The origin and systematics of ferruginous precipitates in Quaternary formations and in present-day soils
DOI:
https://doi.org/10.26485/BP/1969/18/17Keywords:
origin of iron precipitates, forms of iron precipitates, pedogenetic environmentsAbstract
Pedochemical aspects of the formation of various forms of iron precipitates and a review of the literature, from the perspective of certain branches of Earth sciences, focus on the potential these precipitates offer for determining the genesis and chronology of specific phenomena occurring in Quaternary formations and contemporary soils.
The study also presents the results of numerous laboratory model experiments, in which it was possible to reproduce many of the iron precipitate forms observed in nature. This allows clarification and correction of differences among various viewpoints regarding the genesis and stratigraphic significance of these forms for Earth science research.
The work consists of the following chapters: introduction, origin of iron precipitates, fundamentals of the subdivision of iron precipitates, characteristics of the forms and varieties of iron precipitates, among which the following were distinguished:
(a) non-concretions – efflorescences: surface, fissure, cellular; spots: concentric, spread, infiltration, fissure-filaments; pseudomycelia; rings: vertical, nests; vertical bands: fissures, corners; partitions: regular, disruptive; horizontal bands: partitions, homogeneous bands, spots; levels: homogeneous, spots, rusts; circles: regular, complex.
(b) concretions: omogeneous concretions: pepper-like, peas, nuts, nodules, minerals; crusty concretions: tubes, blisters, pears, spheres; spherical stratified concretions: cylinders, fingers, pears, spheres, chains of spheres; slabs: joints, flutings.
The possibility of using iron precipitates to determine the water-air relationships in soil is discussed.
The creation of a table illustrating the genesis and distribution of iron precipitates requires subdivision of all sediments based on hydrological conditions. The following types of pedogenetic environments are distinguished:
A – dry soils, B – soils with optimal moisture, C – periodically overly wet soils, D – periodically moist soils, E – permanently moist soils, F – periodically swampy soils, G – marsh soils, H – (mud) subaqueous soils.
Since the majority of the listed pedogenetic environment types produce specific families of iron precipitate forms, it is possible to infer past moisture conditions (hydrological type) based on their distribution.
References
Aarnio, B., 1913 - Experimentelle Untersuchungen zur Frage der Ausfällung des Eisens in Podsolböden. Inter. Mit. F. Bodenkunde, Bd. 3.
Afanasev, Y. N., 1930 - Iz oblasti anaerobnykh i bolotnykh processov (On the anaerolic and bog processes). Pochvovedenie, no. 6.
Albert, R., 1910 - Beitrag zur Kenntnis der Orsteinbildung. Ztsft. f. Forest- und Jagdwesen, Bd. 6; Berlin.
Aubert, G., 1963 - Soil with ferruginous or ferrilitic crusts of tropical regions. Soil. Sci., vol. 95, no. 4.
Bertouille, H., Cailleux, A., 1966 - Dépôts calcaires, fentes et ferruginisations quaternaires près de Paris. Tijd. v. h. Kon. Nederlandsch Aardrijsk. Gen., deel 83, no. 3.
Bystrov, S. V., 1936 - Neskolko danykh o sostave i obrazovaniyu orshtejnov v podzolistykh pochvakh (Some information on composition and development of iron pan in podzolic soils). Trudy Pochvennogo Inst. im. V. V. Dokuchaeva, t. 13; Moscow.
Cailleux, A., 1965 - Quaternary secondary chemical deposition in France. Geol. Soc. America, Special Paper, 84.
Cailleux, A., 1966 - Phénomènes périglaciaires et ferruginisations à Harpford Common. Biuletyn Peryglacjalny, no. 15.
Czerwiński, J., 1964 - Problèmes des structures périglaciaires dans les dépôts quaternaires en Basse-Silésie. Biuletyn Peryglacjalny, no. 14.
Denisov, I. A., 1962 - O genesise "lateritov" i "lateritnykh pochv" Centralnogo Konga (On the origin of "laterites" and "lateritic soils" in Central Congo). Problemy Pochvovedeniya; Acad. Sci. USSR, Moscow.
