Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

МИНЕРАЛОГИЯ И МИКРОМОРФОЛОГИЯ ПОЧВ НА ЛОКАЛЬНЫХ МОРЕНАХ

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "МИНЕРАЛОГИЯ И МИКРОМОРФОЛОГИЯ ПОЧВ НА ЛОКАЛЬНЫХ МОРЕНАХ"

Зое 94

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЯЬСКОХОЗЖСТВШЫХ нш

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНЙЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В.В.ДОКУЧАЕВА.

Йа правах рукописи УД! 631.4:631.6

ДЕСОВАЯ Софья Николаевна

МИНЕРАЛОГИЯ И ЫШШОРЮЛСГИЯ ПОЧВ НА ЛОКАЛЬНЫХ УОРЕНАХ

Специальность: 03.00.27 - почвовед*»!»

АВТОРЕ®ЗРАТ

диссертации на сомсквние ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

11 О С К В А - 1993

Робота выполнена в Санкт-Петербургском государственно« университете, на кафедре почвоведения и географии почв.

Научай рукоэодителъ: кандидат биологических наук, доцент Гагарина Э.Й.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Чижикова И.П.;

кандидат сельскохозяйственных наук Гончарова Н.А.

Ведущая организация: Московский государственный университет им,Ц.В.Ломоносова, факультет почвоведения

Защита состоится

" "Jí^táa 1993 г. в 40 часов

на заседании специализированного совета К.020.25.01 в Почвенном институте км.В.В.Докучаева.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.■

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заваренные печатью) просим направлять по адресу: IQ90I7, г.Москва, Пыжевский пер.,д.7. Почвенный институт ии.Ь.В. Докучаева, ученом/ секретаре crie ци алиэированного совета.

Автореферат разослан "

'реЩ^тъ г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор сельскохозяйственных наук

¡¿.С. Сишкова

Общая характеристика работы.

Актуальность теми. На территории Северо-Запада русской равнины при относительной выровшшюсти бяоклимати«еских условий и молодости поверхности особу» роль а почвообразовании приобретает литологический фактор. Наибольаее влияние на свойства почз оказывают сложение породы, её гранулометрические;, хими -чеекиЯ, минералогический составы, Еез этих значий невозможно понять своеобразие конкретных почи, их генезис, разработать наиболее рациональные приёма их использования и охраны, про -гнсэироэать изменен;!® свойств при различном антропогенном воздействии,

В местах близкого залегания у поверхности осадочных пород, на так называемых "локальних моренах", характеризующихся боль-вой примесью к моренному материалу местного субстрата, форми -руится почвы, значительно стличащиеся от зональных дерново-подзолистых. Профиль этих почв имеет, как правило, небольшую мощность и двучленное строение: В верхней части преобладает дальнэприносный коренный материал, я нижней - примесь местного дочетвертичнего субстрата. Почвы на локальных моренах изучены недостаточно. Вопросы их генезиса, диагностики, классификации, а также влияния дочетвертичных пород на их свойства, трансформации палеозойского материала при педогенезе, остается дискуссионными. Бсё это обусловливает актуальность поставленной темы.

Цель работы - выявление роли дочетвертичных подстилающих пород в форижроваыш почв, развитых на двух видах локальных морен (желто-серюЯ карбонатной цебнмстой и храсноцвэтной бес-карбонатноЯ песчано-глинистой) в иго-западных районах Ленин -градской области.

В соответствии с «елью поставлены следующие задачи; I. Охарактеризовать микрестроение почв, степень «го унаследо-ваннооти от дочетвертичных пород и трансформацию литогеннкх признаков в процессе педогенеза. Выявить влияние подстилающих дочетвертичных пород на гранулометрический состав, физико-химические к х..даіеские свойства. 3. Исследовать формы соединений железа и их преобразование при педогенезе. 4, Охарактеризовать минералогический состав: а) крупной фракции пород к почв для изучения интенсивности выветривания и оценки соотно -шения дальнеприносного Сморенного) и местного материалов;

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ^НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. се» .-л-здэдомми

и

б) илистой фракция и ее под$ракций для выявления направленности и интенсивности трансформация глинистых и сопутствующих дм минералов при почвообразовании.

Кауьмая новизна и практическое значение. Впервые использо -ван комядекстЛ подход к изучению минеральной части почв на локальных моренах. При помощи различных методов заявлена связь их свойств с дочетвертичныки местными дород&м-с. Установлены литогенные признаки, наследавь^ю почвами от палеозойских пд -род,и их трансформация при почвообразовании. Результаты исследования могут быть использованы при реяэнин вопросов генезиса, диагностики к классификации почв Сеееро-Запада. Они представляют интерес для ададиэа пестроты почвенного покрова в условиях застоя слакы дочвтвергичных пород на территории моренных равнин и когут бьгть полезны при проведении почвенного районирования и разработке вопросов рационального использования почв. Полученный материал находит применение на кафедре почво- , ведения И географии почв 5йОлого-яочванного факультета Санкт-Петербургского университета в курсах " (Минералогия почв", "Поч-вообраэушие порода", "¡Аирокорфолагия почв".

Алтбапиз работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на Всасоязном совещании "Иикроиорфология и минералогия почв - экологии и сельскоцу хозяйству", Пущина, 1992. Диссертация рекомендована к звуите на заседании ка>,едри почво-; водения и географии почв биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского университета, сентябрь, 1392. По теш диссертация опубликовано 3 работы, сдана ь печать I.

