Тема: почвообразующие породы

Горные породы, из которых формируется почва, называются почвообразующими, или материнскими.

Материнскую породу можно рассматривать как начальное состояние почвенной системы и как почву в нулевой момент времени. По условиям образования их подразделяют на три группы: магматические, метаморфические и осадочные.

Магматические породы образуются при застывании силикатного расплава магмы внутри земной коры или на ее поверхности. Магматические породы состоят главным образом из соединений кремния, алюминия, железа, магния, кальция, калия и натрия. В зависимости от соотношения соединений Al, Si, К, Na: Fe, Ca, Mg, различают магматические породы кислые и основные.

Кислые магматические почвообразующие породы (граниты, липариты, пегматиты) имеют высокое содержание кремнезема (более 65%). Плотность составляет 2,6–2,7 г/см³. Они имеют, светлую и буроватую окраску с хорошо выраженными кристаллами кварца, полевых шпатов, слюд. Почвы, образующиеся из кислых пород, содержат гравий, песчаные частицы разного размера и поэтому имеют рыхлое сложение, у них, как правило, повышенная кислотность, недостаточное количество оснований и невысокое плодородие.

Основные магматические почвообразующие породы (базальты, перидотиты, дуниты, габбро) характеризуются более низким содержанием кремнезема (40-60%) и повышенным содержанием оснований. Плотность составляет 3,0 г/см³.Они имеют темную окраску - за счет присутствия темноцветных минералов (плагиоклаз, лабрадор, роговая обманка, оливин, габбро).

Почвы, формирующиеся на продуктах выветривания основных пород, отличаются щелочной и нейтральной реакцией, содержат много оснований, гумуса и обладают повышенным плодородием.

Магматические породы составляют 95% общей массы пород, слагающих литосферу, но в качестве почвообразующих они занимают небольшие площади, главным образом в горных областях.

Метаморфические породы - вторичные массивно-кристаллические породы, образовавшиеся в недрах Земли в результате перекристаллизации магматических и осадочных пород под действием высоких давлений и температур. К ним относятся гнейсы, мрамор, кварцит и др. В качестве почвообразующих, занимают небольшие площади. На продуктах выветривания сланцев и мрамора формируются почвы, обогащенные основаниями, с повышенным уровнем плодородия.

Основная поверхность земли (75%) покрыта осадочными породами.

Осадочные породы - сформировались в процессе выветривания магматических и метаморфических пород, обусловлены переносом продуктов выветривания водными, ледниковыми и воздушными потоками и отложением на поверхности суши, на дне морей, океанов, озер, в поймах рек. По происхождению они подразделяются на морские и континентальные.

По возрасту на древние и четвертичные.

Четвертичные - образовались в последние 1,5-2 млн. лет и продолжают формироваться в настоящее время. Характеризуются рыхлым сложением, невысокой плотностью, представлены частицами разного размера и разной степени окатанности (дресва, щебень, глыбы, валуны, галечники, пески, суглинки, супеси, алевролиты, лессы и др).

Древние - также состоят из обломков и частиц различного размера, но имеют более высокую плотность, как правило, сцементированы (брекчия, конгломерат, песчаник). В качестве почвообразующих преобладают четвертичные отложения.

Формирование почвообразующих пород связано с процессами выветривания горных пород, переносом и переотложением продуктов выветривания.

Выветривание - это совокупность сложных и разнообразных процессов изменения горных пород и минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы.

Различают 3 формы выветривания (физическое, химическое и биологическое).

Физическое выветривание - механическое раздробление горных пород и минералов без изменения их химического состава.

К факторам физического выветривания относятся:

- температура, так как происходят перепады суточных и сезонных температур (более интенсивно физическое выветривание протекает при больших амплитудах колебания температур - например, в жарких пустынях поверхность пород днем нагревается до 60-70 °С, а ночью охлаждается почти до 0°С);

- вода, которая, проникая в трещины горных пород, создает капиллярное давление большой силы, также сильно разрушает вода при замерзании, так как она расширяется на своего объема и оказывает большое давление на стенки трещин горных пород. В результате образуется рухляк, т.е. обломки и мелкие отдельности горной породы разных размеров: щебень, глина, песок.

Физическое выветривание, раздробляя и разрыхляя массивные горные породы, увеличивает общую поверхность, что создает благоприятные условия для проявления химического и биологического выветривания.

Химическое выветривание - процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и соединений.

