A termoanalitikai és a röntgen-pordiffrakciós eredmények összehasonlítása

teszi lehetővé. A termoanalitika módszerével a szerves fázisok minőségi elemzése közelítőleg lehetséges, a mennyiségi meghatározására pedig igen jó becslés adható – mindez a kristályos fázisok jelenléte mellett. A röntgen-diffrakcióval kapott eredmények a kristályos fázisokra érvényes 100%-ra normált értékek. A termoanalitikai mérésekből számított szerves anyag mennyisége alapján átszámítottam a röntgen-pordiffrakcióval kapott kristályos fázisok relatív %-os arányait a talajszelvényeken belül. A kapott eredményeket a következő táblázatban foglaltam össze (23. táblázat).

73

23. táblázat A röntgen-diffrakcióval kapott kristályos fázisok átszámítása a termoanalitika módszerével mért szervesanyag-tartalomra becsült mennyiségek (%) alapján (*illit is (illit/montmorillonit közberétegzett szerkezet), n.k. = nem kimutatható) talajszelvényenként és talajszintenként a különböző rendzina típusokban

Az átszámított eredmények alapján az ásványi összetétel a különböző rendzina altípusoknál a következőképpen alakul:

A fekete rendzina talajok szervesanyag-tartalma a legnagyobb a három altípus közül; a felső szerves talajszintekben: 34-65%, az alsó talajszintekben: 25-36% a vizsgált talajszelvényekre nézve. A kvarc mennyisége 18-36% közötti, az illité ≤14%, a montmorillonité ≤3%, az illit/montmorillonit közberétegzett szerkezeteké 8-17%

közötti, a kaolinité és a plagioklászé ≤11%, a káliföldpáté és a goethité ≤4%, a kalcité 2-10% közötti értékeket mutat. A 9. szelvényben jellemzőek még a kloritok, de mennyiségük csupán 3%, illetve a 12. talajszelvényben dolomit is megjelenik, mennyisége 1%. A fekete rendzinák ásványainak eloszlása a szerves anyaggal korrigált átszámolást követően a 35. ábrán látható.

Talajszelvény cm Kvarc Illit Montmorillonit Kaolinit Plagioklász Káliföldpát Goethit Kalcit Dolomit Kloritok Szerves anyag

1 FRE 0-5 30 11 n.k. 8 11 2 3 2 n.k. n.k. 34

74

35. ábra A fekete rendzina talajszelvények ásványainak eloszlása talajszintenként (I/M:

illit/montmorillonit közberétegzett szerkezet)

A barna rendzina talajok szervesanyag-tartalma a legfelső talajszintekben 12-34%

közötti, az ez alatti talajszintekben 1-19% közötti a vizsgált talajszelvényekre nézve. A kvarc mennyisége 14-47% közötti (a 12. talajszelvény legalsó talajszintjében 3%), az illité ≤17%, a montmorillonité 3-10% közötti, az illit/montmorillonité 2-16% közötti, a kaolinité 3-12% közötti, a plagioklászé 2-13% közötti, a káliföldpáté ≤10%, a goethité

≤8%, a kloritoké ≤9%-os értékeket mutat. A kalcit 5 talajszelvény felső talajszintjében nem kimutatható (néhány szelvény esetén (2., 6., 7.) az alatta lévő szintekben sem).

Jelentősebb kalcit mennyiség a szelvények alsó talajszintjeire jellemző, legnagyobb értéke 37%, legkisebb 2%). A 9. és a 12. talajszelvényben szinte végig jellemző a kalcit, mennyisége – az alapkőzetnek megfelelően – lefelé haladva nő a szelvényekben. A dolomit tartalom a 12. talajszelvényben jelentős, mennyisége 16-79% közötti, a többi szelvényben csekély mennyiségű ≤3% (36. ábra).

0 20 40 60 80 100

Kvarc (%) Kalcit (%) Illit (%) Montmorillonit (%)

Kaolinit (%) Plagioklász (%) Káliföldpát (%) Goethit (%)

Dolomit (%) Kloritok (%)

0-5 5-20 0-10 10-20 0-10 10-20 0-20 20-50 1.tsz 8. tsz 10. tsz 11. tsz

%

I/M I/M

I/M I/M

75

36. ábra A barna rendzina talajszelvények ásványainak eloszlása talajszintenként (I/M:

illit/montmorillonit közberétegzett szerkezet)

A vörösagyagos rendzina talajok szervesanyag-tartalma a felső talajszintekben 13-36% közötti, az alsó talajszintekben 1-3% közötti a vizsgált talajszelvényekre nézve. A kvarc mennyisége 26-58% közötti, az illité 5-24% közötti, a montmorillonité ≤10%

közötti, a kaolinité 6-25% közötti, a plagioklászé ≤5%, a káliföldpáté ≤3%, az alumogoethité 4-12% közötti és a kalcité ≤2%. Kloritok és dolomit nem fordul elő a vizsgált talajszelvényekben (37. ábra).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kvarc (%) Kalcit (%) Illit (%) Montmorillonit (%)

