T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

Transkript

1 T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ FARKLI YAġLARDAKĠ VOLKANĠK MATERYAL ÜZERĠNDE OLUġAN TOPRAKLARIN AYRIġMA ORANLARININ BELĠRLENMESĠ CĠHAN UZUN DOKTORA TEZĠ Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı Ağustos-2013 KONYA Her Hakkı Saklıdır iv

2 v

3 vi

4 ÖZET DOKTORA TEZĠ FARKLI YAġLARDAKĠ VOLKANĠK MATERYAL ÜZERĠNDE OLUġAN TOPRAKLARIN AYRIġMA ORANLARININ BELĠRLENMESĠ Cihan UZUN Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı DanıĢman: Yrd. Doç. Dr. H. Hüseyin Özaytekin 2013, 146 Sayfa Jüri Yrd. Doç. Dr. H. Hüseyin ÖZAYTEKĠN Prof. Dr. Cevdet ġeker Prof. Dr. Mesut AKGÜL Prof. Dr. Refik UYANÖZ Doç. Dr. Fetullah ARIK YağıĢlı iklimlerde bulunan volkanik toprakların ayrıģma prosesleri ve mineral oluģumları üzerine çok miktarda çalıģma olmasına rağmen kurak ve yarı kurak bölgelerde oluģanlarla ilgili olarak az sayıda veri bulunmaktadır. Sunulan bu çalıģmanın hedefleri volkanik ana materyal üzerinde oluģan 8 adet toprak profilinin fiziksel, kimyasal ve mineralojik karakteristikleri ile toprak genesisi ve toprak sınıflandırmasından sorumlu pedolojik prosesler üzerine iklim ve diğer toprak oluģum faktörlerinin etkisini araģtırmak ve zamana bağlı olarak pedojenik geliģimlerini, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile birlikte kimyasal alterasyon indeksi (CIA), kimyasal ayrıģma indeksi (CIW), produkt indeksi (P), plajiyoklas alterasyon indeksi (PIA), bazlar/seski oksit indeksi ve bazı genetik oranlar kullanarak karģılaģtırmak ve belirlemektir. Ayrıca pedojenik prosesler elementel kayıp ve kazançlar ve dönüģümlerin sayısallaģtırıldığı kütle dengesi analizi ile de değerlendirilmiģtir. Bu amaçla her profilden horizon esasına göre toprak örnekleri alınmıģ, fiziksel, kimyasal ve mineralojik özellikler belirlenmiģtir. Sonuçlar göstermiģtir ki tüm topraklarda kum ve kaba silt fraksiyonu %30 dan fazladır. Hacim ağırlığı tüm profillerde %0.90 gr.cm -3 den yüksektir. Genel olarak düģük fosfor fiksasyonu bulunmuģtur. Fosfor fiksasyonu Karacadağ profillerinde %25 in üzerindedir. Fakat tüm profillerde andisoller için limit olan %85 in altındadır. Amonyum oksalatta ekstrakte edilen Al+1/2 Fe yüzdesi bütün profillerde %2 nin altındadır. NaF deki ph değerleri Karacadağ da 9.5 un üzerinde Hasandağında ise genel olarak 9.5 in altındadır. Seçici ekstraksiyon ile Karacadağ profillerinde ve P5 de Fe d >Fe o >Fe p, Hasandağındaki diğer profillerde ise Fe o >Fe d >Fe p, çoğu horizonda da Al p >Al d >Al o Ģeklinde bir iliģki saptanmıģtır. Seçici ekstraksiyon analizi Dünya da yer alan volkanik materyal üzerinde oluģan toprakların tersine allofan, imogolit ve Fe-humus kompleksleri gibi amorf mineraller bulunmadığını göstermiģtir.. Amorf mineral olarak sadece önemli miktarda Al-humus kompleksi ve ferrihidrit bulunmuģtur. Kristalize demir mineralleri diğer demir minerallerinden daha fazladır. Feldispat (anortit, albit), amfibol ve piroksen (diyopsit, actinolit, tremolit, hornblend), apatit, hematit, olivine ve biyotit en yaygın birincil minerallerdir. X ıģını kırınımları simektit, kaolinit ve illitin kil fraksiyonunda baskın kil minerali olduğunu göstermektedir. Ayrıca kil fraksiyonunda klorit-simektit ara tabakalı mineraller de oluģmuģtur. Karacadağ da daha yüksek ayrıģma indisleri ve pedokimyasal aktivite bulunmuģtur. Hacim ağırlığı, anamateryal ve toprakların elementel konsantrasyonlarının değiģiminin Zr kullanılarak vii

5 hesaplandığı açık sistem kütle taģınımı fonksiyonlarına göre Hasandağında P5 dıģındaki tüm profillerde ve tüm elementler için negatif değerler dolayısıyla kayıplar, Karacadağ da ise Ca ve Mg hariç tüm elemetlerde pozitif değerler dolayısıyla elementel kazançlar belirlenmiģtir. Baskın toprak oluģum iģlemleri Si kaybı, kum ve silt fraksiyonunda Fe ve Al un ikincil kil minerallerine ve kristalize Fe minerallerine dönüģüm olarak belirlenmiģtir. Sonuçlar göstermiģtir ki bölgede elementel kütle dengesindeki değiģimde yıkanma rejimini etkileyen yükseklik, bakı, topoğrafya, eğim, dikey değiģim ve sıcaklık gibi faktörler etkili olmuģtur. Karacadağ ve Hasandağı üzerinde toprak genesisini etkileyen temel faktörler, yıkanma rejimi ve ayrıģma oranını belirleyen iklim, topografya ve ana materyalin tabiatı olarak saptanmıģtır. Anahtar Kelimeler: Andisol, AyrıĢma oranı, Hasandağı, Karacadağ, Kütle dengesi, Toprak OluĢumu, Toprak sınıflandırması, Volkanik materyal. viii

6 ABSTRACT Ph.D THESIS DETERMINATION OF WEATHERING RATES OF SOILS DEVELOPED ON DIFFERENT AGED VOLCANIC MATERIALS Cihan UZUN THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY IN SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION Advisor: Asst. Prof. Dr. H. Hüseyin Özaytekin 2013, 146 Pages Jury Asst. Prof. Dr. H. Hüseyin Özaytekin Prof. Dr. Cevdet ġeker Prof. Dr. Mesut AKGÜL Prof. Dr. Refik UYANÖZ Assoc. Prof. Dr. Fetullah ARIK Weathering processes and neoformation of minerals in volcanic soils have been studied extensively in humid climates but little data are available on these soils in arid and semi arid regions. The objectives of the present work were to assess the influence of climate and other soil forming factors on physical, chemical and mineralogical characteristics and pedolojical processes responsible for soil genesis and soil classification of eight volcanic soil profiles derived volcanic parent material and to study and compare the pedogenic evolution of these soils using weathering indices as well as Chemical Index of Alteration (CIA), Chemical Index of Weathering (CIW), Product Index (P), Plagioclase Index of Alteration (PIA), Bases/R 2 O 3 Ratio, and some geochemical rates together with other features such as the physical and chemical analytical characteristics and determine the soil formation according to time passing. The pedogenic proceses were also evaluated used to Mass-balance analysis to quantify elemental losses, gains and transformations for soils studied. For this purpose Samples were taken from the horizons in all profiles and analysis for physical, chemical and mineralogical properties carried out. The results revealed the amount of sand and coarse silt fractions were higher than 30% in all soils. The bulk density is higher than 0.90 gr.cm -3 in all profiles. In general phosphate retention is low. It is higher than 25 % in the Karacadağ s profiles. But it is lower than 85% which is the limit value for andisols in all profiles. The Al + ½ Fe percentages (by ammonium oxalate) are lower than 2 % in all profiles. ph values in NaF are higher than 9.5 in Karacadağ but lover than 9.5 in Hasandağ in generaly. Selective extraction give in all horizons the following relationships Fe d >Fe o >Fe p in Karacadağ and P5, Fe o >Fe d >Fe p in other profiles of Hasandağ and in most horizons Al p >Al d >Al o. Selective extraction showed that in contrast to soils usually forming on volcanic material world wide soils lack noncrystalline minerals like allophone, imogolite and iron humus complexes. The only noncrystalline minerals are present and in great quantities Al-humus complexes and Ferrihydrite. Crystallized Fe minerals were higher than the other Fe minerals. Feldspar (anorthite and albite), amfibol (diopside, Actinolite, tremolite, hornblende) apatite, hematite, olivine and biotite were more common birincil minerals. X-ray diffraction indicates smectite kaolinite and illite were baskın minerals in clay fraction. Furthermore considerable amount of chlorite-smectite interstrafied was occurring in clay fraction. ix

