IUSS WRB, 2014
3.1.2. Genetiksel Oranlar ve Ayrışma İndeksleri
Topraklarda kimyasal ayrışmanın yoğunluğu kimyasal bileşikler (kimyasal ayrışma indisleri) veya minerallerin (mineral ayrışma indisleri) düzenlenmiş oranları tarafından belirlenebilir. Topraklarda ayrışma düzeyinin saptanmasında çok sayıda indeks kullanılmaktadır (Gerrard 1981, Harnois 1988, Nesbitt ve Young 1989).
Çalışmada incelenen 4 adet profilin nehirden uzaklık sıralaması 3 2 4 1 şeklindedir.
Söz konusu profiller aynı sıra ile deniz seviyesine göre sıralanmakla birlikte Profil 2 Profil 3’e göre daha düşük topoğrafyada oluşmuştur.
Profil 1 ve 4 ise bunlardan daha yüksek seviyelerdeki teraslar üzerinde oluşmuştur.
Toprak profillerinde SiO2/Al2O3 oranlarında alta doğru saptanacak bir azalma, silisyumun alta doğru yıkanmakta olduğunu ve bir kil hareketinin ve sonucunda kil illuviasyonunun varlığını göstermektedir (Sevink ve Werstraten 1978). Nitekim, Tablo 3.4’ün incelenmesin de görüleceği üzere Profil 1 ve Profil 4 de alta doğru bu oranlarda bir azalma ile birlikte bir kil illuviasyonu (argillic horizon) saptanmıştır. Profil 1 ve 4 yaşlı aluviyal teraslarda oluşmuş iken, genç teraslarda oluşan Profil 3’de SiO2/Al2O3 oranlarında alta doğru bir azalma söz konusu olmadığı gibi, oldukça dalgalanmalı (litolojik kesilmeler) bir durum gözlenmiş ve horizonlaşma saptanamamıştır. Aynı durum Profil 2 için de geçerlidir. Profil 2 çok uzun süreden beri mera olarak kullanılmış ve işlenmemiş bir arazi üzerinde yer almaktadır. Uzun yıllar işlenmemesine ve çözünmüş haldeki jipsin varlığına bağlı olarak profilde strüktür gelişimi bir kambik horizon oluşturmuştur. Topoğrafik konumu gereği oldukça çukur bir konumda bulunan profil 2 toprakları yılın önemli bölümünde su altında olup aquik koşullara sahiptir. Bu nedenle profilleri genellikle yaş ve redoksimorfik özelliklere sahiptir. Nehirden daha uzak mesafede ve daha yüksek rakımda bulunan, daha ileri profil gelişimi ve kil illuviasyonuna (Bt horizonları) sahip Profil 1 ve 4 ün, Profil 3 ve Profil 2 ye göre oldukça yaşlı topraklar olduğunu ortaya koymaktadır.
Nitekim, Sidhu ve Sehgal (1976), Hindistandaki Penjab ovası alüviyal teraslarında yaptıkları bir çalışmada, nehirden uzaklık artıkça profil gelişiminin de ilerlediğini ortaya koymuşlardır. Bunun yanında, topraklarda SiO2/Al2O3+Fe2O3+TiO2 oranında özellikle B horizonlarında meydana gelen bir azalmanın yerinde ayrışmanın (in situ) bir göstergesi olduğu söylenebilir (Colman 1982). Profil 4 te özellikle Bt2 horizonunda bu oranda bir azalma görülmekte olup bu da anılan horizonda bir yerinde ayrışma olduğuna işaret etmektedir. Bu profilin Ap horizonunda SiO2/Al2O3+Fe2O3+TiO2 oranında artış ise büyük ihtimalle insan etkisi nedeniyle olabilir. Diğer profillerde ise bu oranlardaki değişimler yorumlanabilecek değerde bir öneme sahip bulunmamıştır.