К факторам химического выветривания относятся кислород, температура, вода и угольная кислота. Разложение минералов водой усиливается с повышением температуры и насыщением углекислым газом, который придает воде, кислую реакцию, что действует на минералы разрушающе. Повышение температуры на каждые десять градусов ускоряет течение химических реакций в 2 - 2,5 раза. В процессе окисления изменяется первоначальная окраска горных пород, появляются желтые, бурые, красные тона.

В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов и разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми минералами (вторичными) и приобретает связность, влагоемкость, поглотительную способность идр. свойства.

Биологическое выветривание - механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Большую роль в развитии процессов выветривания играет - климат, так как интенсивность выветривания определяется температурой и осадками, поэтому на земном шаре образуются разные типы почв.

В дальнейшем осадочные породы подвергаются последующему изменению - денудации.

Денудация - процесс переотложения продуктов выветривания, в котором участвуют ветер, водные потоки и ледники.

Существенную трудность представляет решение вопроса о границе между почвой и породой, на которой она развивается. По В.В. Докучаеву нижняя граница почвы совпадает с нижней границей гумусового горизонта. К.Д. Глинка в полном согласии с докучаевским определением почвы считал необходимым «называть почвой не только гумусированные горизонты коры выветривания, но и более глубокие, где хотя гумуса и нет, однако результаты почвообразовательных процессов могут наблюдаться…» Г.В. Высоцкий (1934) предложил за нижнюю границу почвы принимать глубину ежегодного промачивания, поскольку именно инфильтрующиеся воды приносят в глубокие горизонты продукты жизнедеятельности организмов, активно воздействующие на материнскую породу и превращающие ее в почву.

Таким образом, граница между почвой и материнской породой во многих случаях носит условный характер. Материнская горная порода, т.е. порода из которой образовалась почва, обозначается символом «С». Кроме того, различают подстилающую породу - горную породу, лежащую под материнской породой и отличающуюся от нее в литологическом отношении. Подстилающая порода обозначается символом «D».

По генезису почвообразующие породы разделяются на следующие основные категории: элювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, озерные, ледниковые, эоловые, морские. Большинству генетических категорий свойственна приуроченность к ограниченным площадям, поскольку процессы, приводящие к их накоплению, привязаны либо к отдельным формам и элементам рельефа, либо к разобщенным очагам, как большинство вулканических пород. Каждая из генетических категорий приурочена к определенному месту, занимаемому на общем миграционном пути осадочного материала по поверхности суши. В природе очень широко распространены сме­шанные типы генетических отложений. Например, в образовании склоновых отложений могут участвовать процессы обваливания, осыпания, оползания, солифлюкции и делювиальные. Но, как правило, основную роль играет какой-либо один процесс.

Элювиальные породы

Элювий - это продукты выветривания горных пород на месте своего образования; элювий представляет собой несортированную механическую смесь угловатых частиц и обломков породы постепенно переходящую в неизменную породу. Отличительные признаки элювия - неокатанность обломков и постепенность перехода от первоначальной породы к верхней части, наиболее выветренной. Элювиальные породы наиболее развиты на плоских водораздельных пространствах, то есть там, где процессы денудации не наблюдаются или сильно ослаблены. Для большинства геологов понятие «элювий» совпадает с понятием «кора выветривания» (Гинсбург, 1951; Шанцер, 1966 и др.). Формирование элювия имеет огромное значение в жизни Земли как источник всех других форм осадочных континентальных и морских отложений. На элювии формируются элювиальные автономные генетически самостоятельные почвы, которые не получают со стороны веществ и энергии. Баланс вещества отрицателен, то есть за счет поверхностного, бокового и нисходящего токов влаги почва теряет минеральные вещества. Под влиянием растений происходит перекачка элементов из нижних слоев в поверхностные горизонты, но в целом элювиальная толща из года в год обедняется минеральными веществами.

Отличительными признаками элювия является также его тесная генетическая связь с исходной породой. Окраска элювия сильно варьирует и зависит от исходных пород и характера выветривания (климата).

В предгорьях Алтая элювий представлен продуктами выветривания плагиогранитов (Змеиногорский район), хлоритов (Краснощековский район), серпентинов, известняков (Салаирский кряж).

