Glauconite weathering processes in soils of temperate climate: a case study from the soil profile in Górniki (Roztocze Środkowe)

Celem niniejszej pracy było zbadanie procesów wietrzenia glaukonitu, zachodzących w środowisku glebowym, w warunkach klimatu umiarkowanego. Przedmiot badań stanowił materiał pobrany z profilu gleby brunatnej eutroficznej, rozwiniętej na mioceńskich piaskach glaukonitowych, z miejscowości Górniki na Roztoczu Środkowym. Do badań wykorzystano materiał frakcji <2 mm z siedmiu poziomów glebowych oraz płytki cienkie wykonane z trzech próbek o nienaruszonej strukturze. Płytki cienkie poddano obserwacjom z użyciem mikroskopu optycznego, a wyseparowane magnetycznie pelety glaukonitowe – obserwacjom w skaningowym mikroskopie elektronowym. Surowe próbki, wydzielone frakcje ilaste (<2 µm i <0.2 µm) oraz pelety przeanalizowano metodą dyfraktometrii rentgenowskiej. Materiał frakcji ilastej oraz pelety z najniższego poziomu zbadano również metodą spektrometrii absorpcyjnej w podczerwieni. Ponadto, pelety z najniższego poziomu przeanalizowano metodą spektrometrii mössbauerowskiej oraz oznaczono ich skład chemiczny w mikroskopie elektronowym z systemem EDS. Na podstawie obserwacji mikroskopowych stwierdzono, że w profilu nie zachodzi grawitacyjne przemieszczanie najdrobniejszego materiału. W składzie frakcji ilastej zidentyfikowano glaukonit, smektyt i minerały mieszano-pakietowe bogate w smektyt, kaolinit oraz goethyt. Zaobserwowano wyraźny wzrost zawartości smektytu i kaolinitu w górę profilu. Pelety z najniższego poziomu zawierały glaukonit z nieznacznym udziałem minerałów mieszano-pakietowych glaukonit-smektyt. Fe2+ stanowiło 4% całkowitego żelaza zawartego w glaukonicie z tego poziomu. Pelety z wyższych poziomów zawierały oprócz glaukonitu również rosnącą ilość minerałów mieszano-pakietowych glaukonit-smektyt. Zidentyfikowano w nich ponadto kaolinit, a w górnej części profilu także goethyt.Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że w badanym profilu kosztem „czystego” glaukonitu powstaje smektyt, kaolinit oraz w nieznacznym stopniu goethyt. W trakcie wietrzenia zachodzi dezintegracja peletów, uwalnianie Fe i Mg z glaukonitu i najprawdopodobniej przebudowa jego struktury. W efekcie powstają minerały ilaste bogate w Al. Utlenianie żelaza nie odgrywa istotnej roli w smektytyzacji glaukonitu.The aim of the presented research was to study the weathering of glauconite in soils under temperate climate conditions. The research object was the material sampled from Eutric Cambisol, developed on the Miocene sand from Górniki in the Roztocze region. The studied material was <2 mm fraction from seven soil horizons and three thin sections prepared from undisturbed soil samples. Thin sections were examined using optical microscope while magnetically separated glauconite pellets were observed in the scanning electron microscope. Bulk soil material, separated clay fractions (<2 m and