray diffraction) and geochemical methods (selective sequential extraction and bulk elemental analysis). In the flotation tailings, Zn and Pb occur mainly in the form of sulphides and rarely in the form of carbonates. As is present usuallyas the admixture in Fesulphides. Cd occur in younger tailings as the impurity in Zn sulfides but in older tailings mostly in carbonate and ion-exchangeable form. Samples from the dumps of oxidized ores contain Zn in the form of smithsonite or hemimorphite, Zn aluminosilicates (smectite and kaolinite groups) and absorbed on Fe-oxide.The largest amounts of Pb is encountered in Mn-oxides and less in cerusite, Fe-oxides and dolomite.As dominates as the ions absorbed on goethite and Cd as an impurity in carbonates, silicates and Zn aluminosilicates, and in the form of exchange ions. Simultaneous application of geochemical and mineralogical methods for analysis of speciation of elements has shown that only a comprehensive approach to the problem of speciation of metals in contaminated soils and waste can yield reliable results and that selective sequential extraction method can not be used without a comparison with direct mineralogical methods. The study has shown that Cd occuring in the form of exchangeable ions, potentially available to living organisms, pose the greatest threat to the environment. Cd is the most mobile in the old tailings and in surface horizons of the soils developed on the oxidized ores dumps. Zn and Pb can be easily released from their forms in the event of a change of pH of the environment to a more acidic and As in case of changing conditions to more reductive