بررسی کانیهای رسی در دنباله پارینه خاک -بادرفت منطقه پاسنگ استان گلستان

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

 دنباله پارینه خاک-بادرفت منبعی سرشار از اطلاعات مربوط به آب و ،(Soil-Loess) هوای گذشته است. کشور ایران با قرار گرفتن بر کمربند بادرفتی کشورهای آسیایمیانه، دارای
ضخامت زیادی از این خاکهاست. شاخصهایی برای بررسی تغییر اقلیم گذشته در بادرفتها وجود
دارند و یکی از آنها کانیهای رسی است. به منظور بررسی نوع، مقدار و خاستگاه کانیهای رسی،
خاکرخهایی در اراضی بادرفتی استان گلستان حفر شدند که پس از مطالعات اولیه، چند نمونه
سیلت، ریز رس و درشت رس برای بررسی به روش پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی
روبشی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که ایلیت، کلریت، اسمکتیت، کائولینیت، کوارتز، و
فلدسپارها از کانیهای غالب در این خاکها هستند. ایلیت، کلریت و کائولینیت در هر سه نمونه
یاد شده دیده میشوند، کوارتز و فلدسپار کانی موجود در سیلت، و اسمکتیت در ریز رس و
درشت رس وجود دارند. گرچه مقدار و نوع کانیهای رسی در خاکها وابستگی زیادی به مواد
مادری )تهنشستهای بادرفتی( دارند، ولی تفاوتهایی نیز در مقادیر کانیها در طول خاکرخها دیده
میشوند. با توجه به مطالعات نیمه کمی چنین استنباط میشود که گرچه اسمکتیت در این
خاکها وجود دارد ولی هوادزدگی منجر به تبدیل کانی کلریت به اسمکتیت شده است. بیشترین
تبدیل در پارینه خاک مدفون در عمق 1۱٠ تا 1۱٠ سانتیمتری مربوط به دوران گرم و مرطوب
گذشته دیده میشود؛ جائی که هوازدگی روند سریعتری را دنبال کرده است. تفاوت در میزان
هوازدگی با اندازهگیری آهن قابل استخراج با اگزالات و دایتیونیت به اثبات رسیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Clay minerals in soil-loess sequences in Pasang area, Golestan province

چکیده [English]

Loess/soil sequences have been proven to be excellent
paleoclimate indicators. Large areas of northern Iran are covered by loess
deposits which provide a good condition to carry out research on
paleoclimate, paleosols and discontinuities. The objectives of this research
were to identify clay minerals of soil-loess sequences, to determine the role
of climate change in clay mineral transformation and to estimate the relative
ages of soil development based on archaeological information. Samples were
analyzed by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy
(SEM). The results showed that kaolinite, illite, quarts and feldspar were
dominant in the fine clay, coarse clay and silt fractions. The type and the
quantity of clay minerals in soils are highly correlated with parent material.
Semiquantitative estimation indicated that different clay minerals are
quantitatively different in the profiles. This may be due to different
weathering rates caused by cool/dry and wet/warm periods. A high degree of
chlorite to smectite transformation was observed in deep soil horizon (130–
170 cm) where a developed horizon was buried. Differences between soil
layers development were confirmed by comparison of oxalate and dithionite
extractable Fe.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Loess
  • clay minerals
  • paleoclimate
  • soil development
[1] Sun J., “Provenance of loess material and formation of loess deposits on

the Chinese loess plateau”, Earth and planetary science letters 203 (2002)

845-854.

[2] Hardcastle J., “On the Timaru loess as a climatic register”, Trans. Proc.

N. Z. Inst. 23 (1890) 324–332.

[3] Liu, Chang T., “The `Huangtu'(loess) of China”, In: Rept. 6th INQUA

Congress Warsaw 4 (1964) 503–524.

[4] Kukla J., “Loess stratigraphy in Central Europe”, In: K.W. Butzer and

G.L1. Isaac, Editors, After the Australopithecines, Mouton, Hague (1975)

99–188.

[5] Bourne W.C., Whiteside E.P., “A study of the morphology and

pedogenesis of a medial chernozem developed in loess”, Soil Sci. Soc. Am.

J 44(1962) 159-167.

[6] Brady N., “The nature and properties of soils”, 10th edition, Macmillan

Publishing Company, (1990) 570 p.