►

■ Объём работы. Диссертация изложена на 210 страницах машйб-ш(сного текста, имеет с приложениям 32 таблицы и II рисунков, 33 фотографии. Состоит из введения, 4 глав, заключения и выводов. Список литературы включает ¿12 наименований, в том числе 37 иностранных.

Автор выркяавт Сесконечнув признательность и йлагодар -ность научному руководите^» Доц.,к.б.н, Э.И.Гагариной за неоценимые услуги, оказанные в ходе выполнения работы. Автор благодарит доц.,к.г.-м.н. Г.А.Ильинского за помощь в наиболее трудной для автора части * диагностике минералогического состава тяжелой фракции, а также д.с.-х.н. .Н .П. Чичикову, д.с.-х.н. Я.Н.Водчницкого, к.ф.м, н. В,Г.Семенова, к.г.-м.н.Э.А.Гойло,'

; Объемы и методы исел вдевания. Объектами исследования послу-, жили рт& ряда лзскых почв юго-запзд-гюс районов Ленинградской области на контрастном моренном материала, Пергый ряд почв (разрезы I, 2, 3) залежек: на ключевом участке в £лиэа?етинском лесничестве (Ордовикское плато) на яё л то-серо;'! щебнистой карбонатной локальной морене, подстилаемой доломитизированными из -весотяками среднего ордовика, кегельского горизонта (0^ ). Разрез 2 - дерново-карбонатная типичная почва, разрез 3 - дерново -карбонатная выщелоченная (бурая лесная типичная), разрзз I - дерново-карбонатная оподзоленная (бурая лесная лзссивкровал-ная). Указанное почвы пр^дстаэляат автоморфну» часть катену, глубина залегания карбонатных пород увеличивается по пера развития почтенного профиля и опускания линии вскипания от дерново -карбонатной типичной (разрез 2} к бурой лессивированной (разрез I), Исследованные почвы иыемт малотащну» разложившуюся подстилку из опада широколиственных деревьев, хороша гумусиро-ваиный горизонт Ар мощностью до 10-12 см. Самостоятельный элю-влальяьй горизонт в нкх отсутствует, что обусловлено слабой дифференциацией поча на ?оркзонтн, которая усиливается от разреза 2 к разрезу I. Почвы щебнистые, особенно в нихчгос горизонтах. Бонитет этих почв, по данным института Свв.-Зап. Гипрозвм, составляет 90-100 баллов.

Второй ряд почв расположен в Дизеаоко« лесничестве (Девонская низина) ка красноцветной бескарбонатной песчано-глинистой локальной морене, подстилаемой отложениями среднего девона, старооскольского горизонта ( ьЕ Ьг ), Раерази 4, 5 характер« -эуют, согласно общепринятой классификации (1977), дерново-слабо-подзолистые почвы, развитые ка красноцветной марене, подстилаемой девонским! глинаии, и различаются по количеству дальнвпри-носного моренного материала (в почве разреза 4 его эакнгно больше, что отражается на. более резкой дифференциации профиля на горизонты). Разрез б - поверхностно-лодзолистая иллювиаль-но-яелезистая почва, подстилаемая девонскими песками, Все разрезы заложены в лвтоморфн^х условиях: разрезы 5 и & - на вершинах небольших повышений останцового характера, разрез 4 - в верхней части пологого склона. В дэрново-подзолистых почвах (разрезы 4, 5) отмечается хорошо выраженный гумусовый горизонт, который отсутствует в поверхностно-подзолистой почве (разрез 6).

4 \ ■ "О:.-.-Профили всех почв характеризуются слабой дифференциро вакностъю на горизонты, самостоктельныЯ элювиальный горизонт в них также отсутствует. По данным института Сев.-Зап.Гипроэом,., окультуренные варианты поив даже на песчаньтс красноцветкщ локальных моренах имеют 71-90 баллов бонитета. Изученные моренные отложе -ния и^еют одинаковый возраст И относятся к лужскоК стадии Валдайского оледенения (А^ ( ) ).

При полевых исслэдов&ниях проводилось, изучение почвенного покрова ключевых участков, на основании чего были выбраны места для заложения типичных разрезов. Выделение и обозначение почвенных горизонтов проведено в соответствии с рекомендациями, лзлсаекныш в книге "Индексы и определение почвенкях горизонтов" (Москва, 1982). Химические и физико-хкмичаокие характеристики получены при помощи комплекса традиционных анализов, выполненных по общепринятым методикам (Лрикушкина, 1970; Зонн, 1962),-Отражательная способность пород определена на приборе №-14, гранулометрический анализ проведен по методу Качинского сирог^осфатным способом (Растворова, 1963). Валовой химический состав вшолнен спектральным методом на спектрографе ЯСП-30. Магнитные свойства поив н пород изучены на приборе к&рраЪгИ$й ШЛ-2. Нинеральнне соединения железа определены методом мес-сбауэровской спектроскопия на приборе СМ-£201 с последующей расшифровкой спектров на З&Ц. Ньщроморфологичаскоа изучение шлифов проводилось по "Руководству к кикроморфологическвд исследования« в почвоведении". (Парфенова, Ярилова, 1977). Гра -нулометрические фракции для минералогического анализа, а также подфракцчи ила выделены по методике Н.Л.Горбунова (1978). Минералы крупной фракции (0,25-0,1 ми).определены под бинокуляром по руководству к шлиховому анализу Г,Л.Ильинского (1991). Илистая фракция изучалась рентгендифрактометрическим и термическими катодами на приборах ДР0Й-2 (медное излучение) и на дериватографе системы ь.ег^у (эталон

прокали ватиг^Од) по общепринятым методикам (Горбунов, 1974, : 1978; Градусов, 1976; Соколова; 1984). Для обработки полученных результатов использовались различные коэффициенты (Сюта, Оотровски, 1966; Дмитриев, 19^2; Иванова и др., 1981; Водя -ницкий, 199Х).

