Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пути формирования тонкодисперсных минералов в почвах Павлодарского Прииртышья

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Пути формирования тонкодисперсных минералов в почвах Павлодарского Прииртышья"

НАУК

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи УДС 631.4:55

УЛИАНОВ ТЫНАКБАИ АБДУНАБИЕВИЧ

ПУТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОДИСПБРСННХ МИНЕРАЛОВ В ПОЧВАХ ПАВЛОДАРСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ

Специальность 03. 00. 27 - почвоведение

Авторе Ферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Алматн 1994 г.

Работа выполнена в лаборатории минералогии почв ордена Трудового Красного Знамени Института почвоведения HAH Республики Казахстан.

Научный руководитель: - доктор географических наук

Е. А Султанбаев

Ведущая организация; - Казахский сельскохозяйственный

Институт

Официальные оппоненты: - доктор биологических наук,

профессор Р. Д. Джанпеисов, -

- кандидат геолого-минералогических наук И. Б. Саматов

Защита диссертации состоится " ф^^урсыЛ. 1994 г, в № часов на заседании Специализированного Совета Д 53, 21. 01 в Институт© почвоведения НАН РК по адресу: 460032, г.Апматы, Академгородок, Иясютут почвоведения НАН РК.

'С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения HAH PK.

Автореферат разослан пЛ/ " _1994 г.

УЧеньзй секретарь Специализированного Совета, доктор сельскохозяйственных-

наук уМ ^ "Е. У. Джамалбеков

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Л&дадоДОАИЬ^ЗЩ» Дальнейшее развитие сельского хозяйства во многом зависят от выработки конкретных научно-обоснованных мероприятий по пошЕтнто плодородия почв я рационального их использования, основанных на глубоком и всестороннем изучения в выявлении основных закономерностей почзообразова тельного процесса, В разрешении этих задач ваяиов значение приобретает изучение минералов крупнообломочной е гонкодйсперсной частей почз.имсоцях первостатейное значение для оценки фйзвка-хлмяческях я агрохимических свойств а установления генезиса почв. При этом болоо подвоя картина состава, генезиса и трансформационных преобразований минералов достигается путей изучения всего спектра грануломагрячео-кях фракций. Этим, на каш взгляд, будят, в основном, определяться ' дальнейшее направленна ХЕШКО-Шнерэлотаческих исследований,заключающееся в комплексном изучении характера преврааеняя шнаралышх компонентов а заввсвюсти ог иногочисленных факторов почлэобразо-ваняя я антропогенной деятельности. Полученные результаты буду? служить теоретической основой для разрешения вопросов гэнэзйся почв, выработка научно -обоснованных мероприятий, для улучшения фазико-хишческях свойств в повшеняя плодородия почв.

ОРшОбъектами насгояяях исследований явились авгошрфные черноземы охные, гемко-каатоновые я каштановые почвы левобережной частя Павлодарского Пряиртвдья, явучетше вами о учетом особенности почвенного покрова а почвообразувцих пород, рельефа я геологяческого строения, кляката я растительности.

Цолыз данного исследования является изучение минералогачвекого состава я путай формирования тонкодясперсных шнералов черноземов еанцх» гачно-кшгановых и каштановых почв Павлодарского Пряартшья, В связз о этим в задачу исследования входило:

1. Изучить минералогический состав крупнообяомочных ( о»01 ш)» мелко, средня,и крупношлеватой, а также тонкодяспорснкх (коллоидной, лредхоллоядной, илистой) фракций почз.

2. Выявить характер замещения и превращения пермчпих капа-ралов.

3. Определять химический сосгав почв а ялястнх ( < 0,001 ш) фракций.

4. Установить путл формирования говкодясперсных минералов а почвах и распределение их по геветическш горизонтам.

• На основании комплексных исследований научен минералогический и химический состав крупнообломочной я тонко-дасперсной части почв, выявлены пути трансформация первичных минералов во вторичные глинистые а неглинистые минералы. Почвообразование сопровождается намерением калиевых полевызс шпатов а плагиоклазов серицитом, хлоратом, эпилогом, сосссриюм; впидот, роговая обманка, биотит - хлоритом! ильменит, сфен - лейкокоеном и рутилом; магнетит - шртитом. Все эти явления замещения и преобразования минералов в основном являются следствием диагеноти-ческях в эпигенетических преобразований пород в допочввнных эндогенно -гвдротермальных условиях и лишь в незначительной степени связаны с процессами почвообразования. Выветривание а почвообразование лишь ускоряй процессы разрушения замещенных минералов в приводят к обособлению мономянеральных фаз.

Отличительной особенностьо минералогического состава тонко-двсперсной части темно-каштановых и каштановых почв Павлодарского Црииргшья является возрастание роли хлорита а сыепанослойннх хяорат-смекгаговых минералов, обусловленное близостью территории Казахского мелкосопочника, в почвенном покрове которого выявлено относительно высокое содержание хлоритовых а смеша послойных образования.

В почвах на рыхлых осадочных породах основная часть глинистых мйяералов унаследована ог материнской породы, в лишь небольшая часть образована путем а градационных в деградащзонных процессов и синтеза.

Выявленос что глинистые минералы в почвах на продуктах выветривания коренных пород относятся преимуяоственно к категории новообразованный. Однако, их происхоаденае связано также с еодо-генно-гйдротермальнкма допочвенньш процессами. Основными путями форщровашк в почвах глинистых минералов является трансформация крупноебяомочдах минералов, расруиеиие й диспергирование слоистых алюмосиликатов, а также вновобоаденве глинистого катерка л а из верен первичных шнералов в результате витатравзкия я дачвообраэоваайЯс

Применена« новых способов выделения в фрекгшовирования йлйотых частиц почвы позволило:

а) более полно ощ>едедять фазовый состав в количественное соотношение тонкодисперсных минералов;

б) выделить коллоидную <*ракцио, установить ее содоряпние в почвах и изучить шпоря логический состав;

и) пронести дифференцированное изучение различных фракций 0Л8 (<0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4, 0,4-0,5, 0,5-0,6, 0,6-0,7, 0,7-0,8, 0,8-0,9, 0,9-1,0 мкм) и выявить особенности ряс предел о ни я гонко-ипппрсних минералов по ({-равдиягл, уточнять размеры частиц и их структурные особенности;

д) диагностировать минералы, содержащиеся в малом количестве,, яд выявленные при анализе об;?,ого, на разделенного на фракция ила»

• Глинистые минерал!; почв но рыхлых осадочных породах в основном унзслядовзнн ог первичного почвооб-раэуш.его материала,я лишь небольшая часть образована в результата изоморфных замещений. ТЬнкодисперсние минералы почв на плотных породах относятся к категория новообразованных я связаны с допоч-веиными вндогенно-гядротортчьншля условиям.

