سیر تحول وتکامل خاک ها

[spow 44197]

چکيده

 

اراضي دانشگاه آزاد خوراسگان به وسعت 50 هکتار نمونه اي از اراضي منطقه است که داراي نمک ، گچ و آهک فراوان بوده و انجام مطالعات پايه و علمي بر روي آنها قابل استفاده براي کل منطقه مي باشد. تعداد 15 پروفيل خاک در اين محدوده حفر گرديد. در مطالعات مورفولوژيکي خاک ها تناوب دربافت ، مقدار سنگريزه ، رنگ ، ساختمان ، ميزان گچ و آهک در لايه هاي مختلف خاک نشانه هاي انقطاع سنگي در خاک و حاکي از تناوب در بروز وقايعي چون سيل و، فرسايش ، شرايط حمل و نقل و رسوب گذاري در منطقه مي باشد که خود ناشي از تغيير اقليم در زمان هاي مختلف است. کوه هاي مشرف به دانشگاه داراي سنگ آهک ، ماسه سنگ ، کنگلومرا و شيل و کاني هاي ايليت، کائولينيت، کلريت و کوارتز بوده و اين سنگ ها منشا خاک هاي منطقه هستند همه کاني هاي ذکر شده در بالا در افق هاي مختلف خاک ها نيز مشاهد شدند . به علاوه کاني پاليگورسکايت نيز در خاک ها وجود دارد که در مواد مادري خاک ها اين کاني وجود نداشته است. اقليم خشک فعلي و همراهي آهک و گچ شرايط را براي تشکيل و پايداري پاليگورسکايت فراهم نموده است. در مطالعات ميکرومورفولوژي سنگريزه هاي آهکي خيلي درشت و کمبود اجزاء دانه ريز و ناچيز بودن جزء رس خاک ، پرشدگي داخل خلل و فرج خاک ازگچ به صورت متراکم و غير ممتد يا غير متراکم و غير ممتد مشاهد مي شود. وجود لايه هاي متناوبي از آهک به شکل (هيپو کوتينگز ) و ( کوازي کوتينگز ) بر روي سنگريزه ها شواهدي از تناوب آب وهوا و وجود آب و هوايي به مراتب پر باران تر از حال در بعضي از دوره ها است.

کلمات کليدي : ميکرومورفولوژي ، گچ ثانويه ، پاليگورسکايت ، تغيير اقليم ، تناوب رسوب .

مقدمه

 

در ايران مرکزي شواهدي مبني بر اينکه در دوره هايي ، رطوبتي بمراتب بيشتر از امروز وجود داشته ديده شده است . در مورد علت وجود آب بيشتر در روي زمين دو نظريه تا به حال مطرح بوده که نظريه اول علت آن را بارندگي بيشتر و نظريه دوم کم شدن تبخير و تعرق به علت سردي هوا مي داند. گابريل معتقد است که آب و هواي عهد چهارم ايران به مراتب مرطوب تر از امروز بوده و در واقع بارندگي بيشتر بوده است (7). ولي بوبک افزايش رطوبت عهد چهارم را بر اصل بارندگي زياد نمي داند بلکه عامل موثر در ازدياد آب را پايين بودن دما مي داند (17) کرينسلي در اين باره مي گويد در جبهه هاي داخلي زاگرس شمالي و البرز در دوران هاي يخبندان هوا 5تا 8 درجه سانتيگراد سردتر از زمان حاضر بوده ودر زمستان برف بيشتري مي باريده است. وي پس از بررسي 53 پلايا از 60 پلاياي موجود در ايران نتيجه مي گيرد که در پلئيستوسن بارش منطقه ايران حدودا برابر بارش امروز بوده است ولي وجود آب بيشتر در زمين احتمالا بخاطر دماي پايين تر هوا و تبخير کمتر بوده است (25).

