بخشی از مقاله
مقدمه
تجمع کربنات کلسیم ثانویه در خاک به شرایط رطوبتی کافی برای رهاسازی کلسیم از کانی ها و به طور متوالی شرایط خشکی کافی برای رسوب کربنات کلسیم نیاز دارد. اقلیم های نیمه خشک محیط های ایده آلی برای رسوب کربنات کلسیم خاکساز می باشد .[4] منشأ درجای کربنات ها به طور مستقیم - حضور کربناتها در مواد مادری - و یا به صورت غیر مستقیم - هوادیدگی کانی هایی مانند پلاژیوکلاز و هورنبلند در مواد مادری - از مواد مادری خاکرخ می باشد. منشأ دیگر کربنات ها شامل حرکت افقی یون کلسیم در آب های سطحی در مقیاس زمین نما از سنگ های غنی از کلسیم همسایه یا حاصل رسوبات باد اضافه شده به خاکرخ است
واکنش های ساده هوادیدگی کانی ها نشان می دهد که کلسیت و سیلیکات های صفحه ای محصولات معمول واکنش های بین CO2 و سیلیکات هایی که کلسیم در ساختار خود دارند، می باشد. تعادل زیر از جمله این واکنش ها می باشند.
مطالعات کمی در مورد تشکیل کربنات کلسیم ثانویه در خاکها توسعه یافته روی مواد مادری غیر آهکی انجام گردیده است. قسمت اعظم مواد مادری خاک های شمال غرب ایران سنگ های آذرین میباشد و منشأ کربنات کلسیم در این خاک ها، مسئله قابل بحثی است. همچنین توجه کمی به پدوفیچرهای کلسیت در خاکهای حاصل از مواد مادری آذرین در مناطق نیمه خشک شده است. بنابراین در این تحقیق به رسوب کربنات کلسیم ثانویه و مطالعه اشکال میکرومورفولوژیک متفاوت آن پرداخته شده است.
مواد و روشها
منطقه مطالعاتی در نوار آذرین اهر-ارسباران با تنوع زیاد مواد مادری آذرین قرار دارد. متوسط بارندگی و درجه حرارت سالیانه به ترتیب 294/4 mm و 10/8 œC ست. رژیم رطوبتی و حرارتی خاک به ترتیب زریک و مزیک می باشد. یک خاکرخ به عنوان خاک درجا روی سنگ های آذرین درونی آلکالی گرانیت، گرانودیوریت، منزودیوریت ، سینیت و پیروکسن دیوریت و آذرین بیرونی آندزیت، هورنبلند آندزیت، پیروکسن آندزیت و داسیت مطالعه شد. خاکرخ های حاصل از سنگهای هورنبلند آندزیت، پیروکسن آندزیت و داسیت تحت عنوان Calcixerepts و بقیه خاکرخها تحت عنوان Haploxerepts به روش آمریکایی طبقه بندی شدند.
جهت مطالعات میکرومورفولوژی، مقاطق نازک از کلوخه های هوا خشک شده دست نخورده با استفاده از رزین پلی استر تهیه شد. مقاطع به روش استوپز - 2003 - و بولاک و همکاران - 1985 - با استفاده از دستکاه میکروسکوپ پولاریزان تشریح شدند. بافت خاک به روش پیپت و مقدار کربنات کلسیم معادل در خاک به روش استاندارد در نمونههای خاک هوا خشک شده اندازهگیری شد.
نتایج و بحث
خاک های توسعه یافته روی سنگ های آذرین درونی بافت سبک تری SL - و - SCL در مقایسه با خاک های توسعه یافته روی سنگ های آذرین بیرونی L - و - CL دارند
رسوب کربنات کلسیم ثانویه در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک یک پدیده متداول می باشد. مقادیر کربنات کلسیم مشاهده شده در خاک های توسعه یافته روی مواد مادری آذرین بیرونی به صورت مشخصی بیشتر از آذرین درونی می باشد
در خاکرخ های حاصل از سنگ های آذرین درونی کربنات کلسیم ثانویه به اشکال متفاوت پدوژنیک رسوب یافته و منجر به تشکیل افق کلسیک شده است. بیشترین مقادیر کربنات کلسیم ثانویه در خاک های حاصل از هورنبلند آندزیت و پیروکسن آندزیت که دارای مقادیر قابل توجهی کانی های اولیه مانند پلاژیوکلاز، هورنبلند و پیروکسن هستند، مشاهده شد.