ШВ9ÖiillMJiBfäxy* Основный положения диссертационной работы бнля изложени но Всесоозном съезда почвоведов (Новосибирск, IS39), на Всесоюзной конференция "Проблемы горного природопользования" (Барнаул, 1969), на Всесоюзном совещании га рентгенографии минерального сырья (Мяасс, IS89), па республиканском съезде почвоведов Казахстана (Алма-Ата, 1990), на заседаниях лаборатории минералогии почв Института почвоведения ПАН республики Казахстан,секциях Ученого Совета этого института.

КФдащщр. По теме диссэршши опубликовано 14 работ. ö0I>.aUL.£• Диссертация состоят из введения, 4 глав, замечания, выводов. Объем текста 167 страниц,* таблиц хз ряслшов II .Список литературы состоят из 205 наименований^ а том числе 15 на иностранных языках.

Автор пользуется возможность» выразить пскронпюв благодарность доктору географических наук В.А.Султанбаеау, под чьим непосредственным руководством была яшолвона настоящая работа,8 также благодарность сотрудникам лаборатории минералогия гочп P.A. АртнкбоевоЗ, С.Т.Шаймухамядовой, Е.А.Чугай за помочь в проведения рада минералогических и химических анализов.

Разделение почв на грануломэsp л ческйо фракции с ввдолвнием яла проводили по г.татоду Н.И.Горбуяова Ц963, 1971). Ускоренное ввдолеша или с го 3 фракгда из почв осуществляла ри способу Б.П.Грпдусогд, Н.П.ЧяжиковоЯ, МЛ.Ша8музсаивтова (1981). Беление ила и его фракционирование проводила способами . .

Е.А.Султанбаева, Т.А.Улманова (1939, 1391).

ренггонодифроктомагричоские исследования гонкодиспарсиых фракций выполнены па рентгеновских дифра кто метрах ДР0Н-05ДР0Н-2, ДР0Н-4-07. Рентгеносъемка на дифрактометрв ДР0Н-4-0? осуществлялась при напряжении на трубке 30 кв, анодном токе 20 ма, а режиме дискретного сканирования с применением персонального компьютера "Искра ЮЗО.М", позволишого провести автоматическую обра-Согку спектров.

Электронно-микроскопические исследования были проведены при помощи электронных микроскопов ЭМВ-100 Л, ЭММА-4 .

Ыякродйфракционные исследования били выполнены под руководством доктора геолого-минералогичоских наук, профессора А.И. Горшкова в лаборатории электронной микроскопии в ИГЕМ Российской Академии Наук на электронном микроскопе .7ЕМ-100 С, снабжанноы _ гониометром и рентгеновским энергодисперсионнш спектрометром Кв ех-5100, а также на электронном микроскопе1 -7ЕМ-100 Б в лаборатория электронной микроскопии Института микробиологии и вирусологии НАН РК. Диагностику минералов проводили по значениям ба-вачьных рефлексов, полученных от загнутых краев частиц, по методу А.И.Горокова (1970). Величину межплоскостных расстояний рассчитывали с использованием постоянной прибора, предварительно определенной по эталонному снимку волога. Параллельно проводили анализ внешнего вида и химического состава отдельных частиц.

Термографический анализ илистой фракции выполнен на дерива-тографах 0Д-Ю5, 0.-1500 системы Паулик и Эрдей в интервале температур 20-1000 С при чувствительности гальванометра ДТА-1/15» ДТГ-1/15, ТГ-100 мг и скорости нагрева 10 град/мин. Минералы и их смеси диагностировала по кривым ДТА путем сравнения полученных тершграмы с эгалонннш а литературнши данными (1ЪрбуновД963; Иванова и др.,1974).

Минералогическая аввлиз крупнообломочной части почв осуществляли по общепринятой методике (Парфенова, Яри лова „ 1962 ^ Татарский, 1965; Логваненко, 1984). Состав минералов и их количество представлены с учетом содержаний крупнообломочных фракций в почве. Количественная оценка глинистых минералов проведена по Н.И.Горбунову с соавт; (1972).

ОТДЕРЕШЬ' РАБОТУ

I. Ш1га0-ГЕ01ТЛЙИЕСШ УМОВДО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Рольпф Павлодарского Праиртютя охватывает значительную часть двух крушпос геоморфологических областей: Со вар ют часть занимает Западно-Сибирская низменность, а гхну» - Казахский мел-косопочшпи Западно-Сибирская низменность представляет собоа относительно колодуг> низменнуп аккумулягявнуо равнину, сломшгув шпнпэд мезо-кайнозойсклмп рюииаза отложениями с пологими холмами я грпгсшя. Абсолюпше писотн колеблются в продолах 100-:х)0 м. Мелко со по ч ник характеризуется, как высокая всхолмленная денудационная равнина, сложенная древними, преимущественно палеозойскими шютния; породами, относительно сглажешшЯ рельеф которой месгома Наругается низкогорными вэзвшентстямя. Абсолитные высота достигают 4G0 м, а ниэкогорнда массявн возвшаотся до 700-1000 м. Рельеф сформировался в результате длительной денудации,которая началась в мезозое и протекала в условиях чередования влвенкх я засушлив»* периодов.

