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Revista de la Asociación Argentina de Sedimentología

versión impresa ISSN 1853-6360

Rev. Asoc. Argent. Sedimentol. vol.3 no.2 La Plata dic. 1996

 

ARTÍCULOS

Redistribución de carbonato de calcio en sucesiones cuaternarias de la llanura costera bonaerense

 

Perla A. Imbellone

Instituto de Geomorfología y Suelos. Universidad Nacional de La Plata. Calle 3 N° 584, 1900 La Plata. República Argentina.


Resumen

En sucesiones cuaternarias de la zona costera bonaerense, se describe micromorfológicamente la redistribución de carbonato de calcio proveniente de ruditas bioclásticas con matriz areno limosa y arenas terrígenas depositadas durante el episodio regresivo de la transgresión holocena.
Se estudian dos sucesiones típicas en los partidos de Punta Indio y Magdalena, provincia de Buenos Aires. La sucesión “cordón conchil" se encuentra sobre un cordón de conchillas con  horizontes de suelo A(0-40 cm), AC(k)(40-70 cm), 2Cr(k)(70-120 cm), 3C(120-130 cm), 4Cr(k)(130-más cm), mientras que la sucesión "duna" se halla sobre una duna costera con horizontes A(0-30 cm), AC(30-95 cm), C(95-105 cm), 2Btkb(105-más cm). Cuando los depósitos litorales son de escasa potencia, se han encontrado depósitos loéssicos infrayacentes, a profundidades variables entre 1,00 y 1,80 m, correspondientes a la Formación Pampiano. Suprayaciendo se encuentran los depósitos biogénicos propiamente dichos de la Formación Las Escobas, Miembro Cerro de la Gloria, coronados por un depósito de 20 a 80 cm de potencia constituido por una mezcla de sedimentos de la Formación Las Escobas y posiblemente La Postrera. Desde el punto de vista pedológico se identifican, un ciclo en la secuencia “cordón conchil”, y dos ciclos  superpuestos en la secuencia “duna”, cuando se alcanza a los paleo-horizontes formados en los depósitos loéssicos.
Se observan fenómenos de disolución y de recristalización. Los primeros sobre valvas de pelecípodos o sus fragmentos, tanto en el depósito biogénico propiamente dicho como en los depósitos suprayacentes. Los fenómenos de recristalización se observan en todos los depósitos incluyendo los de origen continental. Se encuentran formas de carbonato de calcio litogénico y pedogénico. Las primeras corresponden a bioclastos, nódulos de calcretas y agregados esparíticos. Las segundas forman calcitanes incoloros, de fábrica fibrosa, que se disponen como recubrimientos o puentes entre los granos del esqueleto o invadiendo los vacíos inter e intrapedales de los horizontes de suelo.
La calcita acicular constituye el mineral pedogenético de neoformación. Macromorfológicamente forma pseudomicelios en los paleosuelos y constituye un estado inicial de cristalización. Micromorfológicamente se encuentra rellenando cavidades dentro de los depósitos biogénicos, donde por redistribución  “in situ” determina un estado inicial de cementación. En los depósitos supra e infrayacentes a las rudltas bioclásticas, la calcita se presenta como calcitanes tapizando poros o fisuras interpedales, o formando masas micríticas invadiendo la matriz. Se genera por concentración de la solución del suelo por evaporación rápida, y la intensidad de ésta condiciona la abundancia de agujas. En la zona de estudio estas características pueden variar rápidamente en verano cuando la evapotranspiración es más alta.
La fuente principal de CaCO3 son los depósitos bioclásticos, aunque no se descarta el aporte de polvo eólico carbonatado. Las precipitaciones abundantes determinan una intensa reorganización “in situ” mediante disolución de los bioclastos y menor movilización en sentido descendente de soluciones carbonatadas a través de los depósitos.
Se ha observado calcita pedogénica en algunos horizontes A de los suelos actuales, formados en los sedimentos que suprayacen a las capas de conchillas, como también en horizontes Bt, BC o C de suelos infrayacentes enterrados, formados sobre depósitos loéssicos. En los primeros se habría formado por recristalización “in situ” de carbonatos litogénicos (biorelictos y sedirelictos), en cambio en los suelos enterrados se habría generado por un proceso de iluviación y recristalización.

