Origin of parent materials and genesis of soils in the northwestern edge of the Bajos Submeridionales Basin, Santiago Del Estero, Argentina
Keywords:
soils, mineralogy, micromorphology, pedosediment, Santiago del EsteroAbstract
Origin of parent materials and genesis of soils in the northwestern edge of the Bajos Submeridionales Basin, Santiago Del Estero, Argentina
The Bajos Submeridionales basin comprises an extensive hydrological system in the eastern Chaco region of Argentina, which occupies the northern part of Santa Fe, the southern part of Chaco and eastern part of Santiago del Estero (Fig. 1). It is a large plain characterized by its low slope and the presence of fluvial, lacustrine and eolian sediments. Different source areas for the sediments have been proposed, as well as geomorphological processes controlled by regional climatic and tectonic dynamics. The aim of this study was to evaluate the influence of these processes in the genesis and distribution of parent materials and soils in the northwestern edge of the Bajos Submeridionales basin. For this purpose micromorphological studies in soil thin-sections, mineralogical analyzes by X-ray diffractometry (XRD) in bulk samples and in the clay-fraction samples, magnetic susceptibility (MS) measurements and soil physical and chemical analyzes (texture, organic matter, cation exchange capacity (CEC) and soil moisture equivalent) were performed. Four soil profiles developed in different landscape positions were studied: 1) Entic Haplustoll (C-50) in the gently undulating plain unit; 2) Typic Argiustoll (C-16) in the slope unit; 3) Typic Haplustert (C-53) in the low plane unit; and 4) Typic Endoacuert (C-27) in the drainage network (Fig. 2 and Table 1).
Unlike the loess of Chaco region (Urundel Formation), microscopic studies show a high proportion of fresh acid volcanic glass in the coarser fractions. This composition relates it to the loess of Tezanos Pinto Formation, which covers the central and southern sector of the Bajos Submeridionales basin.
Granulometric analyses show that the A horizon of the Haplustoll, Argiustoll and Haplustert soils have a finer texture than the subsurface B and C horizons. This could be related to the presence of lithological discontinuities in the parent materials. Effectively, both the high values of the estimated CEC for the clay-fraction and the soil moisture equivalent suggest an underestimation of the clay percentage in the granulometric analysis of the subsurface horizons (Table 2). In turn, micromorphological studies showed the presence of pseudo-sands and pseudo-silts and a high proportion of larger microaggregates of reworked soil material (i.e. Fig. 3b, Fig. 4c-d, Fig. 5b-c and Fig. 6b) in the subsurface horizons, in addition to inherited pedofeatures such as fragmented and deformed clay coatings (Fig. 3c-d). These features suggest that the soils parent material is constituted by sediments that has been eroded from pre-existing soils and transported to its current position. In turn, the angular- and subangular-blocky structure observed at the base of the Haplustoll (Fig. 4a) and the Haplustert (Fig. 6c) profiles, seems to constitute in situ soil relicts. The set of these characteristics of inherited microstructure and pedofeatures indicate the presence of a pedosedimentary paleosurface at the base of these profiles.
For all profiles, the magnetic susceptibility values show two main sections separated by the paleosurface (Fig. 10). These first magnitude differences in the MS values are related to the characteristics and composition of the parent material. In Section I, the highest values ??are related to the volcaniclastic minerals of the regional loessic sediments and to the pedosedimentary components. This Section I is subdivided into three parts (Sub-section Ia, Ib and Ic) according to smaller magnitude variations, which are can be related to pedogenetic processes. In turn, the magnetic signal in Section II shows sharp and progressive decreases towards the base of the profiles. This variation in depth could be explained both by the increase in calcium carbonate and by the presence of sediments from local supply areas, such as the sandstones and the alluvial deposits of the Salado River.