Пряйрпшская аллпвиалыия равнина сложена мощной осадочной толщей, состоящей из относительно однородных карбонатных тяжелых суглинков я глин (Григорьев и др.,1Э50). Определенную часть теР-'риторяи левобережной низменной равнины запишет пойивннио, низкие надпойменные и высокие надпойменнш? террасы.

Рассматриваемая территория характеризуется резко ко н тане н-талышм климатом. Средняя температура января изменяется от -17° до -IsPc, а ятя ~ ог 19° до 22°С. Резко возрастает температура при перехода от зиму к весн'о и ог весны к лету. Отмечается значительная глубина промерзания почв зимой 55-115 см, а в пекогорце годы она достигает 1,5 и. Среднегодовое количество атмосферных осадков и сухо-с тепло Я доне 200-250 мм, в пустынно-степной зоне - менее 200 ми.

Растительный покров образует на севере кошльно-гяпчшювдв группировки, в центральной части - типчоково-кошиьныо и но юге - типчэкояо-гнрсиковнс. На левобережье, в пределах внеокях равнин, на maux карбонаггых черноземах раогягвдышй ландшафт создают разнотравно-ковылкопо-красноковыдышв степи, характеризующиеся значительном участием ковшшэ. К сожалению, этот дащшяфр к нэсгояааму времени почти не сохранился пз-за массовой распазки гахогно-пригоднкх земель и вовлечения их в сельскохозяйственное .

б

производство.

Почвообравуицие породы Павлодарского Прииртышья представлены несколькими группами: I) древнеяллювиальшми и современными аллювиальными песками, супесями, суглинками; '¿) лессовианыш тяжелыми и средними суглинками; 3) элювиально-делювиальными щобнис-тыми супесяш и оуглинкаш.

Вся пго-западная часть области, располагавшаяся в пределах Казахского мелкосопочника, слокена в своей основе плотными породами (кварцигаш, сланцами, гранитами, пор^иригами,песчаниками а ДР.). Эти породы прикрыты гонким чехлом аллювиалъно-двлювиаль-ййх, преимущественно суглинистых отложений, в различной степени щебнистых. Фундаментом Прииргышской впадины являются палеозойские отложения, на которые горизонтально наслаиваются мезозойские и преимущественно кайнозойские осадки.

Изучению почвенного покрова Павлодарской области посвящены работы Г.И.Твкфилсва (1902), М.И.Рожзнец (1914) и Б.Ф.Петрова (1945). Основные особенности почвенного покрова и их свойства были рассмотрены многими иссладовагелши (Панов,1956, 1957; Дурасо! 1958s Редков, 1959; Иванова и Розов, 1959; Евстифоев, Редков, 1963; Сторохенко, 196?; Успанов, Сторояенко, Евстифеев,1973; Абдыхадыков, Котин, Новикава, 1980).

Наиболее важными для данного региона были исследования,проведенные РД.Дкакпеисовш, А.А.Соколовш, К.Ш.Фшззовш, пред-ставишиа наиболее полную характеристику почв Павлодарской облас!

Небольшую территорию на севере Павлодарской области занимает черноземы таные, развивавшиеся на древнеаллювиальных глинах,суг~ линках. Значительные гиодадя средней частя Павлодарского Прииртышья заняты темдо-каштановымя почвами. На иго-востоке территории левобережной чаоги Павлодарского Прииртышья простираются каштановые почвы. Черноземы и каштановые почвы, по сравнение с европейской территорией, отличаются укороченным профилем,малой мощностью гумусового горазонта, языковагеютьо, тревдновагоегь», относйтеяько большей засоленностью»

2а ХАРАКТЕРИСТИКА ФЮда-ХИШПЕСКИХ СВОЙСТВ

Даны морфологачвокив ошеанзв ввтоморфных черйозеюв южних тошо-каагавоваг в каштановых шчв, формирующихся но рыхлых осадочный городах s на вловии» делювии коренных горных пород, с

■чотом особенностей рельефа, геологического строения,характера очпонного покрова, клтшто и растительности.

Морфологическое строение черноземов юшмх характеризуется 'абольгсой maiíocTbD, хорояо выраженной языковагсстьо гл.особого •орязонто, тгашвдшпм залеганиям карбонатного горизонта» Яз1йш~ йгоогь о тих почв многие исследователи объясняют особенности:.® л,'if,яга данной территория, а в прошлом - чередованием мерзлоты я аболоченности.

В черноземах гезшх количество гумуса составляет 4-6«, с ■величанием глубины профиля ого содерлянке резко снижается а на дубине 20-30 см составляет всего 2,0-2,5?. Такое распределение рганичэского во-дествя связано о особенностями распространения юрновой сисглин степных ростеняй, основная масса которых нахо-.ится в слое 15-20 см.

Реакция почвенного раствора в верхних горизонтах слабоцелоч-;ая я нередко близка к нейтральной. С увеличением глубины профиля ■еакцля среды становится целочиой и сильно щелочной.

Сумма поглоданных оснований колеблется в пределах 20-40 г,гг-зкв/100 г. Чаща всего opa составляет 30-35 и режа 20-23 мг-экв/ 100 г почпы. Поглощающий комплекс во всех черноземах шсвден.в оно ином, кальцпом. Кальций от суши паглощатшх основания в па-огном слое колеблется в пределах 71-80^. Кплячесгда поглощенного алшя в горизонте А находится в пределах 10-20?. В нижних горя-онтах содержание его достигает <50-50«. Увеличение? в средних и или их горизонтах поглоданного магния Н.И.ГЪрбушв (1974), Н.А.. олуааров и др. (1978), Е.А.Султавбаев (1997) связывают, в основой, с выветриванием гагнезиалыгак силикатов-хлоритов, хлорят-моктатових и отчасти смектиговых кянэралсв, Содеразtino поглоден-ого натрия весьма незначительно (.1-2%), а лваь в солокцовагшс очвах ого количество достигает 2-3Í. Поглощенный каля Я в пахор-нх горизонтах в пределах 2,0-3,03, а затем постепенно умзн&иавг-я до о,32 от суммы поглощенных оснований.