Palabras clave: Sucesiones litorales; Suelos; Paleosuelos; Calcita pedogénica; Argentina

Extended abstract

Pedogenic calcite is found in A horizons of soils developed on Holocene littoral shelly sediments (Las Escobas Formation), as well as in underlying paleosol Btb, BCb horizons, on loessic deposits (Pampiano Formation). Two sequences are studied in Punta Indio and Magdalena districts: a "Shelly ridge" succession with A(0-40 cm); AC(k)(40-70 cm); 2Cr(k)(70-120 cm); 3C(120-130 cm); 4Cr(k)(120 + cm) soil horizons, and a "dune" succession with A(0-30 cm); AC(30-95 cm); C(95-105 cm); 2Btkb(105 cm) soil horizons. When littoral sediments are thin it is possible to find loessic sediments at 1.00 or 1.80 m depth. Biogenic deposits are overlain by a 20-80 cm thick deposit. From a pedogenic point of view, one or two pedogenetic cycles are found: one developed on stratified littoral sediments (shelly ridge succession) or two superposed pedogenic cycles (dune sequence). Dissolution and recrystallization phenomena are observed. Dissolution occurs on pelecypod shells or their fragments, both in the biogenic deposit itself and in the underlying sediments.
Recrystallization phenomena are observed in littoral and loessic deposits. Lithogenic and pedogenic calcium carbonate is found. The former corresponds to bioclasts, calcrete nodules and sparite aggregates. The latter forms colorless calcitans with a fibrous fabric arranged as coatings or bridges between skeletal grains or infilling inter and intrapedal voids.
Acicular calcite is the neoformed pedogenic mineral. It forms a dense network of acicular fibers, 30-120 µm long and 4 µm wide. The crystal abundance in voids ranges from a few needles to a tight self-supporting network, where voids are nearly absent. There are also tangencial needles on particles or microfissure walls with the C axis parallel to deposition surfaces. At macromorphological level they appear as pseudomycelia and at micromorphological level they infill cavities into biogenic deposits, where an incipient cementation produced by "in situ" redistribution is observed. Acicular calcite is formed by quick evaporation in summer and autumn when evapotranspiration is higher. Both marine salts and very abundant smectite clay have an strong influence. In the studied successions the bioclasts are the main source of CaCO3.
Acicular calcite is formed “in situ” or after short mobilization and represents an early pedogenetic cement which infills cavities in biogenic deposits. Enrichment of calcium carbonate in buried soils agrees with the classical model of calcic horizons formed by translocation.

Key words: Littoral successions; Soils; Paleosoils; Pedogenic calcite; Argentina.


 

INTRODUCCIÓN

En la llanura costera bonaerense se encuentran sucesiones sedimentarias constituidas por depósitos de ruditas bioclásticas y arenas terrígenas depositadas durante el episodio regresivo de la transgresión holocena; las mismas han sido estudiadas desde el punto de vista estratigráfico (Frenguelli, 1950; Fidalgo et al., 1973), sedimentológico, (Spalletti et al., 1987) y pedológico (Sánchez, 1976).
No siempre es sencillo identificar las formas de carbonato litogénico del pedogénico. En suelos desarrollados en materiales originarios débilmente o no calcáreos la identificación de carbonato pedogénico puede hacerse macroscópicamente con cierta certeza. En aquéllos sobre materiales altamente calcáreos la distinción es más dificultosa. Las formas generales de carbonatos litogénicos  incluyen calizas y fragmentos líticos de las mismas. Las formas macroscópicas de carbonatos pedogénicos  incluyen filamentos (pseudomicelios), segregaciones blandas y pulverulentas como nódulos, concreciones y colgantes en guijarros. La combinación de estos rasgos determina los horizontes denominados: horizontes enriquecidos en calcio, horizontes cálcicos y horizontes petrocálcicos (Gile et al., 1966; Soil Survey Staff, 1994). Las formas pedogénicas micromorfológicas incluyen calcanes, neocalcanes, eflorescencias aciculares, concreciones, nódulos, cámaras cristalinas y cristales intercalares. (Brewer, 1964; Bal, 1975a,b).
La diferenciación de formas de acumulación calcárea litogénicas y pedogénicas tiene importancia para establecer el proceso pedológico actuante en el desarrollo de los suelos, en la designación de los horizontes de suelos, como también desde el punto de vista taxonómico para su clasificación, tema éste motivo de un trabajo en preparación (Imbellone & Giménez).  Genéticamente, los Rendoles son suelos formados en depósitos calcáreos  (denominados R ó Cr ó C según el grado de consolidación), por redistribución “in situ” del carbonato de calcio. Poseen propiedades morfológicas químicas y físico-químicas regidas por el proceso de calcificación y distintas de la de suelos que poseen una acumulación de carbonato de calcio en alguno de sus horizontes (Soil Survey Staff, 1994). El término acumulación se utiliza significando enriquecimiento secundario. Cualquiera sea el origen del carbonato de calcio se produce una redistribución y recristalización del mismo en el plasma del suelo. Para designar un horizonte que posee enriquecimiento de carbonatos se agrega a la denominación del horizonte el símbolo k y según el grado de enriquecimiento del mismo puede o no ser de diagnóstico para fines taxonómicos, pero no existe ningún símbolo para indicar reorganización "in situ". Taxonómicamente, los suelos ricos en carbonato de calcio de la llanura costera podrían clasificarse como Calciudoles ó Rendoles según posean:  a) un horizonte de diagnóstico cálcico formado por enriquecimiento secundario, o  b)  reorganización "in situ" de un depósito carbonático (Soil Survey Staff, 1994), Quedaría por precisar cuáles son los rasgos macro y micromorfológicos que permitirían diferenciar enriquecimiento secundario, de redistribución “in situ” , en suelos formados en depósitos ricos en carbonato de calcio litogénico.
El objeto de esta contribución es analizar el origen, la morfología y la redistribución del carbonato de calcio en los suelos y sedimentos de la llanura costera bonaerense.

