Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ТРАНСФОРМАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ПРОЦЕССАХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ТРАНСФОРМАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ПРОЦЕССАХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ"



ЛЮСКОВСКИИ ОРДЕНА ЛЕНИНА. ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОЮ ЗНАЛІЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ км. И. В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах руноппск

ВАСИЛЬЕВ Сергей Вениаминович

УДК 631.42

ТРАНСФОРМАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ПРОЦЕССАХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Специальность 0&.0І.03 — почвоведение

Автореферат диссертации па соискание ученой {тепски кандидата биологически* наук

Москва — 1989

Диссертационная работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени М, В, Ломоносова л на кафедре физики машиностроительного факультета Ярославского политехнического института.

Научный руководитель: доктор биологических наук, в, н, с. Л. О, К а р п а ч е в с к и й.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Т. А. Соколова, МГУ,

кандидат физико-математических наук,

доцент В. П. Алексее а.

Ярославский государственный университет.

Ведущая организация; ИПиФ АН СССР г, Пущино.

Защита состоится * *> » г. в 15 час. 30мчи.

в аудитории М-2 на заседании специализированного совета К053.05 1С в МГУ имени М, В. Ломоносова.

119899, Москва, ГСП, Ленгоры. МГУ, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ имени М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан «ТЬ 19^0 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Г. В. Мотузова.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальноегь темы. Целесообразность и плодотворность испольвоьания комплекса фнвичэсклх методов исследования применительно к почвам, как верхним слоям зоны гизчргеиеза я еокы наиболее глубоко введших минеральных преобразований, быха показана ет а работал Карпачевского Л.О., Бабанина & Ф. (1972 г). Еызокий кларк железа, а такие то, что все превращения минералов, как в горных породах так и в почвах, сопровождаются выходом атомов железа из силикатной матрицы первичных минералов и образованием оксидов-гидрокс вдов железа в свободном состоянии , наконец яркое проявление магнмтньа свойств соединений железа , делают проблему диагностики «и-нерзлов этого элемента чрезвычайно актуальной. Однако сложность почвы, ее минерального состава, открытость процессов тепло- и массообиена с окружающей средой, ряэнообравие изоморфных замещений приводят к необходимости привлечения совокупности физических и химических методов. Проведению полно-: ценных магнитных измерений мешает суперп&рамагнитное : поведение микрокристаиюв соединений железа. надежных коли-■ чественных результатов в этой ситуации получить, как правило, яеудаегся. ВДормэод^

тельности и чувствительности м&гнитниг намерений, допэлыенлая даннши ядерной гамма- рееоиансной спектроскони; (ЯГРС), рентгеновской дифрактометрш, а также исследованиями на экстренном микроскопе с ревтгеновскимиикрозналвзом, облагает высоким уровнем достоверности.

Комплекс этих методов позволил решить задачу о направленности процессов, нротекашфп в зоне гипергенеза, исследовать состояние свободного и силикатного мелева в почве и его трансформацию в процессе почвообразования.

Цель работы. Мелью работы являлось изучение валентного состояния желэяа в ¿илккат:гой матрице пичьы и сосдкьеинй железа в свободном состоянии ка различных стадиях процессои почвообразования!.

Для осуирствления поставленной цели в настэяпрй работе

J-лаз

ЦЕК1 РЛГЬ: ».ад Науч. -.ал ;j! ;QT.:

Mo.It, ..л.:. ({.:ч, ?

ИИ К, Л, "!Hi" р;геод

ИНБ .............................

ставились следующие а ада чи:

1. Изучить: монофаэкые по минеральному составу оксиды и гид-роксиды железа (природные и синтетические); влияние таких факторов, как температура, рН среды, в которой образуются эти соединения, на хх состав и дисперсность.

2. Исследовать минералогический состав и свойства соединений железа почв на красноцаетных порах відетривании з зависимости от генезиса эпк іточе.

Ч. Выявить состав соединений железа, ответственных за проя-ление магнитных свойств данных почв и установить приуроченность сильномагнитных минералов к конкретный лрнроднш условиям.