Содержание водноросгворшых солей в верхнем горизонте сос-авляат сотке доли процента (0,03-0,05«). При зтем, накопление олой начинается в гипсовом горизонте и достигает с го о го макенмугз почвообразувдей породе (0,1-0,3^). Для кшых чорнозошв харак-ермо сульфэгно-хлорвдное засоление»

Рассматриваемые почвы отличаются низки.! содержанием «прокатов. 3 гумусовом горизонте количество их нячтояс лов, яла они

совсем отсутствуют. Максимум карбонатов (4-5^) отмечается в т-ишс черноземах на глубже 65-100 см. Вше в большинстве почв практически отсутствует, составляв десятые доли процента.

Максимальная гигроскопичность в черноземах колеблется в пределах 4-6». В первую очередь,она зависит от механического состава почв, характера содержания и состава тонкодисперенше продуктов почвообразования. Значения максимальной гагроскопичности возрастают от легко суглинистых к тяжелосуглишсгым почвам.

По сравнение с черноземами южными, темно-кгштаноше почвы характеризуются несколько меньшим (3,0-4,К?) содержанием гумуса. Относительно низкое содержание гумуса свойственно почвам,формирующимся на рыхлых осадочных породах.Более высоким содержанием гумуса (4,5-5,03) отличаются темно-каш га новые почвы,развивающиеся на продуктах выветривания магматически пород кислого и среднего состава. На повышенное содержание гумуса в почвах на плотных породах указывали Д.М.Стсрожвнко (1952, 1967), Н.А.Полузеров и др. (1978). Однако, увеличение, гумуса в верхнем горизонте сменяется его резким снижением в последующем 10-20 см слое, тогда как в черноземах, в почвах на глинах и суглинках гумус распределяется более-менее равномерно.

Среди поглощенных оснований в темно-каштановых почвах, как и в черноземах, преобладает кальций, сосгавляюдий 55-85Я от суши поглощенных оснований. Количество магния в горизонте А составляет 15-25Я. В средних горизонтах его содержания постепенно возрастает и в нижних горизонтах и почвообраэушеЯ породе иногда превышает содержание кальция. Обменный натрий составляет, в основном, 0,72,81', в солонцеватых почвах - 3,5-5,(Й.

Реакция почвенных растворов в верхних горизонтах слабощелочная, усиливавшаяся в нижних горизонтах почв. В почвах на элювии я делювии коренных горных пород она близка к нейтральной. Содержание физического песка в почвах составляй! монее Ъ0%. Основную ого шосу составляет фракция крупной пыли, но она зачастую уступает илистой фракция. Доля самой крупной (1,0-0,25 мм) фракции низка ( ~1о£),и только в средне- и логкосуглинистых почвах еа количество достигает почти 20-30«. Фракция 0,25-0,10 ш запишет среди крупнообломочных фракций цромакуточное положение. Крупная . падь (0,1-0,01 ш) по своему содержанию идет вслед ва илистой фракцией. Почвы на олопии и делювии плотных пород характеризуются, в основном, как легкооуглинистые.

Валовой хигачооккй состав почв и илистой фракции. JaropaТурция данные о валовом химическом составе почв и почюоброзус^;:х пород по данному району отсутствуют.

Проведенные исследования черноземов сяных я полученные результаты покаэишог,что полуторные окислы имовг тенденции к накоплению в средних, а кремнезем - в верхних горььонгох почв. Почвы на осадочных породах хпрокторпзугсгся высоким содержанием кремнезеш, жолеза, олшиняя, калия и магния.

Валовой химический состав в значительной сгепоия зависит от механического в минвралого-петрографиоского состава почв и поч-вообразуощих пород. Преготе всего, влияние этих факторов довольно заметно отражается на отношении кремнезема к глинозему и кршнэ-зеля к железу, характеризующих различит*) напряяонносгь глинооб-розовзния, степень выяегрелосгп гочвогрунтов. Характер поведения основных окислов в почтах отражает такта молекулярные отподтипя

SíOj.-RjOj, Они более узкие в почвах относительно тяжолого механического состава и несколько пире л супесчаных я легко суглинистых почвах.

3. ШЗИГРАЛОГИЧЖЖЯ СОСТАВ КРЛПЮОБЛО.'.ОЧНОЯ ЧАСТИ ГОЧВ

Главные почвообразукше шнерачн легкой фракция. Основу крупнооблокочноЛ части черноземов юших, темно -ни га но вис я каи-тяновых почв составляю? минералы легкой фракция, В раде почв их содержание достигает 99Í. Легкую (ул.вес < 2,9) составляют, в основном, кварц, полевые стати, слоты. Заметно усгупапг этим минералам хлорит, глаукоииг, глинистые агрепзтн, а тогам облогжя юрод, В составе легкой фракции прпсутсгвувт органические и угле-£ицировгшше остатки. Нлэрц в почвах, развивавшихся на рнхлтоса-юч та да i» дох, преобладает над полезши шагами. Содержание сваргю резко возрастает в более гонгах, а в относительно крупнее фракциях,наоборот, его количество сильно умеяшаегся. Содержание <пярцз я пахотной почве несколько mise (4-IS5), чем количество сварцз (3-13"0 на целине. В гут.г/соют горизонтах, наряду с корро-шг-о вашими зернами, проелдкплаогоя остроугольные частицы зерен сварца, которые почтя не обнзрукляаятся л гсикшх горязонтях я юроде. Относительно больше содержите корродированных серен в срушт фрикциях и появление свождас осколков кварца в менее крупных (0,25-0,1 я 0,1-0,01 да) фракциях позволяаг высказать мысль

о у ом, что а верхних горизонтах происходят Солее т/тинсавныо процесс и выветривания, результатом то горше являются в опредолоп-ш8 степени разрушение и измельчение крупных кварцевых зорен.

Группу полевых шпатов составляют, в основном, млкроклии, ортоклаз и плагиоклазы. Калиевые полевые шпаты (53-683!) преобладают над плагиоклазами. Вэ всех фракциях полевые шпаты концонтрдеуюгея в крупнопылевагой (0,01-0,1 'мм) фракция .В гумусовых горизонтах половые шпаты изменены, разрушены и небольшое количество (20-25>) верен полевых шпатов пелитизировано. Максимальные вначонил (6,67,0«) полевых пшатов отмечены в шдаих горизонтах и почвообразую-здх породах.