7 The results show that Karacadağ soils have higher weathering indices and pedochemical activity than Hasandağ soils. Bulk density ratios of soils and bedrock as well as elemental concentrations referenced to Zr, were used to estimate strain and open-system mass-transport functions through the soil profiles. Negative values, and thus, losses of elements are observed in the Hasandağ profiles except Profile 5 for all elements but pozitive values, and gains of elements are except Ca and Mg observed in the Karacadağ profiles. Baskın soil-forming processes include 1. desilication and loss of base cations and Al from the solum, 2. transformation of iron and aluminum from sand and silt-size fractions to secondary clay and crystalline Fe minerals. Our results imply that the rate of elemental mass-balance changes is determined by factors influencing its leaching (altitude, facing sites, topography, elevational gradient, slopes, and temperature) in the studied area. The major factors determining soil genesis on the Mt. Karacadağ and Mt. Hasandağ would appear to be climate, topography and nature of parent material by affected leaching regime and weathering rates. Key Words: Andisols, Hasandağ, Karacadağ, Mass Balance, Soil Classification, Soil Formation, Volcanic Material, Weathering Indice. x

8 ÖNSÖZ Topraklar değiģik toprak yapan faktörlerin karıģık etkisi sonucu oluģan karıģık bir sistemdir. Toprak yapan bu kuvvetler kesin değerler içermezler ve sayısal olarak ifade edilemezler. Bu nedenle toprak oluģ faktörlerinin doğru olarak tahmin edilmeleri oldukça güçtür. Ayrıca bu faktörler kendi ararlarında da etkileģim içindedir. Bu nedenle sadece bazı faktörlerin değiģmediği ancak değiģen faktörün toprak özelliklerine yansımasını belirlemek suretiyle toprak oluģ faktörlerinin etkilerini yorumlamak mümkündür. Toprak yaģında veya ana materyaldeki farklılıklar, diğer toprak yapan faktörlerin benzer olduğu durumlarda toprak oluģum derecelerindeki nispi değiģimin gösterilmesinde oldukça yaygındır. Diğer toprak oluģum faktörlerinin benzer olduğu durumlarda çeģitli yaģlardaki materyaller üzerinde geliģen toprakların özelliklerinin ortaya konması, toprak oluģumunun yorumlanması açısından son derece yararlı olmaktadır. Kimyasal ayrıģmanın ve buna bağlı olarak kil oluģumlarının belirlenmesi; çevresel konuların daha baģarılı analizini, elementlerin döngüsünü, besin elementlerinin kayıpları ve tutulmalarının daha iyi anlaģılmasına imkan verir. Bu çalıģmada farklı yaģlardaki anamateryal üzerinde geliģen toprakların ayrıģma oranları yukarıdaki perspektiften bakılarak diğer toprak özelliklerini de kullanarak belirlenmeye çalıģılmıģtır. Bu çalıģmanın bundan sonraki araģtırmalara ıģık tutacak olması çalıģmanın en önemli çıktısını oluģturacaktır. Bu tezin, baģından sonuna kadar yürütülmesinde her türlü yardımını ve desteğini esirgemeyen değerli hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. H. Hüseyin ÖZAYTEKĠN e, arazi çalıģmalarında ve labaratuvar çalıģmalarında yardımlarını esirgemeyen değerli hocam Sayın Dr. Emel KARAASLAN a, değerli arkadaģım ArĢ. Gör. Mert DEDEOĞLU na ve kendisinden manevi olarak destek ve güç aldığım Anneme teģekkürlerimi sunarım. Bu proje TÜBĠTAK 110O301 nolu ve Selçuk üniversitesi BAP koordinatörlüğü nolu projelerle maddi olarak desteklenmiģtir. Desteklerinden dolayı her iki kuruma da teģekkür ederim. Cihan UZUN KONYA-2013 xi

9 ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET... vii ABSTRACT... ix ÖNSÖZ... xi ĠÇĠNDEKĠLER... xii SĠMGELER VE KISALTMALAR... xiii 1. GĠRĠġ KAYNAK ARAġTIRMASI MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Coğrafik Konum Ġklim Jeoloji Bitki Örtüsü Metot Toprak profillerinin belirlenmesi Profillerin tanımlanması ve örneklerin alınması Fiziksel ve kimyasal analiz metotları ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA Morfolojik Özellikler Fiziksel ve Kimyasal Özellikler Jeokimyasal Özellikler AyrıĢma Ġndeksleri, Eu -Ce Anomalileri ve Genetik Oranlar Kütle-Dengesi Modeli Seçici Çözeltilerde Fe, Al ve Si Dağılımı Mineralojik Özellikler Andik Özellikler ve Sınıflandırma SONUÇLAR ve ÖNERĠLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMĠġ xii

10 SĠMGELER VE KISALTMALAR Kısaltmalar Al d : Sodyum ditiyonit-sitrat te ekstrakte edilebilir alüminyum Al o : Amonyum oksalat ta ekstrakte edilebilir alüminyum Al p : Sodyum pyrofosfat ta ekstrakte edilebilir alüminyum CIA : Kimyasal alterasyon indeksi CIW : Kimyasal ayrıģma indeksi Fe d : Sodyum ditiyonit-sitrat te ekstrakte edilebilir demir Fe o : Amonyum oksalat ta ekstrakte edilebilir demir Fe p : Sodyum pyrofosfat ta ekstrakte edilebilir demir GPS : Küresel Konumlandırma Sistemi HREE: Ağır Nadir Toprak Elementleri ICP-AES : EtkileĢik çiftlenmiģ plazmalı atom salımı spektroskopisi ICP-MS : Ġndüktif eģleģmiģ plazma kütle spektrometre KDK: Katyon DeğiĢim Kapasitesi LREE: Hafif Nadir Toprak Elementleri NTE: Nadir Toprak elementleri P : Product indeks PIA : Plajiyoklas Alterasyon Ġndeksi SEM : Tarama Elektron Mikroskopisi Si o : Amonyum oksalat ta ekstrakte edilebilir silisyum WI : AyrıĢma indeksi XRD: X ıģınları difraktometresi xiii