4. Определить профильное распределение двухвалентного яелеэа

в почвах и почвенных фракциях. * Научная новизна В работе впервые были получены следующие экспериментальные результаты:

1. Установлены профильные распределения относительного содержание ре для основных типов почв, которые могут использоваться как при диагностике потаенного типа, так и для прогнозирования направления течения процессов ьяутрч ■ почв. . ..'■■ '

£. Юлучени данные по составу соединений железа в целом ряде почв на красноцветньк корах выветривания, при этом уста-• новлека недостаточность '& ограниченность метода-"химических аытяжек применяемого к выявлен»» моли соединений железа. находящегося в форме оксидов-гидрокскдоь, а также,входящего в составсиликатной состав миг П оош

3. С помощь» модельного эксперимента с предпочваыи Камчатки, с использованием результатов по тропическим корам вывет* ризания, а такяе, на базе элементов термодинамического рассмотрения.преврадоннй минералов по геологическш методикам, показано, что минеральные превращения в сиотеме склякатноя матрица,- соединения «едетенаправлены ш сторону образования систеш каолинит - гематит (ми гетит),

4. Установлено, что превалирующим минералом с высоюшн вивченнями магнитных параметров в почвах; аа красиодотиых

- 3 -

. юрш выветривания является маггемит.

Практическая ценность. Разработана методика иепольесяз-ния ядерного гаша-резонанса длл определения минералогического состава соединений лелеза с количественными оценками. Этот **е;од окааыьаетея наиболее предпочтительным способом для получения информации ло сравнении с методами химических вытялгк, которне по отношению к почвам на краснсцветных (горах вштриваийя дгют недостоверные сведения. Г^зкотемперп-турная сгемка исходных, отожженных, обработанных внм*чами препаратов позволяет получить икфоршии» с высоким урогнек достовэрчости и значимости. Разработанные методики применялись при выполнении диссертационных исследований Сизова А. П (кафэдра общего почвоведения) к Багнавец 0. С. (кафедра географии почв) и другях аспирантов и исследователей фвку^ычта почвоведения ИГУ, института почвоведения я фотосинтеза АН СССР, почвоведами Польши, Болгарии, Куба Они представляют самостоятельный практический интерес, «аяли применение при исследовании катализаторов, пигментов в производстве лакокрасочных покрытий» магнитных жидкостей

Авробация и публикации.. Основные положения работы обсуждались на Всесодоюй конференции "Современные методы исследования почв** (Москва, 1983), на Международных конференциях по применения эффекта Шссбауэра (Алма-Ата, 1983), Эгорсм Всесошноы совещании по рентгенографии минерального сьфья (Тбилиси, 1G86), а тагаи Оыт опубликованы в трудах ряда Всесою:шх конференций почвенной тематики и в тезисах Уэкду-народных конференций по прпюнеих» эффекта Мессбауэра (Австралия, 1987; Венгрия, 1980). Результаты докладьтались на щноле шлодьес ученых (íty*wo. 1987), на XXXV конференции профессорско-преподавательского состава ааытехнмческого яа-стйтута и 1*осударствеаяого университете г. Ярославля, на кафедрах физики и мелиорации почв факультета почвоведения и кафедры фиакки Земли физического факультета ИГУ. Ш ve« диссертации эпублккоьако 16 работ.

Диссертадая состоит на введения, пяти глав и еаюдов;

содермт__. стрннмц машинописного текста,. „ рисунков,__

таблиц и список ¿датируемой литератури яг _наименований,

- 4 -

ks них_«а иностранных языках. .

ГЛАВА 1. ВДсвяцена обоснованиям применения физических методов для решения поставленной вадачи. рассмотрены важней-шив минералы, в состав которых входит железо. и их диагностические параметры.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТУ Я МЕТОДЫ ЇЮИЩОВАНИЯ. .

Для исследований были выбраны почвы: дерново-подэйлистая на моренно-валунных суглинках (Московская и ярославская области), серье лесные (Уфимская область), черновом обыкно-ьенный (Днепропетровская область), темно-каигановые (заповедник Аскания-Нова), бурая типичная (Кодры), красиовемы Западной Грувии. почвы «алл (районы Бамако. Вадала-Вугу, Нноно), почвы Кубы от сиаддигных до ферралдитша, почвы Вьетнама.