Отличительной особенностью почв, развивающихся на рыхлых осадочных породах, являтоя то,что кварц преобладает над полевым платами. В малом количестве полевые шпаты обнаруживаются в мол-копосчаной фракции. В самой крупной (1,0-0,25 мм) фракции содержание ех в горизонте А не достигает И, что в 3-5 раз меньше, чом в такой же фракции шчдообразуюцей породы.

Слвды представлены мусковитом и биотитом. По содержанию они значительно уступают вышеназванным маноралам. Мусковит превалирует над биотитом.

Минералы легкой фракции в почве но элювии, делювии плотных пород имеют своя принципиальные отличия. Во-первых, содержание несколько меиьае, чем в почвах на осадочных городах и колеблется в пределах 75-85^« Во-вторых, полевые шпаты преобладают над кварцем» В-трегьихе среди полевых шпатов главенствующая роль принадлежит плагиоклазом, что является следствием относительной слабой затененности плагиоклазов в результате выветривания и почвообразования. В-чеГБергыхв определенный процент ( < 102) составляют слгщистые мяпералнг биотит в мусковит» В меньшем количество содержатся органические в углефицароетииш остатки. Во всох почвах выявлено явление замещения минералов«

Содержанке щяералов тшелой фракшш в черноземах «мших в каштановых почвах различное» Шчвы, развивающиеся на рыхлых осадочных породах, содержат относительно меньшее количество минералов тяжелой фракций9и0 наоборот,, в почвах т элювий и деловив масгяЕНО-кристеллячэсКйк пород их содержание составляв?, в основном, 5-Ю, е иногда Ю-ЭДо Эта группа минералов представлена впа-дог-цовангои, роговой обманкой, ильменитом, турмалином,,' гоматв го» лимонитом, ыонвцигом6 ярозягом, ставролитом,, сфеном,андалузитом

Ч Т.Д.

1С особенноетта содорлагая ьянералов тяжелой фрогаш яс«;р« Па рихяих осадочных породах следует огвеети взсьга позгзчктас— нов содержание неустойчивых минералов звгига, днопснда,роге;гэЗ обманки, a в ряде случаев их полное отсутствие»

4. ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ ТОНШДИСГШРао!! ЧАСТИ 12043

В илистой фракции черноземов ккных усгакоплено присутствие диоктаздаической гидроелвды кодификации 21U, каолинита, тркоктя-эдрического магиазиадьно-яалезистого хлорита, а также смсааио слоних гадрослюда-смокгйгового и хлорит-смекгитового образования. Содержание гидрослэды в гумусовом горизонте почв составляет G2-6(отиосительнш величины). С увеличением глубины профиля количество гидроелвды постепенно снимется до 55-5ÍT&. Каолинит,в основном, равномерно распределен по генетическим горизонтам, если не считать незначительного его накопления в средних гори-оонтах» Отличительной чертой этих почв является присутствие маг-незивльно-железисток» хлората. Хлорит дифференцирован по профиля почв. Значительное количество этого минерала обнаруживается в нижних горизонтах и породе. Этот минерал является остаточно-по-родным, унаследованным от первичного почвообразующого материала. Уменьшение хлорита в верхних горизонтах до 13Й и его гриоктаэд-ричвость, установленная шкродяфракшониш анализом , свидетельствует о возможности проявления процессов ого деградации.

В черноземе шиом карбонатном среднеоуглинисгом на буроваго-авлтоЯ глине по всему профиля проявляется смошашедойный минерал, а игешвидуалышй разбухающий компонент отсутствует1. С увеличением глубины профиля содержание хлорита возрастает, a гидроелвды, наоборот, уменьшается» Каолинит по всему промяло остается почтя яа одном уровне.

В черноземах солонцеватых состав глинистих минералов такой ж$д как в черноземах нормальпнх» Анализ дифрактомотричаских картин по выявляет каких-либо принципиальных отличий. Бззальные отражения основных компонентов глин достаточно четкие и янтеневв-нкае свидетельствующие в определенной степени о достаточно хоро-ией окрясталлнзовонности тонкодясперспих минералов. Содержание гидрослоды составляет 45-553!« каолинита — Z5-30Í0 хлорита — 20-25%, смепапослойных образований - 5-IOto

Шнералогическяй состав гонкодисперсной части темно-каштано-

вых почв близок составу глинистых минералов почв черноземной зоны. Имеющиеся небольшие различия, во-первих, касаются количественной стороны. Во-вторых, возрастает роль смешанослойных хлорит - смок г п ховых образований, содержание которых тесно связано с характером почвообразуюцей породы. Последнее обстоятельство более четко проявляется в почвах, формирующихся 1Ш продуктах выветривания коренных горных пород, широко распространенных ш терри-гории Казахского мелко сопочнгтка. Менее разнообразен состав минералов в почвах, развивавшихся на более или менее однородных по минералогическому составу почвообразущих породах: каолинитовых, смектитовых, пирофиллиговых и др. глинах. Высокодисперсная часть этих почв состоит преимущественно в первом случае из каолинита, во втором - из смектита, в третьем - из пирофиллита.