Toprak taksonomisi (1975)’e göre kil illuviasyonu ve ince kilin toplam kile oranı pedojenik gelişmenin bir indeksi olarak tanımlanabilir. B horizonlarında bu orandaki bir artış, taşınmış kilin bir dönüşümünü göstermektedir. Bu çalışmada nehre en yakın konumdaki 3 nolu profile bakıldığında ince kilin toplam kile oranlarında profil boyunca çok sık görülen dalgalanmalar, söz konusu profilde herhangi bir kil taşınmasının olmadığını, bu profil topraklarının çok genç olduğunu ve sık taşkınlar nedeniyle üzerlerinin sıkça örtüldüğünü göstermektedir. Nitekim Profil 3 te görülen çokça litolojik kesilmeler bunun kanıtıdır. Genç alüviyal topraklarda görülen bu durum söz konusu toprakların tabaka stratigrafisinden kaynaklanmaktadır. Daha yaşlı yüzeylerde yer alan Profil 1 ve Profil 4’ün B horizonlarında ince kil/toplam kil oranlarında artışlar gözlenmekle birlikte bu oranlar üst ve alt horizonlara göre çok açık değildir. Bu durumu, söz konusu profillerde yeterince kil translokasyonunun
20
olmadığı ve taşınan kilin de henüz bir dönüşüm göstermediği şeklinde yorumlanabilir.
Bilzi ve CIolkose (1977), Pensilvanya’daki genç alüviyal depozitler üzerinde yaptıkları bir çalışmada söz konusu oranları kullanarak kil taşınması ve B horizonlarında taşınan kilin dönüşümünü saptamışlar ve bunu ince kil filmlerinin kalınlığı ve hacmini inceleyerek desteklemişlerdir. Profil 2’nin topoğrafik konumundan kaynaklanan kalın bir kil deposu özelliği taşıması nedeniyle, bu oranlar bakımından değerlendirmeye gerek duyulmamıştır.
Alüviyal toprakların tabakalı yapı göstermeleri, geçmişten günümüze sediment taşınmaları nedeniyle gömülü horizonlar içermelerini sağlamaktadır. Bu çalışmada da tüm profillerde söz konusu litolojik durum görülmüştür. Wagner ve ark. (2007), silt/kil oranlarını kullanarak bu oranlardaki ani değişimlerin ayrışmanın derecesini belirlemek ve ana materyalin etkisini göstermek için kullanılabileceğini bildirmektedirler. Bu çalışmada incelenen 4 profilden Profil 3 diğer profillere göre sil/kil oranı bakımından daha yüksektir (Tablo 3.2). Söz konusu profil nehre en yakın genç alüviyal topraklar olması nedeniyle kaba tekstürlüdür. Profil 2 ise çukur kil toprakları olması nedeniyle kil oranları çok yüksektir ve sil/ kil oranı da en düşük olan profildir. Diğer 2 profilde ise söz konusu oranlar 2 ve 3 nolu profillerin arasında yer almaktadır. Yani nehre yaklaştıkça mantıksal olarak toprak yaşı daha genç olmakta, tekstürün kabalaşmasıyla birlikte silt/ kil oranı da yükselmektedir. Nitekim Durn (2003), fluviyal sedimentlerde alttaki kireçli materyallere göre silt/kil oranının daha yüksek olduğunu ve bunun fluviyal sedimentlerin kaba tekstürlü olmalarından kaynaklandığını bildirmektedir.
Wagner ve ark. (2007), toprak profillerinde CaO oranının %1’in altına düştüğünde profilde dekalsifikasyon işleminin tamamlanmış olacağını bildirmektedir. Tablo 3.3’ün incelenmesinden de görüleceği üzere incelenen profillerde CaO oranı tüm profillerde
% 1’in üzerinde bulunmuştur. Özellikle Profil 3 ve Profil 2’nin nehre yakın olması ve zaman zaman taşkın altında kalmaları nedeniyle CaO oranı diğer 2 profile göre daha yüksek bir değerdedir. Ancak, sonuçlar tüm profillerde dekalsifikasyon işleminin devam ettiğini göstermektedir. Retallack (1997), CaO+MgO/Al2O3 oranındaki bir azalmanın dekalsifikasyon işleminin varlığını gösterdiğini bildirmektedir. İncelenen profillerin CaO+MgO/Al2O3 oranlarına bakıldığında, bu oranlarda alta doğru düzenli bir azalmanın olmadığı, sadece Profil 1’de bu oranın diğer profillerden daha düşük olduğu görülmektedir (Tablo 3.4). Söz konusu profilin diğer profillere göre nehre en uzak konumda bulunduğu göz önüne alındığında, en yaşlı profil olduğunu ve bu nedenle de dekalsifikasyon işleminin diğerlerine göre biraz daha ileri düzeyde olduğunu söylemek mümkündür.
