Почвообразовательные процессы и развитие почв во времени (стр. 7 из 12)

Эоловый привнос мелкозёма и солей

Импульверизация солей (в твёрдой и жидкой фазе)

Привнос вулканической пыли

Солифлюкция и конжелифлюкция

Антропогенный привнос твёрдого вещества

Привнос – вынос жидкого вещества

Унос с флювиальными водами

Привнос с приливно- трансгрессивными морскими и озёрными водами

Привнос с индустриальными водами

Привнос и сорбция газообразного вещества

Татьяна Вячеславовна Аристовская (1980) выделила элементарные почвенно-биологические процессы:

разложение растительного опада

образование гумусовых веществ

разложение гумусовых веществ

деструкция минералов почвообразующей породы

новообразование минералов

Факультативные ЭПБП:

глееобразование

орштейнообразование

солеобразование

Систематика Почвенного института им. В.В. Докучаева – 2006

Коллектив исследователей из почвенного института выделил следующие основные наиболее важные процессы, приводящие к образованию генетических горизонтов и их системы:

Процессы аккумуляции и трансформации гумусовых веществ – процессы формирования

серогумусовых аккумуляций

светлогумусовых аккумуляций

темногумусовых аккумуляций

перегнойно-темногумусовых аккумуляций

криогумусовых аккумуляций

Процессы аккумуляции и преобразования грубого органического вещества

процессы формирования грубогумусовых аккумуляций

процессы формирования перегнойных аккумуляций

торфообразование - процессы формирования:

торфяных аккумуляций

олиготрофно-торфяных аккумуляций

эутрофно-торфяных аккумуляций

сухоторфяных аккумуляций

деструктивно-торфяный процесс

Процессы метаморфизма минеральной массы

процессы железистого метаморфизма, в т.ч.

процессы палевого метаморфизма

процессы структурного метаморфизма, в т.ч.

процессы криогенного метаморфизма

процессы ксерометаморфизма

иллювиально-метаморфические процессы

процессы гидрометаморфизма

глеевый метаморфизм

неглеевый гидрометаморфизм

Процессы хемогенной дифференциации

альфегумусовая (иллювиально-алюмо-железо-гумусовая) дифференциация

альфегумусовое иллювиирование

иллювиально-железистый процесс

иллювиально-гумусовый процесс

альфегумусовое подзолообразование

редокс-альфегумусовая дифференциация

процессы окислительно-восстановительной дифференциации железа

Процессы гранулометрической дифференциации

селективное оподзоливание

лессиваж

солонцовые процессы

Процессы дифференциации солей

карбонатов

гипса

легкорастворимых солей

Процессы перемешивания почвенной массы, приводящие к нарушению естественного залегания горизонтов и/или гомогенизации минеральной и органической части почвы

криотурбационный процесс

турбационнные процессы при слитизации

фитотурбуции

зоотурбации

склоновые процессы

Глава 2. Современное понимание элементарных почвообразовательных процессов

Характеристика элементарных почвообразовательных процессов

ЭПП метаморфизма минеральной части почвенной массы

Термин «метаморфизм» естествоиспытателями в основном понимается как изменение породы под высокими температурами и давлением в глубоких земных слоях. Поэтому употребление этого термина как процесса изменения состава почвенной массы не совсем удачно (Черняховский, 1992). Лучшее название этой группы процессов – процессы внутрипочвенного выветривания (ВПВ). Но в данной работе мы можем употреблять и «метаморфизм почвенной массы», оставляя ВПВ как процессы изменения первичных минералов.

Процессов ВПВ довольно много, при этом исследователями выделяется всё большее количество. Для наиболее полного представления о происходящих процессах необходимо сопоставить два вида составов – первичный, состав (минералогический) наиболее распространённых почвообразующих пород и результирующий, минералогический состав почв. Процессы в этом случае представятся как разные способы переходов от первого ко второму. Далее, необходимо сгруппировать несколько близких процессов в ряд элементарных, для облегчения восприятия. Для этого необходимо многочисленные почвенные и породные минералы разделить на группы со схожей направленностью гипергенных процессов, со схожими свойствами. Приблизительно такая работа была проведена А.Г. Черняховским (1992). Он дал следующую классификацию почвообразующих пород по свойствам, определяющим основные направления процессов внутрипочвенного выветривания:

Класс I. Преимущественно конгруэнтно растворяющиеся (полное разрушение первичной кристаллической структур).

Группа А. Легко карстующиеся породы, из минералов с ионной связью (гипс, карбонаты, легкорастворимые соли). Разделяются подгруппы без нерастворимого остатка и с ним.

Группа А. Карстующиеся породы, из минералов с преимущественно ионной связью (серпентиниты), также без нерастворимого остатка или с ним.

Группа В. Некарстующиеся, сложенные минералами с ионной и ковалентной типами связей (осадочные породы с глинисто-карбонатным, карбонатным и карбонатно-сульфатным цементом). Разделяется подгруппы калий-полевошпатовые кварцсодержащие и бескварцевые

Группа Г. Некарстующиеся, сложенные минералами с преимущественно ковалентной связью без породообразующих слоистых алюмосиликатных минералов. Также разделяются подгруппы калий-полевошпатовые кварцсодержащие (граниты, гнейсы) и бескварцевые (габбро, диабазы, базальты).

