بخشی از مقاله
مقدمه
تغییرات اقلیمی میتوانند با دگرگون کردن نوع و سرعت فعل و انفعالات فیزیکی و شیمیایی، هوادیدگی، تشکیل و تبدیل کانیها در خاک تأثیرات قابل توجه و مهمی بر چرخههای بیوژئوشیمیایی بگذارد هوادیدگی سیلیکاتها و تشکیل و تبدیل کانیها از نظر تئوری به واکنش کانیها، فراهمیکانیها، میزان رطوبت، واکنشهای اسیدی، لیگاندها و قانون سرعت آرنیوس بستگی دارد
مطالعه تأثیر فاکتورهای اقلیمی بر روی سرعت، تشکیل و تغییر و تبدیل کانیها باعث بدست آمدن نتایج قابل تأمل و واضح میشود که هنوز هم یک موضوع مهم و مورد بحث میباشد. محور اصلی این مباحث شامل تغییرات مواد آلی خاک، میزان رس، اسیدیته و یونهای قابل تبادل است - بوکهیم و همکاران، . - 2000 دمای بالاتر سرعت هوادیدگی شیمیایی را افزایش میدهد
و همکاران - 2001 - بیان کردند که سرعت هوادیدگی در ابتدا توسط ترکیب نزولات آسمانی، دما و مواد مادری تحت تأثیر قرار میگیرد.
اگلی و همکارن - - 2003 در مطالعات خود در منطقه آلپ نتیجه گرفتند که دماهای بالاتر لزوما منجر به افزایش سرعت هوادیگی نمیشود بلکه جریان آب نفوذ یافته به درون خاک اهمیت بیشتری دارد. در محیطهای گرمتر معمولا میانگین سرعت هوادیدگی شیمیایی باید بالاتر باشد که با سرعت بسیار پایین هوادیدگی کاتیونی در تضاد است
اگلی و همکاران - 2008 - نشان دادند که هوادیدگی خاکهاشدیداً در ارتباط با اقلیم بوده و هوادیدگی زیاد کانی-های تریاکتاهدرال مانند میکا و کلریت را به کانیهای دیاکتاهدرال مثل اسمکتیت تبدیل کرده است. تشکیل اسمکتیت به علت از دست دادن Fe و Al رابطه مستقیم داشته و از آن جایی که اقلیم با عناصر شسته شده - K, - Na, Ca, Na, Mg رابطه خطی دارد، دمای بالا منجر به تولید کلاتهای آلی شده و هوادیدگی را افزایش می-دهد و با از دست رفتن آهن و آلومینیوم در نهایت اسمکتیت تشکیل میشود. با توجه شرایط اقلیمی متفاوت منطقه بردسیر و تأثیر بسزای آن بر خصوصیات کانیها وخاک هدف از این مطالعه بررسی تأثیر اقلیم بر نوع و خصوصیات کانیهای رسی در این منطقه میباشد.
مواد و روشها
این ردیف اقلیمی در محدوده جغرافیایی 11ْ 56 تا 36ْ56 طول شرقی و 50ْ29 تا 58ْ29 عرض شمالی و در شهرستان بردسیر واقع در جنوب غربی استان کرمان قرار دارد. بخش وسیعی از منطقه دارای رژیم رطوبتی اریدیک بوده ولی با حرکت به سمت غرب وجنوب به دلیل افزایش ارتفاع و کوهستانی شدن اقلیم رژیم رطوبتی خاک به تدریج تغییر کرده و زریک میشود. به منظور تعیین تأثیر اقلیم بر خصوصیات کانیشناسی منطقه مورد مطالعه 5 نمونه خاک از رژیمهای رطوبتی aridic، aridic boarder to xeric و xeric انتخاب و خصوصیات کانی شناسی هر کدام مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین نوع کانی های رسی در خاک گام نخست از بین بردن مواد سیمانی کننده ذرات است که این مواد شامل کربناتها، مواد آلی و اکسیدهای آهن و منگنز است.
برای خروج کربنات ها روش جکسون - 1975 - و کیتریک و هوپ - 1963 - ملاک عمل قرار گرفت. برای حذف اکسیدهای آهن از بافر دی تیونات، سیترات و بیکربنات سدیم - DBC - با pH برابر 7/3 در حمام بخار و دمای 75-80 درجه سانتیگراد استفاده شد. سپس بخش رس توسط سانتریفیوژ جدا شده و هر نمونه به دو بخش تقسیم و یکی با کلرید منیزیم نرمال و دیگری با کلرید پتاسیم نرمال اشباع شد تا رس ها به صورت متراکم درآمده و رسوب نمایند. در نهایت به منظور تعیین نوع رس با استفاده از پراش پرتو ایکس چهار اسلاید برای هر نمونه آماده شد: -1 اسلاید اشباع با پتاسیم، -2 اشباع با پتاسیم و حرارت در 550 درجه سانتیگراد، -3 اشباع با منیزیم و -4 اشباع با منیزیم و اتیلن گلیکول. نمونهها توسط دستگاه پراش پرتو ایکس در دانشگاه تهران که دارای مدل Zimens D 5000 با ولتاژ و آمپر 30 میلی ولت مورد آنالیز قرار گرفت. منبع فلز در این دستگاه مس بوده که در زوایای 2 بین 2 تا 41 انجام گردید.