 MATERIALES Y MÉTODOS

La zona de estudio comprende el litoral bonaerense desde Villa Elisa hasta Punta Piedras. La observación y descripción de numerosas sucesiones se realizó en cordones de conchilla, y dunas, mediante calicatas hasta 1,50 m de profundidad, ocasionalmente hasta 1,80 m, o hasta la profundidad del depósito conchil propiamente dicho, a veces a 15 ó 20 cm de profundidad (Imbellone & Giménez, en prensa). Se han seleccionado dos sucesiones sedimentarias típicas de la zona litoral, en los Partidos de Punta Indio y Magdalena. La sucesión “cordón conchil” (35º12’30" y 57º 18’20"), se encuentra en un cordón de conchilla con una secuencia de horizontes de suelos A; AC(k); 2Cr(k); 3C; 4Cr(k), mientras que la sucesión “duna” (35º 10’00" y 57º 21’00") se encuentra en una duna con secuencia de horizontes de suelo A; AC; C; 2Btkb (Fig. 1).


Figura 1
. Mapa de ubicación del área de estudio; localización y esquema columnar de las sucesiones estudiadas
Figure 1. Location map of the studied area in Buenos Aires Province, and bar diagraman of the successions.

Estas sucesiones sedimentarias se describieron, muestrearon y analizaron según métodos convencionales (Soil Survey Division Staff, 1993) en todos los horizontes de suelos. El análisis textural se realizó sobre muestra total previa eliminación de materia orgánica por el método de la pipeta en escala sedimentológica, haciendo las extracciones a intervalos correspondientes a 1φ. El tenor de carbonato de calcio se determinó por el método gravimétrico (Allison & Moodie, 1965) sobre muestra total, o directamente sobre trozos de valvas en los horizontes 2Cr(k) y 4Cr(k). Muestras no disturbadas se extrajeron para la preparación de secciones delgadas, las que se describieron micromorfológicamente mediante la terminología de Brewer (1964) y Bal (1975a). Observaciones adicionales se realizaron mediante RX, MEB y microanálisis puntual, con el objeto de verificar la mineralogía de bioclastos y calita pedogenética.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características generales de las sucesiones
Morfología: En la figura 1 se representan los perfiles columnares de las sucesiones estudiadas relacionando los horizontes de suelo con su posición estratigráfica. Ambas sucesiones están compuestas por sedimentitas de origen continental y de litoral marino. La base de las sucesiones está constituida por sedimentos loéssicos (Fm. Pampiano, Fidalgo et al., 1973),  que en los cordones conchiles se  han alcanzado a profundidades variables entre 1,0 y 1,8 m y, sólo cuando los sedimentos litorales biogénicos suprayacentes (Formación Las Escobas, Miembro Cerro de La Gloria, Fidalgo et al., 1973), tienen escaso espesor. Corona dicha sucesión un depósito de  20 a 80 cm de potencia constituido por clastos redondeados bio-siliciclásticos, trozos de agregados de esparita bien cristalizada, posiblemente provenientes de cordones conchiles cementados, y abundantes trizas de vidrio volcánico con distintas morfologías. Este depósito mixto estaría integrado por arenas de playa correspondientes a la porción superior de la Formación Las Escobas, mezclados con sedimentos eólicos de la Formación La Postrera. En algunos casos el depósito muestra variaciones relativas de abundancia entre sus componentes mineralógicos y texturales. En éste trabajo no se hace la mencionada diferenciación en la nomenclatura de horizontes de suelos y se considera el depósito como homogéneo, pero estaría indicando variaciones locales en la sedimentación.
El material originario de los suelos en ambas sucesiones es heterogéneo composicional y granulométricamente, y las discontinuidades litológicas se indican por los números arábigos a la derecha de los símbolos de cada horizonte. Desde el punto de vista pedológico, se  identifican:  un ciclo pedológico actual, ("sucesión cordón conchil"), y dos ciclos pedológicos superpuestos, uno actual  y uno antiguo simbolizado con la letra b (secuencia "duna"), cuando se alcanza a los horizontes enterrados formados en los "sedimentos pampeanos" (Fig. 1). Los ciclos actuales se diferencian del antiguo por rasgos macromorfológicos (tipo de horizontes, color, textura, estructura, consistencia) micromorfológicos (tipo, abundancia y grado de reorganización del plasma) y químicos (tenores de materia orgánica y carbonato de calcio, etc.) (Tabla 1).

Tabla 1. Características generales de las sucesiones.
Table 1. General characteristics of the successions.