В почвенном отношении важно различать основные виды элювиальных пород: элювий карбонатных пород (известняки, доломиты, мрамор, мел, карбонатные глинистые сланцы); элювий бескарбонатных пород (песчаники, глинистые сланцы, конгломераты); элювий кристаллических, магматических и метаморфических пород (граниты, сиениты, диабазы), латеризованные элювиальные породы красной окраски (выходы третичных пород предгорий Алтая (Змеиногорский, Локтевский районы).

Делювиальные породы

Делювий (deluvio - смываю) - это наносы, образующиеся на нижних частях пологих склонов в результате смыва дождевыми и талыми водами разрушенных горных пород с верхней части этих склонов. Делювий - продукт равномерного плоскостного смыва, производимого маленькими струйками или сплошной тонкой пеленой воды. Интенсивность смыва зависит от режима поверхностного стока, напряжение которого возрастает во влажном климате. Смыву препятствует растительный покров, поэтому при распашке склонов в гумидном климате интенсивность делювиальных процессов усиливается.

Признаки делювия - слоистость и некоторая сортированность механических частиц (более крупные оседают выше по склону, наиболее мелкие - у подножия склона). Делювий может быть и неслоистым.

Механический состав делювия весьма разнообразен. Он зависит от механического состава пород, подвергшихся размыву, и от степени сортировки делювиальными потоками. Во всех случаях делювий более мелкозернистый, чем исходная порода. Делювий часто залегает в форме шлейфов у основания склонов, медленно разрастаясь в ширину, сливаясь с соседними шлейфами и постепенно нарастая и поднимаясь вверх по склону; делювий местами достигает водораздела, где смыкается с близким к нему по составу элювием. В местах, где трудно провести границу между элювием и делювием, их объединяют под общим названием - элювиально-делювиальные образования.

Пролювиальные отложения

Пролювий (proluvio - сношу течением) - отложения временных водотоков, накапливающиеся преимущественно в устьевых частях, в субаэральных дельтах (некоторые исследователи относят их к аллювиальным отложениям). Основная особенность пролювия - это концентрическая зональность, в плане наиболее ярко выраженная у конусов, формирующихся у подножия крутых горных хребтов. Крупность пролювиального материала по мере удаления от вершины конуса уменьшается, что связано с растеканием вод по поверхности и уменьшением скорости потока.

Пролювиальные отложения свойственны областям полуаридного и аридного климата, где горные реки иссякают, вырвавшись в предгорную область. Многие лессы Средней Азии имеют пролювиальное происхождение. В гумидных областях конусы выноса практически нацело сложены галечником, более мелкий материал выносится руслами неиссякающих потоков далеко от гор.

Петрографический состав пролювиальных отложений весьма разнообразен: в них могут содержаться обломки пород и минералов не свойственных данной территории.

Аллювиальные отложения

Аллювий (aluvio - намыв) - отложения текучих вод (рек и ручьев). В соответствии со строением рельефа русло водного потока никогда не бывает совершенно прямым. Поток воды вместе с твердыми частицами ударяет в берег в местах, где последний изгибается; продукты разрушения при этом частично уносятся, частично отлагаются у противоположного берега и постепенно накапливаются. Разрушающийся берег будет отодвигаться все дальше от первоначального положения. Вслед за ним будет двигаться и толща аллювиальных отложений. При этом она слагается не только из материала противоположного берега, но также из материала принесенного с верховьев реки и со склонов.

Все разновидности аллювия разного механического состава отличаются заметной, часто хорошей, сортировкой материала по крупности частиц. Аллювиальные отложения отличаются горизонтальной, или косой, слоистостью, связанной с периодичностью наносов. В толще аллювия обычно наблюдаются ржаво-охристые, коричневые, сизые и другие прожилки либо целые прослойки оглееных или оруденелых горизонтов, а также линзы торфа, включения остатков растительных и животных организмов.

Выделяют три фации аллювия:

- русловый аллювий (состоит из грубых пород, в основании которых залегает галечник);

- пойменный аллювий (тонкие осадки, отлагающиеся при разливе рек);

- старинный аллювий (отложения озерно-болотного типа, накапливающиеся в старицах пойменной части долины).