The XRD diagrams show the presence of illite, kaolinite and irregular interstratified of illite-smectite minerals (I-S) (Fig. 9). These minerals are found in different proportions along the profiles. The superficial A-horizons of the Haplustoll, Haplustert and Endoacuert show a dominance of illite, which can be related to the regional loessic sediments. Meanwhile, the pedosedimentary materials show a higher proportion of I-S minerals with smectite dominance. This be would related to both previous pedogenetic processes as well as the process of enrichment in smectites by transformation in the present soil, favored by the slightly alkaline chemical environment in the middle and basal sections of the profiles. The origin of the pedosediment could be linked to the erosion of a paleosurface, given by the tectonic dynamics and the climatic changes occurred during the Pleistocene. On the other hand, the mineralogical composition of the superficial A-horizons suggests that they could derive from the aeolian accumulation of sediments eroded by wind from the river channels, during an arid Holocene event. Then, the pedogenesis of these deposits would have occurred in a more humid recent event. These interpretations allow linking the pedological processes with the tectonic, sedimentary and climatic recent Quaternary cycles that occurred in this sector of the Bajos Submeridionales basin.
References
Angueira, C., D. Prieto, J. López y G. Barraza, 2007. Sistema de Información Geográfica de Santiago del Estero (SigSE 2.0). CD-ROM. Ediciones Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Argentina.
Bartel, A.A., 2009. Caracterización magnética de una climosecuencia de suelos entre el sureste de la Provincia de La Pampa y el Litoral Atlántico. Tesis doctoral, Universidad Nacional del Sur. Bahía Blanca, Argentina.
Bartel, A.A., J.C. Bidegain y A.M. Sinito, 2005. Propiedades magnéticas de diferentes suelos del partido de La Plata, provincia de Buenos Aires. Revista de la Asociación Geológica Argentina 60(3):591-598.
Bartel, A.A., J.C. Bidegain y A.M. Sinito, 2011. Magnetic parameter analysis of a climosequence of soils in the Southern Pampean Region, Argentina. Geofísica internacional 50(1):9-22.
Bertoldi de Pomar, H., 1969. Notas preliminares sobre la distribución de minerales edafógenos en la Provincia de Santa Fe. V Reunión Argentina de la Ciencia del Suelo Actas: 716-726. Santa Fe.
Bidegain, J.C., M.E. Evans y A.J. van Velzen, 2005. A magnetoclimatological investigation of Pampean loess, Argentina. Geophysical Journal International 160(1):55-62.
Bidegain, J.C., Y. Rico, A. Bartel, M. Chaparro y S. Jurado, 2009. Magnetic parameters reflecting pedogenesis in Pleistocene loess deposits of Argentina. Quaternary International 209: 175-186.
Birkeland, P.W., 1999. Soils and Geomorphology. 3rd edn. Oxford University Press, 430 pp.
Boletta, P.E., 2001. Utilización de información agrometeorológica y satelital para la evaluación de la desertificación en el Chaco Seco-Departamento Moreno, Santiago del Estero. Tesis Magister en Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina.
Bressan, E.M., 2006. Interacciones entre propiedades físicas y composición mineralógica y granulométrica de suelos Argiudoles de la Pampa Ondulada. Tesis Magister de la Universidad de Buenos Aires, Área Ciencias del Suelo. Facultad de Agronomía. Universidad de Buenos Aires, Argentina, 117 pp.
Burbank, D.W. y R.S. Anderson, 2001. Tectonic geomorphology. Blackwell Science, Oxford, 247 pp.
Burbank, D.W., A. Meigs y N. Brozovi?, 1996. Interactions of growing folds and coeval depositional systems. Basin Research 8(3):199-223.
Camba Sans, G.H., 2015. ¿En qué medida fue efectiva la Ley de Ordenamiento Territorial de Bosques Nativos?. El caso de Santiago del Estero. Tesis de grado. Facultad de Agronomía. Universidad de Buenos Aires, Argentina, 38 pp.