11 1 1. GĠRĠġ Volkanik patlamalar genellikle çok Ģiddetli ve ölümcül patlamalar Ģeklinde görülür. Volkanik alanlar etrafındaki araziler bu patlamlardan sonra piroklastik akıntılar, volkanik küller, lahar çökelleri, lav akıntıları gibi birçok volkanik materyal ile kaplanırlar. Bu volkanik materyaller değiģik boyutta feldispat, kuvars, hornblend, hipersten, biyotit, ojit, magnetit gibi mineral gruplarından birçok mineral ve volkanik cam içerir. Tefranın birikme iģlemlerinden sonra toprak oluģumu baģlar, materyalin elementel ve mineralojik kompozisyonu değiģime uğrar ve volkanik kül toprakları veya andisol olarak isimlendirilen ve benzersiz özelliklere sahip topraklar oluģur. Volkanik materyalin özelliklerine bağlı olarak, ayrıģma boyunca toprak ortamına birçok besin elementi sağlanır. Andisol kelimesi bazı araģtırıcılar tarafından benzersiz ve ayırt edici özellikleri ifade etmek için kullanılmıģtır. Volkanik kül toprakları terimi ise volkanik tefradan oluģan topraklar için kullanılmıģtır. Dolayısıyla volkanik kül toprakları andisol kelimesine göre daha geniģ bir çerçeve sahiptir. Örneğin zayıf ayrıģmıģ tefra kumlu entisolleri oluģtururken yaģlı veya ileri derecede ayrıģmıģ volkanik küller andisol yerine Ultisol veya Oxisolleri oluģturabilir. Toprak taksonomisinde Andisol kelimesi andik özellikler gösteren profillere sahip toprakları ifade etmek için kullanılmaktadır (SOIL SURVEY STAFF, 1999).. Andisollar ilk olarak toprak taksonomisinde Ġnceptisol olarak sınıflandırılmıģ, daha sonra 1990 yılındaki baskıda farklı bir ordo olarak tanımlanmıģtır. Volkanik materyal üzerinde oluģan bu topraklar Al, Fe humus kompleksleri, allofan, imogolit ve ferrihidrit gibi amorf minerallerin ve volkanik camın varlığı ile karakterize edilirler. Bu kolloidal materyaller toprağa, andik özellikler olarak tanımlanan düģük hacim ağırlığı, değiģken yük özelliği, yüksek su ve fosfor tutma kapasitesi gibi benzersiz özellikler kazandırırlar (Arnolds, 2004). Andisollerin bu benzersiz özelliklerinin kaynağı aliminyumca zengin elementel kompozisyonları, oldukça aktif kolloidal fraksiyonları ve yüksek yüzey alanına sahip olmalarıdır. Bu toprakların Al ca zengin kimyasal kompozisyonları, Andisol oluģumu sırasında Si, Na, Ca gibi bazik katyonların yıkanması ile ilgilidir. Daha önceki çalıģmalar açıkça göstermiģtir ki ana materyale ek olarak iklim faktörleri de, volkanik materyalin ayrıģma ürünlerinin miktarını ve oluģumunu belirlediği için oldukça önemli bir faktördür (Wada, 1989, Alp and Ozaytekin, 2011). Bu Ģartlarda,

12 2 toprağın yaģı ve kurak bir sezonun olup olmadığı andisollerde mineral oluģumunu belirleyen en önemli faktördür. Bu açıdan bakıldığında amorf mineral oluģumu daha çok toprak solüsyonundaki Al, Si ve Fe gibi katyonların miktarına bağlıdır. Toprak solüsyonundaki bu katyonların miktarı ise iklim tarafından belirlenmektedir. Bu durum volkanik toprakların özellikleri üzerine iklimin etkisinin kolayca anlaģılmasını sağlamaktadır. Topraklar toprak oluģum faktörlerinin ortak etkisi sonucu oluģurlar (Jeny, 1941). Toprakların, toprak oluģumu için geçen zamana bağlı olarak değiģimleri oldukça farklılık gösterir. Bu değiģimler içinde minerallerin parçalanması ve elementlerin jeokimyasal değiģimleri ve toprak bitki su sistemindeki döngüleri gibi konular yer alır. Toprakların bireysel ayrıģma oranları, toprak özelliklerindeki değiģimler ve çevre Ģartlarındaki farklılıklar nedeniyle çok değiģkendir. Toprak oluģumu için geçen zaman toprakların özelliklerini etkiler ve onların ayrıģma oranlarını belirler. Bu etki zamanla fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerin değiģimi veya değiģik sayılarda horizon farklılaģması gibi olaylarla ortaya çıkar. ArdıĢık zamanlı toprak oluģumu, toprakların fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerinin toprağı oluģturan çökellerin yaģlarının fonksiyonu olarak ortaya çıktığı, farklı yaģlı bir seri toprak topluluğudur. Benzer yaģtaki topraklar diğer toprak oluģturan faktörler nispi olarak aynı ise benzer toprak özellikleri gösterirler (Jeny, 1941). Toprak yaģı toprakların fiziksel, kimyasal ve mineralojik bileģimini değiģtirerek veya farklı toprak horizonlarının oluģmasına neden olarak toprakların özelliklerinin ortaya çıkmasında etkili olur. Zamana bağlı olarak toprak değiģimi, mineral ayrıģması, elementlerin jeokimyasal değiģimi ve toprak-bitki-su sistemindeki döngüleri ile meydana gelir (Jeny, 1941). Elementlerin ayrıģma boyunca mobilizasyonları veya yeniden dağılımlarında farklı etkiler söz konusudur. Her element birincil minerallerin çözünmesi, ikincil minerallerin oluģumu, denge iģlemleri, materyal taģınımı, iyon değiģimi gibi pedojenik iģlemlerden farklı Ģekillerde etkilenirler. AyrıĢma sonucu ortaya çıkan elementlerin yeniden dağılımında söz konusu elementlerin mobiliteleri ve yıkanma sonundaki (eğim boyunca) jeokimyasal değiģimler ana belirleyici faktörler olarak ortaya çıkmaktadır. Günümüzde toprakların ve kayaçların kimyasal ayrıģmasında karakterize edilmesinde iki farklı yaklaģım bulunmaktadır. Bunlardan birincisi akıģkan sulu ortamın jeokimyasal özellikleri (Aiuppa ve ark., 2000; Phillips ve Rojstaczer, 2001). Ġkinci yaklaģım ise ayrıģmıģ profilin jeokimyasal ve mineralojik özelliklerinin belirlenmesidir

13 3 (Nesbitt, 1979; Carr ve ark. 1980; Chesworth ve ark., 1981; White, 1983; Nesbitt ve Wilson, 1992 ). Toprakların ve kayaçların jeokimyasal olarak ayrılmasında ve karakterize edilmesinde ve yine toprakların ayrıģma süreçlerinin incelenmesinde iz elementler özellikle de nadir toprak elementleri (NTE) yoğun olarak kullanılmaktadır. Topraklarda nadir toprak elementlerinin dağılımı toprak ayrıģması tarafından yakından kontrol edilmektedir (Caspari ve ark., 2006). Özellikle polijenik topraklarda toprak genetiği ve kökenle ilgili çalıģmalarda kolay yıkanan ve yıkanmaya dirençli nadir toprak elementleri kullanılarak yapılan çalıģmalar oldukça iyi sonuçlar vermektedir. AyrıĢmanın sayısallaģtırılmasında kullanılan bir diğer yöntem de, ayrıģma indislerinin kullanılmasıdır. AyrıĢma indisleri geleneksel olarak ana element oksitlerinin molekül oranlarının kullanıldığı değiģik formüller ile hesaplanır. AyrıĢma boyunca ana element oksitlerinin sitokiometrik olarak değiģimi indeks değerlerinde ortaya çıkar. Her bir oksidin moleküler oranları söz konusu oksitlerinin ağırlık yüzdesi kullanılarak kolaylıkla hesaplanabilir. Orta Anadolu da yarı kurak iklim Ģartlarında oluģan volkanik materyalin ayrıģma ürünleri yağıģlı alanlarda oluģanlardan daha farklıdır ve toprak oluģumu söz konusu ortamlarda tam olarak ortaya konmamıģtır. Bu çalıģmada Konya ve Aksaray sınırları içinde yer alan ve farklı yaģlarda bulunan Karacadağ ve Hasan Dağı volkanik materyali üzerinde oluģan toprakların fiziksel, kimyasal özellikleri, ayrıģma ürünleri ve pedogenetik süreçler araģtırılmıģ, ve farklı yaģlardaki söz konusu toprakların benzer iklim Ģartlarındaki ayrıģma oranları çeģitli ayrıģma indeksleri, genetik oranlar ve açık sistem kütle taģınımı yöntemiyle de belirlenmeye çalıģılmıģtır.

