Пятница, 20.01.2017, 06:45
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Естественные науки

ВЫВЕТРИВАНИЕ ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ

А.А.Пугачёв, П.Е.Тихменев, Вестник СВГУ. - 2013. - Вып. 20. - С. 62

ВЫВЕТРИВАНИЕ ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ

Рассматриваются свойства материнской породы как фактора почвообразования, определяющего особенности почвенного покрова в условиях криолитозоны. Материнская порода оказывает определяющее влияние на газообмен, влажность, солевой и тепловой режим почвы.

Ключевые слова: материнская порода, почвы, ландшафты, выветривание, многолетняя мерзлота. 

 

Почвообразующие породы оказывают разнообразное влияние на формирование и свойства почв. Минеральная часть почвы тесно связана с минералогическим и химическим составом почвообразующей породы. Гранулометрический, химический и минералогический состав почв на первых стадиях их развития почти полностью определяются составом исходных пород и только позднее, по мере формирования почвенного профиля, в различных генетических горизонтах появляются новые свойства, существенно отличающиеся от почвообразующей породы.

Решение поставленной цели основывалось на оценке состава и свойств основных почвообразующих пород Крайнего Северо- Востока России, их устойчивости к процессам выветривания и роли в формировании химического состава поверхностных и грунтовых вод.

Территория Магаданской области имеет сложное геологическое строение. В общем, для нее характерна значительная насыщенность магматическими образованиями [3; 7]. На Колымском срединном массиве залегают мощные толщи туфов и туфобрекчий андезитового и андезито-базальтового состава, перекрытые трахитами, трахилипаритами, липаритами, фельзитами и их туфами. В Охотско-Чукотском вулканогенном поясе преобладают породы в основном кислого и среднего составов: ингимбриты, граниты, гранодиориты, туфы, андезиты и андезито-базальты.

Наряду с породами вулканического происхождения широко распространены метаморфические породы, представленные,в основном, сланцами различного состава. В межгорных депрессиях, в долинах рек и на морском побережье коренные породы обычно перекрыты четвертичными породами различной мощности и генезиса: ледниковыми, водно-ледниковыми, морскими, ледниково-морскими, аллювиальными, озерно-аллювиальными и др.

Средний химический состав основных почвообразующих пород Крайнего Северо-Востока России

Горные породы в зависимости от своего состава в различной степени подвержены процессам физического и химического выветривания. Особенности элюводелювия этих пород, его гранулометрия и химизм влияют на свойства формирующихся почв (см. таблицу). Особенности процессов выветривания различных горных пород региона довольно подробно описаны Ю.А. Били-биным [1].

Элювиально-делювиальные отложения коренных пород являются наиболее распространенными на описываемой территории. Они приурочены к горным вершинам, склонам и шлейфам, также к отдельным холмам и увалам на низменных равнинах. Мощность этих отложений сильно варьирует: от 0,3-0,5 м до нескольких метров. В большей части исследованных районов они представлены элюво-делювием метаморфических пород (главным образом кристаллических и глинистых сланцев, песчаников), реже гранитов, гранодиоритов, липаритов, базальтов, диабазов и др. Элювиально-делювиальные отложения известняков и доломитов встречаются в бассейне рек Таскан, Сеймчан и Ясачной.

Элювиально-делювиальные отложения характеризуются большой щебнистостью, обычно легким гранулометрическим составом мелкозема и большой скважностью, обусловливающей «провальный водный» режим. С этим связаны глубокое и быстрое протаивание почв и малая льдистость многолетней мерзлоты. В мелкоземе элювио-делювия кристаллических сланцев, песчаников, гранитов и гранодиоритов преобладают песчаные фракции; содержание ила обычно мало, что определяет низкую емкость поглощения и кислую реакцию среды. Мелкозем элювио-делювия глинистых сланцев, известняков и доломитов отличается более высоким участием тонкодисперсных частиц, щелочно-земельных элементов, R2O3, нейтральной или слабощелочной реакцией.

Отмеченные различия элювиально-делювиальных отложений реализуются в различном морфолого-генетическом строении почвенных профилей. На кислых породах формируются почвы с дифференцированным профилем, на средних и основных породах - дерновые почвы, на карбонатных - своеобразные перегнойно-карбонатные почвы. Общим для этих почв является отсутствие переувлажнения и оглеения профиля, господство окислительных процессов.