Были проведены магнитнь» ивмерения метолом Фарадея на автоматизированной установке, доработанной в лаборатории $иэжи твердого тела кафедры фиэики Ярославского политехнического института, съеюа спеїяров лдераого гамма-резонанса (ЯГРС) выполнена в режим» постоянных ускорений на установке с записно информации в многоканальный анализатор NTA-1024, рентгендафракометрические исследования проведены на дифрак-тометре дрон-yitt, термический' анализ' - на дериватографе Q-1500D. Химические обработки - по известно методикам іЗснн С. R , I960). Уатематическая обработка спектров ЯГР и данных других методов осуществлена на ЭВМ ЕШ-бббВ и ЕС 1840 по программам, разработанным в лаборатории Ш ЯрПИ.

ГЛАВА а Посвящена модельным экспериментам по выявлению состояния железа в почвах. В основу всех определений легли параметры мессбауэровских спектров индивидуальных соединений келева. Кроме того, представляет интерес изучение соединений-железа, дисперсность которых сравнима с их дисперсностью в почвах. Ультрамалые частицы соединений жлеаа были получены о помовью электрохимического способа. В этом случае гидрок-сиды яелева ораву после осаждения представляют собой колло-идну» систему ив кристаллитов с.раемером порядка 5 - 100 ны, они слабо увеличиваются но мере старения. Именно это й предо-тавляет интерес, так как при столь малых размерах свойства

- б -

соединений »влева отличаются or tu свойств в крушодисперс-иом состоянии. Щж изучения почвенных образцов данные ш> влекгроосаадвниш образцам, аолучекнда с помощью ЯГРС я ргігггеновскор дифрактоштрни, . использовались s качестве спорных.

'Тсяовываясь на литературных сведениях h залученных i»-йулітатах, изучалось изменение состояния яеле»а на началі .п« этапсх Физико-їішйчоского и биологического выветривания, Дяя этого Сил выбран район Тебердинсного взловедника, : на его герриюрих выделяет четнре широтных полосы горных пород: 1' паїеозоДские хлоритовый сланцы и перькгая крзеноцьетная тол* ад кразно-оурых песчаников {долины рек Муху и Джемагат) ; 2) ДОКЄ)йбрЙЙС№Є серш биотитовь» грают»; 3) доко-йрийские кристаллические сланцы » треки* глинистые сланцы ( Алибеїкко-Доиїайское понижение) £) донембриЛскне аыфиболитовыэ сла>:цц к гнейси (Главный Кавказские хребет).

Изучение S8 обломков горных пород, скелетних чєсїєй йз пяти разреасв примитивней почвы к горной породы, подвергнутой воздействию лшайяиков эшшггноя группы H шов, возводило выделить несколько наиболее типичных обравшэв, достаточно полно характеризуй«* процессы выяетрнватм в этом районе: 1) кварцит, проявлявший на сведем скол» три отчетливые зоны, рааличаюиеся по стевеки выаетрелости (обр. 13) ; 2) амДОо-лит, проявляв»« № сколе две ваш (обр, 16); 3) хлоритовый сланец СоЛр, 1); гравий размером 0,&-2 ми из скелвтюй части точвы на глубине ДО сы, я иевозредственко оируяаиаач его почвенная ÚEtéca (обр. 14); 5) валун с наростом лкикАшга (обр, 46). Три »рвых обрам» находились в условия* прчкму-Г щестЕгиного фдаико- иооиеского внветрхванка, а на двь последних дополштэльно действовал биологический фактор. , Дгшнаа, получевяш с поморю мвесбауэровскоа спектрооко ■ пин; сведены в таблицу N i, Наиболее ннформтдовым онааалекгь исследование хлорит-силерятового песчзккка (сйр. 53), Га св«-....' жм' с коде кварциа вшзляшея по цвету три отчетливее вонь: внутренняя, переходпя» ШрИИОЙ 1-2 ММ V Бнешнча тштеиной 2 -3 iÀl В злехтре обрэааа зчекней части отгутстьуег сягнчд от сидерита, что свяаано г; трансформацией его в гкдрокевда ж~