14 4 2. KAYNAK ARAġTIRMASI Volkanik materyal üzerinde oluģan topraklar birkaç özelliğin bulunması ile karakterize edilirler. Bunlar kısaca andik toprak özellikleri olarak ifade edilebilir. Andik toprak özellikleri toprakta yeterince Al- humus komplekslerinin, allofan ve imogolit gibi kısa kırınımlı minerallerin, ferrihidrit ve volkanik camın bulunmasıdır. Bu oluģumlar toprağa düģük hacim ağırlığı, yüksek su tutma kapasitesi, yüksek fosfor fiksasyon kapasitesi, değiģken yük kapasitesi sağlamaktadırlar (Soil Survey Staff, 1999). Andisoller yeryüzünde 124 milyon hektarla % 0,8 lik alan kaplamaktadırlar. Genellikle Güney ve Kuzey Amerika kıtalarının batı kıyılarındaki fay hatlarını etkileyen volkanik alanlarda, Japonya, ve Filipin adalarında, Yeni Zelanda nın Pasifik adasında, Hawaii adalarında, Ġtalya nın batı kıyılarında, Kanarya Adalarında, Afrika Rift vadisinde, Rusya nın Kamçatka Yarımadasında ve Ġzlanda nın büyük bir kısmında bulunmaktadırlar. (Soil Survey Staff, 1999). Ġlk olarak toprak taksonomisinde Ġnceptisol ordosunun andept alt ordosunda sınıflandırılan ve volkanik ana materyal üzerinde oluģmuģ toprakların, andisol ordosu olarak farklı bir alt ordo içinde sınıflandırılması gerektiği 1989 yılında belirtilmiģ ve 1990 yılında toprak taksonomisinde 4. baskıda yer almıģtır. Bir toprağın andisol ordosu içinde sınıflandırılabilmesi için gerekli karakteristikler aģağıda verilmiģtir: Andik toprak özelliğine sahip olan toprak materyalleri ağırlık olarak %25 den daha az organik karbon içermeli ve aģağıdaki karakteristiklerden birini ya da ikisini de karģılamalıdır 1- Toprağın 2 mm den küçük olan kısmında aģağıdaki koģullar bulunan topraklar; a) Amonyum oksalat ile belirlenen demir yüzdesinin yarısı ile alüminyumun toplamı % 2 veya daha fazla olan ve b) 33 kpa da tutulan su içeren toprağın hacim ağırlığı 0,90 gr/cm 3 veya daha az olan ve c) Fosfor tutulma kapasitesi % 85 veya daha fazla olanlar veya 2- Toprağın 2 mm den küçük olan kısmının fosfor tutulma kapasitesi % 25 veya daha fazla, 0,02-2 mm büyüklüğündeki taneciklerin (kaba silt ve kum boyutu) miktarı % 30 veya daha fazla ve aģağıdaki özelliklerden birine sahip olan topraklar; a) 0,02-2,00 mm büyüklüğündeki taneciklerin % 30 veya daha fazlası volkanik cam olan ve amonyum oksalatla belirlenen demir yüzdesinin yarısı ile alüminyumun toplamı % 0,4 veya daha fazla olan topraklar veya

15 5 b) 0,02-2,00 mm büyüklüğündeki taneciklerin % 5 veya daha fazlası volkanik cam olan ve amonyum oksalatla belirlenen demir yüzdesinin yarısı ile alüminyumun toplamı % 2 veya daha fazla olan topraklar veya c) Amonyum oksalatla belirlenen demir yüzdesinin yarısı ile alüminyum toplamı % 0,4 ile % 2 arasında olup kum ve kaba silt boyutunda (0,02-2,00 mm büyüklüğündeki fraksiyonun) yeterli miktarda volkanik cam içeriğine sahip olması koģulları Andisoller için kriter olarak getirilmiģtir. Dingil (2003), Türkiye de yayılım gösteren piroklastik materyal üzerinde oluģan toprakların fiziko-kimyasal ve mineralojik özelliklerini ortaya koymak ve toprak taksonomisine göre sınıflandırmak için Ġç Anadolu Bölgesi nden 4, Doğu Anadolu Bölgesi nden 2 ve Akdeniz Bölgesin den 1 profil olmak üzere 7 profili incelemiģ, çalıģılan profillerden sadece Delihalil profilini andisol ordosunda sınıflandırmıģ diğer profilleri ise Entisol, Ġnceptisol ve Mollisol ordolarında sınıflandırılmıģtır. Türkiye deki andisoller hakkında daha fazla bilgiye sahip olmak için diğer alanlarda volkanik materyal üzerinde geliģen toprakların da incelenmesinin gerektiğini bildirmiģtir. Ping ve ark. (1989), Alaska da volkan külü kökenli toprakların karakteristikleri ve sınıflandırılması üzerine çalıģmalar yapmıģlardır. Ġnceledikleri 20 profilden birinde andik 19 unda spodic özellikler belirlemiģlerdir. Van Ranst ve ark. (2002), Endonezya da Java Adaları ndaki volkan külü üzerinde geliģen andisollerle ilgili yaptıkları çalıģmada, asit oksalatla ekstrakte edilebilen Si, Al ve Fe nin artmasına rağmen, aģırı yıkanmayla Al ve Fe nin aktif formlarının geliģimini görmüģlerdir. Moustakes ve Georgoulias (2005), Yunanistan ın Thera Adası nda volkanik materyal üzerinde geliģen topraklarda, allofan ve imogolit gibi amorf mineraller tespit edememiģler, yalnızca bol miktarda amorf silika bulmuģlardır. Mora ve ark. (1999), bir ġili Andisolünün fiziksel-kimyasal özellikleri üzerine kalsitin ve dolomitik kirecin etkisini araģtırmıģlardır. Topraklara uygulanan kalsit ve dolomitik kireç uygulamaları sonunda daimi asitlik azalmıģ ve sonuç olarak fosfor adsorpsiyon kapasitesi de azalmıģtır. Ishiguro ve Nakajima (2000), asit solüsyonuyla yıkanmıģ bir allofanik andisolün hidrolik iletkenliğini incelemiģlerdir. ÇalıĢmada ph ya bağlı yüklerin önemli miktarlarına sahip olan allofanik andisollerin (volkan külü toprakları) doymuģ hidrolik iletkenliklerindeki (K) değiģimler açıklanmaya çalıģılmıģtır. Asit solüsyon olarak HNO 3 ve H 2 SO 4 solüsyonları kullanılmıģtır. Sonuç olarak; K, HNO 3 yıkanması boyunca

16 6 azalmıģ, ancak H 2 SO 4 yıkanması boyunca artmıģtır. Toprak strüktürü üzerine asit yıkanmasının etkisi, toprağın tamponlama kapasitesinden dolayı sadece toprak yüzeyinde etkili olmuģtur. Toprak dispersiyonu yalnızca HNO 3 çözeltisi uygulamasında gözlenmiģtir. H 2 SO 4 çözeltisi uygulamasında sülfat kökünün çok güçlü adsorbsiyonundan dolayı toprakta herhangi bir dispersiyon gözlenmemiģtir. Arbestian ve ark. (2001), kuzey-batı Ġspanya nın andik toprak özelliklerine sahip topraklarında sülfat tutulmasının Al içeriği ile iliģkisini araģtırmıģlardır. ÇeĢitli volkanik anamateryaller üzerinde oluģmuģ 19 toprak profilinin örneklendiği çalıģmada toprağa 0,4 M sülfat çözeltisi ilave edilmiģtir. Yüzey horizonlarında sülfat tutulması NaOH da, oksalatta ve phyrofosfatta ekstrakte edilebilir Al ile pozitif (P<0,01) iliģkili bulunmuģtur. Bütün horizonlardan alınan veriler dikkate alındığında, sülfat tutulmasıyla oksalatta ekstrakte edilebilir Al arasındaki iliģki belirgin Ģekilde azalmıģtır. Poulenard ve ark. (2001), Ekvator bölgesinden Paromo Andisollerinde iki farklı alanda uygulanan toprakların hidrodinamik özellikleri üzerine arazi kullanımının etkisini araģtırmıģlardır. Doğal hali bozulmamıģ topraklarda infiltrasyon oranı yüksek ve toprak kaybının az olduğu bulunmuģtur. Sonuç olarak arazi kullanımlarının değiģmesi doymuģ hidrolik iletkenliği azaltmıģ, yüzey akıģını önemli ölçüde arttırmıģtır. Yeni iģlenmiģ topraklarda yağmur damlasının kabuk oluģumuna neden olduğu belirlenmiģtir. Parfitt ve ark. (1980), volkan külü toprakları ve tefradan meydana gelmiģ iki çeģit allofanın yapısını ve tanımlamasını araģtırmıģlardır. Bunun için kızılötesi spektrokopi, X ıģını floresans ve fosfat adsorbsiyon yöntemleriyle allofan içeren örnekler incelenmiģtir. Al/Si oranları 2 ye yakın olanlar allofanların kızılötesi spektraları, allofan küreciklerinin duvarlarının içinde imogolite benzer bir Ģekilde oluģtuğu saptanmıģtır. Sonuçlar, Al un yapısal iskeletinde bir Al oktahedral tabakanın bulunabileceğini ortaya koymuģtur. Al/Si oranı 1 e yakın olanlar allofanlarda sıkıģtırılmıģ silika birimleri, Al oktahedral tabakaların dıģında halloysite benzer bir yapı gösterirken, iç yüzeyde imogolit benzeri bir yapı göstermiģtir. Al/Si oranı 1 ile 2 arasında olan allofanların proto imogolit ile allofan (Al/Si=1) yapılarının karıģımından olduğu saptanmıģtır. Parfitt ve Saigusa (1985), Yeni Zelenda da aynı volkan külü kaynağından oluģmuģ Spodosol ve Andept olarak sınıflanmıģ topraklarda allofan ve humusalüminyumu araģtırmıģlardır. Sonuçlar toprak örneklerinde organik maddenin, humus-al komplekslerinin baskın form olmasından dolayı, Si ve Al nin çökelmesini yavaģlattığını göstermiģtir. Bununla beraber, organik maddenin allofan oluģumunu engellediği ve bunda humus-al kompleks oluģumunun önemli rol oynadığı belirlenmiģtir.