سياهپوش از قول دکتر گرشمن مي گويد در زماني که قسمت اعظم سطح اروپا به وسيله يخچال ها پوشيده شده بود فلات ايران يک مرحله باراني را طي مي کرده است که ضمن آن حتي دره هاي مرتفع در زير آب قرار داشته اند . قسمت اصلي فلات ايران که امروز بيابان شوره زار عظيمي است در آن زمان درياچه اي وسيع يا يک درياي داخلي بوده است . در زماني بين 10و15 هزار سال قبل از ميلاد يک تغيير تدريجي در آب و هوا روي داد ودوران باراني به دوران خشک تبديل گرديد که هنوز هم ادامه دارد(5) . معتمد گزارش کرده است که هوکريده و همکاران در مطالعه زمين شناسي دوران چهارم در منطقه کرمان به آثار تخم شتر مرغ و گونه اي از دوزيستان و انواعي از گياهان دست يافتند و دلايلي برحاکميت شرايط مرطوب تر در اين نقاط ارائه دادند (10). وي نظر وان زئيست در غرب ايران در ارتفاعات زاگرس و بخصوص درياچه زريبار را که با پيدايش اسپور و گرده گونه اي از گياهان وجود شرايط مرطوب تر را خارج از آنچه که امروز در آن منطقه است تاييد مي کند (10) . همچنين معتمد در بررسي هاي منطقه لوت با مشاهده حفر وسيع دره هاي آبرفتي و پر شدگي آن ها توسط ماسه هاي امروزي و نيز آثار جنگل هاي مخروبه گز و وجود آثار باستاني در بعضي از مناطق بياباني مثلا لوت نتيجه گيري کرد که شرايط مرطوب تري در اين مناطق حاکم بوده است (11). ميمندي نژاد نيز ضمن تاييد کارهاي وان زئيست وجود شرايط مرطوب ترگذشته را در منطقه قبول دارد(12) . محمودي در اين مورد مي گويد : در دوره هايي يخچالي در مرکز و جنوب ايران اقليمي نسبتا مرطوب حاکم بوده است فرسايش آب هاي روان تقريبا همه جا عامل مسلط در دستکاري ناهمواري ها بوده است . پوشش هاي نسبتا متراکم جنگلي نواحي جنوبي و کوه هاي مرکزي وتا حدي شرقي ايران ميراث چنين شرايطي است . مخروط افکنه هاي گسترده و دره هاي گود به ويژه در خشک ترين بيابان هاي کنوني ايران ( دشت لوت ) و پادگانه هاي آبرفتي وسيع و مطبق ومنظم در حاشيه دره ها ي خشک و نسبتا کم آب بلوچستان و بالاخره برداشت هزاران متر از رسوبات زاگرس دلايلي ديگر بر تسلط اقليمي مرطوب در دوره هاي سرد بر ايران مرکزي ، جنوبي و شرقي مي باشد (9).

دوره کواترنر از دو ميليون سال پيش شروع مي شود و به دو دوره پلئيستوسن و هلوسن تقسيم مي گردد(11). در دوره پلئيستوسن يخبندان هاي بزرگ دوران چهارم بوقوع مي پيوندد و نتيجه آن پيدايش دوره هاي يخچالي و بين يخچالي است از نطر زماني پلئيستوسن به چهار دوره يخچالي "گنز "1 ، ميندل 2" ، ريس 3"، و " ورم 4" تقسيم مي شود که تا 10000سال قبل ادامه داشته است. (11).گفته

مي شود که تراس هاي بالايي اکثر رودخانه هاي بزرگ دنيا در دوره يخچالي " گنز " و تراس هاي مياني و پاييني در دوره هاي يخچالي " ميندل " و "ريس " برجاي گذاشته شده است (11). به سال 1608و 1621 ميلادي زمستان هاي خيلي سختي در آسياي صغير روي داد و خط برف دائمي کوه ها در ايران و ترکيه بين 50 و 100 متر پايين تر آمد و يخچال هاي خاور نزديک شروع به پيشرفت کرد . بوبک بقاياي يخچال هاي متعددي را در کردستان تشخيص داده است (17). بطور کلي در دوره پلئيستوسن پديده غالب در خاک ها تغيير و تحولات شيميايي و کاني شناسي ودر دوره هلوسن پديده غالب جريان مواد بادرفتي بوده است (27). در طول دوره پلئيستوسن فلات ايران مشابه با ساير اراضي هم عرض خود همزمان با دوره هاي يخچالي در اروپا و امريکا و عرض هاي بالاتر و تحت تاثير سيکلون هاي سرد و مرطوب قرار گرفته و در نتيجه رطوبت موثر بيشتري جهت آبشويي و خاکسازي فراهم بوده ودر دوره هاي بين يخچالي شرايط گرم و خشک تري بر ايران حاکم بوده است (1). اين نوسانات باعث تناوب دوره هاي خاکسازي شده است. بزدک و همکاران وجود لايه هايي از مواد آهکي بر روي پوشش هاي رسي را در ارتباط با تغيير اقليم از حالت مرطوب تر به حالت خشک دانسته اند (15). نتلتون و همکاران نيز در مطالعه خاک هاي جنوب غربي ايالات متحده تشکيل تحت رده آرجيدز را متناسب با شرايط اقليمي خشک امروز ندانسته و تشکيل اين خاک را به شرايط مرطوب ترپلئيستوسن نسبت دادند (27).