Обзор лигэратузн. Рассмотрено понятие лскалько3 морены, её свойства, образование, распространение, отличие от основной морены. (Шмидт, 1383*, Благов идо в, 1939; Ораику, I95S', Гущина, i960, 1962, 1973; Раукас , 1961, 1962, 1972). Охарактеризованы локальнее морена, развитые на территория юго-западных районов Ленинградской области, их связь с подстилающими палеозойскими отлояениями (Гагарина, 1969', Градусов, ¿'йсевская, 1974; У русев екая и др., 1975; Веденйна, 1981). Отражены особенности поч вое S раэо ваши на локальных моренах, показано« иго формирующиеся здесь почвы значительно отличаются от зональных по свои« свойствам и имеют более высокие баллы бонитета ( Завалишин, I954J Гагарина, Хантулез, 1961; Гагарина, 1969; Зони, 1969', Рейнтам, 1971, ISf/5; Вайчяс, 1975; Веденина, Ï98I; Перцоэич, 1984). Отмечено, что на желто-серой ке.рбонатноД локальной торена {Ордовикское плато) развиваются итразоналъные и в силу своей специфики довольно хорошо изученные дэриово-карбонатные и бурые лесные почвы (Тихеева, 2932; Зайцев, 1935; Гагарина, 1969; Строганова, Урусевскня, 1975, Градусов, Урусввская,1974 и др.). Почвы на красног.ветной бескарбонатной песчано-гяикио « той локальной порене, относимые к дерново-слабогсодзолистым, изучены недостаточно (Веденина, Гагарина, 1979; Веденина,1981). іказано значительное сходство этих почв с почвами на аналогичных отложениях, но в более заладнкк районах, рассмотренных в работе Э.К.Яауенкрапча (i960).

Природные условия районов исследования. Пестрота почвенного покрова Ленинградской области определяется в основном, лито-логическими и геоморфологическими условиями, Дївояская низина и Ордовикское плато сложен» породами, имеющими при широтном простирании падение на юг и юго-восток, что в сочетании с их различной устойчивостью х экзогенным факторам обус лолидо"создание типично куэстового рельефа, и явилось, как указывает М.В.Карандеева, (1957), предпосылкой формирования локальних морен. Дэ четвертичные отложения Ордовикского плато представлены светло-серыми, жёлтьал, Плотными или пористыми, большей частью кристаллическими долоииташ и доломитизированными известняками, Последним свойственна желто-серая окраска, трещи-новатость, невысокое содержание нерастворимого остатка (Кар -бонатныв порода Ленинградской области. Северного края и Ка -

ь

рельской АССР, 1933). Палеозойские порода Девонской низины -песчано-глинистые пестроцветные, преимущественно красноватые осадки. Эти отлохекия характеризуются частой сменой петрогра-\ фическмх разностей в вертикально« и горизонтальном направлениях при преобладании песчаных отложений над глинакн^слюда;сто-квар-цевш составом скелета, в котором зерна мкнермов\Эксидами железа (в основном гекатитом) в виде сплошной или прзравистой оболочки {КаданскиК, 19631 Геология СССР, т.1, 1975).

Рельеф Ордовикского плато представляет моренну» равнину с напорными образованиями и карстовыми формами рельефа. Силь- ■ ная трзщиноватость известняков, а таксе связанная о этим .щеб,. ' нястость локальной морены И почв, широкое развитие карста приводят к хоропеЗ яренироважности территории. Современный рельеф Девонской кивини сформировался при значительном участии ледника и его талых вод, представляет всхолзлиенную равнину с развитой гидрографической сеть», 1Ь-эа равнинно сти рельефа поверхность дренируется слабо, что создает условия дня забоя»- ' чивания.

По почвенно-гвографическому „..районированию СССР (1962) юго-западные районы Ленинградской области входят в состав шиой подзоны центральной таэкно-лзсной биоклиматической области, для которой зональными являются почвы подзолистого и подзолисто -болотного типов. Структура почвенного покрова Ордовикского плато представлена сложными сочетаниями и мозаиками из Д9р-ново-лодэслистых к де рново-харбон&ткых почв различной степени вицелоченности и оподзоленности, а также дерново-подзолистых оотаточно-карбонагных* с широким участием дерново-подзолистых намытых пота карстовых воронок и незначительным количеством дорново-подаолистых оглеенннх почв (Строганова, Урусевская, 1975). Структура почвенного покрова Девонской низины, хах и в случае Ордовикского плато, образована сложными сочетаниями и мо заиками, ко. со стонами из ^арново-подэолястик к подзолистых почв различной степени оподзоленностн и оглеенностк, а также болотных почв пониженных участков. На возвшенностях останцо-вого характера нередки выходы дочетвертичнмс пород, осложняюще структуру почвенного покрова, в которой заметную роль играет слабодкфференцироэакныв почвы с Сурой окг^ской.