TiO2/ZrO2 oranlarında derinlikle saptanacak keskin bükülmeler, toprakların profil gelişimindeki eksikliği ortaya koymakta ve ana materyallerinin doğal olarak yüksek derecede tabakalanmasından kaynaklanmaktadır (Sidhu ve Sehgal 1976). İncelenen Profil 3’ de TiO2/ZrO2 oranlarında derinlikle birlikte gözlenen keskin değişiklikler, söz konusu profilin ana materyallerinin fazlaca tabakalandığını ve profilde horizon gelişiminin oldukça eksik olduğunu göstermektedir. Diğer profillerde de bu oranlarda bükülmelerin görülmesi bu toprakların üniform ana materyaller üzerinde oluşmadığını ortaya koymaktadır.
Benzer şekilde CaO/ZrO2 oranlarının derinlikle birlikte değişimi ana materyalin tabakalanması, profil gelişiminin eksikliği ve ayrışmanın derecesi ve dolayısıyla toprakların yaşı hakkında da fikir vermektedir (Sidhu ve Sehgal 1976). Yapılan çalışmada bu oranlarda Profil 3 de görülen dalgalanmalar söz konusu profilin, profil gelişiminin eksikliğini göstermektedir. Buna karşın Profil 1 ve Profil 4‘ de CaO/ZrO2
21
oranı 2 ve 3 nolu profile göre düşüktür. Bu durum Profil 1 ve Profil 4‘ de ayrışmanın biraz daha yüksek olduğunu ve daha yaşlı topraklar olduğunu kanıtlamaktadır.
Nitekim dört profilin (Profil 3, Profil 2, Profil 4 ve Profil 1) ortalama CaO/ZrO2 oranlarına bakıldığında sırasıyla 725.83, 379.71, 266.97 ve 232. 31 şeklinde bir sıralamanın ortaya çıktığı görülmektedir (Tablo 3.4). Buradan en düşük ayrışmanın 3 nolu profilde, en yüksek ayrışmanın ise 1 nolu profilde olduğu anlaşılmaktadır. Bu da söz konusu profillerin yaş sıralamasını göstermektedir. Elde edilen sonuçlar morfolojik ve fizikokimyasal özellikler ile de desteklenmiştir. Profil 3 de horizonlaşma görülmemiş, Profil 2 de çok kuvvetli olmayan bir kambik B horizonu, Profil 4 ve Profil 1’de ise tekstürel B horizonu saptanmıştır. Söz konusu profiller sırasıyla Entisol, Inceptisol ve Alfisol olarak sınıflandırılmıştır.
CIA (kimyasal ayrışma indeksi) Al2O3*100/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O) formülü ile hesaplanır. Nesbitt ve Young (1984), bu değeri parçalanma-ayrışma işlemlerinin değerlendirilmesinde kullanmışlardır. CIA değeri kimyasal ayrışma ile Ca, Na ve K gibi bazik katyonların minerallerden ayrılması ve uzaklaşması işlemine dayanmaktadır ve ayrışma- parçalanma ile birlikte bu değer artış göstermektedir.
Aynı zamanda toprak profilinde Bt horizonu parçalanma ve ayrışma yönünden Ap horizonundan daha ileri düzeyde bulunmuştur. Teras seviyesinin yüksek olduğu yerlerde indis değeri daha yüksek, alçak teras seviyelerinde ise daha düşük değerler bulunmuştur (Wagner ve ark. 2007). İleri derecede ayrışmış ve bolca kaolinit içeren killer veya gibsit gibi mineralleri içeren toprak ve sedimentlerde CIA değeri 100’dür.
Ayrışmamış üst kaya kabuğu için ise 50’dir (Fedo ve ark. 1995). CIA değerleri ayrışma durumuna göre, çok az ayrışmış (50-60), az ayrışmış (60-70), orta derecede ayrışmış (70-80), ileri derecede ayrışmış (80-90) ve aşırı ayrışmış (90-100) olarak sınıflandırılabilir (Nesbitt ve Young 1982). Buna göre Profil 3 toprakları çok az ayrışmış sınıfında yer almaktadır. Nitekim Profil 3 litolojik kesilmelerin fazla olduğu, profil gelişiminin eksik olduğu genç alüviyal teras topraklarıdır ve bu durum morfolojik bulgularla da örtüşmektedir. Profil 1 ve Profil 4 toprakları ise az ayrışmış topraklar sınıfında yer almakla birlikte Profil 3 topraklarına göre daha fazla ayrışmaya uğramışlardır. Nehirden daha uzak konumda bulunmaları, daha yüksek rakımda yer almaları ve özellikle Profil 4’de Bt horizonlarının CIA değerlerinin üst horizonlara göre da yüksek değerde bulunması, bunların profil gelişiminin Profil 1’e göre daha fazla olduğunu göstermektedir. Diğer bir ifadeyle topoğrafik konumlarına da bağlı olmakla birlikte toprak oluş işlemlerinin daha uzun süre etkisinde kalmışlardır. Profil 2 ise diğer 3 profile göre daha yüksek CIA değerlerine sahiptir. Bu profilin daha düşük seviyede bulunması özellikle ince killi depozitlerin birikmesine neden olmuştur. Ancak profilin alt kısımlarında CIA değerinin yüksek bulunması, konumu gereği daha uzun su altında kalmalarının bir sonucu olarak ayrışma faktörlerinin etkilenmesinden kaynaklanmış olabilir.