Castellanos, A., 1968. Desplazamientos naturales, en abanico, del río Salado del Norte en la llanura Chaco-Santiagueño-Santafesina. Instituto de Fisiografía y Geología, Universidad Nacional de Rosario, Publicaciones 52, 19 pp.
Coriale, O., 2006. Estudio de fuentes de agua subterránea con fines de provisión de agua potable y exploración hidrotermal. Informe técnico del Instituto Nacional del Agua (INA), 104 pp.
Giraut, M., E. Laboranti, C. Rey, M. Fioriti y S. Ludueña, 2001. Cuenca Propia de los Bajos Submeridionales. Creación de una unidad hídrica independiente. En: Seminario Internacional sobre manejo integral de cuencas hidrográficas. Rosario, Argentina. https://www.mininterior.gov.ar/obras-publicas/pdf /22_nueva.pdf.
Gollán, J. y D.A. Lachaga, 1939. Aguas de la provincia de Santa Fe. Primera contribución a su estudio. Instituto Experimental de Investigación y Fomento Agrícola Ganadero, Santa Fe. Publicación técnica nº 12, 384 pp.
Gómez Samus, M.L., Y. Rico y J.C. Bidegain, 2016. Señal magnética en suelos del centro de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Latin American Journal of Sedimentology and Basin Analysis 23(2):93-110.
Iriondo, M.H., 1984. The quaternary of northeastern Argentina. Quaternary of South America and Antarctic Peninsula 2(4):51-78.
Iriondo, M.H., 1990. La Formación Urundel, un loess chaqueño. International Symposium on loess, Expanded abstracts I:89-90.
Iriondo, M.H., 1993. Geomorphology and late Quaternary of the Chaco (South America). Geomorphology 7:289-303.
Iriondo, M.H., 1997. Models of deposition of loess and loessoids in the Upper Quaternary of South America. Journal of South American Earth Sciences 10(1):71-79.
Iriondo, M.H., 2012. Aguas superficiales y subterráneas de la Provincia de Santa Fe. Museo Provincial de Ciencias Naturales Florentino Ameghino, Santa Fe, 148 pp.
Liu, Q., J. Torrent, H.J.M. Morrás, A. Hong, Z. Jiang y Y. Su, 2010. Superparamagnetism of two modern soils from the northeastern Pampean region, Argentina and its paleoclimatic indications. Geophysical Journal International 183(2):695-705.
Loaiza, J.C., G. Stoops, R.M. Poch y M. Casamitjana, 2015. Manual de micromorfología de suelos y técnicas complementarias. Editorial Pascual Bravo, Medellín, Colombia, 384 pp.
Miró, R.C. y D.E. Martos, 2002. Memoria de Hoja geológica de la provincia del Chaco. Escala 1:500.000. SEGEMAR (inédito), Buenos Aires, 8 pp.
Morello, J., 1968. Las grandes unidades de vegetación y ambiente del Chaco argentino. Primera parte. INTA, Serie Fitogeográfica nº 10, 125 pp.
Morello, J., S.D. Mateucci, A.F. Rodriguez y M.E. Silva, 2012. Ecorregión del Chaco Seco. En: Ecorregiones y complejos ecosistémicos argentinos. Orientación Gráfica Editora, Buenos Aires, Argentina: 151-204.
Moretti, L.M., D.M. Rodríguez, M.E. Angelini y H.J.M. Morrás, 2012. Génesis de suelos en un sector del piedemonte aluvial del Chaco salteño. Ciencia del suelo 30(2):161-172.
Moretti, L.M., L.A. Vizgarra, D.M. Rodríguez, G.A. Schulz, I.R. Paladino y H.J.M. Morrás, 2017. Nuevos aportes sobre la génesis y taxonomía de los suelos en el noreste de Santiago del Estero. XX Congreso Geológico Argentino Actas Simposio 14:73-77. Tucumán.