: Микромэрфояогия почв на локальних моренах. Широио реологические особенности строения почв на жёлто-серой карбонатной ' локальной морене в первую очередь обусловлены карбонатностыо дочетвергичта отложений. Наличие карбонатов в профиле является основной причиной, тормозящей раовитне элювиальных процес -сов. Карбонаты способствуй? агрегирования токкодисперсной части почв, их выщелачивание ведет к постепенному выветриванию минералов, развитие метанорфичесхого окедезиения, появлению пег.тизиро ванного ила, его пе ре распределению по профилю и концентрации на харбонатном геохимвчоском барьере. Прослеживаются различные стадии выветривания и разрушения карбонатов в профиле почв от "разкьтания" ираев зерен до их побурения и полного -замещения железисто-глинистой плазмой. Близкое залегание у поверхности палеозойских отложений, ладящихся геохимическим , барьером, способствует формирования резковыраженного иллювиального горизонта, в котором обильно накапливается железисто-глинистая плазма. Б состав железисто-глинисто в плазма входят преимущественно гетит, максимальное накопление которого отмечается также в иллювиальном горизонт». Б результате педогенеза отмечается, как указывалось, побурэкие гумусовых горизонтов, что связано с развитием выветривания железосодержащих минералов при выщелачивании карбонатов и связыванием железа в органо-ми-неральные комплексы. Побурение, ках отмечала Э.И.Гагарина <1969), является одним из частных почвообразовательных процессов, его усиление происходит от дерново-карбонатной типичной (разрез^ 2) к бурой типичной їразрез 3). В изученных почвах.железо передвигается вместе с слаэмоЯ, что указывает на его небольшую подвижность. ,

Почвы на храсноцветных локальных моренах от' подстил аяцих пород наследуют хорошо сортированный слюдисто-кварцевьй ска -летный материал, в котором зерна минералов покрыты плёнками, преимущественно гематитового состава, предохраняющими их от разрушения. Важное значение в устойчивости этих почв к ели -внальным процесам имеет высокое содержание минеральных соединений железа (прежде всего гематига), что способствует агрегации тонкодисперсной массы почв, их высокой устойчивостью X алю-виированию. Основными процессами дифференциации этих почв на горизонты являются гукусонахопление, вцутрмпочвенное выветрива-

э

юге (особенно слюд, содвр&Едт&я в ботдлйи количестве), сопровождающееся метаморфическим окелезкзнием, лессй&а», который Приводит к перераспределения по профилю тонкодисперсных частиц, находящихся прещуществекно в петонированном состоянии. На песчаных красно цветных породах в дифференциации профиля при -нимает участив помимо перечисленных процессов альфвгумусо зый.

Специфические литореликты выделяются в глинистых почвах (разразы 4, 5), в которых по всему профиле д^ш'ностийуются обломки девонской глины, с признаками растрескивания, отклада-ващиеся в виде кутан. Доля таких обломков реэко уменьшается в горизонтах А^, А^В по сравнению с В и нижележащей толщей. Высокое содержание гематита в дочетвертииных породах обусловливает железисто •глинистый состав пл&эш, наибольшая концентрация которой приурочена К иллювиальным горизонтам. Как и в почвах на желто-серой локальней морене, в изученных почвах «еле-зо передвигается вместе с плазмоИ, о чем свидетельствуют ок -раска плазш и её железисто-глинистый состав, а также не,значи-тельное содоркание железистых конкреций (они появляются только в верхних горизонтах дерново-слабоподзолистой почвы {разрез 4), где более заметно двучленное строение профиля, и усиливается влияние дальнеаркноского материала. Таким образом, лктореликты отмечаются во всех горизонтах почвенного профиля исследованных пота, что особенно заметно з тех разраэах, где примесь моренного материала небольшая.

Свойства почв на локальных моренах. Дяя всех почв на локальных моренах характерно двучленное строение профиля, где в верхних горизонтах увеличивается доля моренного материала, а в нижних преобладает дрчетвертичный субстрат. Соотношение между дальнеприносным и дочетверти-жым материалом зависит от мощности морены и возрастает при увеличении глубины залегания подстилающих пород. В почвах на жзлто-серой карбонатной ло -калькой морене с увеличением мощности мирены уменьшается примесь карбонатного субстрата и его роль > формировании почвенного профиля. Отмечается постепенное усиление степени диффе -рвнциации профиля по гранулометрическом!' состав;' от дерново-карбонатной типичной почвы (разрез к бурой лессивнрованнэй (разрез I), связанное с глубиной залегания дочетвертичных пород. В целой почвы етого ряда характеризуютзя щебнистость».

связанной с примесь» обломков известняков и преобладанием песчаных фракция (рис.1), физико-химические свойства указанны* почв также зависят от глубины залегания карбонатной породы. Этим почвам свойственна нейтральная или близкая К ней реакция почвенного раствора (в нижних горизонтах она становятся слабощелочной: рИ0-7г5-7,9), высокая степень насыщенности основаниями (90-99Й). Дифференциация почв па химяческои^г составу также связана с содержанием кальция и магния в почвенном профиле и усиливается от дерново карбонатной типичной почвы (разрез 2) к бурой лессивированной (разрез I), при этом отмечается воз -растение подвяшости железам

Гранулометрический состав почв на красноцветных локальных моренах обусловлен примесь» дочотвертичных отложений - на песчаных девонских породах формируются песченые почвы, характеризующиеся преобладанием фракции мелкого я среднего песка, на глинистых - глинистые, которым свойственна значительная при -кесь песчаных фракций (рис.1). В верхних горизонтах гранулометрический состав манее сортирован, что объясняемся примесью моренного материала, И особенно ярко проявляется в разрезе 4.

