Mineralogical composition of iron-rich precipitates in a meadow soil (River Ipoly, NE Hungary)

Abstract

A vas- és mangán-oxidok fontos szerepet töltenek be a kémiai elemek talajbeli migrációjában, és amennyiben nem reliktum sajátságok, jellemezőik jól tükrözik a befogadó talaj képződésének körülményeit. Jelen tanulmányban egy Ipoly-menti rétitalaj-szelvényben található vaskiválásokat jellemeztük mikroszkópos szöveti, szelektív kémiai kioldásos, valamint röntgen-pordiffrakciós ásványtani vizsgálatokkal. A 20 és 180 cm-es mélységközben megjelenő különféle vaskiválások a legfelső rétegekben elsősorban vörösbarna bevonatokat és laza aggregátumokat alkotnak. 60 és 90 cm között azonban már a geodaszerű borsók és a konkréciók uralkodnak, továbbá itt jelennek meg az amfibol utáni pszeudomorfózák is. A kiválások mérete és gyakorisága is itt a legnagyobb, jelezve a hidromorf hatás maximumát. A különféle vaskiválások 120 cm alatt zömmel gravitációs mozgással vagy bemosódással vannak jelen. Mind a ditionitos, mind pedig az oxalátos kioldással a legfelső rétegből mobilizálódott a legtöbb vas (1,56% Fed és 1,70% Feo) és ezek mennyisége a mélységgel csökken. Az oxalátos és ditionitos Fe- és Mn-tartalom aránya 1 körül van minden vizsgált mintában. Ez az amorf vasfázisok (és mangánfázisok) uralkodó arányára és a jelentős hidromorf hatásra utal a vaskiválásokban. A szelektív kioldásokkal kinyerhető Fe- és Mn-tartalom nem követi a teljes Fe- és Mn-tartalom változásait. A legfelső vizsgált rétegben a teljes vastartalom kb. 30%-a, míg a mangán 90%-a oldható ki minkét módszerrel, és ez az arány a mélységgel csökken. A nedves szitálással szeparált vaskiválások röntgendiffrakciós vizsgálata szerint kristályos vas- és mangánfázisokra jellemző csúcs nem jelenik meg a felvételeken. A felvételek mintázata vas és amorf anyag jelenlétére utal. A vizsgált vasborsókban megjelenő további ásványok megegyeznek a talajt alkotó fázisokkal. Szembetűnő azonban, hogy a jobban fejlett vaskiválások kevesebb és rendezetlenebb szerkezetű agyagásványt tartalmaznak, mint a laza aggregátumok. A vasborsókkal ellentétben az amfibol utáni pszeudomorfózákban egyértelműen kimutatható a goethit, mint vasfázis. Jellemző azonban, hogy ez a fázis is rendezetlen szerkezetű, amely utalhat arra, hogy ferrihidritből képződött. Vizsgálataink alapján a vasas kiválásokat felépítő fázisok röntgenamorf szerkezetűek, rövid távon rendezett ferrihidrit (valamint vernadit) ásványok lehetnek. A kiválások legfejlettebb formája az izometrikus alakú, koncentrikus szerkezetű konkréció. Ennek képződése együtt jár a benne található agyagásványok degradálódásával (és esetleg a kalcit eltűnésével is) szoros összefüggésben a nedvesedési–kiszáradási ciklusokkal. A vaskiválások anyagát szolgáltató fázis a teljesen átalakult amfibol lehetett, amely a legjobban fejlett kiválásokkal egyazon mélységben jelenik meg. A vasforrás közelsége is hozzájárulhatott a kiválások szöveti-morfológiai fejlettségéhez.