در منطقه اصفهان شواهد ديگري از آب وهواي مرطوب تر گذشته بشرح زير ديده مي شود:

- وجود سه تراس درياچه اي گاوخوني ،که مي تواند بيان کننده حداقل سه بار تغيير در بيلان آب آن باشد(3).

- وجود سه تراس رودخانه زاينده رود در طول اين رودخانه از زرين شهر تا اژيه (13).

- وجود لايه سياهرنگ به ضخامت 30الي50 سانتيمتر در اعماق مختلف خاک در منطقه ، از رودشت تا اصفهان .

اعتقاد بر اين است محل شهر کنوني اصفهان روزگاري در ساحل درياچه گاوخوني قرار داشته و به عبارتي مرغزار ساحلي آن به حساب مي آمده است .اکنون سطح قبلي مرغزار که لايه سياهرنگي است در زير آبرفت هاي جديد مدفون گرديده است (3).

- وجود افق آرجيليک در بسياري از خاک ها ي تراس هاي بالايي زاينده رود که توسط محققين مختلفي تاييد شده است .

- وجود خاک هاي قديمي که داراي لايه هاي متناوبي از خا ک هايي با خصوصيات متفاوت بوده و افق هاي مشخصه آرجيليک ، کلسيک ، پتروکلسيک ، ساليک و ... به طور متناوب در آن ها ديده مي شود - وجود لايه اي غني از مواد آلي به ضحامت تا 65سانتي متر در وسعتي بالغ بر 70 کيلومتر مربع در زير اراضي دشت سگزي که در آن گجونه هاي ميکروفسيل مربوط به شرايط آبي و نيز سنگواره هاي نرم تناني از تيره گاستروپودها ديده مي شود و نشان از شرايط مرطوب تر گذشته نسبت به حال دارد (2).

در اين مطالعه سعي در شناسايي تعدادي از خصوصيات فيزيکي ، شيميايي ، کاني شناسي و ميکرومورفولوژي بخشي از خاک هاي منطقه مي شود تا بتواند در جهت مديريت بهتر اراضي منطقه مورد استفاده قرار گيرد.

مواد و روش ها

 

ناحيه مورد مطالعه قسمتي از اراضي ارغوانيه واقع در شرق شهرستان اصفهان مي باشد که در دامنه ارتفاعات مشرف به باغ رضوان قرار گرفته است . مساحت کل اين اراضي حدود50 هکتار بوده و در محدوده طول جغرافيايي 32 درجه و 38 دقيقه و عرض جغرافيايي 51 درجه و 47 دقيقه قرار دارد . اراضي مورد مطالعه بر اساس تعاريف نشريه 212 موسسه تحقيقات خاک و آب ايران (31). برروي زمين نماي 5 «دشت دامنه اي پايکوهي 6» در دامنه کوه هاي

مشرف به دانشگاه قرار گرفته ، بلندترين ارتفاع اين کوهها 1995 متر مي باشد. اين اراضي بر روي لندفرم پايين شيب 7، محلي که شيب مقعر وحدود 3 درصد مي باشد و در ارتفاع 1580-1560 متري در دامنه کوه هاي مشرف به دانشگاه قرار گرفته است. در اين لندفرم فرسايش کم و رسوب زياد مي شود رسوب مجدد مواد از طريق حرکت توده اي خاک ، يا رواناب سطحي و يا لغزش زمين و... وجود دارد (16).

مطالعات انجام شده شامل مطالعات ژئومورفولوژي در منطقه و سپس شبکه بندي محدوده مورد مطالعه بر روي نقشه ، حفر 15 پروفيل در محل تقاطع شبکه ها وتشريح کامل پروفيل ها بر اساس دستورالعمل اداره حفاظت خاک وزارت کشاورزي امريکا ، مشخص کردن پروفيل هاي شاهد و تهيه نمونه از افق هاي ژنتيکي پروفيل هاي شاهد (26). و آماده سازي نمونه ها جهت آزمايشات فيزيکي ، شيميايي ( 30،24) کاني شناسي بر اساس روش کيتريک و هوپ (23) و نيز تهيه مقطع نازک از کلوخه هاي طبيعي بمنظور مطالعات ميکرومورفولوژيکي بر اساس روش استوپز (33). و نيز مطالعات ميکروسکوپ الکتروني (24) مي باشد.