Как показывает данные пересчета на обеэщеячу1 навеску (Тонконогов, Беркгаут, 1984), перераспределение по профилю скелетной части связана С литологической неоднородностью пород. Неравномерность распределения илистой фракции обусловлена преимущественно лессиважвм. Так как дочетвертичные породы являются бэскарбонатными, то и сформирована» почвы имеют кислую реакцию раствора (рНв 4,4-5,0 в верхних горизонтах! 5,5-6,3 - в нижних)• Эти почвы ««нее гумуеированы, чем почв« на жолто-се-рой локальной морене (содержание гумуса не превышает в дер-ново-слабоподзолистах почвах - разрезы 4, 5 и составляет не более в поверхностно-подзолистой иллювиально-*елезистой почве - разрез 6). Обменная кислотность обусловлена в основном ионами алюминия. Степень насьецонноети основаниями меньше, чем в почвах на карбонатной локальной морене. По химичвскощг составу профиль г чв дифференцирован слабо, исключение составляет распределение Ре^д, Наиболее отчетливо накопление валового железа наблюдается в кллювиальнонкелезистом горизонте песчаной почвы (разрез (рис.2). Двучленное строение дерново-слабоподзолистой почвы (разрез 4) проявляется в большей дифференциро-еанноети химического состава по сравнению с дерново-«лабопод-

£ о

(О Ь (g ■ w

. о B M І Ж Б *

. р о _ % $ "у 2

Iй її -tr

1 к Й -й V 5 а є Л -o OÍ : к « И W Z S 3 PB vi

" 'чі Vi »

IM

г*'1 ta w i ,-g £

встречаемость' ооо

Coa W4) «4 [ а

' ^ il"

О ft'

ttt I

îl M .

*8 S

'■■'Ot

встречаемость' о о О р

IV) oí

о V4

J

о?

встречазкость ¡ '

О ООО о

V V

IS>

м

ч «

встречаемость w . * о о о о M 1 о « fv ' V tn

встречаемость

0 о о> р

1 го -t-

В

8

о о о о « * » »

M ^ <л

г

soл«отоft почвой разреза 5. .

Особое внимание нами бшо уделено соединениях железа, так как среди лвтогеннюс признаков, оказывающих заметное влияние на свойства почв гуыидной зоны, выделяются харбонатаость поч-вообразуюцгос пород н содержанке в них железа. Характерной чер» той почв на обеих локальных моренах является преобладание ок -ристаллизованных форм железа над оксалатно растворимыми при равномерном распределении посладоос. > . .

Минеральные йювыы железа в почвах на локальных моовнах.

Для отражения специфических особенностей лочв бьшн опрв-делены минеральные формы железа. Величина удельно^ магнитной восприимчивости, являющаяся показательной сама по себе, кое -венно указызаот на содержание магнетита и мвггемнта (Бабанин, 1У73; Vwnon ,1951; Le ВогспвД963;С1»емп , 1968; Otih»

et.bl. 1909 * . . . . ■ " ■

Все исследованные почвы характеризуются низкими величинам) удельной магнитной воспршпмивсстя. Минимальна» её значения отмечается в песчаной почве на красноцветной. локальной морене (разрез 63 (У см. СГСМ ). На педогенну» природу "

феррсмагнетихов указывают аккумулятивное распределение магнитной восприимчивости (показатель аккуцулятявкостн больше 0,5), а также её увеличение у ил» (jf-L *10^*39.7 с^ СГСЦ ). В

"г* . ■' • . Г

глинистых.почва« на красноцветнСЙ морен» магнитная восприимчивость вше, чем в песчаной почве OfCp * 10 -5,6 см CfCM в

разрез* 4 и 6,0 » разрезе 5) и носит преимущественно литогек-иый характер. Наибольших значения среди исследованных почв JC достигает в карбонатных почвах 10^16,3 в разрезе 2,

14,5 в разрезе 3; 10.6*см3 CyOi в разрвм I), где тагае

имеет преидоцаственно л итоге кнут» прирост (ВодяницкиЯ, Гагарина, Лесовая,'1д8&)< По изменению величиныX при нагревании образца бшо определено содержание яетдокрожнт* а почвах. К факторам, определяющим синтез депцдркрохита в почвах, относится переменный ОВ-потекциал, щелочкой барьер, гучгоированность почв, хх тякешй гранулометрический состав (Водявдщкяй, 1991). В почвах на желто-серой дорене данный минерал быд обнаружен в одном образце илистой фракции. В почвах на красно цветных локальных

морена* лепйдокрокит диагностируется в разрез» 4, достигая максимальных значения в горизонте В t0,50i от массы почвы в образце в целом* 1,<Й в илистой фракции), а также в верхних горизонтах И в порода(в илистой фракции)(0,19-0»I7J соответственно) а разрезе 5, Образование лепидокрокита в верхних гори -зонтах исследованных почв связано с влиянием биогенного факте* . ра, в нижних - имеет литогенныЯ характернее способствует большое количестве келезосодеркеярос минералов в породе, таких как биотит, хлорит ( Нова , ¡fang , I9S2). Отмечается преимущественное распределение лепидокрокита в образцах с рКд 5,0-5,5 (рис,3), что соответствует условиям образования этого минерала.

О

¡0.4 о 5 0.2 А

0 2,5 О 5,0 "5,5 W^H,

Рис.'З. Гистограмма распределения лепидокрокита .....„.