Моренные отложения. Моренные отложения распространены в межгорных впадинах и в предгорной части Колымской низменности. В первых они обычно представлены грубовалунными супесями, в районе низменностей - суглинками и супесями. Размер валунов и количество обломочного материала в морене увеличивается при переходе от периферии к центру оледенения. Химический состав моренных отложений определяется обычно составом коренных пород в центре оледенения. При преобладании пород с высоким содержанием кварца мелкозем морены характеризуется кислой реакцией, относительно небольшим содержанием обменных и валовых форм кальция, магния и R2O3; при высоком участии основных и щелочных пород - высокими значениями рН, большим содержанием оснований.

Покровные отложения имеют сравнительно небольшое распространение на древних террасах р. Колыма и на предгорных увалах в Омсукчанском районе. Они имеют суглинисто-глинистый гранулометрический состав, характеризуются преобладанием фракций крупной пыли в мелкоземе. Последнее обусловливает большую влагоемкость [4; 5] и низкую водопроницаемость, следствием чего является интенсивное переувлажнение и оглеение развивающихся на них почв [6].

Верхнечетвертичные аллювиальные отложения приурочены ко II-IV террасам крупных рек. Они представлены суглинками, супесями, реже песками; характеризуются включениями хряща, гальки и гравия, количество которых увеличивается с глубиной. Эти отложения часто подстилаются сплошным слоем щебня местных коренных пород, реже гальки. Мощность мелкоземистого слоя сильно варьирует. При значительной мощности и тяжелом гранулометрическом составе мелкоземистого слоя формируются переувлажненные и оглеенные почвы с застойным водным режимом мерзлотного типа. При малой мощности и легком гранулометрическом составе развиваются почвы со свободным внутренним дренажем без признаков оглеения и господством окислительных процессов в профиле.

Верхнечетвертичные морские отложения распространены на вторых и третьих морских террасах в ряде приморских районов побережья Охотского моря. Обычно они без грубообломочного материала, представлены средними и тяжелыми суглинками. В мерзлой толще этих отложений находятся значительные количества легкорастворимых солей, следствием чего является нейтральная или слабощелочная реакция, а в некоторых случаях засоленность сформированных на них почв. По водно-физическим свойствам рассматриваемые породы близки к суглинистым моренным и покровным отложениям.

Другие типы почвообразующих пород на территории Магаданской области имеют ограниченное распространение и здесь не рассматриваются.

Любой конкретный элювиальный профиль формируется под воздействием ряда физических и химических агентов выветривания. Установлено, что в субполярных условиях протекают лишь процессы гидратации и выщелачивания алюмосиликатов и происходит формирование небольшой мощности зон дезинтеграции и гидратации, представленных в основном глинистыми минералами группы гидрослюд, гидрохлоритов и реже в незначительных количествах монотермитом [2]. Сохранность остаточных продуктов выветривания, как правило, возможна только в погребенном состоянии. В остальных случаях твердые фазы в составе взвешенных терригенных образований в итоге совместно с растворами ряда компонентов, транспортируемых в виде растворенных веществ, попадают в реки. По убыванию интенсивности выщелачивания различных пород в современных физико-географических условиях региона их можно расположить в следующий ряд: карбонатные породы - эффузивы андезитового состава - гранитоиды - кислые и средние эффузивы и терригенные осадочные образования. На темпы химического выветривания различных магматических и эффузивных образований значительно влияет их минеральный состав. Наличие значительного количества кварца в кислых и средних породах по сравнению с основными и ультраосновными породами обусловливают меньшую интенсивность химического разложения первых.

Скорость химического выветривания зависит также и от степени дезинтеграции исходного относительно монолитного материала. Выветривание протекает более интенсивно, например, в андезитах, образующих мелкообломочный элювий, чем в гранитоидах, распадающихся на крупные глыбы и отдельности. По убыванию интенсивности процессов физического выветривания в рассмотренных породах их можно расположить в следующем порядке: эффузивы андезитового состава - осадочные терригенные образования - кислые эффузивы - карбонатные породы - гранитоиды.

Рассматривая суммарный результат стока, обусловленного как физическим, так и химическим выветриванием, можно отметить, что в современных условиях больше всего разрушаются карбонатные отложения, затем эффузивы андезитового состава, гранитоиды и эффузивы кислого состава, меньше всего - осадочные породы.