جدول .1 مقدار کربنات کلسیم ثانویه و بافت خاک در خاکرخهای مطالعه شده ماده مادری
حضور مقادیر زیاد کانی های اولیه در بخش درشت ماتریکس خاک های حاصل از مواد مادری آذرین بیرونی - شکل -1الف - نشان از غالب بودن هوادیدگی فیزیکی در آنها است. به علت هوادیدگی شیمیایی کم تشکیل کلسیت خاکساز در این خاک ها محدود بوده است. فقط مقدار کمی پدوفیچرهای کلسیت از نوع نودول در اندازه شن که با عمق افزایش یافتهاند در خاکرخ توسعه یافته روی سنگ آلکالی گرانیت مشاهده شد. همچنین مقادیر کمی پوشش های آهکی سوزنی شکل و هایپوکوتینگ با درجه تزریق متوسط روی منافذ در افقهای Bk این خاکرخ حضور دارند
بافت سنگین و افزایش بخش ریز ماتریکس در خاک های توسعه یافته روی سنگ های آذرین بیرونی نشان دهنده بیشتر بودن شدت هوادیدگی شیمیایی در آنها می باشد. در بیشتر افق های خاکی این خاکرخ ها فابریک کلسیتی مشاهده شد. نودول های کلسیتی - Orthic - با اندازه های متفاوت در تمامی افق های خاکی حاصل از سنگ های آذرین بیرونی مشاهده شد. نودول های Disorthic - شکل - 4 در افق هایی که فابریک Striated دارند، مشاهده شدند که نشان از بهم خوردگی خاک طی فرآیند های انقباض و انبساط می باشد
شکل -1 تصویر XPL افق های Bw پیروکسن دیوریت - الف - و Bk2 آلکالی گرانیت - ب -
:Pl پلازیوکلاز، :K-f پتاسیم فلدسپات، :Py پیروکسن، :Q کوارتز، :Am آمفیبول، :O کانی هایاُپک، :P منفذ، :Cl to Bi بیوتیت هوادیده شده به کلرایت، :Ca کلسیت، :Ca Cry b-fabric بی-فابریک کلسیتی.
کلسیت سوزنی شکل در افق های زیر سطحی توسعه یافته روی داسیت و آندزیت مشاهده شد . این اشکال دارای عرض 2 P و طول کمتر از 100 P هستند
اشکال سوزنی شکل تک بلوری دارای منشأ بیولوژیک از باکتری ها و یا حاصل رسوب فیزیکوشیمیایی در اطراف هسته های آهکی می باشند
کریستال های با طول بیشتر دارای منشأ بیولوژیکی مستقیم از معدنی شدن ریسه قارچ ها بعد از تخریب و فاسد شدن مواد آلی دیواره آنها می باشند
حضور کلسیت سوزنی شکل در خاک ها نشان دهنده مراحل ابتدایی خاکسازی، شستشوی کم و شرایط محیطی نیمه خشک در خاکرخ های مطالعه شده دارد . همراهی پوشش های سوزنی شکل و هایپوکوتینگ کلسیت - شکل-2الف وب - روی منافذ در خاکرخها نشان از تجزیه مواد آلی توسط قارچها است .[6] ریشه های کلسیتی شده - Quera - با آرایش موزائیکی شکل - اندازه - 15-35 P همراه با مناطقی که از آهک تخلیه شده اند در افق های زیر سطحی خاکرخ های حاصل از سنگ های آندزیت و هورنبلند آندزیت مشاهده شدند - اشکل -2ج - . تشکیل این اشکال در ارتباط با فعالیت ریشه ها و آهکی شدن آنها می باشد.
شواهد مطالعات صحرایی و میکرومورفولوژیکی - شکل -2د - نشان می دهد که منشأ کلسیم در خاک های مطالعه شده از محیط بیرون از خاکرخ نمی باشد، چرا که ویژگی هایی مانند انتقال بوسیله باد مشاهده نشد.