Материалы валового химического состава илистых фракций в опро деленной степени согласуются с результатами рентгенодифрактомегри чоских и термографических исследований. Так, содержание полуторных окислов алюминия, желоза, калия и магния в илистой фракция,по сравнению с нерасчлененной почвой, высокое. Это указывает на активную аккумуляцию этих окислов в составе глинистых миноралов а частичный вынос крданеэема, кальция и натрия из состава высокодисперсной части исходных пород в процессе почвообразования.Повышенное содержание ЩО (3,0-3,5?) в илистой фракция связано с присутствием магния в глинистых минералах типа смектита,хлората. Окись магния возрастает от верхних горизонтов к почвообразуюцей породо. В этом же направлении отмечается увеличение количества хлорита, смакгига и хлорйг-смекгитовых минералов. Более тесная корреляция установлена между содержанием гидрослод я валовым количеством калия. Так, високоо содержание калия(до 3,5в)в илистой фракции обусловлено более высокой (до 65-701 ) концентрацией в йле миноралов слвд и гидрослюд. Весьма низкое ого содержание (1,0-1 »335), установленное в геино-каптвиовой гядялосуглинистой почве на каолинитовой глине, согласуется с весьма низким количеством (25-35#) гидрослядястьос миноралов. Обротает на себя вилка' ние уманызоше содержания хлорита в верхних горизонтах. Возможно, что это обстоятельство связано с его разрушением или трансформацией. Многие исследователи допускают возможность проявления одновременно этих двух процессов. В то ко Бремя накопление определенной части високодисперсяых хлоритовых чдегиц идет за счет диспергирования хрупвообломочних хлоритов, а также в результате

разрушения зорек хлоритизнровонных половых шпатов. На паи взгляд, основанном для такого суаденяя является го,что по многих темно-каштановых я каагаиопцх почвах усганоадено замещение хлоритом полевых шпатов и почти полная хлоритазация значительного числа пярогссенов, роговых обманок, а также эппдота,биотита (Султанбаев, 1907; Улманов, IS93).

ГЬль смешанослойных минералов возрастает в тех случаях,когда в тонкодисперсной части отсутствует индивидуальные смектято-вда минералы. Смешанослойшга мииоралы концентрируется в средних и нижних горизонтах. Появление сыектитэ в гумусовом горизонте,юз-южно, связано с трансформацией гядрослвд в результате длительного выщелачивания и высвобождения калия из слюдистых и гидрослюдистых решеток.

Сравнительный анализ материалов данных дериватограмм и рентгенометрического метода илистой фракции почв дает однозначные выводы относительно вещественного состава гонкодисперсных минералов, существенно дополняя друг друга, что выражается в общности кривых ДТА, ДГГ и ТТ.

В составе малкопыле вагой (0,005-0,001 ш) фракции, по срав--нению с илистой, резко повышается сушарноо содержание каолинита а хлоритовых минералов, кварца и полевых шпатов, но уменьшается количество гндрослоды и минералов с лабильной структурой. Это шкаэшает, что основными процессам! формирования гон ко дисперсию: минералов следует считать унаследование от породы слоистых силикатов и их дальнейшая трансфордавдя. Более интенсивно процесс трансформации протекает в средних горизонтах почв. При переходе от черноземов ихних к каштановым почвам возрастает роль кварца, хлорита и смешанослойных хлорит-смектнтовых минералов, обусловленная близостью территории Казахского келкосопочника,в почвенном покрове которого выявлено относительно высокое оодоряа-ше хлорита и минералов с пароходной структурой,

В среднепылевагой (0,01-0,005 мм) фракции, наряду с широко-распроотраненнши класгогеннцми минералами, содержатся все вышеперечисленные глинистые компоненты. Во фракции сродней пыли из Н0ГЛИНИСГИХ минералов диагностирован эпилог, цоизит, грамма гит, хлорит, клинохлор, шнзциг. Как известно, минералы тяжелой фракции обычно концентрируется в крупнопылевагой (0,1-0,01 мм) фракции. Ito часть вшеназванише минералов, за исклочением мо наш: га, о г но- • сится к низко- и средиеустойчивым минералам я в результате вывет-

■ рнвэная шест попасть и в более мелкие фракции. Ир минералов легкой фракции основную часгь занимают кварц, половив пшаты. В почвах на элювия, делювии средних и основных магматических пород выявлено высокое содержание хлорита и смешанослойных образований. При этом минералы полностью отсутствуют в почвах,разшвз* цкхся на гранитах, что,вероятно, в первую очередь связано с осо-бенноогяш исходного почвообразуюаего материала, и, конечно, но галс важную роль играет также к специфика проявления процессов физического и химического выветривания.

На основании фракционирования илистых частиц почв выделены коллоидные ( < 0,2 мкм) фракции, содержание которых в изучаемых почвах различное (рис.1)0 Выход коллоидной фракции чернозема южного нормального тяжелосуглинисгого составил 43-54?. Самое eijcoi (55^)содержание коллоидов обнаружено в темно-каштановой нормэльнс среднесуглинистой почве, несколько меншее (50f) в темно-каштакс вой солонцеватой тяжело суглинистой почве. Почти во всех почвах коллоидная фракция превалирует над остальными фракциям!. Низким содержанием коллоидных фракций характеризуются почвы на алввяп с делювии коренных пород. В темно-каштановых неполноразвитых на э/ вии вторичного кварцита и на делювии среднезернисгого роговооб-манкового гранита содержание их невысокое - соответственно 17,6 и 11,2^. В почвах на элввии маплатических пород основного cocrai количество коллоидных частиц по сравнению с почвами на кислых га родах несколько возрастает.

Количество коллоидной фракции в определенной степени завися! ov механического состава почв. Однако, содержание коллоидов вырастает в почвах, где в составе их имеется смектиг, а при его oí сутствии, несмотря на одинаковый механический состав почв и одш; ковое содержание ила, выход коллоидной фракции в а мот но меньше;""

Шесте с тем, на содержание коллоидов в почвах на элювии к делювии машагическях пород оказывает влияние степень их основности. В среднесуглинЕсгых почвах на элювии основных пород количество коллоидов вше, чем в почвах на кислых гранигояднцх породах, что, несомненно, связано с относительно высоким содержание?; в основных породах крупнообдопячных химически и физико-махони-чески неустойчивых минералов.