Таблица и 1

Параметры ЯГ? - спектров образцов Тейердинского еапоеедника

гв г* р« 2+ р® э+ Ро г* (х)

Образец ——:-1-:--—г

КС КР 5 Ю КР 5. Ю .'ЯР Э ЙС НР Б

46 1.45 2.69 73 1.44,1.97 Я6 0.63 0.76 1 - -порода

46 ПОД ЛИ" 1.44 2.69 ЗУ О.вб 1,64 10 0.72 0.61 61 - -вайникоы

14(>2м*> 1.Э9 2.68 50 1.29 2,21 10 0.63 0.60 2В 1.68 0.63 2

и(<гш) 1.40 2.67 83 1.28 2.38 14 0,60 0,71 33 - - -

14, почва 1,39 2.67 40 0. «9 1. 52 8 0.62 0.67 Б2 - - -

1,нерода 1,39 а 68 49 1,33 1.86 21 0, 63 0.72 24 1, 36 0.58 6

1,маг- 1.38 2.65 42 - - - 0.51 0.60 26 1.34 0,70 32

нитная

фракция

16.ВКСШ- 1.392.60 40 - - - й 72 0.62 21 - -

Н1ГЙ слой

^.внут- 1. ДО 2.70 74 - - . - й 68 С. 62 26 - > :

ренний

13, внеш- - - 1,53 1.81 28 0.67 0.73 48 - - -

ние ЙЛОЙ - - " - " -0.65 а 51 26 - >

ходньй 1.42 2.6* 27 1.64 1.81 24 0.67 0. 59 49 - — -

13,акут- ,

ренний 1. 44 2.66 40 1,64 1; 82 60 - - -

Примечание; I) ИЗ, КР. Б в таОмв» овоэначены, соответс»»ен-но, иэошршй одвиг миооитвльш ннгропрусоида натрет > квадруподьлое раечеаленае {»*/«); процентная дсчя каждого состояния; 2) окшвожш (х) осоаначмго тдоо в состава ильмяита.

»ва. Дм амфиболита выветривание вырадено менее ярко. Величина отиовения Ге2+/РеЗ+ в невыветредай части образца - 3.8; да внешней части, подвергнуввейся изменениям, составляет 3. Пая изучения биологического воздействия низших организмов Зыл вант амфиболит с наростом лишайника, относящегося к эпя-штной экологической группе. Рыхлая минеральная часть вачу* на, пронизанная гифами гриба, бактеризуется значителъчым увеличением количества трехвалентного железа, причем «спи для исходной породи величина Ре£+/ГеЗ+ - 3,8 , то для под* вергнутой воздействии кьнерьлъиой части она равна 0.96. Та кич образом, видно, что лилайник в процессе «ивнедеятельнои-ти активно\ разрушает и окисляет породу, Аналогичные результаты (ши получены для пород подо мхом.

Кроме пород Тебердииского заповедника научены 30 образцов висетрелой основной породы и двух разрезов почв о. Валаам. По характеру выветривания выделены оСравцы неизмененной породы, зоны дезинтеграции мохового и лишайникового зьшетрк-ваяия. Процентное содержание форы железа в зоне выветривания приведено в таблице N 2.

Таблица К £

Образец ; Ге 3+ (X) Ге г* (X) Го 2+ (X)

ЙЛЬМГ.НЯ'

Ней?цененная города 37 52 И Дезинтегрированная

порода 42 48 10 Образец иэ зоны физико-

химического выветриаанич 57 40 з Образец из зоны биологи-

че-сксго.выветриваййя 71 24 Б

Злюаий 94 б

■ Доя образцов пород характерно высокое содержание н»си-ликатиу <}орм ледеза 40 - 63 X. Ыагзич'кые юмергаия показывают быстрое теенывение содержания магнитной фршщли с глубиной, ее содеранке уменьшается на порядок к больве при

- а -

перемещении от поверхности до глубины Э0-40 см. Такті оврагом, процессы выветривания приводят« блюким результатам для пота, развитых на основных породах, сильно разнесенных в яокадыюм плане.

