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Revista de Ciências Agrárias

versão impressa ISSN 0871-018Xversão On-line ISSN 2183-041X

Rev. de Ciências Agrárias vol.45 no.4 Lisboa dez. 2022  Epub 01-Dez-2022

https://doi.org/10.19084/rca.28404 

Artigo

Mineralogía de la tierra fina y las arcillas en una secuencia de paleosuelos en la isla de Mallorca

Mineralogy of fine earth and clays in a paleosol sequence on the island of Mallorca

Antoni Forss*1 

Jaume Vadell1 

1Departament de Biologia, Universitat de les Illes Balears; Ctra. Valldemossa km 7,5; 07122 Palma, España


Resumen

Se estudia una secuencia de paleosuelos superpuestos desarrollados en el Cuaternario. Se han diferenciado 18 horizontes a lo largo del perfil del suelo con una profundidad de 12,5 m. Para cada horizonte se ha cuantificado el contenido mineral de la tierra fina (< 2 mm) y los minerales de arcilla correspondientes a la fracción <0,002 mm. Los filosilicatos constituyen los minerales mayoritarios de estos horizontes. Los carbonatos de calcio son también muy abundantes, pero con importantes diferencias entre horizontes desde horizontes descarbonatados a otros en que constituyen la fracción mayoritaria. El cuarzo, los feldespatos potásicos y las plagioclasas son otros componentes comunes. Las illitas constituyen el mineral de arcilla más común, presentandose en forma pura y formando interestratificados con esmectitas. Las cloritas y caolinitas son otras especies de arcillas presentes en todos los horizontes. La composición mineral del conjunto de horizontes de estos paleosuelos pone de manifiesto un origen común de los materiales que los constituyen.

Palabras clave: suelos mediterráneos; Luvisol; Calcisol; illitas; interestratificados illita-esmectita

Abstract

A sequence of overlapping paleosols developed in the Quaternary is studied. Along a soil profile of 12.5 m have been differentiated eighteen horizons. For each horizon, the mineral content of the fine earth (< 2 mm) and the clay minerals corresponding to the <0.002 mm fraction have been quantified. The most common minerals of these horizons are phyllosilicates. Calcium carbonates are also very abundant, but with important differences between horizons, from decarbonated ones to others in which carbonates constitute the main fraction. Quartz, K-feldspars and plagioclases are other common components. Illites are the most common clay mineral, occurring in pure form and forming interstratified illite-smectite mixtures. Chlorites and kaolinites are other clay species present in all horizons. The mineral composition of the whole of horizons of these paleosols reveals a common origin of the materials that constitute them.

Keywords: Mediterranean soils; Luvisol; Calcisol; illites; interstratified illite-smectite

INTRODUCCIÓN

Los paleosuelos constituyen registros que integran la interacción de los factores formadores, en los que el material originario y el clima son especialmente relevantes. A partir de la caracterización edafológica se pueden inferir las condiciones edafoclimáticas que han intervenido.

Bajo las condiciones climáticas mediterráneas, partiendo de materiales calcáreos y con alto contenido en minerales de arcilla, la movilización de los carbonatos, mayoritariamente de calcio, y la iluviación de arcillas en suelos descarbonatados constituyen los rasgos más comunes. La movilización de los carbonatos se manifiesta a través de los procesos de descarbonatación en los horizontes eluviales y la acumulación en los horizontes iluviales en forma de acumulaciones de carbonatos que pueden adquirir diferentes morfologías (Alonso-Zarza & Wright, 2010). Por otra parte, como proceso contiguo a la descarbonatación se facilita el arrastre de arcillas, depositándose en horizontes de acumulación.

En procesos acumulativos donde se superponen materiales de diferente edad y grado de evolución, además de los rasgos comentados, la composición mineral es un indicador de los procesos de alteración que han intervenido (Fedoroff & Courty, 2013).

En el presente trabajo se estudia la composición mineral de la tierra fina y de las arcillas de 18 horizontes correspondientes a una secuencia de paleosuelos constituidos por Luvisoles y Calcisoles.

MATERIAL Y MÉTODOS

El perfil está localizado en el cuadrante occidental de la isla de Mallorca (ETRS89 31N; 481506 E, 4382408 N), en la periferia del Pla de Sant Jordi, llanura que limita con la Bahía de Palma. Se localiza a una cota de 29 m s.n.m., en un terreno que define una ligera vaguada que limita los procesos erosivos. El perfil tiene una profundidad de 12,5 m, siendo el resultado de una excavación de una cantera para la extracción de tierra para el acondicionamiento de ajardinamientos de un campo de golf contiguo.

El material litológico basal está constituido por calcarenitas bioclásticas del Plioceno superior con superposiciones de materiales cuaternarios constituidos por limos, arcillas y gravas.

Para el análisis de difracción de rayos X (DRX) se ha usado un difractómetro Siemens (Bruker) D5000. La mineralogía global de la fracción de tierra fina (< 2 mm) se han preparado muestras de polvo orientadas al azar. La identificación de las fases minerales se ha obtenido mediante el software EVA, y la cuantificación de las se ha llevado a cabo mediante el método de los poderes reflectantes, a partir de una modificación del método propuesto por Schultz (1964). La determinación de los minerales de arcilla se realizó a partir de agregados orientados de acuerdo con el método definido por Moore & Reynolds (1997). La cuantificación se ha realizado mediante el programa informático NEWMOD2 (Mertens et al., 2016).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Mineralogía de la tierra fina

En la Tabla 1 se indican los contenidos minerales de la tierra fina (<2 mm) y de las arcillas (<0,002 mm). La cuantificación de la tierra fina se realiza sobre tierra fina pulverizada, mientras que la cuantificación de los minerales de arcilla se realiza a partir de agregados orientados sometidos a distintos tratamientos. En estos resultados no se han incluido dos horizontes petrocálcicos (Bkm) hipercálcicos correspondientes a las profundidades entre 220-240 cm y 535-560 cm.

