New microscopic evidences of the autochthony of the ferrallitic pedological mantle in the Misiones province, Argentina

Abstract

The Misiones province is characterized by a pedological mantle with Ultisols, Oxisols and Alfisols. This ferrallitic clayey material frequently shows one or more siliceous or ferruginous nodular "stony horizons" close to the saprolitized basalt, which are generally associated with "structured horizons". The autochthonous or allochthonous origin of the materials composing these complex profiles has been controversially discussed. In this work, we present the results of new microscopic analyses of thin sections and of sand and silt fractions from several profiles of this pedological mantle. The results show that the "nodular horizons" are formed in the massive basalts by weathering and segregation of saprolitized fragments, which become progressively rounded, ferruginized and indurated. Concurrently, the groundmass in- between the nodules is enriched in clay and iron oxides, developing blocky peds, which gives rise to the "structured horizons". On the other hand, the vesicular porosity fossilized by chalcedony in the solum of a profile demonstrates the residual origin of the soil parent material, developed by the weathering of a vesicular-amygdaloidal basalt bearing hydrothermal quartz veins. In turn, the morphology and the surface texture of quartz grains from the sand and silt fractions analyzed by optical microscopy and by scanning electron microscopy reveal processes of silica dissolution and precipitation and show no signals of eolian transport. In accordance with previous studies, these microscopic results provide clear evidence that the parent material of soils in the Misiones province and the "stony horizons" usually included in these profiles are the result of in situ weathering of the diverse basaltic flows outcropping in the region.

La provincia de Misiones está caracterizada por un manto pedológico en el que predominan Ultisoles, Oxisoles y Alfisoles. Este material ferralítico arcilloso presenta frecuentemente cerca del basalto saprolitizado uno o más horizontes o "líneas de piedra" constituidos por cuarzo o por nódulos ferruginosos, los que están en general asociados a "horizontes estructurados". El origen autóctono o alóctono de los materiales que constituyen estos perfiles complejos ha sido objeto de controversias en la literatura. En este trabajo se presentan los resultados de nuevos análisis microscópicos de cortes delgados y de las fracciones arena y limo de diversos perfiles de este manto pedológico. Los resultados obtenidos muestran que los "horizontes nodulares" se forman en los basaltos masivos por meteorización y segregación de fragmentos saprolitizados, los que adquieren forma esferoidal y devienen progresivamente ferruginizados e indurados; paralelamente la masa basal entre nódulos se enriquece en arcilla y óxidos de hierro desarrollando una estructura en bloques que da lugar a los "horizontes estructurados". Por otro lado, la porosidad vesicular fosilizada por calcedonia en el solum de un perfil, demostró el origen residual del material parental del suelo formado a partir de la meteorización de un basalto amigdaloide-vesicular que incluye venas de cuarzo hidrotermal. Además, los análisis morfoscópicos y exoscópicos de los granos de cuarzo en las fracciones limo y arena mediante microscopía óptica y electrónica revelan procesos de disolución y precipitación de sílice y no muestran evidencias de transporte eólico. En consecuencia, y en coincidencia con estudios previos, estos resultados microscópicos confirman que el material parental de los suelos de la provincia de Misiones y los "horizontes pedregosos" usualmente incluidos en los perfiles son el resultado de la meteorización in situ de las diversas coladas basálticas aflorantes en la región.