Mineral composition of soils developed on vulcanites and tuffs at mountain Radocelo, Igros and Takovo

Abstract

The objective of this investigation was aimed to study the mineral composition of soils developed on dacito-andesite and their volcanic tuffs from Radocelo and Takovo and zeolitised andesite tuffs in village Igros in Zupa-Aleksandrovac. A selection of samples was collected from the area designated as Eutric Cambisol (Gajnjaca), Brown Forest and Brown Soils on the pedological maps. After collection the samples were air-dried and sieved to pass a 2 mm sieve and were used for further analyses. Soil reaction was determined in water as well as in 1M KC1 and in 1M NaF suspensions. Selective dissolution of Al, Fe and Si in non-crystalline materials was performed as follows: acid ammonium oxalate and sodium pyrophophate, as well as phosphate retention, determined according to BLACKMORE et al. (1987). The minerals in soil samples were studied by a combination of methods. The mineralogy of bulk soil samples was obtained by polarized microscopy and X-ray diffraction analysis (XRD). Minerals of clay fraction were also characterized by infrared spectroscopy and the XRD analysis. The XRD analyses were made on the clays lt 2 μm specimens, as follows: air dried, ethylene glycol solvated, and progressively heated at 300°C and 500°C. Mineral composition of fresh volcanic rock is as follows: feldspars, zoned plagioclase, hornblende, pyroxenes and biotite, which are found either as phenocrysts or cryptocrystals in groundmass, in association of minor to traces of tourmaline, sphene, apatite and ore minerals. All ferromagnesian minerals are altered in various degrees to chlorite and clay minerals. Groundmass comprises of feldspar microlites in dark-grey volcanic glass and minor amounts of other minerals. The clay fraction of soils is composed mainly of halloysite/kaolinite, illite, chlorite, feldspars, and zeolite and poorly-ordered mineral-allophane and CT-opal. Only in the clay fraction from soil developed on a layer of zeolitised andesite tephra in Igros, heulandite-clinoptilolite-mordenite type zeolite was found as dominant resistant mineral associated with minor amounts of smectite and halloysite. Phosphate retention varies between 23.0 and 48.5% and the oxalate exchangeable active Alox + 1/2 Feox component varies between 0.50 and 1.58 as well as presence of the volcanic glass and about 9 to 11% of allpohane in the Bt horizon of the soils investigated have pointed to vitric-andosol type, with a lot of skeletal material.

Andosoli predstavljaju poseban tip u klasifikaciji zemljišta. Obrazuju se na vulkanskim stenama i njihovim tufovima. U cilju poznavanja mineralnog sastava zemljišta, razvijenog na andezitimna i njegovim tufovima, na području Radočela, na području kod sela Igroš (Aleksandrovačka Župa) i na području kod Takova, prikazane su njihove najbitnije karakteristike. Dacito-andazitski i labrador andazitski tufovi na planini Radočelo i kod Takova sastavljeni su od krupnih odlomaka kristala feldspata: sanidina, zonarnih plagioklasa sa 20-45% anortita, zatim biotita, muskovita, hornblende i retkih kristala augita, koji se pojavljuju kao fenokristali. Kao sastojci osnovne mase javljaju se turmalin, sfen, apatit i cirkon, kao i retki metalični minerali (magnetit i ilmenit). Kvarc se pojavljuje manjim količinama, kao sitna korodovane individua. Osnovna masa izgrađena je od mikrolita feldspata, vulkanskog stakla i ređe amfibola. Zemljišta sadrže značajne količine vulkanskog tufa kao skeleta u raznim fazama površinskog raspadanja. Frakcija gline sadrži mešavinu kaolinita i halojzita, ilita, i manjih količina smektita i mešovito slojevitih silikata po tipu ilit - smektit kao i tragova feldspata, getita i amfibola. Zemljište na Radočelu sadrži još i: kristobalit (0.405 nm), tridimit (0.411 nm) i opal, koji je zapažen po difuznom difrakcionom piku sa maksimumom oko 0.41 nm, što je indikativno je za CT - opal, neuređen i nisko temperaturni silicijski hidroksid, koji se nalazu u vulkanskim tufovima. Mineralni sastav zemljišta iz atara sela Igroš (Aleksandrovačka Župa), je drugačiji jer je matični supstrat zeolitisani tuf. Zeolitisani tuf se sastoji od devitrifikovanog vulkanskog stakla koje pokazuje različite stadijume zeolitizacije. Zeolit je iz grupe heilandit-klinoptilolit (Ca-Na zeoliti). U sastav tufa ulaze još feldspati i kvarc, praćeni manjim količinama hornblende, piroksena i biotita, zatim apatit i opake minerale. Zemljišta pokazuju distrični karakter, umereno ili slabo kiselu reakciju. Reakcija zemljišta u KC1 generalno je za čitavu jedinicu niža nego pH u vodi. Reakcija zemljišta u NaF je bila 10.07 do 10.71, odnosno značajno veća od 9.5 u dubljim horizontima, što je indikativno za andični material. Retencija fosfata je važan dijagnostički kriterijum za vitrične-andosole. Ispitivana zemljišta su pokazala varijaciju u retenciji fosfata između 23 i 48.5% što ih svrstava u vitrični-andosol. Sadržaj Alox + 1/2 Feox varira između 0.50 do 1.58 % što potvrđuje prethodne rezultate i ukazuje na vitrični-andosol sa tendencijom ka tipičnim andosolima na Radočelu. Nešto niže retencije fosfata mogu biti posledica intenzivnog đubrenja jer se parcele-njive koriste za poljoprivrednu proizvodnju. Sadržaj Siox varira između 0.17 to 1.46 %, pa zemljišta u Bt horizontu sadrže od 1.3 do 11.0% alofana. Prisustvo značajnih količina kaolinita/halojzita, kao i alofana (11.%), zatim vulkanskog stakla (15-20%), tipična asocijacija minerala u frakciji lt 2 mm, indikativno je za zemljišta tipa vitrični-andosol, koja su nastala na starim izlivima neutralnih i bazičnih stena.