Moretti, L.M., L.A. Vizgarra, H.J.M. Morrás, G.A. Schulz, D.M. Rodríguez, I.R. Paladino, E.M. Bressan y J.D. Laghi, 2018. Consideraciones acerca del origen y evolución de los suelos en el noreste de Santiago del Estero. XXVI Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo Actas: 1512-1517. Tucumán.
Moretti, L.M., H.J.M. Morrás, F.X. Pereyra y G.A. Schulz, 2019. Soils of Chaco Region. En: G. Rubio, R.S. Lavado y F.X. Pereyra (Eds.). The Soils of Argentina. Ed. Springer. Cham, Switzerland: 149-160.
Morrás, H.J.M., 1999a. Geochemical differentiation of Quaternary sediments from the Pampean region based on phosphorous contents as detected in the early 20th century. Quaternary International 62:57-68.
Morrás, H.J.M., 1999b. Composición geoquímica de suelos y sedimentos cuaternarios de un sector del Chaco Meridional. I Congreso Argentino del Cuaternario y Geomorfología Actas: 13. Santa Rosa, La Pampa.
Morrás, H.J.M., 2017a. Propiedades químicas y físicas de los suelos halomórficos de la fracción norte de los Bajos Submeridionales. En: E. Taleisnik y R.S. Lavado (Eds.). Ambientes salinos y alcalinos de la Argentina. Orientación Gráfica Editora-UNC, Buenos Aires, Argentina: 29-54.
Morrás, H.J.M., 2017b. Una interpretación geopedológica sobre los sedimentos superficiales y suelos actuales de la Cuña Boscosa, Chaco Austral, Provincia de Santa Fe. XX Congreso Geológico Argentino Actas Sesión Técnica 3:38-43. Tucumán.
Morrás, H.J.M. y M. Delaune, 1981. Composición mineralógica de la fracción arena de algunos suelos de los Bajos Submeridionales, Santa Fe. VIII Congreso Geológico Argentino Actas IV:343-352. San Luis.
Morrás, H.J.M. y M. Delaune, 1985. Caracterización de áreas sedimentarias del norte de la provincia de Santa Fe en base a la composición mineralógica de la fracción arena. Ciencia del Suelo 3(1-2):140-151.
Morrás, H.J.M., M. Fernández de Rapp, C. Scoppa y J. Postma, 1980. Mineralogía de arcillas de algunos suelos del norte de la provincia de Santa Fe. IX Reunión Argentina de la Ciencia del Suelo Actas 1185-1191. Paraná, Entre Ríos.
Morrás, H.J.M., M. Robert y G. Bocquier, 1982. Caracterisation minéralogique de quelques solonetz et planosols du Chaco Deprimido (Argentine). Cahiers ORSTOM, ser. Pédologie 19(2):151-169.
Morrás, H.J.M., M.V. Altinier, M.G. Castiglioni y D. Tessier, 2004a. Relación entre la mineralogía de arcillas y la susceptibilidad magnética en tres suelos del sur de la Pampa Ondulada. XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. II Simposio Nacional sobre Suelos Vertisólicos Actas: 352. Paraná.
Morrás, H.J.M., G. Ciari, C. Grasticini, G.A. Cruzate, M.V. Altinier y M.G. Castiglioni, 2004b. Variación espacial y relación entre la retención de humedad y la mineralogía magnética en suelos de la Pampa Ondulada. XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. II Simposio Nacional sobre Suelos Vertisólicos En CD-Rom. Paraná.
Mullins, C.E., 1977. Magnetic susceptibility of the soil and its significance in soil Science- A review. Journal of Soil Science 28(2):223-246.
Nabel, P.E., H.J.M. Morrás, G. Petersen y W. Zech, 1999. Correlation of magnetic and lithologic features of soils and Quaternary sediments from the Undulating Pampa. Journal of South American Earth Science 12(3):311-323.