Ледниковые отложения

Ледниковые отложения представлены моренами, флювиогляциальными и ледниково-озерными отложениями. Моренами называются отложения рыхлого обломочного материала; перенесенные движущимся ледником. Выделяют основную и конечную (краевую) морены. Основная морена покрывает ложе ледника (в областях материкового оледенения) и занимает огромные пространства, мощность ее составляет десятки метров. Основная морена подразделяется на поверхностную (обломки горных пород, скопившиеся на поверхности ледника), внутреннюю (возникшую из пород, находившихся в массе ледника) и донную (состоящую из пород, подстилающих ледник). Конечная морена представляет собой скопление обломков у края ледника (ледник их двигал перед собой). Особенности морен:

- неоднородный механический состав (глина, песок, гравий, щебень, валуны);

- материал поверхностной и внутренней морен слабо истерт ледником, перемыт талыми водами (поэтому в них мало глины), менее плотный;

- донная морена более тяжелая (валунные глины), так как подвергалась сильному механическому воздействию ледника;

- конечные морены представляют собой мощные нагромождения в виде гряд, холмов, валов, но они, как правило, разрушены эрозией;

- наличие валунов является наиболее постоянным признаком морен. Количество валунов зависит от характера коренных пород (в песчаных больше, чем в суглинистых и глинистых). В конечной морене валунов больше, чем в основной;

- окраска морен обусловлена составом коренных пород и характером выветривания (в таежно-лесной зоне красно-бурая, в лесостепной зоне буро-желтая с пятнами СаСО_з).

Флювиогляциалъные или водноледниковые осадки отлагаются в краевой зоне ледников и за их пределами из текучих ледниковых вод.

Их состав зависит от состава морены и условий отложения (чаще состав песчаный). Вертикальный профиль флювиогляциальных отложений характеризуется косой (или диагональной) слоистостью. Более крупные частицы (валуны) откладываются у вершин конусов выноса, далее накапливается песчаный материал, еще дальше - алеврит. Для грубообломочного материала более характерна косая слоистость, для песков и суглинков - горизонтальная слоистость. Мощность флювиогляциальных отложений колеблется в широких пределах: максимум - близ края морен (до 20 м), минимум - на удаленных участках (1-2 м).

Озерно-ледниковые отложения возникают внутри ледника и во внеледниковой зоне. Первые залегают на морене и характеризуются идеальной сортировкой, например, пластичные глины (шоколадного и светло-зеленого цвета), суглинки, реже пески. Вторые возникают, когда сток талых вод затруднен; в результате образуются горизонтально-слоистые пылевато-глинистые осадки. В крупных озерах в прибрежной части образуются песчаные и галечниковые осадки, а в центре - глины. Наиболее распространены из озерно-ледниковых отложений ленточные глины. Они представляют собой тонкие прослойки песчаных и глинистых отложений (при летнем таянии ледника откладывались песчаные осадки, а зимой, когда оттаивание замедлялось, из взмученных суспензий осаждались глины).

Озерно-ледниковые отложения по минералогическому составу малоотличаются от прилегающих морен, характеризуются хорошей сортированностью. Мощность отложений достигает 20-25 м.

Озерные отложения

Накопление озерных отложений происходит при колебательном движении воды, что делает их похожими на осадки моря.

Озерные осадки делят на:

- обломочные (привносятся в озера реками и ручьями и представляют собой гравий, песок, глины и др.). Наиболее распространены песчано-глинистые осадки, обладающие горизонтальной слоистостью (за счет сезонных изменений привноса), причем слоистость сохраняется только в восстановительной среде, то есть при отсутствии плотоядных организмов;

- органогенные (карбонатные и кремнистые отложения, сапропель и сапропелевый ил). Для органогенных озерных отложений характерна тонкая слоистость, которая обусловлена периодичностью развития планктона;

- химические отложения (представлены в виде солей, главным образом, в бессточных озерах). К химическим отложениям относятся NaCl, CaS0₄, CaS0₄ 2Н₂0, СаСО₃, водные окиси железа и марганца. Часто озерные осадки представляют смесь обломочного, органогенного и химического материала.

Эоловые породы

Эоловые породы- наносы, образовавшиеся в результате отложения частиц, принесенных ветром. В этих отложениях преобладают хорошо отсортированные песчаные частицы (0,05-0,25 мм). Встречаются также слабоотсортированные пески с частицами более 0,25 мм. Минералогический состав эоловых отложений однороден. Среди минералов преобладает кварц; минералов, неустойчивых к дроблению, мало. Эоловые пески слагают особые формы рельефа - дюны, барханы, бугры. Отличительными особенностями эоловых отложений являются окатанность, сортированность и своеобразная косая слоистость.

Дата добавления: 2015-07-16