17 7 Dubroeucq ve ark. (2002), Meksika da volkanik yüksek arazilerde Andisollerin biyolojik ve mineralojik özelliklerini araģtırmıģlardır. Meksika nın dağlık otlaklarında, çok yıllık otlar ve siyah Andisoller hem biojenik hem de mineral ürünleri karģılıklı etkileyen toprak oluģum mekanizması içinde bulunmaktadır. Bu ekosistem içinde, tipik volkanik yüksek arazileri, bir katena halinde profiller boyunca; toprak örneklerinin makro ve mikro morfolojisi tarama ve geçirimli elektron mikroskop (TEM), kızıl ötesi yansıtması ve humik asit ekstrakları, radyoaktif karbon ömürleri ve polen kayıtları, toprak nemi ve mevcut su belirlenmesi ve toprak su analizleri çalıģılmıģtır. Toprak yaģı andisollerde ilerledikçe mineral oluģumu da imogolit ve gibsit gibi Al ca zengin minerallerden daha çok allofan ve halloysite doğrudur. Ayrıca toprak çözeltisinde yüksek miktarda Si içeriği dikkat çekmektedir. Meksika nın dağlık alanlarında bulunan siyah andisoller yüksek su ve karbon biriktirme kapasitesine sahiptir. Sonuç olarak bu bölgedeki patates tarımı için tahrip edilen otlak alanlarında bulunan siyah andisoller, bu tahripten etkilenerek su rezervlerinin gelecekte azalacağına dikkat çekilmiģtir. Kapur ve ark. (1980), Adana-Osmaniye Üçtepeler, bazalt tüfleri üzerinde yer alan ando benzeri toprakların genesislerini ve sınıflandırılmasını araģtırmıģladır. Ġncelenen ando benzeri iki profilde sadece A ve C horizonlarının tınlı tekstürlü olduğu ve baskın mineral fraksiyonun kum olduğu belirlenmiģtir. Polarizan mikroskop ve X-ıĢını çalıģmaları sonucunda bu topraklardaki kil oluģumu ve ayrıģma dizinimi saptanmıģtır. ÇalıĢmada incelenen her iki profil USDA (1975) e göre Typic Vitrandept olarak sınıflandırılmıģtır. ÇavuĢgil ve ark. (1986), Ürgüp andezit tüfleri ile Osmaniye bazalt tüflerinin fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerini araģtırmıģlardır. Polarizan mikroskopla yapılan mineralojik sayımları sonunda andezit tüfünde % 71, bazalt tüfünde % 84 oranında volkan camı gözlenmiģtir. Hava kuru toprakta hacim ağırlığı ölçümleri, andezit tüfünde 0.77 gr/cm 3, bazalt tüfüne 0.90 gr/cm 3 olarak belirlenmiģtir. Andezit tüfünün porozitesi % 57.22, bazalt tüfünün porozitesi % olarak hesaplanmıģtır. Buna bağlı olarak andezit tüfünün yararlı su miktarı % 32; bazalt tüfünün yararlı su miktarı % 11 olarak belirlenmiģtir. AraĢtırıcılar feldispatın andezit tüfünde daha fazla, ojit miktarının ise daha az olduğunu, klorit, kuvars, Fe-oksit ve kalsitin bazalt tüfünde bulunmamasına rağmen andezit tüfünde bulunduğunu, opak minerallerin ise bazalt tüfünde andezit tüfüne göre daha fazla bulunduğunu belirlemiģlerdir. Ayrıca kil fraksiyonunda bazalt tüfünde; illit, kaolinit, albit, andezin-anortit, muskovit-illit, ortoklas, albit-anortit, andezit tüfünde ise; kaolinit, simektit, illit, halloysit, kuvars ve feldispat minerallerini bulmuģlardır.

18 8 Analiz sonuçları, bazalt tüfünün andezit tüfüne göre daha fazla ayrıģtığını göstermektedir. Bu çalıģmada sonuç olarak özellikle andezit tüflerinin tarımsal kullanım bakımından çok uygun bir materyal olduğu belirlenmiģtir. Chen ve ark. (2001), tarafından Taiwan da volkanik araziler üzerinde oluģmuģ, daha önceleri andisol olarak sınıflandırılmıģ toprakların fiziksel, kimyasal ve mineralojik özellikleri belirlenmiģ ve oluģumları açıklanmıģtır. Orta düzeyde profil geliģimi gösteren topraklar, A-BA-Bw-BC horizon dizilimine, kil, kili tın tekstüre, sıkı yarı köģeli blok strüktüre, düģük hacim ağırlığına ve yüksek fosfor tutma kapasitesine sahiptir. Kum fraksiyonunda jipsit ve kuvars baskınken, kil fraksiyonunda gipsit, kaolinit ve 2:1 tipi minerallerin baskın olduğu saptamıģlardır. YağıĢlı iklim, iyi drenaj ve ayrıģabilir piroklastik materyallerin varlığı nedeniyle toprak oluģumunun oldukça hızlı olduğu saptanmıģtır. Birçok andik toprak görünümlerine sahip olan bu Ġnceptisollerin Andisollerden oluģtuğu öne sürülmüģtür. Buna bağlı olarak toprak oluģum sırası Entisol, andisol, Ġnceptisol Ģeklinde olduğu sonucuna varılmıģtır. Chertini ve ark. (2001), Ġtalya da Etna Dağı nda volkanik toprakların fiziksel, kimyasal özellikleri üzerine çalı (Genista aetnensis (Biv) DC) ve çamın (Pinus nigra Arn. Ssp. Laricio Maire) etkilerini araģtırmıģlardır. Çalılık alanda yer alan topraklarda yüzeyde, ormanlık alanlara göre daha fazla organik madde birikimi olduğu belirlenmiģtir. Bitki örtüsü çam olan topraklarda birincil minerallerin ayrıģmasının daha ileri düzeyde olduğu, bazik katyonların daha az olduğu gözlenmiģtir. Baumler ve ark. (2002), volkanik olmayan anamateryal üzerine oluģmuģ topraklarda andik toprak özelliklerini araģtırmıģlardır. Bu tür toprakların bazıları aynı zamanda tipik podzol yıkanma ve birikme horizonlarına sahip olmayan podzolik özellikler de içermektedirler. Himalayalar ın güney eğiminde Bhutan da son zamanlardaki toprak araģtırmaları bu toprakların genellikle deniz seviyesinden m arasındaki yüksekliklerde geniģ yayılıma sahip olduklarını göstermiģtir. Bhutan da iyi drenajlı orman topraklarından alınan toprak örneklerinin analiz sonuçları; topraklarda yüksek miktarda oksidik Fe ve Al bileģiklerinin, çok belirgin düģük hacim ağırlığının (<0,5 gr/cm 3 ), % 85 den daha fazla fosfor tutulmasının varlığını göstermiģtir. Bu topraklar toprak sınıflandırma kriterlerine göre ne Andisol ne de Podzol olarak değerlendirilmektedir. Bu çalıģma sonucunda bu tür toprakların dünyada geniģ yayılım gösterdikleri ve özel olarak incelenmeleri gerektikleri belirtilmiģtir. Asio ve ark. (1999), orman kullanımından diğer arazi kullanımlarına olan değiģime bağlı olarak Leyte de bir volkanik toprağın (Andisol) özelliklerindeki