Если два предыдущих змсперниента посвящены началыим этапам выветривания, то следующий - красноцветньы корам выветривания. как объекту претерпеввему самое глубокое изменение первичных минералов. Процесс образования красноцъетаых кор в первую очередь связан с изменением содержания и состава соединений железа. Непосредственным историком энергии для преобразования минералов в почве могут быть органическое вещество, поступавдее в почву, и геотермальные воды.

Для проверки гипотезы; о гидротермальном формировании красноцветноя коры выветривав:« отобраны пять образцов иа Долины гейзеров (табл. 3) : 1) гор. Аі, бурый с желтоватой дресвой на красной глине; 2) иа гор. А1, бурый в каменном березняке (коричнево-охристая почва), беа следов красноцвет-ной коры выветривания; 3) глина шоколадного цвета из грязевого действуадего котла на верхней действующей лловдке; 4) красная глянд ла уступе выше гсйгера Великан (высота S м); 5) красная (до фиолетового) глина на старой площадке, где теперь нет действующих гейэеров. Рентгенофазовый анализ по-каьал. -«о в составе образцов 3,4,5 основная фага - каолинит, присутствуют кварц и небольшое количество (- 6ї) гема- * тита; в образцах 1 it г основная фаза - долевые шпаты црлочного ряда, каолинит, кьари. По дериватограммам определяла процентное содержание каолинита по потере кристаллизационной воды при' &40650*С.

В образцах і и 2 сильные магнетики представлены магнетитом и маггеютом, а в образцах 3 и 5 - исключительно маг-гекитом. Кроме, того, в последних совершенно отсутствует двухвалентное «елеао, а в образцах 1 и 2 -трехвалентное.

Таблица M 3. Фазовый состав образцов Долины гейзе ов

Образец Каолинит, (X) Шлевче шпаты Гематит Ііаггемит Uareef irr

1 ■ . 21 ■ + . - t +

2 Э9 + - j. -

3 ее ■ - + -Q.1X

4 68 - * + '. ' -

б 61 - +

- манган» s состав* образцов укаяакмых соединений и

- отсутствие.

Валозое содержание жвлеаа находится в пределах 7,3-8, £Х со случайным распределен mu со образцам. Это говорит об отсутствие привноса яелега турман н>*ш ьодами извне и трансформации минералов железа бед ыассопереноса,

Ыохно сделать вшод, что гематит обрадуется двумя путный: кристаллизацией атомов железа, выевобожденньа ив етрук-' туры первнчиш минералов при их трансформации, и оки^л^ниьм иагнетіїта череа ма^гемит. В об»1аэце 4, врятом на старой гейзерной плоадаке, соотнесение каолннита и гематита такое *е, так и в пробе, взятой в дейс-тлуоцеы котле, что, вероятно, связано с достижением некоторого равновесия минерального состава при суп&етзующих условиях. Необходимо отметить сопутствуйте тран<я(срмацки соединений железа магнетит - маг-гемит - гематит возрастание доли каолинита до - 70 X. рассмотрение удельных те рыо динамически характеристик минералов показывает не случайность ассоциации каолинит - гематит (гетит) на еэключительных стадиях вдаетривания. Креме.того, оксида и гидроксиды алюминия оказывается при анализе по энергетический характеристикам еще более устойчивыми, чем каолинит и гетит, что подтверждается данными покрасяоцвет-нш коран тропического пояса,

ГЛАВА 4. ИГР-исследования почв, кроме трансформаций индивидуальных соединений хале эа, позволяют получить информацию

Fe. або. кол-во

Fe2+, абс. кол-во ОЛО O;S0

Рис.1 Профильные распределения »елеаа:впочвах.