Baz/R2O3 oranı topraklarda 0-10 arasında değişmektedir. Profillerde derinlikle birlikte bu indis değerindeki azalma, ayrışmanın arttığına işaret etmektedir.
Bazlar/R2O3 oranlarına bakıldığında CIA değerlerinde olduğu gibi Profil 3’ün değerleri diğer 3 profilden yüksek bulunmuştur ve profil derinliklerine inildikçe bir artış göstermiştir. Dolayısıyla yukarıda da belirtildiği gibi söz konusu profilde ayrışma çok azdır. Oysaki Profil 1 ve Profil 4’ de bu değerler 3 nolu profile göre daha düşük bulunmuştur. Bu da ayrışmanın bu topraklarda 3 nolu profile göre daha yüksek seviyede olduğunu göstermekte ve ayrışma derecesinin her iki profilde de birbirine yakın olduğunu ortaya koymaktadır. 2 nolu profilde ise bu değerler dalgalı bir durum göstermiştir.
22
PIA, plajiyoklasların alterasyon derecesinin ortaya konmasında kullanılan ve jeolojik yaş ile uyumluluk sunan bir indekstir (Millot 1970). Yapılan bu çalışmada bu indeksin Profil 3’ de diğer profillerden daha düşük olduğu bulunmuştur. Bu durum, özellikle feldspat türü minerallerin henüz ayrışmadığını göstermekte olup genç nehir teraslarında yer alan söz konusu profilin jeolojik yaşıyla da uyumlu olduğunu kanıtlamaktadır. Nitekim Profil 3’ün XRD analizlerinde ortoklas ve plajiyoklas gibi feldspatların ve mika grubu minerallerin bolca saptanmış olması ve alterasyonun düşüklüğü, iyi kristalleşmemiş ve az miktarda saptanan kaolinit pikleri, primer alüminosilikat minerallerin ayrışmanın henüz başında olduğunu göstermektedir. Diğer profillerde PIA değerleri Profil 3’e göre biraz daha yüksek bulunmakla birlikte feldspatların alterasyonu ileri düzeye ulaşmamıştır (Tablo 3.4)
İncelenen profillerde yüksek taban suyuna bağlı olarak stagnik özellikler de göze çarpmıştır. Özellikle Profil 2 ve Profil 4 de gözlenen renk benekleri bu toprakların uzun süre yaş koşular altında kaldığını göstermekte olup bu durum anılan profillerin diğer iki profile göre artan Mn içerikleri ile de kanıtlanmaktadır (Tablo 3.3)
23 Tablo 3.3. Araştırma topraklarının total mineral oksit analiz sonuçları
Profil
No Horizonlar Derinlik
LOI Al2O3 CaO Cr2O3 Fe2O3 K2O MgO MnO Na2O P2O5 SiO2 Sr TiO2 SUM Zr
% ppm
Profil 1
Ap 0-14 3,52 12,90 1,66 0,03 3,11 2,17 0,63 0,06 2,01 0,078 73,20 0,023 0,67 100,18 44,4 A2 14-28 3,49 12,60 1,66 0,03 3,03 2,12 0,61 0,07 2,05 0,069 73,70 0,021 0,64 100,20 46,8 AB 28-42 4,08 14,70 1,61 0,03 4,14 2,14 0,88 0,07 1,81 0,044 69,80 0,019 0,69 100,09 57,0 Bt1 42-70 3,55 14,50 1,69 0,02 4,04 2,11 0,92 0,08 1,87 0,037 70,20 0,021 0,69 99,80 54,2 Bt2 70-94 3,51 14,50 1,80 0,03 4,14 2,05 1,04 0,09 1,87 0,031 70,00 0,021 0,69 99,85 52,5 2A 94-118 3,40 14,40 1,76 0,03 3,96 2,13 0,98 0,08 1,96 0,035 70,20 0,021 0,66 99,68 48,0 2AC 118-150 3,11 14,20 1,87 0,03 3,85 2,11 0,96 0,08 1,99 0,047 70,90 0,022 0,65 99,89 48,1
Profil 2
