Evidence for the formation of bog iron ore in soils of the Podravina region, NE Croatia: Geochemical and mineralogical study

This study brings evidence for possible bag iron ore formation in soils of the Podravina region, NE Croatia. W ciągu dziesięcioleci badań archeologicznych w regionie znaleziono liczne stanowiska z warsztatami wytopu żelaza, piecami i materiałami żużlowymi. Ponieważ dowody archeologiczne wskazują na obecność w pobliżu wykopalisk żelaza bagiennego, w pobliżu stanowisk archeologicznych wykonano łącznie 44 profile glebowe. Sześć profili glebowych, składających się z pięciu gleb typu Gleysols i jednego Fluvisol, wybrano do dalszych analiz mineralogicznych, geochemicznych i teksturalnych ze względu na ich widoczne cechy redoksymorficzne. Analizy dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) potwierdziły obecność goethytu, kwarcu, minerałów ilastych, plagioklazu, skaleni i dolomitu. Analizy chemiczne wskazują na zawartość Fe powyżej wartości mediany dla regionu Podravina. Profil Kalinovac-Hrastova Greda wykazał najwyższą zawartość Fe2O3 (31,52 % mas.) na głębokości 60-80 cm, podczas gdy pozostałe badane profile wykazują zawartość Fe2O3 pomiędzy 3,97 a 10,90 % mas. Zawartość As (1,8-563,6 ppm) i P (484-4513 ppm) wskazuje na duże nagromadzenie tych pierwiastków w glebach. Analizy teksturalne wskazują na dużą zawartość iłu i sporadycznie piasku we wszystkich profilach, natomiast stosunkowo niewielką ilość iłu. Współczynnik wzbogacenia Fe2O3 wykazuje znaczne wzbogacenie w profilu Kalinovac-Hrastova Greda, co wskazuje na możliwość powstania rudy. Na podstawie rozkładu mikroelementów Ce, Cs, Hf, La, P i Zr, wszystkie gleby wykazują wspólny materiał macierzysty, ale znaczne różnice w zawartości Fe i innych głównych tlenków wskazują na różne procesy formowania. Przypisuje się to różnicom w strukturze gleby w wybranych profilach glebowych, oscylacjom zwierciadła wód gruntowych oraz zmianom pomiędzy warunkami utleniającymi i redukcyjnymi. Wyniki badań wskazują, że region Podravina jest odpowiednim obszarem do tworzenia się bagiennej rudy żelaza, chociaż ostatnie warunki hamują tworzenie się bagiennej rudy żelaza z powodu zmian w rolnictwie i melioracji, które zmieniają poziom wód gruntowych.