о валентном состоянии железа. Дія впвх ранее перечисленных почв От проведен анализ данных, полученных с .тамояь» ЯГР -спектроскопии. Реаультат обработки более 2СО мессОауэровских спектров почвенных образцов предстезлен на рис, 1. основные вшсодошркэсти, которые необходима отметить:

а) для каждого почвенного типа характерен tojckd ему присущий вид распределения Fe2t по профил»;

б) яри зональном перечевелиия на юг вид этих распределения меняется; есхи в дерново- полэолис і ой « серой 7есьой почвах доля двуїЕаййнтного хдеаа в гор. А больше, чем в ниле-лежэщих, то, начиная с черноземов, тенденций иеняется на противоположную и темрезче, чем/яльше vu смещайся на ¡ыг;

в) абсолютное количество двухвалентного яелеая манси-малыю для размеров почвенных фракций ЗИЧ 1-10 шш;

г) в то время как валовое количество «лева в целом увеличивается с уменьшением размеров ЗПЧ, доли двухвалентного *юж*за - уыеимюется.

При яоетроевия кривых не учитывались глеевые, каоОоиат-ные горизонты, в которьгх дел» яедаза в тии ели І1НОМ велект-ном состояния модно спрогнозировать.

На рис. 1 н* вриволятск данные по краопозенам ла-ъ~. тети, wo в шчвах двухвалентное железо присутствует с концентрациях, но крайней i»»ре, tie оОна^/чшух с помоете ЯГР - спектроомоші Ово ДШГіІОСїаруеТСЯ лишь в некоторых горизонтах аллюьиалмшх в засоле а чьи почв,

, . ГЛАВА 5. ІЬсвяфна исследованию соединения «селена в иаіїшг. суотропаческбгй к трог чческогс поясов. Для ідачі суОт-ропикои характерно то, что, во-вердех, основная масса «ьлеьа : »холит в состав алгмоенлюяітов, причем коэффициент корре ляция иеяяу даюшин химических внтяяек н ЯГРС >' 0.85 ; сигнал с# магнитноу порядоченных соединений шлега няДдцдиштся в стокгр« осравцов идаяов фракция, еннтых при температура кшжшюшдкого азота. Хроне того, в красноземе на андевнто-бвзалътовом nop^Hpwre в гориаонте С обнаружен гемьтит; гетит находится в гая» тояч&йшх образований на поверхности алшэ-смлиштов. что следуь . и» релаксационного вида ивссбауэроас-мкх спектров.'

Ш/мм N 4

Cbaawet-ne даи-*»іх по мк-гн^д-ч и ЯҐРС

Свосюдм- (.íswtsixxv) Свободное (ЯҐРС)