Класс II. Преимущественно инконгруэнтно растворяющиеся (с сохранением фрагментов первичной кристаллической структуры)

Группа А. Консолидированные (плотного сложения), сложенные минералами с преимущественно ковалентными типами связей и содержащие в достаточных количествах слоистые алюмосиликатные минералы. Подгруппы: калий полевошпатовые кварцсодержащие (граниты, гнейсы) и бескварцевые (габбро, диабазы)

Группа Б. Неконсолидированные, сложенные минералами с преимущественно ковалентными типами связей, содержащие слоистые алюмосиликатные минералы. Подгруппы: калий полевошпатовые кварцсодержащие (суглинки, глинистые пески и галечники) и бескварцевые (суглинки, глины, глинистые пески и галечники). (Черняховский, 1992).

Черняховский выделил два механизма процесса для первого класса веществ (конгруэнтно растворимых). Во-первых, это Н2О-конгруэнтное растворение – разрыв ионных связей минералов под действием электростатической силы диполей воды и переход элементов в раствор. Таким способом проходит выветривание солей (карбонатов, гипса, легкорастворимых). Во-вторых, это Н+-конгруэнтное растворение – разрушение кристаллической решётки под действием ионов водорода. Так разрушаются силикаты каркасной, цепочечной и островной структуры. Механизм инконгруэнтного растворения тоже разбит на два вида – во-первых, это такое растворение слюд и слоистых силикатов, при котором с ионами Н+ и ОН- соединяются и уходят в раствор катионы с ионными типами связей - Mg, Fe, происходит окисление Fe2+, и т.д. Во-вторых, это разрушение более прочной ковалентной связи О-Si-O, Al-O-Al, происходящее в жарком и влажном климате, с остаточным образованием аморфных оксидов и каолинита.

Рис. Упрощённая схема систематики ЭПП метаморфизма почвенной массы (внутрипочвенного выветривания) согласно формально-аксиоматическому подходу выделения ЭПП (Таргульян, Черняховский, 1992): Аксиома 1 – различные процессы выветривания идут в почвах с разным первичным минералогическим составом и одинаковыми внешними условиями. Аксиома 2 – состав ЭПП отличается в почвах с разными условиями (факторов) почвообразования при одинаковом минералогическом составе. Цветом показаны разные минералы.

Таким образом, все процессы внутрипочвенного метаморфизма (выветривания) можно рассмотреть, учитывая два фактора – минералогический состав, собственно из которого происходит выветривание, и внешние условия, в которых оно проходит. Такой способ выделения процессов Таргульян назвал аксиоматическим формальным, противопоставив ему ассоциативный.

Поэтому сначала рассмотрим наиболее распространённый состав минеральной части почв, для понимания как ресурса для метаморфизма – первичного, унаследованного от почвообразующей породы, состава, так и результата метаморфизма – новообразованного материала, вторичных минералов.

Разделяются первичные (унаследованы от магматических и метаморфических пород) и вторичные минералы (гипогенные – образованные постмагматическими и гидротермальными метаморфическими процессами, и гипергенные). Гипергенные вторичные минералы могут быть как остаточными, так и новообразованными в процессе почвообразования (Геннадиев, Глазовская, 2003).

Первичные минералы, составляющие основную часть горных пород, обозначаются как главные (породообразующие), меньшую часть занимают второстепенные, и совсем малую – акцессорные минералы. В данном случае нас интересуют породообразующие минералы. К ним относится следующие подразделения: 1) оксиды – кварц; 2) силикаты – пироксены (авгит), амфиболы (роговая обманка), оливин; 3) алюмосиликаты – каркасные (полевые шпаты – калиевые, натровые, и др.), слоеватые (слюды – мусковит, биотит). (Там же).

Метаморфизация минеральной массы осуществляется путём ряда химических реакций. При этом из первичных диагностируется данная группа процессов, и даётся название. Так, образование глинистых минералов называется оглиниванием; часто отдельно выделяется сиаллитизация и монтмориллонитизация (накопление глины сиаллитного состава и монтмориллонита соответственно). В связи с этим возникает неопределённость в количестве выделяемых процессов – продуктов метаморфизма может быть довольно много, как и исходных минералов; количество химических реакций намного превосходит максимум 10 выделяемых процессов. Обычно называются наиболее рапространённые и играющие определяющую роль соединения – вторичные минералы. оксиды железа и алюминия (составляющие большую часть минеральной части почвы в метаморфических почвах), соли (легкорастворимые, гипс, карбонаты). Однако называются процессы и по начальному веществу (разрушение глинистых силикатов, дезинтеграция твёрдых пород), если она играет большую роль в составе почвы. Зная химический состав начальных и конечных соединений, можно предположить и механизм процессов. Кроме собственно химических реакций разложения и синтеза минеральных соединений, происходят и вынос подвижных продуктов, и соединение с имеющимися водой, углекислым газом.