Для характеристики миграционной способности элементов в современной коре выветривания рассматриваемого региона использован коэффициент водной миграции, который показывает, во сколько раз содержание элемента в минеральном остатке речной воды больше (или меньше), чем в горных породах. В целом для региона, растворенные химические элементы имеют неодинаковую степень подвижности:
1) энергично выносимые - J;
2) легко выносимые - Br, B, Zn, Ag, Sb;
3) подвижные - Mo, Pb, Co, F, Cu, Ni, be, Bi;
4) малоподвижные и инертные - Cr, V, Mn, Sn, Zr.

Рассмотрим основные провинциальные особенности почвообразовательного процесса.
Магаданская почвенно-географическая провинция. В горных районах провинции для развитых здесь почв материнскими породами являются преимущественно магматические основного и кислого составов: граниты, гранодиориты, липариты, андезиты, реже базальты, туфы. Осадочные породы триасового, юрского, мелового возраста обычно терригенные (песчаники, алевролиты, аргиллиты, сланцы) и встречаются довольно редко. Исключение составляет п-ов Тайгонос, где на поверхности обнажены геологические структуры, сложенные породами от архея до мезозоя, среди которых есть и мощные карбонатные толщи. В межгорных впадинах и речных долинах распространены рыхлые гравийно-галечниковые и глинистые (супеси, суглинки) отложения преимущественно аллювиального и озерно-аллювиального происхождения. На склонах речных долин развиты плащи делювиальных накоплений, на плоских водоразделах - элювиальных. Ледниковые образования играют подчиненную роль.

Колымская почвенно-географическая провинция. Она охватывает водосборные площади рек бассейна р. Колымы. Материнские для почв породы представлены часто терригенными, терригенно-карбонатными и карбонатными разностями палеозойского и мезозойского возраста. На участках вдоль границы с Магаданской почвенно-географической провинцией, а также в бассейнах рек Омолон и Коркодон, широко распространены магматические образования основного и кислого составов. В межгорных впадинах почвы формируются на угленосных литифицированных песчано-глинистых образованиях мелового возраста и рыхлых неоген- четвертичных отложениях, представленных гравийно-галечниковыми грунтами с песком, супесью, суглинками. В долинах рек образовались аллювиальные грубообломочные толщи. На склонах долин и вдоль их подножий распространены грунты делювиального и ледникового происхождения.

Таким образом, роль материнской горной породы как фактора почвообразования двояка. Прежде всего, верхние слои этой породы являются тем материалом, из которого образуется основная часть почвенной массы. В этом отношении влияние материнской горной породы на почвообразование может быть оценено с точки зрения гранулометрического, агрегатного, минералогического и химического его состава. От гранулометрического и агрегатного состава зависят физические свойства почв: водопроницаемость, воздухопроницаемость, водоудерживающая способность, влагоемкость всех видов.

Минералогический и сопряженный с ним химический состав пород влияет на химический состав почвы и на ход химических процессов в ней. По окончании этой стадии материнская порода не теряет значения в процессе развитии почв в условиях криолито- зоны, но ее роль меняется. Она является по отношению к почве подстилающим телом, субстратом, влияющим на почвообразование через регулирование газообмена, теплового, водного и солевого режимов в почвенных горизонтах.

 

Библиографический список

1. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей / Ю.А. Билибин. - М. : Наука, 1955. - 471 с.
2. Валпетер А.П. Характер современных процессов выветривания на Северо-Востоке СССР // Тр. СВКНИИ АН СССР - Магадан, 1972. - Вып. 44. - С.157-173.
3. Геологическая карта СССР. 1 : 200 000. Сер. Магаданская. Лист 0 - 56 - I // Объяснит. зап. - Магадан, 1991. - 86 с.
4. Орешкина Н.С. Опыты по изучению водоудерживающей способности фракций мелкого песка и крупной пыли / Н.С. Орешкина // Почвоведение, 1959. - № 1. - С. 79-86.
5. Орешкина Н.С. Экспериментальное изучение водоудерживающей способности песчаных и пылеватых фракций / Н.С. Орешкина // Исслед. в обл. генезиса почв. - М. : Изд-во АН СССР, 1963. - С. 107-138.
6. Пугачёв А.А. Биологический круговорот и почвообразование в ландшафтах Крайнего Северо-Востока России А.А. Пугачёв. - ИБПС ДВО РАН. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2009. - 116 с.
7. Шило Н.А. Рельеф и геологическое строение / Н.А. Шило // Север Дальнего Востока. - М. : Наука, 1970. - С. 21-83.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2013. Выпуск 20

Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (08.09.2016)
Просмотров: 61 | Теги: почвы, ландшафты | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2017