[7] Ferraro F., Terhorst B., Ottner F., Cremaschi M., “Val Sorda: An upper

Pleistocene loess-paleosol sequence in northeastern Italy”, Revista

Mexicana de Ciencias Geológicas, 21(2004) 30-47.

[8] Bronger A., Winter R., Sedov S., ”Weathering and clay mineral

formation in two Holocene soils and in buried paleosols in Tadjikistan:

towards a Quaternary paleoclimatic record in Central Asia”, Catena

34(1998)19–34.

[9] Durn G., Ottner F., Slovenec D., ”Mineralogical and geochemical

indicators of the polygenetic nature of terra rossa in Istria, Croatia”,

Geoderma 91(1999)125–150.

[10] Kostic N., Protic N., “Pedology and mineralogy of loess profiles

Kapela-Batajnica and Stalac´, Serbia”, Catena 41(2000)217–227.

[11] Predrij V. I., “Clay mineral composition and palaeoclimatic

interpretation of the Pleistocene deposits of Ukraine”, Quaternary

International 76/77 (2001) 113-121.

[12] Egli M., Mirabella A., Fitze P., “Clay mineral formation in soils of two

different chronosequences in the Swiss Alps”, Geoderma 104(2001)145–175.

[13] Bronger A., “Correlation of loess–paleosol sequences in East and

Central Asia with SE Central Europe: towards a continental Quaternary

pedostratigraphy and paleoclimatic history”, Quaternary International 106–

107 (2003) 11–31.

[14] Aide M., Aide C.S., “Assessing Soil Genesis by Rare-Earth Elemental

Analysis”, Soil Sci. Soc. Am. J. 67(2003)1470–1476.

[15] Nettleton W.D., Chadwick O.A., “Late Quaternary, redeposited loesssoil

developmental sequences, South Yemen”, Geoderma, 70(1996) 21-36.

[16] Xiu Ming Liu., Rolph T., Zhisheng An., Hesse P., ”Paleoclimatic

significance of magnetic properties on the Red Clay underlying the loess andpaleosols in China”, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology

199 (2003) 153-166.

[17] Zhifei Liu., Trentesaux A., Clemens C., Colin C., Pinxian Wang., Baoqi

Huang., Boulay S., ”Clay mineral assemblages in the northern South China

Sea: implications for East Asian monsoon evolution over the past 2 million

years”, Marine Geology 201 (2003) 133-146.

[18] Tamburini F., Adatte T., Follmi T., Bernasconi S. M., Steinmann P.,

”Investigating the history of East Asian monsoon and climate during the last

glacial-interglacial period (0-140 000 years): mineralogy and geochemistry

of ODPSites 1143 and 1144, South China Sea”, Marine Geology 201 (2003)

147-168.

[19] Barbier R., “Decouverte de loess et dune ancienne valee remblaye dans

le cours infereier du Sefid-roud, versant nord de Elborz, Iran”, Acad. Sc.

Paris 250(1960)1097-1098.

[20] Ehlers E.,”Sudkaspisches tiefland und kaspisches Meer. Beitrage zu

ihler Entwicklungsgeschichte im Jung-und Postpleistozan”, Tubinger Geog.

44(1971)184 p.

[21] Lateef F., “Distribution, provenance, age and paleoclimatic records of

the loess in central north Iran”, Internat, symp on Loess, proc. NewZeland,

(1998) 93-101.

22 [ پاشائی ع.، " بررسی ویژگیهرای فیزیکری و شریمیایی و چگرونگی خاسرتگاه رسروب هرای [

. 1۱۱5 ( صفحه 6۱ تا ۱8 ( بادرفتی در منطقه گرگان و دشت" ، مجله علوم زمین، شماره 2۱ و 22

[23] Okhravi A., Amini R., “Characteristics and provenance of the loess

deposits of the Gharatikan watershed in Northeast Iran”, Global and

Planetary Change (2001) 11–22.

[24] Mohamadi M. H., “The effect of climate and topography on clay

mineralogy on two toposequence in the north of Iran”, E-MRS Spring

Meeting proc. Netherlands, (2002) 12.

[25] Kehl M., Sarvati R., Ahmadi H., Frechen M., Skowronek A., “On loess

deposit of northern Iran”, Teritory, 1(2005)1-12.