A1 0-25 10,84 14,10 3,68 0,03 5,04 1,77 1,83 0,13 1,67 0,162 59,10 0,019 0,61 100,09 46,9 ABg 25-50 7,84 17,20 2,97 0,02 6,61 1,87 2,11 0,20 1,41 0,127 57,10 0,016 0,74 99,91 66,2 Bwg1 50-85 6,96 17,50 1,74 0,02 6,38 1,82 2,03 0,12 1,36 0,089 60,60 0,017 0,74 99,96 67,5 Bwg2 85-140 7,49 16,50 5,36 0,02 6,29 1,49 2,00 0,12 1,03 0,068 54,10 0,017 0,68 100,71 66,9 Cg 140+ 7,88 18,30 1,98 0,03 7,09 1,65 2,32 0,19 1,09 0,071 58,30 0,016 0,75 100,07 72,9
24
Tablo 3.3. Araştırma topraklarının total mineral oksit analiz sonuçları (Tablo 3.3’ün devamı) Profil
No Horizonlar Derinlik
LOI Al2O3 CaO Cr2O3 Fe2O3 K2O MgO MnO Na2O P2O5 SiO2 Sr TiO2 SUM Zr
% ppm
Profil 3
Ap 0-12 3,45 15,10 2,77 0,01 4,02 2,71 1,65 0,07 2,97 0,184 66,70 0,035 0,61 100,47 33,2 A2 12-40 2,81 14,90 2,75 0,01 3,76 2,68 1,57 0,06 3,08 0,171 67,50 0,033 0,55 100,02 31,3 AC 40-45 1,28 14,60 2,90 0,01 3,55 2,68 1,45 0,09 3,23 0,158 69,30 0,034 0,56 99,93 25,3 Cg 45-58 1,51 14,30 3,27 0,02 4,20 2,50 1,69 0,14 2,98 0,185 68,30 0,035 0,72 99,92 29,6 2A 58-72 0,92 13,80 3,26 0,02 3,75 2,44 1,46 0,09 3,17 0,178 70,00 0,034 0,66 99,86 21,3 2C 72-84 1,55 14,40 3,24 0,02 4,10 2,52 1,61 0,09 3,06 0,181 68,30 0,033 0,71 99,90 27,3 3A 84-115 2,64 15,40 2,92 0,02 4,71 2,64 1,86 0,10 2,89 0,159 65,80 0,032 0,74 99,99 35,8 3C 115-160 2,75 15,40 2,64 0,01 4,20 2,76 1,68 0,09 2,90 0,143 67,10 0,032 0,67 100,47 38,5 4C 160+ 3,11 16,20 2,46 0,02 4,86 2,79 1,90 0,09 2,68 0,111 65,10 0,030 0,69 100,14 40,6
Profil 4
Ap 0-10 5,45 12,90 1,96 0,03 3,46 1,83 0,86 0,11 1,90 0,109 70,30 0,022 0,66 99,87 47,0 A2 10-27 4,70 13,40 2,04 0,02 3,76 1,82 0,96 0,12 1,89 0,105 69,90 0,021 0,65 99,73 49,9 ABg 27-43 4,05 13,70 2,07 0,02 3,81 1,79 1,02 0,13 1,92 0,052 70,50 0,020 0,64 99,84 50,1 Bt1 43-85 4,53 14,60 1,91 0,03 4,50 1,62 1,24 0,13 1,71 0,039 69,00 0,018 0,71 100,12 52,5 Bt2 85-130 5,35 15,60 1,84 0,03 5,17 1,61 1,51 0,12 1,56 0,038 66,50 0,019 0,73 100,18 62,8 2Ass 130-165 4,89 15,10 1,91 0,03 4,84 1,63 1,42 0,10 1,63 0,036 67,40 0,018 0,72 99,80 58,0 2Cg 165+ 4,24 15,10 1,69 0,04 4,85 1,84 1,17 0,06 1,58 0,024 68,80 0,019 0,79 100,28 58,7
25 Tablo 3.4. Araştırma topraklarının jeokimyasal ayrışma oranları
Horizon Derinlik TiO2/ ZrO2
SiO2 /
Al2O3 PIA CaO+MgO/
Al2O3
SiO2/Al2O3+ Fe2O3+TiO2 CIA
CaO+MgO/
Al2O3
SiO2/Al2O3+ Fe2O2+TiO2
Bazlar/
R2O3 CaO/ZrO2
Profil 1
Ap 0-14 111,7 5,67 52,3 0,178 4,388 66,3 -10,61 64,08 0,65 276,7
A2 14-28 206,7 5,85 48,3 0,180 4,530 66,2 -10,33 64,77 0,66 276,7
AB 28-42 86.3 4,75 53,1 0,169 3,574 63,4 -12,21 59,93 0,58 201,3
Bt1 42-70 98,6 4,84 53,2 0,180 3,651 63,6 -11,89 60,43 0,61 241,4
Bt2 70-94 98,6 4,83 53,3 0,196 3,621 63,7 -11,66 60,33 0,61 257,1
2A 94-118 110,0 4,88 52,0 0,190 3,691 66,7 -11,66 60,42 0,60 293,3
2AC 118-150 108,3 4,99 53,1 0,199 3,791 63,5 -11,37 61,20 0,60 311,7 232,3
Profil 2
A1 0-25 96,8 4,19 47,8 0,391 2,992 40,1 -8,59 50,65 0,88 584,1