19 9 değiģmeleri incelemiģlerdir. ÇalıĢma sıcak nemli tropikal iklime sahip, yağmur ormanı doğal bitki örtüsüne ve volkanik toprağa sahip Leyte de yürütülmüģtür. Ormanların tahrip edilerek ikincil arazi kullanımlarına dönüģmeleri, topraktaki organik karbonda, toplam azotta, gözeneklilikte, agregat stabilitesinde, faydalı suyun ve erozyon artıģına bağlı olarak strüktür ve toprak yoğunluğunun niteliğinin azaldığı sonuçlarını ortaya çıkarmaktadır. Buna karģın ormanların ikincil kullanımlara dönüģümü, topraklarda alınabilir N, K, Ca, Mg un kısa bir periyot için arttığını göstermektedir. Burada N un artıģı mineralizasyona bağlı iken K, Ca ve Mg un artıģı ise toprak erozyonunun toprağı gençleģtirici (yüzey toprağının uzaklaģtırılması) etkisine ve kayalardaki artan ayrıģma düzeyine bağlı olduğu belirtilmektedir. Buna rağmen ormanların ikincil kullanımlara, özellikle tarımsal kullanımlara açılmaması gerektiği öne sürülmüģtür. Merwe ve Heystek (1955), Güney Amerika da bulunan toprak gruplarının kil mineralleri üzerinde yaptıkları çalıģmada, subtropik iklim koģullarında baģat kil mineralinin montmorillonit ve kaolinit olduğunu ve bazaltların ayrıģması sonucu ilk ayrıģma ürününün montmorillonit olduğunu bu mineralin ayrıģmasını kaolinit oluģumunun izlediğini belirlemiģlerdir. Gülçür (1958), Rize yöresinde bazalt kayacı üzerinde oluģan toprakların kil minerallerinin belirlenmesi üzerine yaptığı çalıģmada, bu toprakların çoğunda illit ve kaolinit kil minerallerinin bulunduğunu saptamıģtır. Craig ve Loughnan (1964), bazaltlarda olivin, piroksen ve plajiyoklasların ayrıģarak montmorillonit oluģturduklarını, Yeni Güney Galler de yaptıkları çalıģmalarda, bazı profillerde yüzeye doğru bu kil minerallerinin mikro kristalli kaolinite ve halloysite dönüģtüğünü bildirmiģlerdir. Bisdom (1967), Ġspanya nın kuzey batısında oldukça humid koģullarda granitlerden oluģan topraklarda çalıģmalar yapmıģ ve toprakların nispeten iyi geliģmiģ profile sahip olduklarını, ayrıca kaolinit ve metahalloysitin baģlıca ikincil mineraller olduğunu belirtmiģtir. Irmak ve ark. (1967), Türkiye nin kuzey batısında granit ve andezitler üzerinde oluģan bazı toprakların analitik ve mineralojik özellikleri üzerine yaptıkları çalıģmada; Bolu da çam ormanı altında andezit tüfü üzerinde oluģmuģ kahverengi orman toprağı profilinde, kil fraksiyonunun tamamen trioktahedral montmorillonit olduğu halde, benzer koģullar altında andezit üzerinde oluģan iki farklı kahverengi orman toprağının her ikisinde de kaolinitin baģat mineral olduğunu, bunu illit ve kristobalitin izlediğini belirlemiģlerdir.

20 10 Hocaoğlu (1970), farklı iklim Ģartlarında benzer ana materyal üzerinde oluģan toprakların mineralojik özelliklerini belirlemek amacıyla 2500 mm yıllık yağıģ alan Rize bazaltik topraklarında bulunan kil mineralleri ile yıllık 500 mm yağıģ alan Diyarbakır bazaltik topraklarında yer alan kil minerallerini karģılaģtırmıģ ve hornblend bazaltları üzerinde oluģan Rize topraklarında baģat olarak halloysit bulunduğunu, hâlbuki Diyarbakır bazaltik topraklarında sırasıyla montmorillonit, vermikulit, kaolinit ve karıģık tabakalı killerin bulunduğunu belirtmiģtir. Munsuz ve Nouri (1970), benzer iklim Ģartlarında farklı ana materyaller üzerinde geliģen toprakların kil mineralojileri üzerine yaptıkları çalıģmada dasit üzerinde oluģan toprağın kaba kil fraksiyonunda illit, kaolinit ve montmorillonit, ince kil fraksiyonunda vermikulit, illit, kaolinit; kireçli ana materyallerden oluģan toprakların ise, kaba kil fraksiyonunda kaolinit ve montmorillonit, ince kil fraksiyonunda ise vermikulit ve kaolinit bulunduğunu saptamıģlardır. Genese (1970), Madagaskar da beģ ay boyunca sürekli 1200 mm yağıģ alan bölgelerde, ankerit, olivin, bazalt, trakit ve granitlerden kil minerallerinin oluģum Ģartlarını araģtırmıģ ve etkin koģullar altında granitten oluģan topraklarda kaolinin baģat olduğunu belirlemiģtir. Esweran (1970), Nikaragua daki bazalt topraklar üzerinde yaptığı çalıģmada toprak oluģum sürecinde ikincil kaolinit, kuvars, götit ve hematitin oluģabileceğini öne sürmüģtür. Esweran ve Conik (1971), tropik bazaltik topraklardaki serbest demirin götit, manyetit ve amorf demir minerallerini oluģturduğunu ve daha sonra oluģan amorf demir minerallerinin dehidrasyonla hematit, oksidasyonla lepidokrosit ve magnetit ve son olarak da kristalize olarak demir hidroksitleri oluģturduğunu belirtmiģlerdir. AraĢtırıcılar oluģan bu demirli minerallerin tropik ve yarı tropik bölgelerde bulunan bazaltik topraklara kırmızı renk veren en önemli faktör olduğunu belirtmiģlerdir. Hızalan ve Mermut (1972), güney Marmara da granit ve andezit kayalar üzerinde oluģan toprakların morfolojileri ve genesisleri üzerine yaptıkları çalıģmada arazi etütleri ile belirledikleri 4 adet profilden horizon esasına göre aldıkları örneklerde yaptıkları analizlerle granit ve andezitten toprak oluģum süreçlerini açıklamaya çalıģmıģlardır. AraĢtırıcılar granit ve andezitin anamateryal haline geçmeden toprağa dönüģtüğünü, toprakların genç olduklarını, granitten tınlı toprakların, andezitten ise killi toprakların oluģtuğunu belirlemiģler ve bu toprakları genç asit kahverengi orman toprakları olarak sınıflandırmıģlardır.