Globalmente, los filosilicatos y la calcita constituyen los dos componentes mayoritarios. Los contenidos en carbonatos (calcita + aragonito) son contrastados desde horizontes completamente descarbonatados a otros de acumulación (cálcicos). La forma mayoritaria es la calcita, pero en algunos horizontes se detectan contenidos significativos de aragonito, forma mineral presente en conchas de gasterópodos y foraminíferos (Betzler et al., 2011) procedentes de sistemas dunares próximos.

El contenido en cuarzo no muestra una diferenciación clara a lo largo de los distintos horizontes. Presentan contenidos elevados los dos horizontes superiores (0-45 cm) mientras que en el resto del perfil son comunes los contenidos entre el 5% y el 10%. Feldespatos y plagioclasas presentan valores bajos, entre el 1 y el 3%. Únicamente el horizonte superior (capa arable) presenta un contenido claramente diferenciado: a los altos contenidos de cuarzo se une un contenido en feldespatos también elevado (7,6%).

Tabla 1 Composición mineral de la tierra fina (<2 mm) realizada mediante DRX y distribución de los minerales de arcilla presentes en la fracción de <0,002 mm determinada sobre agregados orientados siguiendo, también, la técnica de DRX. 

fracción <2 mm. fracción <0,002 mm.
Hor. Prof. (cm) Qz Fil Fdk Plg Cc Arg Ilt IS R3 IS R0 Chl Kln
Ap 0-25 243 517 76 27 137 0 392 342 101 76 89
Bw 25-45 139 638 27 27 164 6 482 277 72 72 96
C 45-85 90 308 6 11 578 7 278 496 78 70 78
2Bkc 85-125 86 683 13 26 179 13 412 359 46 92 92
2Bkc2 125-145 98 481 25 30 348 18 409 348 61 91 91
2Bkc3 145-180 90 457 7 13 428 5 447 326 57 75 95
3Btkc 180-220 82 843 7 18 48 2 417 358 67 67 92
3Bkc 240-290 56 317 10 14 594 9 383 346 113 68 90
3Bkc2 290-425 62 649 10 16 260 3 408 367 50 75 100
4Btkc 425-500 96 881 10 13 0 0 420 366 110 45 98
4Bkc 500-535 25 327 3 5 640 0 360 324 173 58 86
5Bkc 560-690 40 505 10 14 429 2 376 350 129 52 92
5Bkc2 690-720 54 507 3 14 420 2 380 352 121 63 83
5C 720-800 85 335 6 24 550 0 371 346 134 64 86
6Btkc1 800-880 98 859 16 27 0 0 412 308 130 61 99
6Btkc2 880-970 50 837 6 33 69 6 364 303 182 61 91
6Btkc3 970-1170 70 914 6 10 0 0 376 341 141 24 118
7Bt 1170-1250 95 867 23 15 0 0 377 358 113 19 132

Mineralogía de las arcillas

Las illitas constituyen la especie mayoritaria, tanto en formas puras como interestraficadas con esmectitas y en distintos grados de ordenación (IS R0 y R3). Se caracterizan por un alto grado de cristalinidad, indicador de un proceso de formación original en condiciones de enterramiento profundo con elevada presión y temperatura, en un proceso de illitización (Meunier, 2005). Las formas interestraficadas R3 presentan un ordenamiento regular con una proporción de esmectita inferior al 5% y R0 con una ordenación al azar y una proporción de esmectita de alrededor del 40%.

La clorita tiene presencia en todos los horizontes, con contenidos entre el 2 y el 9%. Es en los horizontes inferiores, más antiguos que presenta los contenidos más bajos (Tabla 1). La distribución de las intensidades de las reflexiones a distintos ángulos sugiere un alto contenido de hierro propio del clinocloro (Moore & Reynolds, 1997). La génesis de la clorita también podría formar parte de la secuencia diagenética de formación de interestratificados illita/esmectita (R3), anteriormente mencionado, como uno de los productos obtenidos pudiéndose considerar, también, un mineral heredado.

Otro mineral común es la caolinita, con una presencia regular a lo largo de todo el perfil. Este mineral puede tener un origen diagenético como resultado de la meteorización de feldespatos potásicos, o de otras transformaciones indicando suelos antiguos (Andreucci et al., 2012). Por otra parte, el polvo proveniente del Sahara en diferentes periodos del cuaternario también puede haber contribuido a su presencia, como se observa en muchas áreas de la cuenca del Mediterráneo (Muhs et al., 2010).

CONCLUSIONES

La calcita y los filosilicatos constituyen las formas minerales dominantes a lo largo de todo el perfil, presentando entre si, una correlación negativa altamente significativa (R2= 0,92), lo que sugiere un origen común de estos materiales y donde los carbonatos de calcio modifican los contenidos relativos de estos minerales debido a sus movimientos.

Las illitas constituyen la forma dominante, siendo la presencia de esmectitas importante pero, en todos los casos, en formas interestratificadas con illitas, sin que manifiesten los típicos desplazamientos expansivos de las especies puras.

Las cloritas y caolinitas presentan, también, contenidos muy similares a lo largo de todo el perfil, con un ligero cambió en los horizontes más antiguos disminuyendo ligeramente el contenido en cloritas y aumentando la presencia de caolinitas.

Las proporciones en que se encuentran las diferentes formas de arcillas constituyen, también, un argumento en favor del origen común de estos materiales.

Referencias bibliográficas

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