تشكيل و مورفولوژي افق‌هاي آرژيليك در برخي از خاك‌هاي نيمه‌خشك غرب درياچه اروميه

Genesis and morphology of argillic horizons in some semiarid soils in the west of Urmia Lake

سابقه و هدف: افق‌هاي آرژيليك افق‌هاي زيرسطحي هستند كه نسبت به افق‌هاي فوقاني خود محتوي مقادير قابل‌ملاحظه‌اي رس‌هاي فيلوسيليكاته مي‌باشند و شواهد ايلويشن رس را نشان مي‌دهند. در برخي خاك‌ها علايم ايلويشن رس كاملاً واضح است، در حالي‌كه در برخي ديگر علايم ايلويشن رس تحت‌تاثير هوازدگي و تشكيل درجاي رس محو مي‌شود و در چنين مواردي ميكرومورفولوژي به‌عنوان يك ابزار قدرتمند كمك شاياني به شناسايي افق‌هاي آرژيليك مي‌نمايد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش افق‌هاي آرژيليك در خاك‌هاي آهكي نيمه‌خشك غرب درياچه اروميه با رژيم‌هاي رطوبتي و حرارتي زريك و مزيك مورد مطالعه قرار گرفتند. بدين منظور يك توالي پستي و بلندي متشكل از چهار تيپ اراضي دشت دامنه‌اي، فلات، تپه و كوهستان مطالعه گرديد. در هر تيپ اراضي سه خاكرخ حفر و تشريح شدند و خصوصيات مورفولوژيكي آن‌ها تعيين گرديد. از هر كدام از افق‌هاي مشخصه شناسايي شده نمونه‌هاي دست‌خورده جهت انجام آزمايش‌هاي فيزيكي و شيميايي و نمونه‌هاي دست‌نخورده و جهت‌دار جهت مطالعات ميكرومورفولوژي تهيه گرديدند. خصوصيات فيزيكي و شيميايي اين خاك‌ها براساس روش‌هاي استاندارد تعيين گرديد. جهت انجام مطالعات ميكرومورفولوژيكي، مقاطع نازك با ضخامت 30-25 ميكرون از نمونه‌هاي دست‌نخورده و جهت‌دار تهيه گرديد و با ميكروسكوپ پولاريزان و در نورهاي پولاريزه متقاطع (XPL) و ساده (PPL) مطالعه گرديدند. يافته‌ها: مشاهدات صحرايي حضور افق‌هاي آرژيليك را تنها در خاكرخ‌هاي واقع در تيپ‌هاي اراضي دشت دامنه‌اي و فلات نشان داد و نتايج فيزيكوشيميايي و ميكرومورفولوژي نيز حضور اين افق‌ها را تاييد كرد. براساس نتايج حاصله افق‌هاي آرژيليك در اين خاك‌ها هيو قرمزتر، رس بيش‌تر و نسبت رس ريز به رس كل بيش‌تري نسبت به افق‌هاي فوقاني داشتند. بررسي مقاطع نازك نشان داد كه در اين خاك‌ها پوسته‌هاي رسي به‌صورت پوشش‌هايي با ضخامت mm 34/0-08/0 در سطوح منافذ و ذرات اسكلتي حضور دارند و 7% - 2 مقاطع نازك در افق هاي آرژيليك را شامل مي‌شوند و در مواردي تمام فضاي منافذ را پر كرده‌اند. با توجه به اقليم نيمه‌خشك فعلي منطقه و حضور مقادير نسبتاً زياد كربنات‌كلسيم معادل در اين خاك‌ها، تشكيل افق آرژيليك در خاك‌هاي اين منطقه به اقليم مرطوب‌تر گذشته نسبت داده شد و بنابراين افق‌هاي آرژيليك در اين خاك‌ها در شرايط اقليمي فعلي تشكيل نشده‌اند و يك عارضه باقي‌مانده از اقليم‌هاي مرطوب‌تر گذشته در اوايل كواترنر هستند. در برخي از خاك‌هاي مورد مطالعه، پوسته‌هاي رسي توسط كربنات كلسيم پوشش‌يافته و در مواردي محو شده‌اند. پوشانده شدن پوسته‌هاي رسي توسط كربنات‌كلسيم نشان مي‌دهد كه اقليم منطقه از مرطوب به خشك تغيير يافته و سبب تشكيل تجمعات كربنات‌كلسيم در افق‌هاي آرژيليك و تبديل آن‌ها به افق‌هاي مركب آرژيليك- كلسيك شده است و بنابراين اين خاك‌ها پلي‌ژنتيك هستند. نتيجه‌گيري: حضور افق‌هاي آرژيليك در اين خاك ها نشان مي دهد كه منطقه مورد مطالعه از نظر ژيومورفولوژيكي پايدار بوده است و پايداري ژيومورفولوژيكي منطقه همراه با ساير شرايط مساعد براي جابه‌جايي رس در طول خاكرخ (مانند اقليم مرطوب)، منجر به تشكيل افق‌هاي آرژيليك در اين منطقه گرديده است.

Background and Objectives: Argillic horizons are subsurface horizons which contain considerably more phylosilicate clays than upper horizons show evidences of clay illuviation. In some soils evidences of illuviation of clay are obvious, whereas, some soils due to weathering and insitu formation of clay particles, evidences of clay illuviation disappear. Under such circumstances, as a key tool, micromorphology properly helps for recognition of argillic horizons. Materials and Methods: In this study argillic horizons in calcareous soils of a semiarid region, with xeric and mesic soil moisture and temperature regimes, in the west of Urmia Lake were studied. Thus, a toposequence in different physiographic positions including piedmont plains, plateau, hills and mountains was investigated. In each land type, three soil profiles were dug and described and their morphological properties were determined. Disturbed samples for physical and chemical studies and undisturbed and oriented samples for micromorphological studies were obtained from characteristic horizons. Physical and chemical properties of soils were determined using standard methods. In order to perform micromorphic studies, thin sections with the thickness of 25-30 microns were prepared from undisturbed and oriented samples and were studied using polarizing microscope under cross polarized (XPL) and plain polarized (PPL) lights. Results: Field observations revealed the presence of argillic horizons only in piedmont plains and plateau land types and the physico-chemical and micromorphological results confirmed their presence as well. According to the results, argillic horizons had redder Hue, higher clay content and ratio of fine clay to total clay than the overlying horizons. Thin section observations showed that clay skins are present as coatings with a thickness of 0.08-0.34 mm on the faces of voids and skeletal grains and comprise 2-7% of thin sections of argillic horizons and in some cases, they have filled all of pore spaces. Regarding to semiarid climate of this region and presence of high quantities of calcium carbonate equivalent in these soils, the genesis of argillic horizons in this region was probably related to the wetter past climate and thus, argillic horizons in these soils are relict features from a wetter climate in lower Quaternary. In some of these studied soils clay coatings have been engulfed by calcium carbonate and in some cases, they have been disappeared completely. The engulfment of clay coatings by calcium carbonate shows that the climate of this region has been changed from wet to arid which caused to calcium carbonate accumulation in argillic horizons and changing them to the complex argillic- calcic horizons and thus, these soils are polygenetic. Conclusion: Presence of argillic horizons in these soils shows that this region was geomorphologically stable and the stability of this area along with other suitable condition for translocation of clay particles in profile (such as wetter climate) have led to formation argillic horizons in this area.