El ciclo pedológico actual de ambas sucesiones incluye todos los horizontes de la sucesión "cordón conchil" y los horizontes A, AC y C de la sucesión “duna”. Los suelos evidencian procesos de humificación y calcificación  con mayor grado de desarrollo en el primero de los suelos. En el ciclo antiguo de la sucesión "duna" cuya parte superior observada está constituida por el horizonte  2Btkb, son evidentes procesos de ilimerización y calcificación. La presencia de barnices de arcilla y la macro y microestructura prismática son rasgos de un horizonte iluvial  formado antes del enterramiento.

Micromorfología: En la tabla 1 se presenta información macro y micromorfológica que permite establecer relaciones entre ambas. El tipo de macro estructura de los horizontes está vinculado con la composición y abundancia de plasma. La estructura granular se encuentra bien expresada cuando el plasma húmico es abundante (horizontes A), y tiende a masiva cuando se incrementa el plasma calcítico que favorece la cementación (horizontes 2Cr(k) y 4Cr(k)).
En los horizontes A de ambas secuencias el plasma es oscuro y bien humificado. Los granos del esqueleto están inmersos en una densa masa plasmática. La fábrica del plasma es indefinida por la abundancia de humus, y la extinción es puntual debido a la abundancia de partículas de arena muy fina y limo. Los microagregados están separados por vacíos interpedales cortos y poros irregulares. La recristalización de calcita se observa como anillos alrededor de los bioclastos.
El horizonte AC(k) de la secesión “cordón conchil” muestra moderada a intensa reorganización de plasma carbonático. Se observan, tanto zonas de disolución en bioclastos, como abundancia de calcitanes revistiendo microagregados, entre clastos y rellenando parcialmente los vacíos de la matriz del suelo. Macroscópicamente se observa una trama de pseudomicelios blancos y pulverulentos en todo el horizonte.
Los horizontes 2Cr(k), 3C y 4Cr(k) son fundamentalmente esqueletales. El 3C carece de bioclastos. Los restos de conchilla están afectados por disolución y algunos muestran birrefringencia en abanico típica de aragonita. El plasma es calcítico formando agregados cristalinos micríticos homogéneos de recristalización, que producen cementación en sectores del depósito.

Análisis químicos: Es interesante analizar el valor de la información que brinda el contenido de carbonato de calcio total como indicador de enriquecimiento secundario, en suelos desarrollados en depósitos calcáreos. Los valores absolutos obtenidos mediante el análisis químico registran  tanto el carbonato de origen litogénico como pedogénico. En las sucesiones estudiadas, los tenores están fuertemente influenciados por la abundancia de bioclastos en el depósito, por lo que resultarían irrelevantes por sí solos como indicadores de redistribución  producida por pedogénesis, y particularmente por enriquecimiento secundario. Por otro lado, el análisis microscópico de las fracciones arena y de porciones no disturbadas se los horizontes de suelo, permite establecer las proporciones relativas de bioclastos en cada uno de ellos, como observar procesos de disolución y recristalización. Así, mediante la convergencia de evidencias químicas, sedimentológicas y micromorfológicas es posible estimar la redistribución  de CaCO3  en el suelo.
Sucesión "cordón conchil": Los horizontes 2Cr(k) y 4Cr(k) correspondientes a los depósitos biogénicos propiamente dichos, poseen valores del 70% de CaCO3. Los horizontes A y AC(k) poseen 20 y 40% de CaCO3 respectivamente, con participación bioclástica mayor en el segundo, pero menor que en los infrayacentes (Fig. 2). El plasma es abundante en ambos, pero en el A es predominantemente húmico con menor reorganización de plasma calcítico. En cambio en el AC(k), el plasma calcítico reorganizado es abundante. Este horizonte ha sido clave en la interpretación del proceso de redistribución de CaCO3 porque es el único horizonte de los suelos actuales que posee abundantes pseudomicelios claramente visibles en el campo. Indicaría fuere reorganización "in situ" de carbonato litogénico y posiblemente alguna ganancia por lixiviación proveniente de la disolución de bioclastos o de otros orígenes, desde el horizonte A. El depósito que forma el horizonte 3C carece de bioclastos y el tenor de 1% registra un enriquecimiento secundario por lixiviación.


Figura 2
. Histogramas. Distribución por tamaño de partículas.
Figure 2. Histograms. Particle-size analysis distribution.

Sucesión "duna": Los valores de 30%  de CaCO3 en los horizontes superiores, reflejan una participación similar de la fracción bioclástica. La escasa cantidad de plasma calcítio evidencia escasa reorganización plasmática.
Los depósitos que forman el horizonte 2Btkb carecen de bioclastos, y el tenor de 5% de CaCO3, junto con los calcitanes indicarían enriquecimiento secundario producido por iluviación. La fuente de carbonato de calcio podría ser tanto la propia del depósito, como de los sedimentos suprayacentes. La presencia de oquedades de disolución en los bioclastos del suelo actual asegura su aporte como fuente actual del CaCO3. Las características de este horizonte son similares a la de los horizontes B3ca de suelos actuales y con calcita acicular, descriptos por Scoppa (1978-79) en depósitos loéssicos. 