Dietrich, H., 1958 - Untersuchungen zur Morphologie und Genese grundwasserbeeinflusster Sandböden in Gebiet des norddeutschen Diluviums. Archiv f. Forstwesen, no. 8.
Dylik J., 1956 - Coup d'oeil sur la Pologne périglaciaire. Biuletyn Peryglacjalny, no. 4.
Dylik J., 1966 - Problems of ice-wedge structures and frost-fissure polygons. Biuletyn Peryglacjalny, no. 15.
Dylik, J., Chmielewska, M., Chmielewski, W., 1954 - Badania osadów jaskiniowych w Dziadowej Skale (résumé: Etude des dépôts de la grotte au lieu dit "Dziadowa Skała"). Biuletyn Peryglacjalny, no. 1.
Dylikowa, A., 1956 - Kliny zmarzlinowe w Sławęcinie (summary: The ice-wedges at Sławęcin). Biuletyn Peryglacjalny, no. 3.
Emeis, C., 1875 - Waldbauliche Forschungen und Betrachtungen. Berlin.
Frosterus, B., 1913 - Beitrag zur Kenntnis der Bodenbildung in Tonen der humiden Gegenden. Inter. Mit. f. Bodenkunde, Bd. 3.
Fersman, A. E., 1955 - Izbrannye trudy (Selected papers), t. 1-3; Acad. Sci. USSR; Moscow.
Gayel, A. G., Trushkovskij, A. A., 1962 - Vozrast i klassifikaciya pochv na eolovykh peskakh stepnoj zony (Age and classification of soil on eolian sands in steppe zone). Izvestiya Akad. Nauk SSSR, ser. geog., no. 4.
Glinka, K. D., 1903 – Laterity i krasnozemy tropicheskikh i subtropicheskikh shirot i rodstvennya im pochvy umerennykh shirot (Latérites et "terrae rossae" des régions tropiques et sous-tropiques et terres analogiques sous les latitudes tempérées). Pochvovedeniye, t. 5, no. 3.
Gorbunov, V. I., Dzyadevich, G. S., Tunik, B. M., 1961 - Metody opredeleniya nesilikatnykh amorfnykh i kristalicheskikh poltorykh okisnykh v pochvakh i glinakh (Methods for determination of nonsilicate amorphous and crystalline sesquioxides in soils). Pochvovedeniye, no. 11.
Halicki, B., 1951 - Podstawowe profile czwartorzędu w dorzeczu Niemna (summary: Principal sections of the Pleistocene in the Niemen basin). Acta Geol. Polonica, vol. 2.
Jahn, A., 1951 - Zjawiska krioturbacyjne współczesnej i plejstoceńskiej strefy peryglacjalnej. (summary: Cryoturbate phenomena of the contemporary and of the Pleistocene periglacial zone). Acta Geol. Polonica, vol. 2.
Jahn, A., 1956 - Some periglacial problems in Poland. Biuletyn Peryglacjalny, no. 4.
Klatka, T., 1955 - Suche doliny płaskodenne na przedpolu Łysogór (summary: Flat-floored dry valleys in the foreland of the Łysogóry Mts.). Biuletyn Peryglacjalny, no. 2.
Klatkowa, H., 1965 - Niecki i doliny denudacyjne w okolicach Łodzi (résumé: Vallons en berceau et vallées sèches aux environs de Łódź). Acta Geog. Lodziensia, no. 19; Łódź.
Kozarski, S., Rotnicki, K., 1964 - Inwolucje w sandrze stadium Poznańskiego na południe od Gniezna (résumé: Involutions dans le sandre du stade de Poznań au sud de Gniezno). Biuletyn Peryglacjalny, no. 13.
Krivan, P., 1958 - Tundrenerscheinungen mit Eislinsen in Ungarn. Földtani Közl., vol. 88.
