Propiedades y génesis de las acumulaciones de carbonatos en aridisoles del centro-este del Chubut

Abstract

En la presente contribución se da a conocer la génesis de las acumulaciones de carbonatos ampliamente distribuidas en los suelos del centro-este y noreste del Chubut a través del análisis de las propiedades morfológicas, físicas, químicas, geoquímicas (isótopos estables) y mineralógicas. Los suelos estudiados se asocian a terrazas marinas formadas durante el estadio MIS 5e (Formación Caleta Valdés, CV) y con terrazas glaciofluviales y pluviofluviales de edad Plio-Pleistoceno (Rodados Patagónicos, RP). El contenido de carbonato se incrementa con la edad de las superficies geomorfológicas (terrazas), constituyendo una herramienta para correlacionar suelos y paleosuelos (secuencia cronológica). Las acumulaciones de carbonatos pedogenéticos son manifestadas por la presencia de rasgos morfológicos típicos, como: estructura laminar, nódulos calcíticos y pendants. A escala microscópica y submicroscópica, fueron observados: pellets, ooides y microfábricas alfa (origen abiótico) y beta (origen biológico). La microfábrica alfa está compuesta por componentes minerales gruesos flotando en la masa basal, grietas circungranulares, nódulos de matriz y cristales romboédricos de calcita (masa basal micrítica). La microfábrica beta está compuesta por filamentos calcificados, calciesferas y agujas de fibras de calcita (evidencias of actividad fúngica). En los horizontes cálcicos y petrocálcicos desarrollados en las superficies geomorfológicas de los Rodados Patagónicos, fueron identificadas palygorskita y sepiolita. El carbonato pedogenético fue calificado como calcita de bajo Mg, indicando que durante su precipitación la actividad del Mg2+ se incrementa en la solución del suelo, favoreciendo la transformación esmectita → palygorskita. El ambiente edáfico favorable para esta transformación fue en la transición textural entre los materiales finos de los horizontes subsuperficiales y los depósitos más gruesos de los RP, donde ocurre un anegamiento temporario. El horizonte petrocálcico, y sus fragmentos retransportados, representan el período pedogenético más antiguo, donde la sepiolita fue el argilomineral dominante. Durante los procesos de calcretización, la sepiolita fue precipitada a partir de la solución del suelo, seguida de la palygorskita. La fluorita fue identificada en el horizonte petrocálcico y su asociación con calcita y sepiolita indica una precipitación sucesiva de estos minerales durante los procesos de evaporación. El análisis de las composiciones isotópicas de δ13C y δ18O muestra una aceptable correlación positiva (r2 = 0.5, p <0.001), indicando una correspondencia entre ensambles de plantas con más alta proporción de C4, las cuales son tolerantes al estrés hídrico y a altas temperaturas (valores más positivos de δ13C y δ18O respectivamente). Las calcretas presentes en la Formación Caleta Valdés fueron formados durante la culminación del período of MIS 5 (5a-c), mientras que los carbonatos presentes en los Rodados Patagónicos podrían haberse desarrollado en un período interglacial más cálido y seco, presumiblemente durante el MIS 11

In the present contribution is made known the genesis of broadly distributed carbonate accumulations in soils of east-central Chubut through of morphological, physical, chemical, geochemical (stable isotopes), and mineralogical properties. The studied soils are associated with littoral terraces formed during the MIS 5e (Caleta Valdés Formation, CV) and with glacio-fluvial and pluvio-fluvial terraces of Plio-Pleistocene age (Rodados Patagonicos, RP). The carbonate content increases with the age of the geomorphic surfaces (terraces), constituting a tool to correlate soils and paleosols (chronological sequence). The accumulations of pedogenetic carbonates are revealed by the presence of typical morphological features, as: laminar structure, calcitic nodules and pendants. At microscopic and sub-microscopic scale, pellets, ooids and alpha (abiotic origin) and beta (biologic origin) microfabrics were observed. The alpha microfabric is composed by floating coarse mineral components, circumgranular cracks, matrix nodules and rhombohedral crystals (micritic groundmass). The beta microfabric is composed by calcified filaments, calcispheres and needle-fiber calcite (evidence of fungi activity). Palygorskite and sepiolite were identified in calcic and petrocalcic horizons developed on RP surfaces. Pedogenetic carbonate was qualified as low-Mg calcite, indicating that during its precipitation, the Mg2+ activity increased in the soil solution, favoring the smectite palygorskite transformation. The soil environment, favorable for this transformation, was the textural transition between the fine materials of sub-surface horizons and the coarsest deposit of RP, where temporary waterlogging occurred. The petrocalcic horizons, and their re-transported fragments, represent the oldest pedogenetic period, where sepiolite was the dominant clay mineral. During the calcretization processes, the sepiolite was precipitated from the soil solution following the formation of palygorskite. Fluorite was identified in the petrocalcic horizon, and its association with calcite and sepiolite indicated a successive precipitation of these minerals under alkaline conditions during evaporation processes. The analysis of the isotopic compositions of d13C and d18O showed an acceptable positive correlation (r2 = 0.5, p <0.001) indicating a correspondence between assemblages of plants with higher proportion of C4, which are tolerant to water stress and high temperatures (values more positive of d13C and d18O respectively). The calcretes present in Caleta Valdés Formation were formed during the culmination of MIS 5 period (5a-c), while the carbonates present in the Rodados Patagónicos would have developed in a warmer and drier interglacial period, presumably during MIS 11.