نتایج و بحث
اقلیم علاوه بر خصوصیات کانی شناسی بر روی خصوصیات فیزیکوشیمیای و در نتیجه رده بندی خاکها تأثیر گذاشته به طوری در رژیم رطوبتی اریدیک خاکهای با تکامل کم و اریدیسولهایی با افق کلسیک تشکیل شده و در رژیم رطوبتی زریک آلفیسولهایی با افق آرجیلیک تشکیل شده است.
خاکهای مورد مطالعه در منطقه اغلب حاوی تجمع آهک ثانویه بوده که به اشکال سخت دانه، پودری و میسلیوم در خاک تجمع یافتهاند در این منطقه با حرکت از رژیم رطوبتی اریدیک به رژیم رطوبتی زریک بر درصد رس تجمع یافته در افقهای زیرین افزوده شده و پوششهای رسی با ضخامت بیشتری تشکیل شدهاند. رده بندی این خاکها بر اساس سیستم - 2007 - WRB و رده بندی جامع آمریکایی - 2010 - در جدول 1 آورده شده است.
جدول -1 رده بندی پروفیلهای شاهد بر اساس سیستم جامع امریکایی - 2010 - و - 2007 - WRB
نتایج کانی شناسی این ردیف اقلیمی در جدول 2 آورده شده است. پروفیل شماره 1 دارای رژیم رطوبتی aridic میباشد. همان طور که در این شکل مشاهده میشود این خاک به ترتیب فراوانی شامل کانیهای اسمکتیت، ایلیت، کلریت وکائولینیت است که کانی غالب در این خاک اسمکتیت و ایلیت است. امکان تشکیل کانیهایکلریت و کائولینیت در این منطقه وجود نداشته و منشأ آنها موروثی است.
خرمالی و ابطحی - 1382 - در مطالعات خود بیان کردند که مقادیر کم رطوبت و حضور آهک و گچ، زیادی سیلیسیم و منیزیم، محیط مناسبی برای تشکیل اسمکتیت است که این شرایط محیطی در این پروفیل حاکم بوده و به همین دلیل به نظر میرسد منشأ بخشی اسمکتیت موجود در این خاک پدوژنیک بودهو احتمالاً از هوادیدگی ایلیت و کلریت تشکیلشده است. پروفیل شماره 2 در رژیم رطوبتی aridic boarder to قرار دارد.
کانیهای این خاک به ترتیب فراوانی اسمکتیت و ایلیت، کواتز و فلدسپار میباشد. همان طور که مشاهده میشود کانی غالب در این خاک اسمکتیت بوده و مقدار آن نسبت به پروفیل شماره 1 افزایش قابل توجهی یافته است و برعکس اثری از کلریت در این خاک دیده نمیشود که دلیل آن افزایش رطوبت و محیا بودن شرایط به منظور هوادیدگی و تشکیل اسمکتیت از سایر کانیها میباشد خرمالی و ابطحی - 2003 - رابطه معنی داری بین نسبت P/ET و مقدار اسمکتیت در استان فارس یافتند. با افزایش رطوبت قابل استفاده خاک، pH قلیایی و آب شویی متوسط خاک تا حدی که یونهای پتاسیم از بین لایهای ایلیت خارج شود محیط برای تشکیل اسمکتیت فراهم میشود.
پروفیل شماره 3 در رژیم رطوبتی زریک حفر شده است و از عمقهای مختلف آن به منظور مطالعات کانی شناسی نمونه برداری شده است. با توجه به جدول 1 کانیهای اسمکتیت، ایلیت، کائولینیت و کلریت در این خاک مشاهده شد. اسمکتیت تنها کانی مشاهده شده در افق فوقانی این خاک بوده و مقدار آن بسیار بالا بوده و کانی غالب را در این خاک تشکیل میدهد.
دلیل این امر مرطوب شدن اقلیم و شرایط مناسب برای هوادیگی کانیها به اسمکتیت میباشد. میزان اسمکتیت از سطح به عمق به شدت کاهش یافته و بر میزان ایلیت افزوده میشود که دلیل آن شرایط ضعیف هوادیدگی در عمق خاک و در نتیجه کاهش تبدیل سایر کانیها و به خصوص ایلیت به اسمکتیت میباشد. با توجه به روند فوق و محیا نبودن شرایط به منظور تشکیل اسمکتیت در اثر نوتشکیلی از محلول خاک به نظر میرسد که منشأ غالب کانی اسمکتیت موجود در خاکهای این منطقه هوادیدگی سایر کانیها مانند کلریت و به خصوص ایلیت میباشد.
همچنین یکی از منابع این کانی به طور یقین مواد مادری است زیرا در تمام نمونههای مورد مطالعه به مقدار نسبتا زیادی مشاهده میشود. حضور کائولینیت به مقدار کم در این پروفیل و افزایش تدریجی آن از سطح به عمق نشان دهنده منشأ توارثی آن میباشد که به احتمال فراوان از سنگ مادر ناشی شده است. همچنین مقادیر ناچیزی از کانی کلریت در افق تحتانی این پروفیل مشاهده شد که آن نیز از ماده مادری به ارث رسیده است.