Krzemiński, T., 1965 - Przełom Warty przez Wyżynę Wieluńską (résumé: La percée de la vallée de la Warta par le plateau de Wieluń). Acta Geog. Lodziensia, no. 21; Łódź.
Książkiewicz, M., 1959 - Geologia dynamiczna (Dynamic geology). Warsaw.
Leckwijck, W. van, Macar, P., 1960 - Les structures périglaciaires antérieures au Würm en Belgique. Biuletyn Peryglacjalny, no. 9.
Maruszczak, H., 1960 - Peryglacjalne utwory pokrywowe na obszarze Wzgórz Szeskich (résumé: Formations périglaciaires de couverture sur le territoire des Collines Szeskie). Biuletyn Peryglacjalny, no. 7.
Mieczyński, T., 1939 - Gleby północno-zachodniego Polesia (The soils of north-western Polesie). PINGW, Puławy.
Mihailescu, V., 1964 - Sur la limite du périglaciaire en Dobrogea. Biuletyn Peryglacjalny, no. 14.
Mojski, J. E., 1961 - Stratigraphy of cryoturbate structures in the Wurmage deposits in the southern part of the Dorohucza basin (Lublin Upland). Biuletyn Peryglacjalny, no. 10.
Olchowik-Kolasińska, J., 1955 - Struktury kongeliflukcyjne w okolicach Łodzi (summary: Congeliflual structures in the region of Łódź). Biuletyn Peryglacjalny, no. 2.
Olchowik-Kolasińska, J., 1962 - Genetyczne typy struktur czynnej strefy zmarzliny (résumé: Classification génétique des structures de mollisol). Acta Geog. Univ. Lodziensis, no. 10; Łódź.
Polskij, B. V., 1961 - K voprosu o khimizme ortshtejnov dernogo-podzolistykh pochv (Contribution to the chemism of soddy-podzolic soil ortsteins). Pochvovedeniye, no. 2.
Prokoshev, V. N., 1952 - Povysheniye plodorodiya peshchanykh i supeshchanykh pochv dernogo-podzolistogo tipa (Fertilization of sandy soils of the soddy-podzolic type). Acad. Sci. USSR, Moscow.
Rudneva, E. N., 1960 - Pochvennyj pokrov Zakarpatskoj oblasti (The soils of the Transcarpathian region). Moscow.
Russell, E. J., 1958 - Warunki glebowe a wzrost roślin (Soil conditions and growth of the plants). Państw. Wyd. Roln. Leśne, Warsaw.
Schlichting E., 1963 - Zur Deutung von "Ortstein"-Böden im subarktisch-alpinen Gebiet. Ztschr. Pfl. Ernähr. Düng., Bd. 100.
Sekyra, J., 1956 - The development of cryopedology in Czechoslovakia. Biuletyn Peryglacjalny, no. 4.
Siuta, J., 1960 - Wstępne badania procesów glejowych w madach żuławskich (summary: Preliminary investigations of gleying processes in the alluvial soils of Zulawy). Roczn. Nauk Roln., t. 84, A-1.
Siuta J., 1962a - Vlyanye vostanovitelnykh processov i podkisleniya na roztvorimost mineralnykh soedinenij (Influence of reductive processes and acidification upon the solubility of soil mineral compounds). Pochvovedeniye, no. 5.
Siuta, J., 1962b - W sprawie genezy niektórych deformacji litologicznoglebowych (summary: On the origin of some lithological and soil deformations). Przegląd Geog., t. 34, no. 4.
Siuta, J., 1962c - Rola gazów fermentacji beztlenowej w kształtowaniu powierzchni glebowej (summary: The part played by oxygen-free fermentation in forming the soil surface). Przegląd Geog., t. 34, no. 1.
Siuta, J., 1967 - Ogleyenie kak pokazatel vodno-vozdushnogo rezhima pochv (Gleying process as an indicator of air-water regime in soil). Pochvovedeniye, no. 3.
Siuta, J., Gawęda, Z., 1961 - Geneza i skład chemiczny glebowych nowotworów żelazistych (summary: The origin and chemical composition of the ferruginous soil concretions). Roczn. Nauk Roln., t. 84, A-1.