زمين شناسي منطقه

 

منشا خاک هاي محدوده مورد مطالعه کوه هاي باغ رضوان است اين کوه ها از نظر چينه نگاري سنگي به چهار واحد سنگي k1,k2,k3,k4,وJ قابل تقسيم است .

شکل شماره 1 نمايي از کوه هاي مشرف به اراضي مورد مطالعه و سازندهاي زمين شناسي سطح آن را نشان مي دهد.

از بين اين چهار واحد يک واحد مربوط به دوره ژوراسيک و سه واحد مربوط به دوره کرتاسه از دوران دوم زمين شناسي است(4). مشخصات سازندهاي زمين شناسي کوه ها بشرح زير است.

واحد J: اين واحد سنگي که در تصوير به رنگ سياه تا خاکستري تيره ( در ابتداي ارتفاعات ) ديده مي شود تناوبي از شيل و ماسه سنگ است که به صورت ناپيوستگي زاويه دار در زير سنگ هاي تخريبي - آهکي کرتاسه زيرين قرار گرفته اند.

واحد k1: اين واحد تناوبي از سنگ هاي تخريبي است که به سمت بالا ريز شونده هستند در ابتداي اين واحد کنگلومرايي از نوع کنگلومراي قاعده اي واز نوع ارتوکنگلومراي پتروميکتيک قرار دارد . که به سمت بالا به کنگلومراي نوع ارتوکوارتزيتي تبديل مي شود و در بالا بتدريج اين کنگلومرا به ماسه سنگ هاي قرمز رنگ آرکوزيک تبديل مي گردد.اين ماسه سنگ ها درطول اين واحد در تناوب با شيل و در بعضي جاها سنگ هاي کربناته و دولوميتي قرار داشته و تکرار مي شود . رنگ قرمز اين واحد مؤيد ته نشست رسوبات تشکيل دهنده اين سنگ ها در يک محيط اکسيداسيون است واحدهاي سنگي k4,k3,k2, تناوبي از شيل و سنگ هاي آهکي مي باشد تفاوت اين سه واحد سنگي در اين است که اولا از واحد k2به k4 بين لايه هاي سيلي کمتر شده و در واحد k4 تقريبا حذف مي شود وثانيا از واحد k2به k4 لايه هاي سنگ هاي آهکي بتدريج ضخيم شده تا آنجا که در k4 به صورت توده اي در مي آيد (4). در ضمن در اين کوه ها گسلي ديده مي شود که برروي شکل با علامت (F) نشان داده شده است.

نتايج

 

اراضي مورد مطالعه بر روي زمين نماي « دشت هاي دامنه اي پايکوهي » در دامنه کوه هاي مشرف به محدوده مورد مطالعه قرار گرفته است . سازندهاي زمين شناسي اين کوه ها منشا خاک هاي مورد مطالعه هستند. در مطالعات مورفولوژيکي تناوب در بافت ، مقدرا سنگريزه ، رنگ ، ساختمان ، ميران گچ و آهک و توزيع آنها در لايه هاي مختلف خاک ديده مي شود که اين تناوب از نشانه هاي انقطاع سنگي در خاک است . با توجه به اينکه همه خاک هاي مورد مطالعه از کوه ها مشرف به باغ رضوان منشاء گرفته اند و داراي مواد مادري يکساني هستند تناوب در لايه هاي مختلف نشان دهنده تناوب در بروز وقايعي چون سيل، فرسايش، شرايط حمل و نقل ورسوبگذاري در منطقه مي باشد که خود ناشي از تغيير اقليم در زمان هاي مختلف است (28).

اين خاک ها در زمره خاک هاي قديمي قرار مي گيرند . شکل شماره 2 تعداد 11 واحد خاک جدا شده در محدوده مورد مطالعه و جدول شماره 1 رده بندي اين خاک ها را نشان مي دهد.