Orgeira, M.J. y R. Compagnucci, 2006. Correlation between paleosol-soil magnetic signal and climate. Earth, Planets and Space 58:1373-1380.
Orgeira, M.J., A.M. Walther, C.A. Vásquez, I. Di Tommaso, S. Alonso, G. Sherwood y J.F.A. Vilas, 1998. Mineral magnetic record of paleoclimate variation in loess and paleosol from the Buenos Aires formation (Buenos Aires, Argentina). Journal of South American Earth Sciences, 11(6):561-570.
Orgeira, M.J., F.X. Pereyra, C.A. Vásquez, E. Castañeda y R. Compagnucci, 2008. Rock magnetism in modern soils, Buenos Aires Province, Argentina. Journal of South American Earth Science 26:217-224.
Peri, V.G, 2012. Caracterización morfotectónica de las Lomadas de Otumpa (Gran Chaco, Santiago del Estero y Chaco): influencias en el control del drenaje. Ph.D. thesis, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Buenos Aires, 321 pp.
Peri, V.G. y E.A. Rossello, 2010. Anomalías morfoestructurales del drenaje del río Salado sobre las Lomadas de Otumpa (Santiago del Estero y Chaco) detectadas por procesamiento digital. Revista de la Asociación Geológica Argentina 66(4):636-648.
Ramos, V.A., 1999. Las provincias geológicas del territorio argentino. Geología Argentina, Buenos Aires, Anales 29(3):41-96.
Rossello, E.A. y C.P. Bordarampé, 2005. Las Lomadas de Otumpa: nuevas evidencias cartográficas de deformación neotectónica en el Gran Chaco (Santiago del Estero, Argentina). XVI Congreso Geológico Argentino Actas en CD. La Plata.
Sayago, J., 1995. The Argentine neotropical loess: an overview. Quaternary Science Reviews 14(7-8):755-766.
Schoeneberger, P.J., D.A. Wysocki, E.C. Benhamy y Soil Survey Staff, 2012. Field book for describing and sampling soils, Version 3.0. Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center, Lincoln, NE.
Scoppa, C., 1978. El horizonte argílico en los Udoles de la región pampeana. Revista de Investigaciones Agropecuarias 3(12):97-113.
Smith, H. y L.P. Wilding, 1972. Genesis of argillic horizons in Ochraqualfs derived from fine textured till deposits of northwestern Ohio and southeastern Michigan. Soil Science Society of America Journal 36(5):808-815.
Vargas Gil, J.R., 1990. Provincia de Santiago del Estero. Escala 1:500.000. En: Atlas de la República Argentina. SAGyP-INTA. II:499-558.
Vizgarra, L.A., L.M. Moretti, D.M. Rodríguez y G.A. Schulz, 2018a. Aplicación del enfoque geopedológico para el relevamiento semidetallado de suelos en el noreste de Santiago del Estero. XXVI Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo Actas: 1532-1537. Tucumán.
Vizgarra, L.A., L.M. Moretti, D.M. Rodríguez y G.A. Schulz (Eds.), 2018b. Carta de suelos de la República Argentina, subcuenca La Esperanza, departamento Moreno, provincia de Santiago del Estero. Ediciones INTA, Hurlingham, Argentina. 96 pp. https://inta.gob.ar/documentos/carta-de-suelos-de-la-republica-argentina-subcuenca-la-esperanza-departamento-moreno-provincia-de-santiago-del-estero.
Volante, J.N, M.J. Mosciaro, D. Alcaraz-Segura, L.M. Vale, E.F. Viglizzo y J.M. Paruelo, 2014. Dinámica del avance de la frontera agropecuaria y cambios funcionales en ecosistemas del Noroeste de Argentina. Capítulo 27. En: C. Pascale Medina, M. Zubillaga y M.A. Taboada (Eds.). Los suelos, la producción agropecuaria y el cambio climático: avances en la Argentina. Ministerio de Agricultura Ganadería y Pesca; AACS y AAPA.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.