С помощью метода кессбауэровской спектроскопии было установлено, что в почвах на храсноцветных породах доля гематита акачитсльно выше, чем в дерново-подзолистых почвах Северо-Запада (Белозерский и др. 1979). Э™о «вязано с высоким содержанием гематита в осадочных породах. На природу красной окраски почвы.и пород, обусловленную примесью гематита,указывают многие авторы (Карманов, 1974; Морозов, 1967; üigbam et.al* 1978; ßav*j et.all 1975, achwwtcann »t.al. I962*,Tcrr»at »t.iQ, 1983*, К.яр 1986 И др. ^ ■ _

В средаедевонской глине до 4(Й всех атомов железа прихо -дится на гематит. В среднедзвонском песке содержание гематита меньше: 2Т% всех атомов железа приходится на это соединение. Распределение этого минерала по профилю довольно равномерно*, лишь в горизонте .> ¿gB: его содержание понимается. С от -носитвлькой обогая{енносты> исследованных почв гематитом связана их красноватая окраска, что подтверждается значениями коэффициентов, подсчитанных по приращению кривой спектральной от-

ІЗ

ражательной способности 460, р 580 ^ 680 (Орлов я др. І9в4). Крона того, присутствие отого весьма устойчивого минерала тормозит развитие процессов, ведущих к осветлению, а тем самым к дифференциации почвонного профиля на горизонты) Келлерман, Цсруаа, 1966; Кураев, 1968; Найруыенд, Тедроу, 1990), а почвах на жёлто-серой морене преобладает гетит, гематит находится в незначительном количестве и не оказывает влияния на свойства почв.

Минералогический состав почв на локальных,.,моренах.

В лёгкой фракции почв на карбонатной морене индикатором ордовикского материала являются карбонаты, составляющие до, в породе и глауконит, находящийся в незначительном коли -честве. '■■„■■;■'

МинералогическиЯ состав лёгкой фракции (0,25-0,1 мм) почв■ на красмоцветных локальных моренах однотипен во всех разрезах, о его поступлении иэ дочатвертичного, либо моренного субстрата : можно судить по морфологическим признакам зерен (окатанноети, трещиноватости, окраске). Из осадочных пород поступают хорошо окатанные розоватые зерна кварца и полевых шпатов { цвет мин«-* радоь обусловлен плёнками оксидов железа^, доля которых уменьшается в верхних горизонтах, умупая место прозрачным или ма-товкм угловатым зернам иэ моренного материала. Значительная доля биотита также наследуется от осадочных пород. Во всех .. почвах преобладает кварц.

Почвы обогащении слюдами і максиг-альное сод ержание кото-ч рек, представленных как биотитом, так и цусковитон(отмечается в горизонте в глинистых почв, где они составляет почти ЭФЕ.

Содержание тяжелой фракции незначительно - в исследованных печвах не превдаает 2?, от массы крупной фракции, что обусловлено ее небольшим количеством в моренном и осадочном матерка- . де. В почвах на обеих локальных моренах состав тяжелой фракции связан преимущественно с составом моренного материала и пред -ствлен,в основном, гематитом, магнетитом, цирконом, турмалином, ставролитом," силлиманитом, альмандином. Морфология зерен указывает на единый источник происхождения - фенносханданавски» породы.

Минералогический соотав илистой фракции дерново-жарбоы«-кых почв Ордовикского плато детально рассмотрен В работах

Т.С.Зверевой, 1968; Э.И.Гагариной, 1969; Б.П.Градусова, И.С*. Урусевсйой, 1974; И.С.Урусэвской * др. 1975', А. А.Ведениной Д9ЙІ. Результаты исследований нак унагакннх авторов, так и наши собственные показали, что в глинистом материале подстилающих пород преобладают диохтаздрические гидрослюды с високим содержанием железа, хлорит, в небольшое количестве диагностируется сменаннослойное образование И вида, с низким содержанием смак-титового компонента,

В целом в исследованных почвах по мере выщелачивания карбонатов в верхних горизонтах накапливаются хлорит, каолинит* емашанносяойная фаза, состав которой аналогичен таковому в породе и представлен неупорядоченные образованиями (слюда-смек-тит), с преобладанием гидрослюдистих пакетов. Из неглинистах компонентов диагностируются гетит и кварц. По содержанию гети-та выделяются два максимума - в порода и в горизонте Б бурой типичной и особенно бурой лессивиргванной почв, где отмечается побуреиие почвенной массы, связанное с выщелачиванием карбонатов (табл.1). 1 . ч '

Согласно литературным данным (Гагарина .Чиркова. 1984,1963), В составе илистой фракции почв на жёлто-серой локальной морене преобладает агрегированная подфракция ила, особенно в взркних горизонтах, что обусловлено влиянием карбонатов и органического вещества. В пептизированком состоянии находятся компоненти, которые не принимают активного участия в образовании структуры почв (каолинит, гидрослюды, с довольно совершенной кристаллической решеткой, Негдинистне минералы). В агрегированном состоянии находятся слоистые силикаты, способные ж активному взаимодействию, как с органической частью почв, так и с полуторными оксидами (гидрослюда с меньшей степень» совершенства структуры, смектитовый компонент).