Горч~ г-луЛ*- Fe^Qj , Сил«- Окрист. (Vwp» C-nrvr- Гчма- Гетит OcSuse

rrj » «о бцрааі но іц Миш ■ 11 лвтврмт р.13 р—w боміхо

m 0-14 26.46 91.19 3.97 4.83 9.7 59.2 51,1 94,3

Sr- 14-53 33.29 91,62 3.57 4.80 6.1 61.7 32.1 93.У

82 53-91 3S. 15 83.12 0.97 5.91 4.6 6?. 8 31.6 95.4

С 91-208. 28,в0 85.06 3,94 10.19 9.7 63.7 26.6 90,3

кр»сно-6ур*я ил дряп» ти р. 14 р-м &егччко

fVv*x в-20 3.09 01.35 12.54 ¡5.17 17.8 38.1 44.1 82.2

81 20-49 S.62 9С.56 6.22 3.20 5ь.4 - 43.6 43,6

82 49-104 . 4.71 79.62 17.19 3.18 - -

«ММГГЛУТЙЩР*« м» яр»г» »гм «Л/ММИМ р.12 р-т-» Ьардлв-бугу

Лтвх 0-23 2.71 70.00 17.14 4.86 44.<і - 55.1 Э5.1

01 23-76 4.Ö2 94.57 11,44 3.9? S6.4 - 43.6 43.6

02 76-116 4.41 81.18 14.96 3.8S - — - -

свеглог-tíype* етроле ГІМН» и р.ІГ р-м Нжзмо

fll 0-12. 2.71 76.60 14.76 6.64 40.8 - - 59.2

81 12-33 3.73 02.31 13.40 4.29 67.7 - — 32.3

82 33-64 3.S2 7А.42 19.03 4.SB - - - _ . В2С 64--І49 6.72 72.62 24.70 2.« - -

- 13 -

Почвы тропического пояса характеризуются рядом общих черт. На спектрах ферредлитных почв Кубы, Е этяама, Ыали присутствует секстет гематита, это соединение хорошо окрис-таллнвованс с размером кристаллитов > 100 ни. В этих почвах вьюока доля свободных соединений железа, до 90 X и более. Низкотемпературная мессбауэровская съемка образцов фегралит-них почв обнаруживает, чак в случае субтропиков, сигнал от гетита. размэр частиц гетита на порядок меньше, ^ем у гематита. Дая обоих соединений, и особенно д.и гетита, характерне достаточно высокая доля изоморфных замещений железа на алюминий (10 ' 18 I), что фшкируется по уменьшонию величины внутреннего эффективного магнитного поля на ядрах яелева. На основании полученных данных можно сделать вывод об унаследованное ти гематита от исходной породы н об образовании гетита в процессе почзосбравованна.

Доя ферсиаиитных почв Кубы, Вьетнама характерно заметно меньшее содержание гематита среди свободных соединений железа, тем не менее оно может доходить до 50 X. В этих почвах количество гетита существенно больше - 40 X. Доля изоморфных замепздий мелеа* алюминии а тех же пределах, что и в чЬерраллитньи почьах.

В изученных сиашлтних почвах тропического пояса содержание свободных соединений железа не превышает БО 1 от общего железа, причем в них лревалирует гетит. Это соецинекие находите» в крайне мелкодисперсном состоянии.

Существует 'ряд отличий нр&ноцвзтных почв тропического пояса от субтропических краспаемоа СССР, ь также кочя, развитых на пермских краноіюетах. В тропиках гематит представлен іфупнши конгломератами с размером агрегатов порядка десятков микрометров, плохо растворявдимися ь химических вытяжках, что приводит к неправильным заключениям о содержании свободных соединений лелева (таблица N 4). В почвах субтропического пояса и на пермских красноцветах размер кристаллов гештита существенно мены», они легче растворяются в внгяжке Шра-Дюксона. Видимо, в пермских красноцветах гематит обрааова; л в условиях близких к субтропическим:

- 1-1 -

основав вивода

1. При фиэдага- ..имичесном и биэлогичесгом выветркманни горных порох острове Еалапм и Тебердмнского заповедника об-наружно, что:

а) при д^аинтеграции породы увеличивается доля трехвалентного ж леса в исходна минералах с одновременным распадом или уходом минералов ильменита и сидерита^

б) оба процесса выветривания приводаг к блтехим результатам, увеличивая доли трехвалентного ледева »2-60 раз.

2. Валовое содержанке двухвалентного железа как функция размеров ЗГИ имеет максимум ьо фрахдоях размером 1-10 икм. Атомч жзлепа, обусловливающие ¡№от максимум, находятся,в основном, в октачдрьчедкнх позициях слоистых силикатов с параметрами спектров ЯП- ИС-1,41 мм/с и КР -г.йб мм/с,

3. Распределение двух- и трехвалентное яэлеза по проялям исследованных почв индивидуально для кавдого почвенного типа.

4. В тропических храсноцветяых почвах, яредпочвах Камчатки, установлено, что ютералькые трансформации в условинх жаркого климата иди высокой температуры Гряаевого потла вао-равлены в сторону образования системы каолюмт - геметит (гетит). В описанных условиях снльисшгнитныемагнетит и маггемпг переходят в твердом состоянии вгематит.

5. Сравнительный анализ почв субтропиков (Грузия), тропиков (Шли, Куба, Вьетнам) к красноцветных кор выветривания (Пермские отложания) свидетельствуете больном сходстве гематита пермских красноцветов и тропических мор к позволяет отнести пермские красноцветы к реликтовым норам.