[spow 44197]

ميکرومورفولوژي خاک ها

 

 

به علت نزديکي پروفيل ها بهم و عدم تکامل زياد خاک هاي محدوده مورد مطالعه مشخصات ميکرومورفولوژيکي افق هاي مختلف و نيز پروفيل هاي متفاوت مشابه مي باشد . جدول شماره2 تعدادي از اين مشخصات را در افق هاي B اين خاک ها نشان مي دهد. در مقاطع نازک تهيه شده ازافق هاي مختلف خاک هاي منطقه سنگريزه هاي آهکي خيلي درشت و کمبود اجزاء دانه ريز و ناچيز بودن جزء رس خاک مشاهده مي شود بطوريکه پراکنش ذرات درشت نسبت به ذرات ريز انوليک 8 مي باشد . در تجزيه مکانيکي خاک ها نيز اين مسئله بخوبي ملاحظه مي شود. به طوريکه درصد سنگريزه در خاک ها مختلف گاهي تا 70 درصد و درصد رس دربخش خاک نرم در بعضي افق ها به کمتر از 10 درصد مي رسد. خلل و فرج خاک بيشتر در بين خاکدانه ها به صورت غير منظم مشاهده مي شود.

 

ريز ساختار در افق هاي B به شکل خاکدانه هاي مکعبي بدون گوشه نسبتا ضعيف ودر افق هاي A به شکل ذرات کروي متخلخل ضعيف 9 مي باشد. مقادير زيادي از کاني هاي اوليه اي نظير کلسيت و کوارتز ، چرت ( سيليس کريپتوکريستالين ) اپيدوت ، آمفيبول ، پيروکسن و فلدسپار در مقاطع تهيه شده ديده مي شود. در ضمن قطعاتي از سنگ اي آهکي فسيل دار دوره کرتاسه و سنگ سيلت10 در مقاطع وجود دارد که حاکي از عدم پيشرفت تکامل خاک وبه عبارت ديگر عدم هواديدگي کامل خاک است. در ضمن توجيه ذرات خاک در اطراف سنگريزه ها 11 و نيز در ديواره خلل و فرج خاک 12مشاهده مي شود . از جمله پديده هاي شکل گرفته در خاک ها پرشدگي خلل و فرج خاک به صورت متراکم و گاهي غير متراکم از گچ ثانويه مي باشد که در شکل 3 ديده مي شود. در ضمن در نقاطي از متن خاک تراکم اکسيدهاي آهن و منگنز وجود دارد . نکته ديگر هواديدگي حاشيه سنگ هاي آهکي و شروع پروسه آهک زدايي 13در اطراف اين ذرات است. شکل هاي 4و5 يکي از اين سنگريزه ها را در افق A پروفيل شماره 15 نشان مي دهد.

[spow 44197]

کاني هاي رسي خاک ها

 

الف ) کائولينيت :

 

کائولينيت در ديفراکتوگرام هاي اشعه ايکس بخش رس ريز و رس درشت کليه افق هاي پروفيل هاي شاهد منطقه ديده مي شود. شناسائي اين کاني در نمونه اشباع شده از منيزيم با پيک هاي 7/2و3/5 آنگستروم مشخص مي گردد و نمونه تيمار شده با ملکول هاي دو قطبي نظير اتيلن گليکول و نمونه اشباع با پتاسيم نيز تغيير نکرده و همان پيک ها را خواهد داد ولي در نمونه اي که تا 550 درجه سانتي گراد حرارت داده مي شود ساختمان کاني از هم پاشيده شده و پيک هاي فوق ناپديد مي گردند (20).

ب)پاليگورسکايت

 

پاليگورسکايت نوعي کاني رسي فيبري 14 است که در مطالعات اشعه ايکس يک پيک قوي در محل 10/5 آنگستروم و پيک هاي متوسطي در محل هاي 6/45،5/42،4/5،3/68،3/28و 2/15 آنگستروم دارد . ضحامت بلورهاي اين کاني با تغيير رطوبت نسبي ويا افزايش ملکول هاي آلي قطبي نظير اتيلن گليکول تغييري نمي نمايد ولي حرارت دادن نمونه اشباع از پتاسيم تا 500 درجه سانتي گراد باعث متلاشي شدن ساختمان بلوري و از بين رفتن پيک هاي مربوط به اين رس مي گردد(20) . وجود پيک حدود 6/5 آنگستروم نيز در کليه ديفراکتوگرام هاي مورد بحث مؤيد اين مطلب مي باشد. نکته قابل توجه در تفسير ديفراکتوگرام هاي جهت رس پاليگورسکايت اينست که بعلت وجود مقادير زياد ايليت در نمونه ها که پيک رده اول آن حدود 10 آنگسترام مي باشد به همديگر متصل شده اند ولي در ديفراکتوگرام مربوط به نمونه حرارت ديده شده تا 550 درجه سانتي گراد فقط پيک 10 آنگستروم ايليت وجود دارد زيرا پاليگورسکايت در اين دما متلاشي مي گردد.