ABg 25-50 82,2 3,32 57,7 0,295 2,326 65,4 -12,12 47,25 0,64 330,0
Bwg1 50-85 81,3 3,46 62,5 0,215 2,461 70,2 -13,73 50,22 0,63 191,2
Bwg2 85-140 75,6 3,28 48,2 0,446 2,305 74,7 -9,14 44,57 0,72 595,6
Cg 140+ 75,0 3,19 64,4 0,235 2,230 73,5 -14,00 47,84 0,57 198,0
379,7
26
Tablo 3.4. Araştırma topraklarının jeokimyasal ayrışma oranları (Tablo 3.4’ün devamı)
Profil 3
27 3.1.3. Kil Mineralojisi
Araştırma topraklarının X-Işını Kırınım Yöntemi ile yapılan Kalitatif Detay Kil Analizi sonuçları Tablo 3.5’de ve elde edilen XRD difraktogramları da Şekil 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19, 3.20, 3.21, 3.22, 3.23‘de verilmiştir.
Tablo 3.5. Araştırma topraklarının X-Işını Kırınım Yöntemi ile yapılan Kalitatif Detay Kil Analizi sonuçları
Profil No Horizon Derinlik
Profil 1
Ap 0-14
Kuvars
Feldspat Grubu Mineral (Ortoklas+Plajioklas)
Smektit Grubu Kil Minerali (Montmorillonit, Nontronit)
28
Tablo 3.5. Araştırma topraklarının X-Işını Kırınım Yöntemi ile yapılan Kalitatif Detay Kil Analizi sonuçları (Tablo 3.5’in devamı)
Profil No Horizon Derinlik
Profil 2
A1 0-25
Smektit Grubu Kil Minerali (Montmorillonit, Nontronit)
Smektit Grubu Kil Minerali (Montmorillonit, Nontronit)
Smektit Grubu Kil Minerali (Montmorillonit, Nontronit)
29
Tablo 3.5. Araştırma topraklarının X-Işını Kırınım Yöntemi ile yapılan Kalitatif Detay Kil Analizi sonuçları (Tablo 3.5’in devamı)
Profil No Horizon Derinlik
Profil 3
30
Tablo 3.5. Araştırma topraklarının X-Işını Kırınım Yöntemi ile yapılan Kalitatif Detay Kil Analizi sonuçları (Tablo 3.5’in devamı)
Profil No Horizon Derinlik
Profil 4
Smektit Grubu Kil Minerali (Montmorillonit, Tosudit) Feldspat Grubu Mineral (Ortoklas+Plajioklas) Mika Grubu Mineral
Kaolinit
Tablo 3.5’in incelenmesinden de görüleceği gibi, genel olarak incelenen 4 Profilde de primer alümino silikat mineralleri (kuvars, feldspatlar, mika grubu mineraller ve amfibol grubu gibi) baskın durumdadır. Bu durum yukarıda açıklandığı gibi söz konusu topraklarda genel olarak ayrışmanın eksikliğini ortaya koymaktadır. Nitekim, bu durum özellikle Profil 3 ve diğer profillerin tüm horizonlarında saptanan düşük PIA değerleri ile desteklenmektedir. Ayrıca Şekil nolu şekillerde sunulan XRD difraktogramlarında görülen bozuk biotit pikleri de bunu kanıtlamaktadır. Profil 3 ‘ün diğer primer minerallerin yanında klorit içerdiği saptanmıştır. İncelenen profiller içerisinde en genç toprakları içeren Profil 3, genç alüviyallere özgü karmaşık bir mineralojik yapıya sahiptir. Burada saptanan klorit muhtemelen primer klorit özelliği taşımaktadır. Çünkü çok yüksek pH koşulları veya çok düşük ph koşuları altında oluşabilmektedir. Oysa söz konusu toprak profilinde pH hafif asidik-nötr pH koşullarına sahiptir. Ancak, anılan profilin AC horizonu hariç tüm horizonlarında klorit mevcuttur. Söz konu AC hoizonunda kloritin vermikullite dönüştüğü görülmektedir.