[26] Kehl M., Frechen M., Skowronek A., ”Paleosols derived from loess

and loess-like sediments in the Basin of Persepolis, Southern Iran”,

Quaternary International 140/141 (2005) 135–149.

2۱ [ الماسی ع.، پاشائی اول ع.، جلالیان ا.، ایوبی ش.، " بررسی ترکیب کانیهای رسی و تحول [

آنها در ته نشستها بادرفتی و پارینه خاکهرای منطقره قپران اسرتان گلسرتان " ، مجلره دانشرگاه

کشاورزی و منابع طبیعی گرگان )در دست چاپ(.

[28] Soil Survey Staff ., “Soil Survey laboratory methods and procedures for

collecting soil samples”, USDA- SCS soil survey Invest, Rep. I. U. S.

government Printing Office, Washington DC, 68(1984) .

[29] Walkley A., Black I A., “An examination of Degtjareff method for

determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic

acid in soil analysis”, Experimental soil science 79 (1934) 459-465.[30] Ozkan A.I., Ross G.I., “Ferruginous beidellite in Turkish soils”, Soil

Sci. Soc. Am. J 43(1979) 1242- 1248.

[31] Page A.L., Miller R.H., Keeney D.R., “Methods of soil analysis”, In ΙΙ.

Chemical and mineralogical properties. SSSA, Pub, Mad (1992) 1159 p.

[32] Soil Survey laboratory methods., “Procedure for collecting soil

samples”, U.S. Soil survey investigation Rep, U.S. Government printing

office, Washington Dc 1(1984) 68p.

[33] Day P.R., “Particle fractionation and particle-size analysis”, In: C.A.

Black (ed), Methods of soil analysis, part Ι. Agr. Am. Soc, Agron. Mad. WI

(1965).

[34] Kittrick J., Hope E.W., ”Aprocedure for particle size separation of soils

for x-ray diffraction analysis”, Soil Sci. 96 (1963) 319 - 325.

۱5 [ کریمزاده ح.، جلالیان ا.، خادمی ح.، " مطالعره کرانی هرای رسری خاکهرای گچری زمرین [

ریختهای مختل در منطقه شرق اصفهان" ، مجله علوم و فنرون کشراورزی و منرابع طبیعری،

. 1۱8۱ ( صفحه ۱۱ تا 9۱ ( ، شماره 1

[36] Gilkes R. J., Little I. P., “Weathering of chlorite and some association

of trace elements in Permian phyllites in southeastern Queensland”,

Geoderma 7 (1972) 233-247.

[37] Buol S. W., Hole F. D., Mccraken N., "Soil genesis and classification",

Iowa State University Press, Ames, 360 p (1989).

[38] Johnson M. G., Mcbride M. B., “Mineralogical and chemical

characteristics of Adirondack spodosols evidence for para- and

noncrystallin aluminosilicate minerals”, Soil Sci. Soc. Am. J 53 (1989)

482-490.

[39] Nemecz E., Pecsi M., Hartyani Z., Horvath T., ”The origin of the silt

size quartz grains and minerals in loess”, Quaternary International 68/71

(2000) 199-208.

[40] Gylesjo S., Arnold M., ”Mineralogy records from Lingtai, Chinese

loess plateau”, Geophysical Research Abstracts, European Geophysical

Society 5(2003) 10448.

[41] Blume H. P., Schwertman U., “Genetic evaluation of profile

distribution of Al, Fe and Mn oxides”, Soil Sci. Soc Am. Proc, 33 (1969)

438-444.

22 [ ترابی گل سرفیدی ح .، " بررسری چگرونگی تکروین و تکامرل خاکهرای حاشریه رودخانره [

) سفیدرود در گیلان مرکزی" ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان.) 1۱۱۱

2۱ [ رمضانپور ح.، جلالیان ا.، " تغییرات خاکها در ردی ارزیابی اراضری - زمرانی در دو منطقره [

)1۱81( اقلیمی در زاگرس مرکزی" ، مجله علوم و فنون کشاورزی و منرابع طبیعری، شرماره 1

. صفحه 1۱۱ تا 121

[44] Busche D., Grunert J., Sarvati R., “Iran Geomorphologie”, Tubinger

Atlas des Vorderen Orients(TAVO) AIII 3.