Umwandlung der Silikate bei der Bodenbildung ans Dolomit und Kalkstein
4. Boden aus Kalk
Das untersuchte Profil ( Chamere) liegt auf dem Geißberg, Gemeinde Villigen, Kanton Aargau, auf 670 m ü. M. in einem Seggen-Buchenwald (Carici-Fagetum).
Landeskarte der Schweiz 1 : 25 000, Blatt 1070, Baden; Koordinaten 655 250/
264 450. Der nicht karbonatische Anteil des Muttergesteins (Malm, Letzischichten) beträgt 4,0 % . In Tabelle 6 ist das Profil kurz beschrieben; in Tabelle 7 ist die Körnung wiedergegeben.
Tabelle 6 Kurze Beschreibung des Profils aus Kalk 0-10 cm
10-30 cm über 30 cm Name:
(B)C Ah C
pH 5,0; karbonatfrei, skelettfrei, humos pH 7,8; rostig-braun, mit hohem Skelettanteil blockig, wenig Feinerde in Rissen und Klüften Verbraunte Kalkstein-Rendzina
Für die Untersuchung des Profils wurden folgende Proben genommen:
Ch 1 0- 2 cm Ch 2 6-10 cm
Ch 3 Feinerde aus dem (B)C-Horizont Ch 4 Muttergestein
194
Tabelle 7 Kornverteilung im Ah -,Horizont sowie im nichtkarbonatischen Anteil des Muttergesteins (in % )
Fraktion
>
63 63-20 20-10 10-5 5-2 < 2µm pm µm pm pm
Ah (Ch 2) 30 22 6 6 36
C (Ch 4) 1 1 1 6 8 14 51
Charakterisierung der Schluff-Fraktion 63-2 pm
Die Schluff-Fraktion des silikatischen Anteils aus dem Muttergestein besteht zur Hauptsache aus Quarz mit wenig Feldspäten und Illit sowie Spuren von Titanit und Eisenoxiden. Die Mineralkörner sind kantig, mit glatter Oberfläche. Im B oden ist der Anteil an Feldspäten geringer. Die Feldspatkörner sind kleiner als im Mutter
gestein; ihre Kanten sind abgerundet, die Oberflächen sind rauh. Äolische Fremd.:.
mineralien l assen sich im Boden mit keiner Methode nachweisen, oder sie sind von den kalkbürtigen Mineralien nicht unterscheidbar (SncHE_R et al., 1975).
Charakterisierung der Tonfraktion
<
2 pmDie silikatische Tonfraktion des Muttergesteins enthält neben 60 % gut kristalli
siertem Kaolinit Quarz und Illit. Kaolinit und Quarz sind nur im Grobton und Mittelton vorhanden, Illit findet sich auch im Feinton, wo er das alleinige :Mineral darstellt (Tabelle 8). Nach der Freisetzung aus dem Kalk, noch im alkalischen Be
reich (Probe Ch 3), wird der Illit über aufweitbaren Illit und chloritisierten Vermi
kulit in einen sekundären Al-Chlorit umgewandelt (Tabelle 9). Hsu und BATES (1964) konnten experimentell nachweisen, daß im alkalischen Milieu «Al-OH
Polymere» in Vermikulit eingelagert werden. Wie bei den Dolomitböden ist
anzu-Quarz Feldspat Kaolinit Illit
Tabelle 8 Mineralogische Zusammensetzung der Tonfraktionen
aus ·deni silikatischen Material des Muttergesteins
+ sehr wenig, ++ wenig, +++ mittel, ++++ viel, +++++ größtenteils Grobton
(2-0,2 µm)
++
+ ++++
+++
Mittelton (0,2-0,06 pm)
++++
++++
Feinton (< 0,06 pm)
randlich aufgeweiteter Illit +++++
nehmen, daß die Pflanzen durch Kaliumaufnahme zur Chloritisierung des Illits bei
tragen: Wenn nur Kalk ausgewaschen, aber kein Kalium entzogen wird, so scheint die Illitverwitterung über aufweitbaren Illit nicht hinauszugeben. In einer Kluft
füllung im selben Profil, 4 m unter der Oberfläche, fand sich neben Quarz, Kao
linit und unverändertem Illit lediglich etwas mit Mg2+ aufweitbarer Illit.
Tabelle 9 Mineralogische Zusammensetzung der Tonfraktion (2-0,06 pm) aus den einzelnen Horizonten
Der Kaolinitgehalt nimmt von unten nach oben im Profil ab. Die im Kalk kon
servierten, im allgemeinen wohlgeformten Kaolinitkristalle (Dehydroxylierungs
temperatur 610 °C) werden nach der Freisetzung im alkalischen Milieu angewit
tert (Dehydroxylierungstemperatur_ 570 °C) und zum Teil gelöst (STICHER, 1 969).
Au� diesem Grunde ist der Anteil der Tonfraktion im Boden wesentlich geringer als im Muttergestein (Tabelle 7). Der Kaolinit liefert möglicherweise das Alumi
nium für die Chloritisierung des Illits. Die Verwitterung des Illits aus dem Kalk
stein läßt sich darnach in folgendem Schema darstellen:
Pflanzen
Zusammenfassung
In drei Böden aus Arlberger-, Raibler- und Hauptdolomit des schweizerischen Nationalparks sind von der silikatischen Tonfraktion Quarz und Kaolinit bei der Bodenbildung nicht umgewandelt worden; aus �ioktaedrischem Illit hingegen ist Vermikulit, chloritisierter VermikÜlit mit. _Mg(OHkinseln und .Chlorit mit Mg(OHkZwischenschichten entstanden. Die Bedingungen hiefür sind offenbar:
sehr kleiner Gehalt an silikatischer Tonfraktion, hoher Mg2+-Gehalt der Boden
lösung, alkalische Reaktion, starke Durchwurzelung und daher geringe K+-Konzen
tration der Bodenlösung. Je kleiner der K +-Gehalt des Illits, desto besser werden die Mg(OHkZwischenschichten bei der Chloritisierung ausgebildet, und um so b eständiger sind diese in der entkarbonateten Feinerde.
Im Boden aus Malm-Kalk auf dem Geißberg (Kanton Aargau) ist aus der sili
katischen Tonfraktion Kaolinit zum Teil abgebaut worden. Der dioktaedrische Illit wurde über aufweitbaren Illit, chloritisierten Vermikulit in einen sekundären Chlorit mit Al(OH)g-Zwischenschichten umgewandelt. Auch hier setzt die Chlori
tisierung des Illits offenbar eine starke Kaliumaufnahme der Pflanzenwurzeln vor
a us. Das Aluminium· für die Chloritisierung des Illit dürfte aus dem abgebauten Kaolinit stammen.
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