Tüm profillerde smektit grubu minerallerin bulunması, bu minerallerin tüm profillerden kolay yıkanan bazların az da olsa ortamı terk etmesiyle oluştuğunu göstermektedir.
31
Şekil 3.5. Profil 1, Ap horizonuna ait (1 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.6. Profil 1, A2 horizonuna ait (2 no’lu örnek) XRD difraktogramı
32
Şekil 3.7. Profil 1, Bt2 horizonuna ait (5 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.8. Profil 1, 2AC horizonuna ait (7 no’lu örnek) XRD difraktogramı
33
Şekil 3.9. Profil 2, A1 Horizonuna ait (8 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.10. Profil 2, Bwg1 horizonuna ait (10 no’lu örnek) XRD difraktogramı
34
Şekil 3.11. Profil 2, Cg horizonuna ait (12 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.12. Profil 3, Ap horizonuna ait (13 no’lu örnek) XRD difraktogramı
35
Şekil 3.13. Profil 3, AC horizonuna ait (15 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.14. Profil 3, Cg horizonuna ait (16 no’lu örnek) XRD difraktogramı
36
Şekil 3.15. Profil 3, 2A horizonuna ait (17 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.16. Profil 3, 2C horizonuna ait (18 no’lu örnek) XRD difraktogramı
37
Şekil 3.17. Profil 3, 3A horizonuna ait (19 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.18. Profil 3, 3C horizonuna ait (20 no’lu örnek) XRD difraktogramı
38
Şekil 3.19. Profil 4, Ap horizonuna ait (22 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.20. Profil 4, Bt1 horizonuna ait (25 no’lu örnek) XRD difraktogramı
39
Şekil 3.21. Profil 4, Bt2 horizonuna ait (26 no’lu örnek) XRD difraktogramı
Şekil 3.22. Profil 4, 2Ass horizonuna ait (27 no’lu örnek) XRD difraktogramı
40
Şekil 3.23. Profil 4, 2Cg horizonuna ait (28 no’lu örnek) XRD difraktogramı
41 4. SONUÇ
Bu çalışmada, Edirne’nin Meriç ilçesi yakınında Meriç Nehri teraslarında nehire farklı uzaklık ve yükseklikte yer alan alüviyal teraslar üzerinde oluşmuş 4 toprak profilinin oluşumu incelenmiştir. Bunun için, söz konusu profillerin toprak morfolojik özelliklerinin yanında alınan toprak örneklerinde bazı fiziksel ve kimyasal toprak karakteristikleri de incelenmiştir. Ayrıca, bazı genetiksel oranlar, kimyasal ayrışma oranları silt/kil oranı gibi kimyasal özellikler ile kalitatif detay kil analizleri de incelenmiştir.
İncelenen profillerden 1 ve 4 nolu profillerde alta doğru SiO2/Al2O3 oranlarında bir azalma ile birlikte bir kil illuviasyonu (argillic horizon) saptanmıştır. Bu oranlar ve ince kilin toplam kile oranına bakılarak Profil 3 ‘de oldukça dalgalanmalı (litolojik kesilmeler) bir horizon dizilimi gözlenmiş ve genetiksel horizonlaşma saptanamamıştır. Söz konusu profilde herhangi bir kil taşınmasının olmadığını, bu profil topraklarının çok genç ve sık taşkınlar nedeniyle üzerlerinin sıkça örtüldüğü saptanmıştır. CaO/ZrO2 oranlarındaki dalgalanmalar da söz konusu profilin gelişiminin eksikliğini göstermektedir. Profil 2 ise çok uzun süreden beri mera olarak kullanılmış ve işlenmemiş bir arazi üzerinde yer almaktadır. Uzun yıllar işlenmemesine ve çözünmüş haldeki jipsin varlığına bağlı olarak profilde strüktür gelişimi bir kambik horizon (Bw) oluşturmuştur. Topoğrafik konumu gereği oldukça çukur bir konumda bulunan Profil 2 toprakları yılın önemli bölümünde su altında olup aquik koşullara sahiptir. Bu nedenle profilleri genellikle yaş ve redoksimorfik özelliklere sahiptir.