21 11 Singer (1973), vesiküler ve saprolitik ayrıģmayı incelemiģ ve vesiküler ayrıģmanın yıkanmayı önlediğini, bunun sonucunda alkali katyonların, silisyum ve oluģum sürecinde silisyumu izleyen kaolinit, halloysit, simektit ve demir oksitlerin oluģumlarını engellediğini ileri sürmüģtür. AraĢtırıcı bazalt üzerinde oluģan ve katenalar boyunca bulunan topraklarda katenanın en yüksek kısımlarından düz ovaya yakın kısımlarına doğru ilerledikçe toprakların renklerinin kırmızıdan koyu grimsi kahverengine doğru değiģtiğini ve profil yüzeyleri ile az eğimli katenanın alt kısımlarında daha yüksek düzeyde karbonat konkresyonlarının bulunduğunu saptamıģtır. Tardy ve ark. (1973), granit kayasından kil oluģumuna iklim ve topoğrafyanın etkisini incelemiģ, simektit ve kaolinitin topoğrafik duruma göre bir dağılım gösterdiğini, genel bir kural olarak yüksek arazilerde kaolinit oluģtuğunu, yüksek arazilerden yıkanan ayrıģma ürünlerinin taban arazide simektit oluģumuna neden olduğunu belirtmiģlerdir. Kapur ve ark. (1975,a), iki bazalt kayası üzerinde yaptıkları mineralojik incelemelerde her iki kayada % 75 oranında feldispat, bol miktarda opak ve indizgit mineralleri tespit etmiģlerdir. Ayrıca indizigizitasyon ojitin hornblende, indizgite dönüģüm iģlemlerini tespit etmiģlerdir. AltınbaĢ (1976), Ġzmir- ÇeĢme civarında üç büyük toprak grubunun kum ve silt fraksiyonlarının mineralojik bileģimlerini araģtırmıģ, andezit, andezit tüfü, aglomera ve dasitler üzerinde oluģan kireçsiz kahverengi topraklarda % , hornblendin % , hiperstenin % ve ojitin % arasında değiģtiğini, bunlara ek olarak az miktarlarda da zirkon, epidot, anataz ve gloukonit bulunduğunu belirlemiģtir. Rode ve Myagkova (1968), Ermenistan ın Gejam yaylalarındaki andezit, bazalt kayaçları üzerinde oluģan toprakların mineralojik özelliklerini incelemiģler ve klorit, biyotit, hornblend, hipersten, epidot, rutil, zirkon, götit, pirit, magnetit, kuvars, volkanik cam, plajiyoklas, maden filizleri varlığını saptamıģlardır. Jeny (1941), toprak minerallerini ayrıģma ve parçalanma durumlarına göre 4 grupta toplamıģ, 1. en dayanıklı mineral olarak kuvarsı göstermiģ, özellikle bazik tipli plajiyoklasların ortaklastan, biyotitin muskovitten, hornblendin ise ojitten daha kolay parçalanmaya uğradığını ve ayrıģtığını belirtmiģtir. Singer ve Navrot (1977), yağıģlı Akdeniz ikliminde bazik volkanik kayaçlarda kil oluģumunu araģtırmıģlar ve bazaltik Akdeniz kırmızı topraklarında kil minerallerinin profil boyunca kaolinit ve dioktahedral vermikulit olduğunu ayrıca yüzey horizonlarda hidromika ile birlikte kil parçacıkları büyüklüğünde rüzgarlarla getirilen kuvarsın da bulunduğunu tespit etmiģlerdir.

22 12 Murray ve ark. (1977), volkanik kökenli ana materyallerdeki feldispatların öncelikle amorf oksitleri, amorf oksitlerin de allofan ve demir oksitleri oluģturduğunu, bu ayrıģma sürecindeki ara tabakaları, allofan allofan, halloysit kaolinit olarak bildirmiģlerdir. Kapur ve ark. (1978), Adana yöresinde bulunan derin ayrıģmıģ bazalt bloklarında yaptıkları mikromorfolojik araģtırmalarda idingizit mineralinin amorf demir oksitlere, feldispatların ise büyük olasılıkla kaolinite dönüģtüklerini belirlemiģlerdir. Güzel (1978), Akdeniz iklim koģullarında biyotitli andezit üzerinde bulunan ana materyalden oluģan toprak profilinde, feldispatlardan (plajiyoklas) doğrudan doğruya dioktahedral simektitin baģat kil minerali olarak oluģtuğunu, bununla birlikte aynı birincil mineralden çok az miktarlarda kaolinit mineralinin de oluģabileceğini öte yandan C katmanından yukarı doğru kaolinitin giderek arttığını ve yüzeyde en yüksek düzeye ulaģtığını bunun sebebinin de biyotitin söz konusu katmanlarda doğrudan doğruya kaolinite dönüģmesinin neden olduğunu belirtmiģtir. Goncalves ve ark. (1978), Brezilya da Prana havzasında 800 m, 700 m ve 600 m lik üç farklı yükseklikteki bazalt platosunda mineralojik çalıģmalar yapmıģlar ve her üç platoda da kil minerallerinin sırasıyla kaolinit ve gibsit olduğunu, bunlara ilaveten Alhematit bulunduğunu belirlemiģlerdir. AraĢtırıcılar 800 m de bulunan profildeki kaolinit miktarının daha fazla olması nedeniyle bu profilin diğerlerinden daha yaģlı olduğunu, 700 ve 600 m deki kil minerallerinin farklı iklim koģullarında sonradan oluģtuklarını saptamıģlardır. Ġnce (1979), Diyarbakır ve civarında bazalt kayaları üzerinde oluģan bir toprakta, toplam kil, kaba ve ince kil fraksiyonlarında baģat mineral olarak simektiti tespit etmiģ, bunu kaolinit, klorit ve illitin izlediğini belirlemiģtir. Schaffer ve Mcgarity (1980), bazalt üzerinde oluģan kırmızı ve kahverengi toprakların genesislerini inceledikleri çalıģmada bu toprakların özellikle nötr ph gösterenleri baģta olmak üzere çoğunda kil minerali olarak montmorillonitin, hafif asit reaksiyonlu olanlarda ise kaolinitin bulunduğunu belirlemiģlerdir. Ġnce kum fraksiyonunda ise kuvars, idingizit ve opak mineralleri baģat mineral olarak saptamıģlardır. Ġnce kum boyutunda kuvarsın baģat olmasını daha önceki jeolojik devrelere ait asit reaksiyonlu granit kayaçlardan kalıtımla geçmesi olasılığına bağlamıģlardır. Güzel (1980), Marmara Bölgesin de granit üzerinde oluģan üç toprak profilinde mineral ayrıģım ve oluģumuna bitki örtüsü ve topografyanın etkisini belirlemek üzere

23 13 yaptığı çalıģmada, aldığı örneklerde fiziksel, kimyasal analizler yapmıģ, elde ettiği analiz verileriyle X- ıģını ve polarizen mikroskop tekniğini de kullanarak birincil ve ikincil minerallerin değiģim ve oluģumlarını belirlemiģtir. AraĢtırıcı bitki örtüsü ve eğimdeki farklılıkların hem profil hem de ikincil mineral oluģumunu etkilediğini, orman-çayır geçit bölgesinde, çayır bitki örtüsü altında ve daha az eğimde bulunan topraklarda simektitin oluģtuğunu ve miktarının derinlikle artarak C horizonunun alt bölümünde en üst düzeye ulaģtığını belirlemiģtir. AraĢtırıcı bu mineralin, plajiyoklasların ana kayanın hemen üzerinde biriken ürünlerinden yerinde oluģtuğunu ve orman örtüsü altında oluģan profilde belirgin ve düzenli simektit oluģumunun bulunmadığını tespit etmiģtir. Kapur (1980), Urfa-Karacadağ yöresi bazalt ana kayaları üzerinde yer alan toprakların oluģumu ve sınıflandırılması üzerine yaptığı çalıģmada kil boyutundaki parçacıklarda baģat kil mineralinin profil 1 de kaolinit profil 2, 3, ve 4 de ise simektit olduğunu, ince kum boyutlarındaki parçacıkların polarizan mikroskop incelemesinden feldispatların ve indizgit minerallerinin farklı ayrıģma evrelerinde olduklarını, özellikle feldispatların kaolinite değin doğrudan doğruya ayrıģtıklarını, kalsit mineraline özellikle 4 nolu profilde farklı kristalizasyon biçimlerinde yaygın olarak rastlandığını, bazı horizonlarda hiperstenin hematite dönüģtüğünü, baydellit-montmorillonit parçacıklarının toprak oluģumunun ilk evrelerinde klorit mineralini oluģturduklarını bildirmiģtir. Dhar ve Banerjee (1981), asit volkanik ve metamorfik kayaçlardan oluģmuģ 4 profilde ince kum fraksiyonlarında mineralojik araģtırmalar yapmıģ, analizler sonucu toprakları niteleyebilecek herhangi bir mineral ile kolay ayrıģabilir minerallerin bulunmadığını, ancak demir konsantrasyonunun yüksek olduğunu bulmuģlardır. AraĢtırıcılar bu durumu toprak oluģumundan önce ya da toprak oluģumu sırasında yoğun ayrıģmanın olmasıyla açıklamıģlardır. Cangir ve Kapur (1985), Polatlı da marn ve ViranĢehir de kireçli bazaltlar üzerinde oluģan iki toprak profilinin kil mineralojilerini incelemiģler ve 1 numaralı profilde ana materyalde ve geçit horizonlarında simektitin orta bol düzeyde en fazla bulunan kil minerali olduğunu, üst horizonlarda ise nisbi olarak azalma göstererek az düzeyde bulunduğunu, buna karģılık illitin ana materyalde az düzeyde bulunurken geçit horizonlarında orta bol ve üst horizonlarda bol düzeyde bulunarak profilde baģat kil minerali olduğunu, illitin baskın olarak ortaya çıkmasına, simektitin illite dönüģmesinin neden olduğunu saptamıģlardır. Kaolinit ve kloritin ana materyalde bulunmazken üst horizonlarda az düzeyde bulunduğunu, kaolinitin simektitin dönüģmesiyle, kloritin ise daha çok kalevi reaksiyonlu ortamda birincil minerallerden ikincil olarak oluģtuğunu