Mineralogía y granulometría de las sucesiones
Los sedimentos de playa litoral están formados por restos biogénicos aragoníticos , enteros y/o fragmentados de Mactra spp, clastos redondeados de calcretas y una asociación siliciclástica con las características descriptas por Spalletti et al. (1987). Los sedimentos continentales poseen la asociación mineral loéssica pampeana. (Imbellone y Teruggi, 1994).
La mineralogía de las arcillas es semejante cualitativamente en ambas sucesiones. En la sucesión “cordón conchil” los horizontes A y AC(k) presentan un registro poco diferenciado y vestigios de illita y caolinita. En el horizonte 3C predominan las esmectitas sobre illita y caolinita (Fig. 3). En la sucesión "duna" hay contenidos similares entre illita y esmectita, acompañadas por caolinita, tanto en el depósito litoral como loéssico (Fig. 3).


Figura 3
. Difractogramas de rayos X de muestras glicoladas saturadas con Mg. A) sucesión "cordón conchil"; B) sucesión "duna".
Figure 3. X-ray diffraction patterns of parallel-oriented clay samples (Mg-saturated) from A) "shelly ridge" succession; B) "dune" succession.

En la sucesión “cordón conchil” la textura del horizonte A es franco limosa (Tabla 2, Fig. 2), no se observa ninguna moda bien marcada aunque las fracciones más abundantes se encuentran entre 4 y 8 φ (limo grueso-fino); la del AC(k) es franco arenosa gruesa con la moda principal entre -1 y 0 φ (arena muy gruesa); la del 2Cr(k) es arenosa gruesa muy gravillosa fina con la moda entre -2 y 0 φ (sábulo-arena muy gruesa); el 3C es franco limoso,  con moda entre 4 y 5 φ (limo grueso). Finalmente, en el 4Cr(k) es arenosa gruesa muy gravillosa fina, con moda entre -2 y 0 φ (sábulo-arena muy gruesa).

Tabla 2. Composición granulométrica de las sucesiones.
Table 2. Grain size composition of the successions.

En las fracciones mayores a 500 um de los horizontes A, AC(k) y 3C, los restos biogénicos constituyen el 90% del total, acompañados por clastos de calcretas subredondeadas. En fracciones de menor tamaño se encuentran trozos de conchilla y componentes siliciclásticos.
En los horizontes 2Cr(k) y 4Cr(k)  correspondientes a las capas de conchilla propiamente dicha, se encuentran  valvas enteras hasta los 4000 µm;  las que  coexisten con  sus fragmentos hasta el tamaño arena gruesa. En la fracción arenosa de menor tamaño se encuentran fragmentos de conchilla junto a agregados de partículas menores y escasos minerales siliciclásticos.
En la sucesión "duna" la textura del horizonte A es franco arenosa fina, con una moda  principal entre 2 y 3φ (arena fina)  y otra secundaria menor a 11 φ (arcilla). El horizonte AC posee textura arenosa franca, con moda entre 2 y 3 φ (arena fina). El horizonte C posee textura arenosa  con moda entre 2 y 3 φ (arena fina). El horizonte  2Btkb es arcillo-limoso, con moda principal menor a 11 φ (arcilla) y una secundaria entre 4 y 5 φ (limo grueso).
En los horizontes A, AC y C , los fragmentos de conchillas acompañados minoritariamente por clastos redondeados de calcretas, totalizan las fracciones mayores de 250 µm; en el resto de la fracción arena fina y muy fina coexisten con minerales siliciclásticos.
En el horizonte 2Btkb la participación bioclástica es accesoria, pues sólo se encuentran algunos trozos de conchilla erráticos caídos por las grietas interpedales. El sedimento posee las características granulométricas y mineralógicas de los "Sedimentos pampeanos"(Riggi et al., 1986).

Características de las acumulaciones carbonáticas
En las sucesiones en estudio las formas litogénicas son fácilmente reconocibles y están constituidas por bioclastos y nódulos de calcreta (Spalletti et al., 1987). Los rasgos de disolución que afectan a los bioclastos se observan en la figura 4c, mostrando bordes irregulares y oquedades de disolución.


Figura 4
. Fotografías M.E.B. del Horizonte 2Cr(k).
a) Superficie de la cara interna de una valva. Diseño radial de posible origen biológico. M.E.B. X150. Barra 100µm. b) Detalle de la anterior. X1000. Barra 100µm. c) Detalle de la anterior mostrando la superficie de las zonas radiales de trama fibrosa. X5000. Barra 10µm. d) Horizonte A. Oquedad producida por disolución en la superficie de un bioclasto. X3.500. Barra 10µm.
Figure 4. SEM photograph from 2Cr(k) horizon. a) Inner surface of a shell showing radial pattern possibly originated by biological activity. X150. Bar 100 µm. b) Close up. Few crystals of acicular calcite. Details of radial pattern. X1000. Bar 100µm. c) Close up showing fibrous mases possibly of aragonite. X 5000. Bar 10µm. d) SEM photograph from A horizon. Large dissolution hole on the surface of the shell.