Kaolinit (%) Plagioklász (%) Káliföldpát (%) Goethit (%)

Dolomit (%) Kloritok (%)

2.tsz 5. tsz 6. tsz 7. tsz 9. tsz 12. tsz 13. tsz

%

0-5 15-30 0-10 30-60 0-10 25-40 0-10 20-30 0-10 50-70 0-5 10-20 40-50 0-10 30-40

I/M I/M

I/M I/M

I/M I/M

I/M

76

37. ábra A vörösagyagos rendzina talajszelvények ásványainak eloszlása talajszintenként A szerves anyag mennyiségével számolva a kristályos fázisok arányainak változása a fekete rendzina szelvények esetén az összes ásványra jellemző. A legszembetűnőbb változás a kalcit és kvarc tartalmakat érinti (kalcit 3-20% → 2-10%; kvarc 40-50% → 18-36%), melynek oka valószínűleg, az hogy a fekete rendzina talajokban jelentős hányadot képvisel a szerves anyag (25-65%). A többi talajtípust tekintve jelentős mértékben a kalcit és kvarc tartalmaknál tapasztalható változás, a többi kristályos fázis esetén jelentősebb eltérés nincs, csak minimális csökkenés tapasztalható a százalékos értékekben (24. táblázat). A kalcit és kvarc tartalmának csökkenése vagy eltérése abból eredhet, hogy ez nem a teljes minta, hanem csak a kristályos rész, amit a szerves törmelék kihigít.

Az eredmények alapján úgy vélem a termoanalitika módszere alkalmasabb és pontosabb a talajminták kalcit-tartalmának mennyiségi kiértékelésére, mely nagy előnye a röntgen-diffrakciós módszerrel szemben. A termoanalitikai vizsgálat hiánypótló jellegű a mészkövön képződött talajok ásványtani (főleg a karbonát-tartalmának) kutatásában, annak ellenére, hogy napjainkban sokszor háttérbe szorul a többi magyműszeres analitikai eljárással szemben a talajásványtani kutatásokban.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kvarc (%) Kalcit (%) Illit (%)

Montmorillonit (%) Kaolinit (%) Plagioklász (%)

Káliföldpát (%) Goethit (%) Dolomit (%)

Kloritok (%)

0-5 5-30 30-65 65-100 100-150 0-10 10-30 30-70 70-100 100-130

3.tsz 4. tsz

%

77

24. táblázat A 100%-ra normált kristályos fázisok arányai és a termoanalitika alapján kapott szervesanyag-tartalom szerint átszámolt ásvány fázisok arányai (*csak egy szelvényre jellemző;

FRE – fekete rendzina, BRE – barna rendzina, VARE – vörösagyagos rendzina 100%-ra

Az ásványok közötti összefüggéseket tekintve rendzina típusonként a következő megfigyeléseket tettem:



^A fekete rendzina talajok ásványainak eloszlását tekintve a kalcit-tartalom a talajszelvényekben lefelé növekedést mutat, mely az alapkőzet közelségével magyarázható. A kvarc nagyobb részarányának oka a felső talajszintekben az intenzív mállással szembeni ellenállóképességének köszönhető. A többi ásványra nézve jellegzetes növekedési-csökkenési tendenciát a sekély termőréteg vastagaság miatt nem lehet megállapítani.

 A vizsgált barna rendzina szelvények ásványai közötti összefüggéseket tekintve a kvarc mennyisége a kalcit mennyiségével ellentétes tendenciát mutat.

A kvarc nagyobb részaránya néhány talajszelvényben egészen 30 cm-ig jellemző, majd mennyisége csökken a talajszelvényekben lefelé haladva. A többi ásványnál jellegzetes növekedési-csökkenési tendencia nem látható talajszintenként. Az agyagásványok esetén az illit és a montmorillonit mennyisége a 30 cm-es talajszintben/től kismértékű (1-6%-os) dúsulást mutat, a felső szintekben mennyisége kevesebb. Ennek oka valószínűleg az agyagbemosódás folyamata, mely a felső szintekben kisebb, az alatta lévő talajszintekben nagyobb szmektit értékeket eredményez, hasonlóan a szakirodalomban leírt agyagbemosódási folyamathoz (STEFANOVITS 2003).

 A vörösagyagos rendzina talajok ásványai közötti összefüggéseket tekintve a kvarc- és a kalcit-tartalom között nincs összefüggés mivel ezekben a szelvényekben a kalcit mennyisége ≤2%. A humusztartalom is csak a legfelső talajszintekben mutat magasabb értéket. A kvarc részaránya nem csak a felszíni rétegekben nagyobb, hanem az egész talajszelvényben.