پ) ايليت :

 

اين کاني در نمونه اشباع با منيزيم پيک حدود 10 آنگستروم نشان مي دهد که در تيمار نمونه با اتيلن گليکول و اشباع با پتاسيم و حرارت تا 550 درجه سانتي گراد تغيير نمي کند . اين کاني داراي پيک هاي 5و 3/3 آنگستروم نيز مي باشد که مربوط به رده دوم اين کاني مي باشد . مشخصات فوق در همه ديفراکتوگرام هاي تهيه شده از نمونه هاي خاک منطقه ديده مي شوند يعني در همه خاکهاکاني ايليت وجود دارد . (20).

ت ) کاني کلريت

 

در ديفراکتوگرام هاي اشعه ايکس رس درشت و ريز کليه افق هاي مورد آزمايش در نمونه اشباع از منيزيم يک پيک حدود 14تا 14/6 آنگستروم ديده مي شود که در تيمارهاي اتيلن گليکول ، پتاسيم و حرارت تا 550 درجه سانتي گراد چندان تغيير نکرده است . اين نشان دهنده وجود کاني کلريت است (20).

س ) کاني هاي اوليه :

 

در ديفراکتوگرام هاي اشعه ايکس اکثر نمونه هاي اشباع با منيزيم پيک 3/34 ديده مي شود که مربوط به رده اول کاني کوارتز مي باشد. پيک 4/2 آنگسروم موجود در برخي از نمونه ها نيز مربوط به رده دوم اين کاني است . مطالعات ميکرومورفولوژي مقاطع نازک نيز وجود کوارتز فراوان را به صورت کاني غالب درهمه خاک ها نشان مي دهد. کاني اوليه ديگري که در همه نمونه ها ديده مي شود فلدسپارها هستند که در نمونه اشباع از منيزيم پيک 3/19 تا 3/22 از خود نشان ميدهند (20) . شکل هاي 7و8 کاني هاي مختلف خاک در افق هاي AوBtk پروفيل 15 نشان مي دهد.

[spow 44197]

مطالعات ميکروسکوپ الکتروني

 

 

مطالعات ميروسکوپ الکتروني رويشي 15تاييد کننده نتايج مطالعات تفرق اشعه ايکس و مطالعات ميکرومورفولوژيکي است. شکل 9 ساختمان رس هاي سيليکاته در افق 2Btk پروفيل شماره 10 به صورت ورقه ها ي موازي هم ديده مي شود.

بحث

 

در مطالعه پروفيل هاي شاهد محدوده مورد مطالعه ، انقطاع سنگي بارزترين پديده اي است که به چشم مي خورد. در مطالعات مورفولوژيکي تناوب در بافت ، مقدار سنگريزه ، رنگ ، ساختمان ، ميزان گچ و آهک و توزيع آنها در لايه هاي مختلف خاک به خوبي مشخص است . خاک هاي مورد مطالعه به علت نحوه تشکيل و قرار گرفتن در دامنه کوه داراي درصد بالايي از سنگريزه مي باشد بطوريکه مقدار سنگريزه بيشتر لايه هاي خاک به بيش از 50 درصد مي رسد تغيير ناگهاني در مقدار سنگريزه و بافت خاک از نشانه هاي انقطاع سنگي در خاک است. اين خاک ها در زمره خاک هاي قديمي قرار مي گيرند. طبق تعريف خاک هاي قديمي خاک هايي هستند که تحت شرايط اقليمي و اکولوژيکي متفاوت از حال تشکيل شده اند (35) .برخي از خاک هاي قديمي که چندين دوره خاکسازي و تغيير اقليم را کرده اند داراي شواهد خاک سازي هستند که همديگر را متاثر کرده و گاها اثرات آن ها به طور مضاعف در خاک بر جاي مانده است . اين خاک ها به عنوان خاک هاي پلي ژنتيک 16 شناخته مي شوند (35).