В почвах на красноцветных локальных моренах отмечается тесная связь минералогического состава с таковым дачетвертичных пород. Илистая фракция дочэтвертнчных пород имеет гидро слюдистый состав (преобладают триоктавдрические гидро слюды бнотитово~.< го ряда), с низким содержанием смвктитового компонента в с шаек-нослойной фазе.-Диагностируются также хлорит и каолинит при преобладании хлорита. Иг неглинистых минералов э составе илистой фракции 'присутствуют кварц, доля которого увеличивается її версиях горизонтах, лепидокрокит по всод/ профилю разреза 4 И

Таблица І

Ыинералогкчсский состав илистой фракции почв на желто-серой карбонатной локальной морене (в уравненных процентах площадзй дифракционных пиков)

Горизонт, Хлорит, Гидро- Смешанно- ^001. Гати? Кварц глубина, каолинит слюда сложная 7 с,02

см . фаза ___ 1.7 мм_

Дерново-карбонаткая типичная (Р.2). 22 75 . 3 2,й + +

А1 2-ІІ ВС

41-50

3-7

15-22 22-30

Д^В

ае-38

8.

&3-63

Ьск 90-100

16 84 О

Бурая лесная типичная СР.З)

29 63 3 ;

31

19

67

80

I

2,8

2,7 2,3

2,6

Эурая лесная лессивированная (Р.І) 60 33, 2 1,7

53 14

: ' 46 84

1

2

2,8 2,9

в виде следов в породе и верхних горизонтах разреза 5, гетит В разрезах 5,6, а также следы гематита во всех разрезах. 1 (табл.2). Примесь моренного материала наиболее отчётливо прослеживается в верхних горизонтах, где преобладают диоятаэдри-ческие гидрослида мусковит-серицитового состава (в гумуео-ак-куцулятивных горизонтах разрезов 5,6 и практически по всему профил» разреза 4).

С моренным материалом связан диагностируемый в горизонта А^В Ъ по верхно стно подзолистой идяювиалько-железистс й почвы

1С

Т а (5 л л ц а 2 ЙгдааралогичвскиЯ состав ишетол фршдап тахте »а

красноцветкых локальных моренах (я уравненных Процентах площадей дифракционных ликов)

Горизонт, Хлорит, Гкдро- Смещая- у001 | Гетит Лепидо-чЧварц гл; Зина, каолинит слюда кослой- крокит

см ная

фаза,

Ш

Дэрново-с^абоподзолистая лагкосуглдаистая (р,4)

А1. й 3-8 47 52 I 1.Х - - ++

ЛоВ ^е-го 48 .50 2 I/? - + ■н-

Б 20-33 31 69 0 2,0 - ++ +

ВС

36-43 , 19 81 0 2,9 - +++

Р 60-70 17 ■ 83 0 2,0 — *

070-80 16 84 0 4,0 - +

Де рно зо-слабоподэолистая дегкоглккистая (р.51

1 2-12 26 73 I 1.3 сл ++

А^В бурые £2-25 пятна17 82 I 4,6 , + сл ++

палев, ог 12-26 пятна" 7В I 4,2 +

В 30-40 16 84 0 4,2 ++ - +

3 40-50 .в а? 0 3,3 ++ - *

^0-00 10 ■ 90 0 3,3 + - ■ +

3115-125 19 81 0 4,7 + ' сл ■ +

Поверхностно-подзолистая иллювиальная-«елезистая (р.6)

2 7-10 69 20 II 2,4 +■ ■ - ++

%3-М 54 ' 40 ' 6 5,2 + - +

%£4-35 50 43 7 5,3 " +++ - +

ВС37-47 50 44 6 5,0 — +

5 52-62 У110-120 30 6Г ■ 9 3,0 ++ ■ +

27 71 2 3,0 ++ - +

íp.ó) ректорит (смешаннослойное слюда-сшктитовое упорядоченное соединение), распространенный на Карельской перешейке (Градусов, 1967), В результате педогенеза происходит вермику-.литизация биотита, что связано с потерей иона.калия. Вытеснение калия сопровождается окислением Pe(II) я, соответственно, нарушением связей в кристаллической решетке биотита (Горбунов, 1969; Лисица, Тихонов, 1969; Соколова, Шостак, 1969; Шоба, Соколова, I9ÍI). Наиболее интенсивно трансформация биотита'идет в верхних горизонтах поверхностно-подзолистой илловиально-железистой почвы (разрез 6). Здесь же диагностируется максикаль-, нов количество смешаннослоЯной фазы, состав которой аналогичен породе и представлен-неупорядоченными хлорит-вермикулитом и хлорит-сыектитом, с низким содержанием смектитового компонента (Градусов, 1976).

В дерново-слабоподзолистых почвах (разрезы 4,5) трансформация триоктаэдрических гидрослюд происходит менее интенсивно; уменьшается количество смешаннослойной фазы, представленной, как и в породе, хлорит-омектитом и слюда-смектктом, С низким содержанием смектитового компонента. Во всех разрезах отмечается увеличение в верхних горизонтах доли хлорита и особенно каолинита. Аккумуляция в почвенной толще хлорита связана, ве- ■ роятно, с его поступлением в результате выветривания из более крупных фракдай. Каолинит накапливается относительно, ках один из наиболее устойчивых к выветриванию минералов.