24 14 belirlemiģlerdir. AraĢtırıcılar 2 numaralı profilde ise bütün horizonlarda simektiti bol düzeyde, illiti ana materyalde orta bol, solumda az, kaoliniti A horizonlarında orta bol, daha alt horizonlarda ise az düzeyde belirlemiģler ve solumda illitin simektite dönüģme ihtimalini gözlemlemiģlerdir. AltınbaĢ (1985), bazalt ve mikaģist ana materyalleri üzerinde oluģan toprakların kil mineralojileri üzerine yaptığı çalıģmada Kula ve yöresi bazaltik lav, kül, ve cürufları üzerinde oluģan kireçsiz kahverengi topraklardaki kil minerallerinin kaolinit, illit, montmorillonit, vermiküllit, halloysit ile düzenli ara tabakalı ve karıģık tabakalı mineraller olduğunu, kil minerallerinin derinlikle beraber olan değiģimlerinin tekdüze bir durum gösterdiğini, kaolinit ve illitin baģat olarak yüksek düzeyde, diğer kil minerallerinin daha az düzeylerde bulunduğunu, mikaģist ana materyalleri üzerinde oluģan asidik kahverengi orman topraklarında ise, ana materyalleri hariç tüm profil ve horizonlarda kaolinit mineralinin baģat olduğunu ve intensitesinin de toprak derinliğine paralel olarak arttığını, kaoliniti baģatlık sırasına göre illit, montmorillonit ve vermiküllit izlediğini belirtmiģtir. Ġnce ve Kapur (1985), Karacadağ bazaltları üzerinde oluģan vertik topraklarda mikrostrüktür oluģumunu incelemiģler, yaptıkları mineralojik çalıģmalarda açtıkları iki toprak profilinde de simektit kil mineralinin baģat olduğunu, bunu az miktarda kaolinit ve diğer kil minerallerinin takip ettiğini, profillerin mikromorfolojilerinin iklim değiģimine paralel olarak ĢiĢme ve büzülmelere neden olan yüksek orandaki simektitten kaynaklanan kama biçimindeki yapısal birimler olduğunu, bu oluģumda ilk safhanın da arjilikompaksiyon olarak gerçekleģtiğini bildirmiģlerdir. Alexander ve ark. (1986), ultrabazik kayaçlar üzerinde oluģan topraklarda yaptıkları kum mineralojisi çalıģmalarında, bu tip kayaçlarda forsterit, ojit, diyopsit gibi Mg ca zengin minerallerin bol miktarlarda bulunduğunu ve bu minerallerin ayrıģması sonucu ortamın Ca/Mg oranının düģtüğünü, buna bağlı olarak ta toprakların verimsizleģtiğini bildirmiģlerdir Rutherford (1987), Orta Amerika da Belize de granit üzerinde geliģen iki Ultisol profilinde yaptığı çalıģmalar sonucu, her iki profilin de çok aģırı Ģekilde ayrıģtığını, illitin nispeten stabil, kaolinit içeriğinin yüzeye doğru artmakta olduğunu, daha yaģlı olan 1 numaralı profilde kaolinit içeriğinin belirgin olarak yüksek, kuvars ve feldispat içeriğinin nispeten düģük olduğunu, her iki profilde de götit ve hematit içeriğinin yukarıya doğru arttığını belirtmiģtir.

25 15 Yoshinaga (1988), volkanik küllerin birincil minerallerini ilk olarak ağır ve hafif mineraller olarak iki kategoride karakterize etmiģ ve volkanik küllerde hafif minerallerin baskın olduğunu (%70-95), hafif mineraller içinde bolluk sırasına göre renksiz volkanik cam, plajiyoklas feldispat, silis mineralleri (kuvars, kristobalit, tridimit) ve mikanın bulunduğunu, ağır minerallerin ise daha küçük bir fraksiyon oluģturduğunu ve muhtevasında bolluk sırasına göre hipersten, opak mineraller, ojit ve hornblend bulunduğunu belirtmiģtir. Chamley (1989), volkanik topraklarda kil oluģumunun dört safhada gerçekleģtiğini belirterek; 1. aģamada allofan ve imogolit gibi amorf ve alt amorf minerallerin oluģtuğunu 2. aģamada, sıcak Ģartlarda nantronit, montmorillonit gibi Fe-Al simektitlerin oluģtuğunu, 3. aģamada kaolinitin sulu formu olan halloysitin oluģumunun gerçekleģtiğini, 4. ve son aģamada ise gibsit oluģumuyla ilgili olarak kaolinitleģmenin arttığını ve son olarak da andosollerin oluģtuğunu bildirmiģtir. Ugolini ve ark. (1991), ABD Washington Cascade sırtlarında bazaltik tefra çökellerinin mineraloji ve ayrıģma süreçlerini incelemiģler ve volkanik minerallerin ayrıģma düzeyinin, taģınma sırasında meydana gelen aģınmaya bağlı olarak arttığını belirlemiģlerdir. Gürel (1992), Ceylanpınar Ovası bazalt akıntıları üzerinde oluģan toprakların üzerinde bulundukları ana materyalden oluģtuklarını, profillerin ana kayalarının aynı volkanik kökenli olmasına rağmen farklı katılaģma fazlarına sahip olmaları nedeniyle farklı yaģta petrografik ve mineralojik özellikte kayaçların oluģtuğunu ve sonuçta farklı toprakların genesislerini oluģturduğunu belirlemiģtir. AraĢtırıcı X-ıĢını difraksiyonu ile horizonlarda saptadığı kil minerallerinin baģatlık sırasına göre Tırtım serisinde simektit, poligarskit ve kaolinit, ViranĢehir serisinde simektit, kaolinit ve poligarskit olduğunu, aynı zamanda simektitin pedoturbasyon nedeniyle tüm profilde homojen bir dağılım gösterdiğini bildirmiģtir. Ayrıca ince kum minerallerinin X-ıĢını kırınımlarına göre tüm profilde yaygın olarak kalsit ve kuvars, ViranĢehir de ise kuvars ve kalsit bulunduğunu tespit etmiģtir. Dahlgren ve ark. (1993), volkanik materyal üzerindeki toprakların kolloidal fraksiyonlarının mineralojik bileģimlerinin önemli ölçüde; ana materyalin fiziksel, kimyasal özelliklerine, depolanma sonrası ayrıģma koģullarına ve toprak oluģum sürecine bağlı olduğunu belirterek, ana materyalin kimyasal bileģimi, mineralojisi ve tekstürünün kimyasal ayrıģma oranı üzerinde son derece önemli etkisinin olduğunu söylemiģlerdir.