 

با توجه به اينکه همه خاک هاي مورد مطالعه از کوه هاي مشرف به اين اراضي منشا گرفته اندو داراي مواد مادري يکساني هستند تناوب در لايه هاي مختلف نشان دهنده تناوب در بروز وقايعي چون سيل ، فرسايش ، شرايط حمل ونقل و رسوبگذاري در منطقه مي باشد که خود ناشي از تغيير اقليم در زمان هاي مختلف است (29). واي در و گيرتزمن در مطالعات خاک هاي قديمي پلئيستوسن در اراضي ساحلي جنوب فلسطين اشغالي نشان دادند که اين خاک ها پلي ژنتيک بوده و چندين دوره مرطوب و خشک را سپري کرده اند (34).

ايوبي با محاسبه نرخ متوسط رسوبگذاري در دوره يخچالي درياس جوان که در فاصله 10-11 هزار سال پيش پديد آمده و مقايسه آن با نرخ متوسط رسوبگذاري پس از اين دوره يخچالي تا به حال نتيجه گيري کرد تا ميزان رواناب و حجم رسوب ورودي به منطقه دشت سگزي به مراتب بيشتر از وضعيت کنوني بوده است (2) .

خادمي تشکيل پوسته هاي رسي که در مقاطع نازک خاک هاي اريدي سولز اصفهان بخوبي ديده ميشود را مربوط به شرايطي مرطوب تر از حال که در دوره پلئيستوسن وجود داشته است (21). گيوي و استوپز در مطالعات ميکرومورفولوژي خاک هاي مدفون در زير اراضي پست اصفهان مقادير زيادي قطعات ذغال ، صدف و آثاري از فعاليت موجودات زنده از قبيل فضله هاي کروي شکل ، دالان هاي محل عبور جانوران و ساختمان کانالي را گزارش کرده اند و آن ها رابه شرايط مرطوب تر از حال در گذشته ارتباط داده اند (8).

مطالعات کاني شناسي از سازند هاي زمين شناسي سنگ آهک ، ماسه سنگ ، کنگلومرا و شيل در کوه هاي مشرف به منطقه حاکي از وجود کاني هاي ايليت ، کائولينيت ، کلريت و کوارتز است (27،4).

همين سازندهاي زمين شناسي منشا خاکهاي مورد مطالعه بوده وهمه کاني هاي ذکر شده در بالا در افق هاي مختلف خاک ها نيز مشاهده شدند. به علاوه کاني پاليگورسکايت نيز در اين خاکها وجود نداشته است . شرايط تسکيل اين کاني وجود pH بالا و غلظت زياد منيزيم عنوان شده (20) و بعضي منابع وجود کربنات کليسم و گچ ثانويه را منشا تشکيل اين کاني در خاک مي دانند (18). بوزوآ در مطالعات همبستگي خاک و لنداسکيپ در شمال شرقي پاتاگونيا نتيجه گيري کرد که کاني هاي رسي فيبري در افق هاي کلسيک و پتروکلسيک و در رژيم رطوبتي اريديک تشکيل مي شوند (18).

مطالعات ايوبي و همکاران در خاک هاي سپاهان شهر اصفهان نتيجه گيري کرد که تبخير و تعرق شديد در گذشته ، تشکيل گچ و نسبت بالاي منيزيم به کلسيم وpH بالا شرايط را براي تشکيل پاليگورسکايت در گذشته منطقه آماده نموده است (14). مطالعات تعدادي از محققين ديگر در منطقه (13،2،27) نيز بر خاکساز بودن اين کاني تاکيد دارد. اقليم خشک فعلي وهمراهي آهک و گچ با پاليگورسکايت شرايط را براي پايداري پاليگورسکايت فراهم نموده است.

