Paleosuelo y su identificación

El paleosuelo es un suelo formado en condiciones climáticas y ambientales relativamente estables en el pasado y, a veces, se le llama suelo fósil. Su desarrollo se ve interrumpido por cambios en el clima o ambiente geomorfológico en el que se formó el suelo, o es enterrado por otros sedimentos durante procesos geológicos posteriores. Los paleosuelos se formaron principalmente en el período Cuaternario y ocasionalmente se encuentran en estratos del Paleógeno-Neógeno.

Existen muchas definiciones sobre el significado y tipos de paleosoles. En la actualidad, la clasificación de suelos antiguos se basa generalmente en el sistema de clasificación sistemática de suelos modernos, es decir, utilizando capas de diagnóstico y características de diagnóstico, complementadas con indicadores como las propiedades químicas generales de los suelos antiguos, para clasificar los suelos antiguos. Según la edad de formación y el entorno de preservación, los paleosuelos se pueden dividir simplemente en paleosuelos enterrados, paleosuelos exhumados y paleosuelos residuales (Nettleton et al., 2000). Los paleosuelos residuales son suelos que se formaron en ambientes y paisajes pasados ​​y no han sido enterrados por sedimentos más jóvenes. Desde sus primeras etapas de formación hasta los tiempos modernos, ha sido influenciado por el entorno de la superficie. Los paleosuelos enterrados también se formaron en condiciones paleoambientales, pero posteriormente quedaron enterrados por sedimentos durante un largo período de tiempo. Los paleosuelos enterrados y expuestos se refieren a suelos que se formaron bajo condiciones paleoambientales y luego fueron enterrados, pero que se vuelven a exponer a la superficie debido a la erosión de la capa superior. Los suelos antiguos residuales y los suelos antiguos expuestos enterrados están expuestos en la superficie y se ven afectados por la pedogénesis posterior. Son el resultado de la superposición de diferentes ambientes pedogénicos. Es difícil restaurar el ambiente antiguo. Los suelos antiguos enterrados se ven relativamente menos afectados por la pedogénesis posterior, y la información paleoambiental registrada es relativamente simple y está bien conservada, por lo que existen muchos estudios sobre ellos.

2. Identificación de paleosuelos

Debido a que la apariencia de los paleosuelos en secuencias sedimentarias es muy similar a la de los sedimentos o rocas sedimentarias, alguna vez se pensó que muchos paleosuelos eran lutitas grises, rojas o verdes sin serlo. conocido. ¿Cómo puede un geólogo corriente, sin formación en ciencias del suelo, identificar suelos antiguos en el campo? R et al. Allack (1997) y R et al. Allack et al. (1998) propusieron tres características diagnósticas principales de los paleosuelos que los distinguen de las rocas sedimentarias: rastros de vida, capas del suelo y estructura del suelo.

Las huellas de raíces son las huellas de vida más importantes conservadas en un suelo antiguo. Los rastros de raíces proporcionan un diagnóstico de rocas expuestas a la atmósfera y "ocupadas" por plantas para producir suelo. Las raíces se extienden en la parte superior de la capa del suelo. La mayoría de las raíces se estrechan hacia abajo y se ramifican (Figura 1-3) para que puedan distinguirse de los puntos ocultos. Por otro lado, algunas raíces se distribuyen oblicuamente sobre la capa arcillosa del suelo y algunos tipos se ramifican hacia arriba y crecen dentro del suelo. Las raíces de las plantas se identifican más fácilmente cuando se conserva la materia orgánica original, lo que ocurre principalmente cuando los paleosuelos se formaron en ambientes de tierras bajas inundados y anóxicos. En los paleosuelos oxidados de color rojo, los rastros de raíces son predominantemente de carácter tubular y contienen materiales diferentes a los de los paleosuelos circundantes.

Figura 1-3 Raíces de plantas en suelo antiguo. La materia orgánica original ha sido reemplazada parcialmente por óxido de hierro.

La existencia de capas de suelo es la segunda característica para identificar suelos antiguos. Las cimas de las capas horizontales superiores de los paleosuelos a menudo están fuertemente incisas por superficies de erosión, pero las capas de suelo pueden exhibir cambios de gradiente en textura, color o composición mineral a medida que descienden hacia la roca madre.

Los procesos de bioturbación del suelo, como la bioturbación (destrucción), la humedad y la sequedad, destruirán la estructura original de la roca madre y formarán una estructura de suelo típica en suelos antiguos. La estructura del suelo se refiere a la disposición y combinación de las partículas del suelo (incluidos los agregados). En la identificación de campo, generalmente se refiere a estructuras que difieren en forma y tamaño y que pueden separarse entre sí. La estructura del suelo se puede dividir en tres tipos según su forma: bloque, lámina y columnar. Según su tamaño, grado de desarrollo y estabilidad, se pueden dividir en estructuras granulares, masivas, macizas, prismáticas, prismáticas, columnares y en escamas. La Figura 1-4 muestra paleosuelos del Mioceno. Aunque estos suelos son rojos, los paleosuelos pueden tener muchos colores y características diferentes (R et Allack, 1997). Además, las características micromorfológicas, las características de los óxidos y las propiedades químicas, las características minerales, la composición de las partículas, la materia orgánica del suelo y los indicadores geoquímicos elementales también ayudan a identificar y diagnosticar mejor los paleosoles.

Figura 1-4 Paleosuelo rojo bajo arenisca

3. Importancia de la investigación sobre paleosuelos

La formación del suelo está controlada por cinco factores: clima, biología, padre. material, topografía y tiempo.

El paleosuelo es producto de condiciones ambientales pasadas y debe contener rica información sobre paleoambiente, paleoclima, paleovegetación, paleohidrología, etc. Por lo tanto, al estudiar los tipos y características de suelos antiguos, y luego comparar tipos de suelos y características de suelos modernos iguales o similares, basándose en el ambiente pedogénico correspondiente a estos suelos modernos, se puede inferir y determinar el ambiente antiguo durante el período de formación del suelo antiguo. reconstruido. El estudio de suelos antiguos formados antes del Neógeno puede reconstruir la historia de los cambios paleoclimáticos globales y revelar la evolución de la antigua presión parcial de O2 atmosférico en el Precámbrico y los antiguos niveles de concentración de O2 atmosférico después del Cámbrico. El paleosuelo tiene información múltiple como espacio y tiempo, y puede reflejar la paleogeomorfología, paleogeomorfología y características paleohidrológicas de una cuenca o región.

Con la aplicación generalizada de la estratigrafía secuencial en la exploración petrolera, se ha descubierto que los suelos antiguos desempeñan un papel en la determinación de límites de secuencia y correlaciones laterales, en la búsqueda de discontinuidades sedimentarias de plataformas carbonatadas y formas terrestres microkarst, y en la determinación de la tendencia. de la paleotopografía del delta juega un papel insustituible en otros aspectos (Lin Youling, 2001). Además, los paleosuelos también tienen gran importancia en la restauración de la paleovegetación, el paleoambiente y el paleoclima, así como en el estudio de la paleogeomorfología en cuencas sedimentarias (Kraus, 1999). Recientemente, algunos estudiosos descubrieron capas de petróleo de alto rendimiento en el paleosuelo calcáreo de la Formación Paleógena Shahejie en la Depresión de Jiyang (Zhou et al., 2009). Esto no sólo proporciona información para identificar la discontinuidad sedimentaria al final del cuarto miembro de. la Formación Shahejie en la Depresión de Jiyang. Esta importante base también amplía el campo de exploración de yacimientos en el campo petrolífero de Shengli.