El carbonato pedogenético se halla reorganizado bajo la forma de calcitanes incoloros, de fábrica fibrosa, que se disponen como recubrimientos o puentes entre los granos del esqueleto o invadiendo los vacíos inter e intrapedales de los horizontes. En la secuencia “cordón conchil” la reorganización es muy intensa, particularmente en el horizonte AC(k) (Fig. 5a y 5b), donde los bioclastos se encuentran muy alterados y el plasma microcristalino es abundante. Los depósitos bioclásticos propiamente dichos (2Cr(k) y 4Cr(k)) muestran un estado de cementación inicial ya que el plasma calcítico cementa por partes el esqueleto y oblitera los vacíos intergranulares. (Fig. 6a y 6b).


Figura 5
. a) Horizonte AC(k), sucesion “cordón conchil”. Calcita acicular de 10 a 100 µm de longitud y 1 a 2 µm de ancho, sobre un agregado granular. Oquedad de disolución (x). Numerosas cavidades intercomunicadas. Empaquetamiento flojo.M.E.B. X1000. Barra 100µm. b) Detalle de la anterior. Individuos de calcita acicular de 1 a 2 µm de longitud formando una densa trama enrejada. M.E.B. X5000. Barra 10µm. c) Horizonte Btkb, secuencia “duna”. Vista general de la superficie de un agregado prismático con calcita acicular. M.E.B. X200. Barra 100 µm. d) Detalle de la anterior. Superficie agrietada de un  agregado, cubierta por calcita acicular. M.E.B. X2000. Barra 10 µm.
Figure 5. a) SEM photograph from AC(k) horizon showing needles of calcite, 10 to 100 µm long, and 1 to 2 µm thick, with a preferred orientation tangential to the surface of a clotty ped. Very common interconnected vughs determining a loose packed structure of the soil matrix. Dissolution hole (x). X1000. Bar 100um. b) Close up showing details of calcite crystals and individuals of acicular calcite, 1 to 2 µm long in the soil matrix, and wrapping calcareous pebbles (x). X5000. Bar 10µm. c) SEM photograph from Btkb horizon, “dune secuence”. General view of the prismatic ped surface covered by tangential needle fibres. The crystals are calcite, with the C-axis parallel to the long axis of the crystal. X200. Bar 100 µm. d) Close up showing detail of calcite crystals. Dense soil matrix separated by fissures. The walls of microaggregates are plastered with needles of calcite. M.E.B. X2000. Bar 10 µm.


Figura 6
. Horizonte 2Cr(k). M.E.B. a) Coquina con conchillas parcialmente cementadas por neoformación de calcita. Oquedades de disolución (x). Relleno de cavidades. Plasma calcítico de hasta 15 µm. X1000. Barra 100 µm. b) Detalle de la anterior. Plasma calcítico acicular hasta 5 µm de longitud. X5000. Barra 10 µm. c) Enrejado denso de calcita acicular en un vacio. En la trama quedan atrapados trozos de conchilla (x). X1000. Barra 100 µm. d) Detalle de la anterior. X5000. Barra 10µm.
Figure 6. SEM photograph from 2Cr(k) horizon. a) Shelly deposit partially cemented by calcite. Voids are infilled with an interlocking network of acicular fibres. Large hole produced by dissolution 20 to 30µm in diameter (x). X1000. Bar 100um. b) Close up from (a) showing calcitic plasma with very abundant random acicular fibres 5 µm long. X5000. Bar 10µm. c) A void filled with an interlocking network of acicular fibres forming a tight mesh of crystals. Bioclastic particle is trapped. X1000. Bar 100um. d) Close up of the interlocking mesh. X5000. Bar 10µm.