کاني مختلط کلريت - ورميکولايت نيز يکي از کاني هاي تشکيل شده در خاک است که در سازندهاي زمين شناسي اطراف وجود نداشته است. با توجه به روند هواديدگي کلريت که به نظر بسياري از محققين بايد از مرز ورميکولايت بگذرد تا به اسمکتايت برسد تشکيل کاني هاي مختلط نامنطم فوق در خاک طبيعي به نظر مي رسد زيرا در اثر هواديدگي ممکن است لايه هايي از کلريت در روند تبديل به ورميکولايت باقي مانده و باعث تشکيل رس مختلط نامنظم کلريت - ورميکولايت گردد(20). مطالعات مقطع نازک پديده هاي بسيار جالبي از تغييراتي را نشان مي دهند که هيچکدام در آب و هواي کنوني شرايط تشکيل را ندارند. لايه هايي از آهک و رس به شکل «هيپوکوتينگز »17 و « کوازي کوتينگز »18 بر روي سنگريزه ها شواهدي از تناوب آب وهوا و وجود آب وهوايي به مراتب پر باران تر از حال در بعضي از دوره ها است. وجود سنگريزه هايي با پوشش هاي متناوب رس و آهک که تعداد اين لايه ها در تعدادي از آنها به 9 لايه مي رسد شاهدي از حداقل 9 بار تغيير اقليم درمنطقه است . خود ذره آهکي در اين نمونه داراي فسيل هاي از دوره کرتاسه مي باشد. لايه هاي 1تا7 موجود بر سطح ذره لايه هاي متناوب از رس و آهک است که به صورت کوازي کوتينگ در اطراف ذره خاک تشکيل شده است . لايه هاي رسي هيچگونه بيرفرانژانسي در نور پلاريزه ندارد به اين معني که اين لايه ها از طريق هواديدگي سطح ذره آهکي و جدا شدن آهک از آن در اثر هوازده شدن سطح ذره تشکيل شده اند. لايه 8 لايه اي ازآهک جابجا شده است که به صورت کوتينگ در اطراف ذره نشسته است . شکل هاي 5و6 اين پديده را در مقطع نازک خاک نشان مي دهد . بزدک و همکاران نيز وجود لايه هايي از مواد آهکي بر روي پوشش هاي رسي را در ارتباط با تغيير اقليم از حالت مرطوب تر به حالت خشک دانسته اند (15).

وجود انقطاع سنگي و لايه هايي مختلف از آهک و رس بر سطح سنگريزه ها در افق هاي مختلف خاک نشان دهنده اين است که اين خاک در چندين مرحله رسوبگذاري و آبشويي در گذشته تشکيل شده است. منشا مقادير زياد گچ در پروفيل خاک بصورت پندانت و بلورهاي نسبتا ضخيم که در مقاطع نازک به شکل پرشدگي ظاهر شده است را خادمي در گچ موجود در تشکيلات آهکي کرتاسه مي داند (21).

وي با تجزيه ايزوتوپي آب هيدراته گچ نتيجه گيري کرد که گچ قبل از دوره کواترنري تشکيل شده و آب هاي دوره هاي قديم از زمان هاي کمي مرطوب تر و يا سردتر و يا اقليمي متفاوت با حال هنوز در آ ب هيدراته گچ وجود دارد (21)، اما کريم زاده در باره منشا گچ در خاک هاي منطقه نظريه ديگري را مطرح کرده و معتقد است که رسوبات بادرفتي که از فلات قديمي منطقه برداشت مي شود حاوي مقادير نسبتا زياد گچ بوده واينگونه اراضي را تحت تاثير قرار داده است (6).

ايوبي نيز در مطالعه خاک هاي قديمي دشت سگزي در شرق اصفهان وجود مقادير زيادگچ در افق سطحي A و افق زيرين By2 را ناشي از منبع رسوبات بادرفتي دانسته است (2). ايوبي همچنين در مطالعه خاک هاي قديمي سپاهان شهر واقع در جنوب اصفهان به احتمال انتقال گچ هاي تشکيل شده در لاگون هاي نواحي پست به اراضي مورد مطالعه توسط نيروي باد و فرسايش بادي اشاره دارد و يادآوري مي کند که اين انتقال مستلزم وجود دوره هاي خشک تر از شرايط فعلي در گذشته منطقه است. وي معتقد است که گچ بعد از اضافه شدن به خاک تحت شرايطي با رطوبت موثر بيشتر از حال متاثر از سردي هوا به اعماق پروفيل منتقل شده است (2). چادويک و ديويس در مطالعه خاک هاي شمال غرب نوادا نتيجه گيري کردند که نوسانات خاکساري و تجمع مواد بادرفتي تابعي از دوره هاي خشک و مرطوب بوده است . در طي دوره هاي خشک تجمع مواد باد آورده پديده غالب بوده وخاکسازي به حداقل ميزان خود مي رسد و در دوره هاي مرطوب آبشويي املاح و آهک به صورت پديده غالب ظاهر مي شود (19).