В глинистых почвах были выделены подфракции ила. В обоих разрезах, как и в почвах на карбонатной морене, преобладает агрегированный ил, что связано с высоким содержанием окристал-лиэованных форм железа, наследуемых от дочзтвертичных отложений. Накболыаде количество АИ отмечается в гумусовых горизонтах (рис.4), где а агрегировании ила участвует к гумусовое вещество. Содержание Bffii невелико и не провисает 40$ s .■-■.■ горизонтах. AjB , где его количество максимально. Распределение грочносвязанного ила отражает скорее литогвкную неоднородность профилей, чем характер почвенных процессов. Под -фракции ила имеют близким минералогический состав, но различаются по содержанию отдельных минералов. В ВГШ концентрируется каолинит, кварц, хлорит, особенно верхних горизонтах. Эта подфракция обеднена смешаннослойной фазой как по сравнению С ЛИ,

так и по сравнении с илом в цело» и характеризуется наиболее разной дифференциацией минералогического состава по профчлю. АИ отличается от ЗИЙ в первую очередь концентрацией смешанно-слойкой фазы. Максимальное содержание смэктктового компонента приурочено к гумус о э™ горизонтам. Отмечается преи^тцесгвенпая кондактр&ция гематита я АИ, кварца - в ВПИ верхннх горизонтов.

БШ АИ

Ряс.4, Содержание подфраяцил ила в почвак на крастт«ік>й локальной шрене I - разрез 5; 2 - рпзрез 4

ВЫВОДЫ

1. На локальних моренах Северо-запада русской равнины рад -виваются почгы, морфологическое строение, состав и свойства которых тесно связаны с составом и глубиной залегания дэчэтвар-тичнкх пород. Профиль почв на локальных моренах имеет заметно

в краденную двучлезшость; в верхней толще кроме материала местных пород много четвертичного субстрата аллохтонного происхождения, а в нккелеаацей - резко возрастает содарканне материала осадочных пород. Влкдше дочетэерткчных пород на исследованные почвы проявляется в их окраске, степени дифференцированно і ти профилей на горизонты, отсутствии или слабом развитии элювиального осветления, в микростроении и свойствах почв.

2. В микростроенин почв на локальных моренах наглядно прослеживается признаки до четвертичных палеозойских пород (л:іто-релпкты), что проявляется в морфологии"скелетных зерен, ориентировке к характере плазмы, элементарном микростроении. В процессе педогеноза происходит изменение элементарного мккрострое-

хе

кия верхних горизонтов, разрушение скелетных зергн, обусловленное процессами физического я химического вшэтривания, усили -яается подвижность плазмы и её перераспределение по профкл» вместо С железо»:, к отложзние в виде кутан. Признаки созреуен-лых гючвооСршовательнш процессор наиболее заметна з верхшя , гуыусо-аккумулятивных горизонтах; что проявляется в их агреги-рованности, гумусо -глинист ом состава плазмы, наличии биогенных остатков, выбросов мезофаукьг.

3. Влияние до четвертичных пород отражается в специфике гра-кулокетркчэского состава почг на локальных моренах, в разно -мор:-:ом распределении элементов химстеского состава. Среди но-силикатного железа преобладают окристаллизовагшые формы при низком содержании оксал атнорастворишх. Дпя почв на красно -цзетиих локальных моренах выявлена связь окристалхкзованного железа с гематитом, поступающим из материала девонских пород.

4. Еочзк на локальных моренах характеризуются шэкой вели -чидой удельной магнитной восприимчивости, возрастание которой происходит при скикении содержания ила в почве, что указывает на а^орфизлруюсдлг роль глинистых мшералов, препятствующих синтезу и сохранений магкитоупорядсчеяных оксидов - магнетита и маггемита.

5. Исследованные автокорфнка почвы содержат незначительное количество легодокрокита преимуществе:шо в илистой фракции горизонтов средней части профиля. Наиболее благоприятные уело -вия для образования этого минерала создаются в почвах с двучленным слежением профшш и с неглубоким залеганием от поверхности коренной породы, богатой легковыветривающимися келезосодержащи-ш минералами {Зиотитон, хлор*лтом). В карбонатных щебнистах почвах лепидокрокит практически отсутствует, так как в этих относительно сухих почвах выветривание протекает слабо «недостаточно содержание глинистых минералов, способствующих синтезу этого соединения.

6. Специфика минералогического состава илистой фракции изученных почв определяется неглубоко идущими стадяйнкми превращениями ьшнераг.ов, уиаследоваюглс от дочетвертичкых пород» Влияние палеозойских отложений сказывается на преобладании в сос -теве ила агрегированной подфракции, что является одаой из при чин слабой дифференциация почв, несмотря на развитие лессиважа,"

7. По«вы на локальных дарэнах значительно отлетаются от окружающих их зональных дерново-подэслиотых почв и на уз;ладл-веются в раит существующей класс ифгиадаи (1977), что необходимо учитывать при рааюнг«! классификационных вопросов, а также яри провздзкии крупномасштабного картирования и разработке мероприятий по рацко;Г2ЛЬ:»му использований этих почз,

По материалам диссертации опубликованы работы:

1. К характеристике ь'инералг-чиесксго состава почв на локальних аренах.// Вестник ЛГУ. К91.-Сер„3. Вып.1 (в соавторства).

2. Еолезо в почвах на локальных моренах.// Вестник СП6ГУЛ992. -Свр.З. Вкп.З (в соавторстве).

3. Влияние коренных пород на распределение оксидов железа в краснодвэтных ночвах Саверо^-Задада,//Еестник СПСГУ. 1993. -Сср.З, Бып.1 (в соавторстве).

4. ііюіеркяогі'.я и микрокорфология почв на локальных красяоцват-шх моренах// Труда Почвенного института им.З.В.Докучаяэд (в печати), (в соавторстве).

Подписано к ПвЧАТК

Заказ 20 Ш 06>ей 1.25 п.л.

ГШ СПГУ

199034, Санкт«Перррбург. наб. Макарова,б.