В результате фракционирования илистых частиц выявлена диффе Ронциация минералов (ряс.2). В составе коллоидов обнаруживается,

Выход xoßßoudHM* фрак и où поив,%

■-р./35 чернел* Н&СНЫ0 па тяжелом суглинке t ~-pfii пе.яна-кошта,чо&зя

гэ ffttopw/cv# *$орците-, — — — р 4 n'ê на âuafi'crjnô&x

поррфн/ъе} —•—р, 121 /пем.чо-paaiTiot -сЛтя на koo/uhoSqû tñt/fie; ........ р mfiwox0¿umcr/io6o* .ta j+ewj* ы/глин«^

Hlîl

H m «s 7 я mû uu »г »15 i га m»¡ зз 3S 5 ' hi imií

JtWK/nimuvftKui сосна» tppamvù («оJ, ог-ю, is, s-ic, ю-юе^)una пачш, ht" Pic2

в основном, смектиговий компонент,, отсутствую? хлорат I! смегэг • слойниа минералы. Хдэрит начинает обнаруживаться во фрзкции с. 0,4 ютц смешаноелойнно минералы - в средних (0,4-0,7 мкм),а полевые шпаты в круп тис фракциях ила. Гвдрослпда и каолинит яг:/ дятся во всех фракциях ила. Кварц прослеживается в средних фракциях, и с уменьшением дисперсности фракций его количество возрастает,

выводы

1. В черноземах южных, темно-каштановых и каштановых почвах в состава минералов легкой фракции присутствуют кварц, полевые ипаты, од с ко пит, биотит, обложи пород, глинистые агрегат«, глауконит, хлорит, органические остатки, Особетгостьо почвообразования

а выветривания в почвах на рыхлых осадочных породах следует считать го,что кварц преобладает над полевыми шпатами, а калишпагы -над плагиоклазами. В почвах на элювии, делювии коренных горше: пород, наоборот, главную роль играют полевые шпаты,, плагиоклаз« преобладают над калиевыми полевыми шпатаг.я. В составе минералов тяжелой фракции определена эпидот-роговообманковая ассоциация с участием цоизита и титаносодерлшщих минералов, В почвах на гранитах— роговообманково-гематитовая, на диабазовом порфирите — эпилог, цоизит-шгяетиговая ассоциация.

2. Калиевые полеше шпаты я плагиоклазы замещаются серицитом, хлоритом,, эпилогом, соссюритом; ильменит, сфен — лейиокоаиом и рутилом; магнетит — мартитом» Эти явления замещения и преобразования в основном являются следствием диа генамчоских в эпигенетических преобразований пород в допочвенных эндогенно-гидротермальных условиях я лишь в незначительной степени связаны с процессами почвообразования. Выветривание и почвообразование лишь ужо-ряст процессы раврушешя замощенных минералов,приводят к обособлению мономинералышх фаз.

3. Черноземы итше, темно-каштановые и каштановые почвы на рыхлых и осадочных породах характеризуются высоким содержанием кремнезема в верхних горизонтах,что сопровогдвется выносом в средние горизонты аяшитая, железа я калия. Окись магния имеет направленность к накоплению в средних и нижних горизонтах, что в определенной степени связано с возрастанием рола магняйсодержщих минералов, пироксена,, роговой обманки,, хлорита и др. В почвах на основных городах - андвзитовях а габбродиабазовых порфиритах -

заменю снижается содержание кремнезема, полуторных окислов и возрастает значение щелочноземельных элементов.

4. Илистая фракция черноземов южных, темно-каштановых и каштановых почв на рыхлых осадочных породах представлена диоктаэд-рическими слюдами модификации ¡¿Мр каолинитом, ди-гряокгаэдричес киш смекгитами и триоктаэдрическими хлоритами. В мглкотмевагой фракции незначительно возрастает роль первичных минералов. Их со держание заметно увеличивается в среднепштаватой фракции. При переходе от черноземов шсных к каштановым почвам увеличивается содержание кварца, хлорита и смешаноелойных хлори г -смек гиговых минералов, обусловленных близость» территории Казахского мелко-сопочника, в почвенном покрове которого выявлено относительно высокое количество хлорита и минералов с пароходной структурой.

5. Основная масса глинистых минералов в почвах на рыхлых осадочных породах унаследована от первичного почвообразующега материала, и лишь небольшая чаогь образована в результате изоморфных замещений. Тонкодисперсные минералы в почвах на коронных горных породах относятся к категорий новообразованных, хотя их появление связано с андого н но-гадрогер,\в л ьныш процессами. Шпол нение глинистого штериала идет также на основе высвобождения частиц из верен первичных минералов и аа счет разрушения и дробления слоистых алюмосиликатов,

6; Применение новых способов по отделению а фракционирована илистых частиц почв позволяю впервые провести гонкое разделение ила на различные фракции с выделением коллоидных частиц. В раздо ленном на фракция иле достигнута болев' точная диагностика всех присутствующих компонентов. Выявлены особенности распределении гонкодиспврскых минералов по фракцида, уточнены размеры частиц и их структурные особенности.

7. В почвах содержание коллоидной ( < 0,2 ьада) фракции зависит, в первую очередь, ог характера почвообраэугсдих пород. В поч ве на рыхлых осадочных породах коллоидная фракция заметно предал руог над остальными фракциями, я в лочвзх на коренных горных пор дах содержание их сравнительно невысокое. В почвах на элювии оси ных магаагических пород количество коллоидных частиц, по сравнен с почвами не; кислых породах, несколько возрастает. Сиектмг сосро дсточен, и основном, в коллоидной фракции ила. Гвдрослиаа и каолинит находятся во всех фракциях ила, но при этом содержание их коллоидной части весьма незначительное. Хлорит присутствует в ю

:ой фракции (0,3-0,4 мкм), смешанослойные минералы - в средних 0,4-0,7 мкм), а полевые шпаты - в крупных фракциях ила.

8. Определенные различия в составе и содержании тонкодисперо-:ых минералов на связаны с .типовыми,родовыми и видовыми признаками ючв, а в значительной мере зависят от литологопетрографяческого юстава исходных перед.

9. Процессы почвообразования в черноземах и каштановых почвах ¡удут оопровоздаться дальнейшей иллитизацией смектитовых компонен-:0в, преобразованием смешанослойных структур в индивидуальные гли-шетые минералы, уменьшением содержания в результате трансформации, ¡редних и основных плагиоклазов, глауконита, эпидота, цоизита, рот-'овой обманки, пироксена и увеличением количества кварца и отчасти [алиевых полевых шпатов.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЗДУЮЩИЕ РАБОТУ: ■

1. Выделение моношшерэльних фаз из поликемпонентных глинистых смесей. Тезисы докладов IУ съезда почвоведов СССР, 1981. .Ч5шшси.-С.63-64 (в соавторстве).