Siuta, J., Motowicka, T., 1963 - Znaczenie wytrąceń żelazistych w stratygrafii niektórych utworów czwartorzędowych (summary: Importance of ferruginous concretions for the stratigraphy of some sedimentary rocks). Przegląd Geog., t. 35, no. 2.
Siuta, J., Motowicka-Terelak, T., 1965 - Geneza poziomych smug wytrąceń żelazistych w glebach piaskowych (summary: Genesis of horizontal streaks of ferruginous precipitates in sandy soils. Pamiętnik Puławski, z. 18.
Siuta, J., Motowicka-Terelak, T., 1966 - Rozpuszczalność niektórych mineralnych składników gleby pod wpływem działania roztworów HCL, C2H4O2, C6H 8O7 i C12H 22O11 (summary: The solubility of some mineral soil components in the solutions HCL, C2H4O2, C6H 8O7 i C12H 22O11 ), Pamiętnik Puławski, z. 22.
Siuta, J., Rejman, M., 1963 - Przyczynek do poznania genezy i składu chemicznego gleb ornych Podgórza Dynowskiego (summary: Contribution to the knowledge of genesis and chemical composition of the arable soils of neighbourhood of Dynów). Pamiętnik Puławski, z. 9.
Siuta, J., Terelak, H., 1963 - Obserwacje nad formowaniem się "bugrów" współczesnych w dolinie Wisły (summary: On the formation of modern "bugors" (thufurs) in the Vistula valley). Przegląd Geog., t. 35, no. 2.
Siuta, J., Terelak, H., 1966 - The phenomena of gas-made deformations in certain loess soils of the Annopol area. Sci. Publ. Foreign Cooper. Center of the Central Inst. for Sci., Techn. and Econ. Information: Warsaw.
Stefanovits, P., 1960 - Povyshenie plodorodya lesnykh pochv (Uprising of fertility of the forest soils). Sielkhozgyz, Moscow.
Strakhov, N. M., 1947 - Zhelezorudnye facij i ikh analogi v istori zyemli (Iron-ores and their analogues in the earth's history). Acad. Sci. USSR, Moscow.
Strakhov, N. M., 1960 - Osnovy teorii litogenezisa (Principles of the theory of lithogenesis). Publ. Acad. Sci. USSR, Moscow.
Sukachev, V. N., 1903 - Neskolko nablyudenij nad ortshtejnovymi obrazovaniyami na yuge Rossi (résumé: Quelques observations sur l' "ortstein" de la Russie méridionale). Pochvovedeniye, no. 2.
Teischmann, J., Schröder, H., 1954 - Beitrag zur Kenntnis und Gliederung gleyartiger Standort. Archiv f. Wesen, Bd. 3.
Terlikowski, F., 1958 - Prace wybrane z dziedziny gleboznawstwa, chemii rolnej i nawożenia (Selected papers on soil science, agricultural chemistry and manuring). Warsaw.
Tricart, J., 1960 - Manifestations périglaciaires du Quaternaire ancien en France. Biuletyn Peryglacjalny, no. 9.
Voronova, E. P., 1960 - Processy pochvoobrazovaniya i klassifikaciya pojmennykh pochv stepnoj zony centralno-chernozemnoj polosy (Soil forming processes and the classification of alluvial soils in the steppe zone of the central-chernozem belt). Pochvovedeniye, no. 7.
Vysockij, G. N., 1905 - Gley (The gley). Pochvovedeniye, no. 7.
Yarkov, S. P., 1961 - Pochvy lesolugovoj zony SSSR (The soils of the forest-meadow zone of the USSR). Acad. Sci. USSR, Moscow.
Żółciński, J., Haupt, B., Musierowicz, A., 1931 - Badania gleboznawcze i przyrodnicze terenów Zagrobeli pod Tarnopolem (Pedologic and physiographic investigations in the Zagrobela area, near Tarnopol). Doświadczalnictwo Roln., t. 7.