6. Геиадшт тропически* почв практически на навлекается выгяккой 14гре-дгокссна, что объясняется, : в первую очередь, более крупнши размерами кристаллитов.

IS

ПУБЛИКАЦИИ DO TittS ДИССЕРТАЦИИ

1. Диагностика важнейшее окислов а гидроокислоз желева с помощью фиеических методов// Кинетические к магнитные свойства твердых тел. Межвуа. сС. ЯоГУ. - Ярославль, 1982,-с. Иб-120 (в соавторстве).

2. Кинетика образования к магнитные свойства совмстно-осааденных гндроокилов железа и 4ляминім//Там «о. с. 101-109 (в ооавторстве).

3. Investigation of biogenic iron сonpounds of ¿oil by Itossteuer rothod// Programe and abstracts ІСАМЕ вЗ. Alma-Ata: Hauka. 1083. p. ¿47 (в соавторстве).

4. Математическая обработка <ж ктров ядерного гаммь-резонанса почвенных образцов// Вторая Всесояв. кокф. по применению мате мат. методов в почвоведении. Тееисьі. - Пушино, іибз с, 102-103 (в соавторстве),

5. Новообразованный магнетит десной подстилки// "Рэль подстилки в лесных о но геоценоз ах". Взесопэ. совец.и.: Наука, 1983. с. 11-12 (в соавторстве).

6. Ядерная гамма-резонансная спектроскопии в исследовании состояния железа в почвах// "Современные методы исследования почв". Всчсовэ. науч. конф. Тезисы. - 11.: Наука. *ій83. с. 19 ( в соавторстве), ..;.'■

7. Практическое испэхьаоваииэ осадков, содержав» окислы тяжелых металлов// Химия и технология вода 1984. т. б. Hi. е. 35-Э? ( В соавторстве*.

в. Investigation of the structure of sediments formed during treataent of wastewater by electrocoagulation/ J. Appl, Cheat 1964. vo).53. N Э p. 401-496 (в соавторстве).

9. Изучение несиладіатного лэлева в некоторых ночвах а-тодаш ЯГГС, ЭПР и магнитных иамеренн*// Рук. деп. в ВИНИТИ 1.08.es И 6731-86 12 с. (в соавторстве).

10. Преврацеши млюрелов в почвосбраа^оцих породах До-жны гейееров// Вестник МГУ. серия 17 почвоведение. 1986, N2 о. 26-30 іь еоаигорстве).

11.Исследование переходов Fe2+—> Fe3+ в процессе выветривания методом га^ма-резонансчой спектроскопии// Л<толо-

гия и полеет» ископаемые. 1066. Н 2. с. 136-141 (в соавторстве),

12. Изучение :.^елияений железа в почвах с номсвьи месс-бауэронекой спектроскопии и других физических методов// "Спектроскопия координационных соединений". Всеооюе. сове с, Тезисы.- Краснодар, 1СЙР. с. S06 (в соавторстве).

13. Исследование эффективно» ясля в иагниторавОаален-них микрокристаллах гетига// íyit дел. в ВИНИТИ 01.09.86 N 6383-В 10 с, сонрторстве).

14. Estado del hierro en algunos suelos de Cuba, íwdiante mediciorifcs magnéticas y nucleares// Ciencias d<* la agricultura. 1937. К 31. р. 65-fil. (й соавторстве).

15. Диагностика валентного оостснния юлеза во фракциях механических элементов почв// Всесэне. совещ. по npükjl мессбауэровсксй спектроскотш. Тезисы. - Ы.: кэд-во МИФИ. 1989 о. 165 (в соавторстве).

16. Тиветриввнив основных пород и состояние жел&еа в почве острова Валаам// 35 науч. -тех. конф. Ярославского политех. иист. Ярославль. 1989. с. 290 (в соавторстве).

АК 02Э48; Подписано в печать 18.10,89. Формат. бОїві1^16*

Бумага газетная. Офсетная печать. Яеч.д. 1,0, Тирах 100. Зеказ 2839, Госплатяо»

Типограф*« Ярославского яолитвхямеского института. Ярослаать, ул. Советская, Ив.