4.3.3.1. Összegzés

 A termoanalitikai és röntgen-pordiffrakciós vizsgálatok alapján az összes vizsgált fekete rendzina talajszelvény jellegzetes ásványai a kvarc, az agyagásványok (illit, illit/montmorillonit, kaolinit), a földpátok (plagioklász, káliföldpát), a kalcit. A goethit, a kloritok és a dolomit (az ábrán nincs

78

feltüntetve, mivel egyetlen talajszintben fordul elő 1%-os értékkel) ezekben a talajokban nem annyira jellemzőek. Az ásványok egymáshoz viszonyított eloszlását a 38. ábra mutatja.

38. ábra Ásványok mennyiségi eloszlása a fekete rendzina (FRE) talajszelvények talajszintjeiben (n=8). Átlag ± szórás; a hibasávok a minimum és maximum értékeket

jelölik

 A barna rendzinák jellegzetes ásványai a kvarc, az agyagásványok (illit, illit/montmorillonit, kaolinit), a földpátok (plagioklász, káliföldpát), melyek mindegyik talajszelvényben előfordulnak. A többi ásvány, mint a goethit, a kloritok, a kalcit nem mindegyik talajszelvényre jellemzőek. A dolomit tartalom nincs feltüntetve az ábrán, a dolomit alapkőzetű 13. talajszelvény kiugró értékei miatt. A barna rendzinák ásványainak eloszlását a 39. ábra mutatja.

Mean±SD Min-Max Kvarc (%)

Goethit (%)

Kalcit (%)

Kloritok (%)

Agyagásványok (%) Földpátok (%) 0

5 10 15 20 25 30 35 40

79

39. ábra Ásványok mennyiségi eloszlása a barna rendzina (BRE) talajszelvények talajszintjeiben (n=24). Átlag ± szórás; a hibasávok a minimum és maximum értékeket

jelölik

 A vörösagyagos rendzinák jellegzetes ásványai – és egyben ezekben a szelvényekben mutatják a legnagyobb mennyiséget –, a kvarc, az agyagásványok (illit, montmorillonit, kaolinit) és az alumogoethit. A földpátok (plagioklász, káliföldpát) és a kalcit (1-2%) nagyon csekély mennyiségben található ezekben a szelvényekben, illetve dolomit és kloritok egyáltalán nem jellemzőek. A vörösagyagos rendzinák ásványainak eloszlását a 40. ábra mutatja.

Mean±SD Min-Max Kvarc (%)

Goethit (%)

Kalcit (%)

Kloritok (%)

Agyagásványok (%) Földpátok (%) 0

10 20 30 40 50

80

40. ábra Ásványok mennyiségi eloszlása a vörösagyagos rendzina (VARE) talajszelvények talajszintjeiben (n=10). Átlag ± szórás; a hibasávok a minimum és

maximum értékeket jelölik

 Az eredmények alapján a különböző rendzina típusok ásványi összetétele a fekete és barna altípusokat tekintve mennyiségileg tér el egymástól, míg a vörösagyagos rendzina típusoknál minimális minőségi változás (kloritok és dolomit hiánya) is észlelhető.

 Az összes vizsgált talajszelvényre nézve a kvarc- és a termoanalízissel kapott kalcit-tartalom között szignifikáns negatív kapcsolat mutatható ki (41. ábra). A felső talajszintekben a kvarc magas mennyiségi értékeihez alacsony kalcit-tartalmi értékek párosulnak, míg az alsó talajszintekben a kalcit dominál, a kvarc mennyiségek jelentősen alacsonyabbak. Ez az összefüggés, a két ásvány különböző forrásból való származását igazolja.

Mean±SD Min-Max Kvarc (%)

Goethit (%)

Kalcit (%)

Kloritok (%)

Agyagásványok (%) Földpátok (%) 0

10 20 30 40 50 60 70

81

41. ábra A röntgen-diffrakcióval mért kvarc-tartalom, illetve a termoanalízissel mért kalcit-tartalom közötti összefüggések az összes talajszelvény összes mintájára nézve

(n=42). Korrelációs együttható kritikus értéke n=42, p<0.05 esetén ǀRǀ≥ 0.304

 A kvarc-tartalom az összes vizsgált talajszelvényre nézve gyenge szignifikáns negatív összefüggést mutat a szervesanyag-tartalommal (42. ábra). A kvarcot a mállásnak ellenálló ásványnak tartják, oldódása kismértékű, azonban a szerves anyag, Si-szerves molekula komplexeket alkotva megnövelheti a kvarc oldódását is (SZENDREI 1994a). A humuszfelhalmozódás a kvarc eloszlásának relatív csökkenését okozza.

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Kalcit - termoanalizis (%) 0

10 20 30 40 50 60 70

Kvarc - röntgendiffrakció (%)

R = -0.547

y = -0.7339x + 38.547

82

42. ábra A kvarc-tartalom és a humusztartalom közötti összefüggés az összes talajszelvény összes mintájára nézve (n=42). Korrelációs együttható kritikus értéke

n=42, p<0.05 esetén ǀRǀ≥ 0.304

4.3.4. A talajszelvények kalcit-tartalmának összehasonlítása a különböző mérési

In document Mészkövön képződött talajok ásványtani vizsgálatai a Bükk-hegységben (Pldal 78-88)