Alüviyal toprakların tabakalı yapı göstermeleri, geçmişten günümüze sediment taşınmaları nedeniyle gömülü horizonlar içermelerini sağlamaktadır. Bu çalışmada da tüm profillerde söz konusu litolojik durum görülmüştür. Profil 3 ve Profil 2’nin nehre yakın olması ve zaman zaman taşkın altında kalması nedeniyle CaO oranı diğer 2 profile göre daha yüksek bulunmuştur. İncelenen profillerin CaO+MgO/Al2O3 oranlarına bakıldığında, bu oranlarda alta doğru düzenli bir azalmanın olmadığı, sadece Profil 1’de bu oranın diğer profillerden daha düşük olduğu görülmüştür. Söz konusu profilin diğer profillere göre nehre en uzak konumda bulunduğu göz önüne alınırsa, en yaşlı profil olduğunu ve bu nedenle de dekalsifikasyon işleminin diğerlerine göre biraz daha ileri düzeyde olduğunu söylemek mümkündür.
CaO/ZrO2 oranlarına bakıldığında Profil 1 ve Profil 4’de, Profil 2 ve Profil 3’e göre bu oran düşüktür. Bu durum Profil 1 ve Profil 4’de ayrışmanın biraz daha yüksek olduğunu ve daha yaşlı topraklar olduğunu kanıtlamaktadır. Nitekim dört profilin (P3, P2, P4 ve P1) ortalama CaO/ZrO2 oranlarına bakıldığında sırasıyla 725.83, 379.71, 266.97 ve 232. 31 şeklinde bir sıralamanın ortaya çıktığı görülmüştür. Bu da söz konusu profillerin yaş sıralamasını göstermektedir. Elde edilen sonuçlar morfolojik ve fizikokimyasal özellikler ile de desteklenmiştir. Profil 3 de horizonlaşma görülmemiş, Profil 2 de çok kuvvetli olmayan bir kambik B horizonu, Profil 4 ve Profil 1’de ise tekstürel B horizonu (Bt) saptanmıştır. Söz konusu profiller sırasıyla Entisol, Inceptisol ve Alfisol olarak sınıflandırılmıştır.
CIA (kimyasal ayrışma indeksi) Al2O3*100/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O) değeri kimyasal ayrışma ile Ca, Na ve K gibi bazik katyonların minerallerden ayrılması ve uzaklaşması işlemine dayanmaktadır ve ayrışma- parçalanma ile birlikte bu değer artış göstermektedir. Teras seviyesinin yüksek olduğu yerlerde indis değeri yüksek, alçak teras seviyelerinde ise daha düşük değerler bulunmuştur Buna göre 3 nolu profil toprakları çok az ayrışmış sınıfında yer almaktadır. Nitekim Profil 3 litolojik kesilmelerin fazla olduğu, profil gelişiminin eksik olduğu genç alüviyal teras
42
topraklarıdır ve bu durum morfolojik bulgularla da örtüşmektedir. Profil 1 ve Profil 4’e ait topraklar ise az ayrışmış topraklar sınıfında yer almakla birlikte Profil 3’e göre daha fazla ayrışmaya uğramışlardır. Nehirden daha uzak konumda bulunmaları, daha yüksek rakımda yer almaları ve özellikle Profil 4’de Bt horizonlarının CIA değerinin üst horizonlara göre daha yüksek değerde bulunması, bunların profil gelişiminin Profil 1’e göre daha fazla olduğunu göstermektedir. Diğer bir ifadeyle topoğrafik konumlarına da bağlı olmakla birlikte toprak oluş işlemlerinin daha uzun süre etkisinde kalmışlardır. Profil 2 ise diğer 3 profile göre daha yüksek CIA değerlerine sahiptir.
Baz/R2O3 oranında derinlikle birlikte azalma, ayrışmanın arttığına işaret etmektedir.
Bazlar/R2O3 oranlarına bakıldığında CIA değerlerinde olduğu gibi Profil 3 değerleri diğer 3 profilden yüksek bulunmuştur ve profil derinliklerine inildikçe bir artış
Bazlar/R2O3 oranlarına bakıldığında CIA değerlerinde olduğu gibi Profil 3 değerleri diğer 3 profilden yüksek bulunmuştur ve profil derinliklerine inildikçe bir artış