2. О применении рентгенодифрактометрического метода в изучении :реднепылеватой фракции почв. Почвоведение, 1983, Д9.-СЛ14-120

^в соавторстве). ;

3. Рентгенодифрантометрическяй и термографический анализ гля-шетых образований некоторых почв Казахстана. Материалы Всесоюзного :овещания по глинам и глинисты;.! минералам. Алма-Ата, Наука, 1985.-¡.118-119 (в соавторстве).

4. Изучение среднепылеватой фракции почв рентгенодифрактомет-эачееккм методом. Материалы ХШ Всесоюзного совещания по глинам и глинистым минералам. Алма-Ата, Наука, 1985,- С.ИЗ (в соавтор-5тве).

5. Изменение минералогического состава илистых фракций при акультуривании чернозем южного карбонатного. Тезисы докладов УШ Зсесоизного съезда почвоведов. Новосибирск, 1989.-С.176

(в соавторстве),

6. Минералогические исследования почв предгорных районов Казахстанской чести Алтая. Материалы конференции "Проблемы горного яриродопользования". Барнаул, 1989, ч.П.-С.65-67 (в соавторстве).

7. Пирофиллит в корах выветривания северо-восточной чаоти Казахстана. Информационные материалы XI Всесоюзного совещания по рентгенографии минерального сырья. Свердловск, 1989, т.2.-С.45-47.

8. Особенности почвообразования на продуктах выветривания

плотных пород Казахского мелкоеопочника. Тезисы докладов I съезда почвоведов Казахстана. Алма-Ата, Наука, 1990.- С.89 (в соавторстве).

9. Дифференциация тонкодисперсных минералов в профиле черноземов южных карбонатных при окультуривании. Тезисы докладов I съезда почвоведов Казахстана. Алма-Ата, Наука, 1Э90. - С.96 (в соавторстве).

10. Состав, генезис тонкодисперсных минералов почв Павлодарского Прииртышья. Алматы, 1993. 19 е.: ил.- Библиогр. 7 назв.-Рус. - Деп. в КазНЖШШ, Я 41 54-Ка 93.

11. Состав, пути изменения и преобразования крупнообломочных минералов пра выветривании и почвообразовании (на примере почв Павлодарского Прииртышья).Алматы, 1993 , 9 о.: ил.- Библиогр. 5 наз - Рус.-Деп. в КазКиШКИ, JÍ 45 60-Ка 93 (в соавторстве).

12. Содержание и минералогический состав коллоидной (< 0,2мвм фракции дочв Павлодарского Прииртышья. Аяматы, 1Э93. 6 с.:-Библиог 6 назв.- Табл. I.- Рус.-Деп. в КазШИНКИ. * 45 61-Ка 93 (в соавтор стве)„

13. Способ выделения и фракционирования клистых частиц почвы. Положительное решение Гос.ком.СССР по изобретениям и открытиям

ib 4607786/23-33/160866 от 28.09.89 (в соавторстве).

14. Способ выделения и фракционирования илис^чх частиц почвы. Авторское свидетельство СССР #1720384. 15.II.91 г. (в соавторстве).

ТЫМАКБАЯ 05Д1НЭБИУШ УЯМАН

ПАВЛОДАР ОБЛЫСЫННН EPTlC AflMAfWHflAFb» ТОПНРАК,ТАР,ПА fiTE МАЙЛА ИИНЕРАЛЛАРЛНН КАЛЫПТЛСУ ЖОЯ/!АРЫ

Павлодар облысынын Ерт i с аймагындагы топыра^тарда гидрослюда, каолинит, сонымен ^атар chtyctík каоатог1ырак;тан к,оныо топырацка ауыс-канда кварц, хлорит кане аралвс^абатты хлорит-смектит минералда-рынын Сарыарца ohípíhík жа^ындыгы есерЫем кебекн аны^талды. Б¡piншi рет топырак;тьи коллоидтык; уса* бопшектерж^ мвлшер1мен минераяды^ курамы зерттелген. Топырактыи кумсац шегтд1 жыныста-рында саз балшыктын минералдарынын Heri3r¡ Ssaímí бкрынгы аналык, жыныстам мураналады, ал тамады гаиа бел¡г¡ аградация,деградация процестер! арщылы пайда болады. Топырацтын тупк i л¡кт i жыныстарын-да саз балшьцтын минерадяары кеб)несе жацадам лайда болу категория-сыныц эсерже катысты екек'| айк;ындалган. Легенмен, олардыц теп .

cortWMSH K,arep SHSoreMMo-rMAporepHa/tbaw^ TonupanTWH napwnrsewn 6o/>y noOMecTeplwe 6aftxaHucrtt.

U№AKOV TTMAKftA? ABDUNABIEVICH

WA.TB 0? ririE-T)ir.i>',T;ED MIMKRAIA FOftf'.mOH IK SOILS OP PAVXODA.H PBIIHTTCH HEOIOB

Hydrous mica, koolinite cley and nl«o an Increasing rolo of peach end hybrid peneh-nrsectite ninerals conditioned by prosdaity to the territory of &»»Bkh humaocky topography whila croaning irons southern chernosena to chestnut soil« have been determined la noil« of Pavlodour Prllrtrrsh region. The content and mineral coopocitloo of tho colloid soil friction« h»VB been oxerainotj for th® first tine« In eoila of loose sedimentary rocka the main pert of clay minerals ie originated froa the parent rook nad only a mail part is formed due to agradation tmd degredotion proeeenee. It haa been found out that clay sinerala in polls on hard rooks relet« aainly to tha category of newly fonoed. But thair origin io connected sIbo with endo-Benio-hydrothermnl pre-soil processes.

Подписано к печати 12. 01. 94 г. Заказ 49. Тираж 100 экз. Ротапринт КазНИИЗО АПК, г. Апматы, ул. Сатпаева, ЗОб.