Calcita acicular constituye el mineral pedogenético de neoformación. Se encuentran dos conjuntos de distinto tamaño. Las agujas de menor tamaño son monocristalinas, en cambio la más grandes son policristalinas (Figs. 5b y 5d), y a veces muestra rasgos de disolución. En los espacios vacíos suele formar una densa malla de fibras aciculares, de 30 a 120 µm de longitud y 4 µm de ancho (Fig. 6c y 6d). La cantidad de cristales en vacíos varía de escasas agujas dispersas hasta una apretada trama que constituye su propio soporte y donde los espacios han desaparecido. También, se observan fibras aciculares tangenciales sobre partículas, agregados y paredes de microfracturas mostrando orientación preferencial, con sus ejes C paralelos a las superficies de apoyo (Fig. 5c y 5d). A grandes aumentos se observan cristales de hasta 5 µm  de longitud (Figs. 5b y 5b). La calcita acicular fue denominada "pseudomicelium" por Kubiena (1938), “lublinita” por Stoops (1976), y "whisker crystals" por Supko (1970). Ha sido descripta en unidades geológicas (James, 1972;  Klappa, 1980) y en suelos y paleosuelos (Sánchez, 1976; Kowalinski, 1978;  Scoppa, 1978, 1979; Ould Mohamed & Bruand, 1994).  El término lublinita ha sido usado desde principios de siglo por autores del este de Europa, para indicar una morfología de calcita acicular descripta por primera vez en Lublin (Polonia), y no constituye un nuevo mineral, sino un hábito específico de cristalización (Sehgal & Stoops, 1972). “Whisker crystals” se definen como cristales de menos de 100 µm de diámetro y de cualquier longitud que se forman a partir de soluciones sobresaturadas. Suele dárseles esa denominación por su similitud morfológica con los cristales aciculares de calcita que se forman por precipitación rápida partir de soluciones conteniendo distintos iones (KCl, CaSO4.2H2O, NaCl).
La calcita acicular constituye un estado inicial de cristalización de carbonatos en suelos, en una serie que comienza por agujas monocristalinas, y pasando por agujas policristalinas, agujas “en échelon”, escalenoedros de calcita, finaliza con romboedros de calcita (Ruellan, 1984). Se interpreta como una eflorescencia, y se forma donde existen contrastes en las condiciones hídricas del suelo, tal que determinan una sobresaturación rápida del suelo y posterior evaporación, succión radicular, criodesecación, etc. Algunas eflorescencias pueden ser efímeras, pero a través de sucesivas disoluciones y precipitaciones, son incorporadas al plasma del suelo.
Como etapas previas a la formación de calcita acicular se mencionan: CaCO3 amorfo, calcita desordenada y luego aragonita fibrosa, que se transforma en calcita fibrosa. La fase de aragonita puede no formarse y suele vincularse con intensa actividad biológica (Ruellan, 1984). En los suelos en estudio se observan sobre la superficie de los bioclastos, diseños radiales acanalados que habrían sido generados por actividad biológica, posiblemente hifas de hongos, y estarían constituídos por masas fibrosas de aragonita. (Fig. 4a, 4b y 4c).
La evolución de las fracciones carbonatadas del suelo está regida por la dinámica del agua, las variaciones climáticas estacionales, la actividad biológica y la porosidad. La disolución de calcita se efectúa en la superficie del suelo, condicionada por la presencia de CO2, nitratos y flujo hídrico. La precipitación de calcita se produce por concentración de la solución del suelo por evaporación, y la intensidad de la evaporación condiciona la abundancia de neoformaciones recientes. Las agujas se forman por cristalización rápida en verano, bajo la influencia de una evaporación intensa, indican formación reciente y son regularmente renovables. Se forman de manera discontinua en  el tiempo y en el espacio; así, la geometría del espacio poroso y la presencia de discontinuidades físicas en el suelo juega un rol clave por la difusión de CO2 en el medio no saturado de agua. En las sucesiones estudiadas las agujas se forman en los espacios del sistema de fisuras desordenadas que caracterizan a los horizontes A dominantemente en "cordón conchil", en las fisuras interpedales de los horizontes B y entre los bioclastos de las ruditas bioclásticas.
El tamaño y la forma de los cristales de calcita están regidos por la composición y caracter de los fluídos intersticiales. Cerca de la superficie, los fluídos a partir de los cuales se forman las agujas de calcita están afectados por las condiciones meteóricas en la interfase suelo-aire. Bajo en régimen hidrotérmico actual, la composición y temperatura de esos fluídos en la región litoral pueden variar rápidamente durante el verano, que es la estación con mayor evapotranspiración, y cuando los suelos soportan mayor stress hídrico: déficit de agua en verano: 9mm (Imbellone & Giménez, en prensa). Para que se formen grandes cristales, la precipitación debe ser relativamente lenta, en tanto que la precipitación rápida genera pequeños cristales, por lo tanto las agujas y micrita de los suelos sugiere su formación por rápida evaporación de la solución del suelo. Además, en la zona litoral el agua meteórica cerca de la superficie recibe adiciones salinas marinas, e interactúa con arcillas esmectíticas (Fig. 3). La presencia de sulfatos de magnesio pordrían influir en la morfología de los cristales, formando calcita acicular. La intensa evaporación de los fluídos en los poros, favorecida por la textura gruesa de los depósitos, produciría rápida sobresaturación de las soluciones del suelo y la precipitación de agujas.

Formación de los horizontes ricos en CaCO3
Los horizontes ricos en carbonato de calcio se forman por una redistribución del mismo en el perfil del suelo, que según su génesis se puede sintetizar de la siguiente manera:

Iluviación. La acumulación de carbonato pedogénico es un proceso común en suelos de zonas áridas, semiáridas, subhúmedas y húmedas donde es frecuente encontrar a distintas profundidades en el perfil, horizontes enriquecidos con calcio, horizontes cálcicos y petrocálcicos. Estas acumulaciones se generan en suelos formados en depósitos inconsolidados con bajo contenido inicial de CaCO3. En esas condiciones, la formación de horizontes con calcita autígena se ha atribuído a procesos de lixiviación y acumulación neta de CaCO3 de varios orígenes. Este modelo fue elaborado tempranamente por Hawker (1927) y desarrollado en el clásico trabajo de Gile et al. (1966).
El origen del CaCO3 provendría del polvo eólico
rico en CaCO3 que estacionalmente es disuelto, iluviado y  redepositado en los horizontes del suelo, formando acumulaciones que contienen mayor cantidad de CaCO3 que el material originario. Esta es la génesis atribuída a los horizontes ricos en calcio desarrollados en las llanuras loéssicas y estudiados en suelos de la región pampeana (Buschiazzo, 1990; Scoppa, 1978, 1979), tanto en aquellos que poseen y "horizonte cálcico" o algún horizonte enriquecido en CaCO3. En  la reorganización del CaCO3 de los suelos pampeanos, influye tanto el aporte proveniente de los depósitos loéssicos, como también la  abundancia de  precipitaciones de los regímenes údicos y ústicos, que permiten la incorporación  al suelo del carbonato de calcio proveniente del polvo eólico y la movilización hacia horizontes subsuperficiales de los suelos.

"In situ". Se ha prestado escasa atención a los horizontes ricos en carbonatos que se forman en depósitos carbonáticos y a veces forman parte de la roca. En esos casos, no es necesario un aporte externo de carbonato de calcio al suelo, porque es abundante en el material originario. Los horizontes ricos en carbonato de calcio pueden formarse por alteración pedogética "in situ" del carbonato parental, con sólo mínima translocación. (Rabenhorst & Wilding, 1986; West et al., 1988).
James (1972), al estudiar la formación de caliche en arrecifes pleistocenos de Barbados, menciona que se produce una alteración subaérea de las rocas carbonatadas, debido a la percolación de agua vadosa. Este autor refiere la alteración de micrita a esparita en la roca original, los fragmentos esqueletales en micrita y cemento como relleno de poros. En la región pampeana este modelo sería aplicable a los depósitos holocenos litorales, donde la fuente de CaCO3 se encuentra en o muy cerca de la interface roca-aire.
En las dos sucesiones estudiadas los depósitos bioclásticos propiamente dichos ó los depósitos con material detrítico calcáreo, constituyen la fuente principal de carbonato de calcio, aunque no se descarta la participación de polvo eólico.El proceso de reorganización "in situ" se manifiesta muy levemente en la sucesión “duna” a nivel microscópico, y marcadamente a nivel macro y microscópico en la sucesión “cordón conchil”. En ésta genera, por un lado, un horizonte AC(k) con alta reorganización de carbonato de calcio en los
depósitos con conchillas detríticas, y por otro un estado inicial de formación de calcretas continuas en los depósitos bioclásticos propiamente dichos. En los sedimentos loéssicos el proceso de enriquecimiento por translocación parecería más aceptable, posiblemente con alguna reorganización del carbonato de calcio heredado de los depósitos loéssicos (Fig. 7).


Figura 7
. Esquema conceptual de redistribución de CaCO3 en suelos formados en depósitos litorales. La longitud de las barras horizontales indica intensidad del proceso de reorganización “ïn situ”; las flechas indican reorganización por iluviación.
Figure 7. Sketch of a general conceptual model for calcium carbonate redistribution in littoral successions. The length of horizontal bars indicate intensity of reorganization “in situ” proccess; arrows indicate illuviation.

 CONCLUSIONES

- Se ha encontrado calcita pedogenética en sucesiones sedimentarias de la llanura costera bonaerense, tanto en depósitos litorales como loéssicos. Los factores de formación dominantes en la génesis de los suelos son el material originario y el clima.
- La morfología de los cristales de calcita indica procesos iniciales de reorganización del carbonato de calcio y varios ciclos de formación, bajo condiciones climáticas actuales.
- Su génesis se vincula con la mineralogía y granulometría de los depósitos y con el régimen hidrotérmico údico-térmico de los suelos de la zona. La interelación de estos factores producirían una combinación de redistribución  pedogénica “in situ” y traslocación de carbonato de calcio.

Agradecimientos

Este trabajo es parte de un Proyecto de Investigación de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo, la cual  prestó el apoyo económico para la realización del mismo. Particular agradecimiento al Dr. Spalletti por sus comentarios sobre el tema, y por la realización de tareas de laboratorio y de campo a J. Maggi, L. Mormeneo, P. G. Orozco y B. Guichón.

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Recibido: 11 de diciuembre de 1995.
Aceptado: 18 de abril de 1997.

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