Почвообразовательные процессы и развитие почв во времени (стр. 9 из 12)

И.В. Замотаев (Элементарные почвообразовательные процессы, 1992) также указывает на реальную незначительность процессов внутрипочвенного сиаллитного выветривания в почвах гумидной умеренной зоны, его низкую скорость. Те глинистые минеральные массы, широко распространённые в почвах, являются либо унаследованными от почвообразующей породы или предыдущих тёплых эпох выветривания, либо есть продукты оглинивания в виде селективного биохимического растворения неслоистых силикатов и диспергации глинистосодержащих слоистых силикатов.

А.Г. Бирина (Элементарные почвообразовательные процессы, 1992) тоже дополнительно разделяет оглинивание (глинообразование в её терминологии) на два случая. Во-первых, это ЭПП трансформационного глинообразования первичных слоистых силикатов во вторичные глинистые, из-за действия ряда агентов выветривания – кислорода, воды, угольной и органических кислот. Изменяется структура минералов – так, по Гинзбургу (цит. там же), слюды биотит преобразуется в вермикулит или бейделлит, мусковит в серицит и далее в иллит. Во-вторых, это ЭПП синтеза глинистых минералов из продуктов распада первичных неслоистых минералов и аморфных оксидов. Он в общем соответствует ЭПП оглинения (сиалитизации) Герасимова и Глазовской, тогда как первый случай более повторяет предложенную ими же схему выветривания. Бирина также указывает на небольшие скорости синтеза глин в умеренном поясе; наибольшее развитие процесс получает в тропических вулканических районах.

Розанов предложил разделять оглинивание и оглинение. Оглинение, или сиаллитизация – это общий «процесс внутрипочвенного выветривания первичных алюмосиликатов с образованием и аккумуляцией in situ вторичной глины» (?). Этот процесс был разделён на два вида – метаморфическое (?) и монтмориллонитовое (?) оглинение. Метаморфическое оглинение он назвал оглиниванием (или собственно оглинением - аккумуляция глины сиаллитного состава), а монтмориллонитовое – монтмориллонитизацией (накопление вторичной глины монтмориллонитового состава) (Розанов, 1983). Механизм процесса монтмориллонитизации возможен, кроме как из-за выветривания первичных алюмосиликатов, с «ресиликацией ненабухающих сиаллитных глин при обработке их щелочными водами». Результатом процесса будет образование тяжёлых набухающих глинистых горизонтов с тёмной окраской (там же).

Далее, Бирина сочла необходимым выделить несколько процессов, связанных со существованием в почве вторичных глинистых минералов – ЭПП их трансформации и ЭПП их разрушения. Под первым она понимала трансформацию силикатов, приводящую к их изменению. Действительно, подобные процессы в почве явно будут иметь место, тогда как предыдущими исследователями они собственно не назывались. Ж. Милло (цит. там же) разделяет два вида этого процесса – деградацию и аградацию. Под деградацией понимается образование глинистых минералов с лабильной кристаллической решёткой и жёсткой структурой (что это?). Приводится ряды деградации иллитов: иллит → смешанослойный иллит-вермикулит → вермикулит → монтмориллонит (примерно этот же процесс Розанов включает в ЭПП монтмориллонитизации); хлоритов: железо-магензиальный хлорит → смешанослойные минералы → вермикулит. Среди аградационных процессов выделяются хлоритизация, иллитизация (наиболее изучены), и другие. Хлоритизация представляет собой «процесс формирования межпакетных прослоек гидроксидов Fe и Al в трёхслойных силикатах» (там же). Образуются почвенные хлориты – хлоритоподобные минералы. Иллитизация представляет собой процесс образования почвенных иллитов за счёт прочного вхождения калия в межпакетное пространство трёхслойных силикатов, к примеру монтмориллонита. Под ЭПП разрушения глинистых силикатов Бирина подразумевала процессы либо растворения минералов, либо изменения с потерей окристаллизованности и превращением в аморфные соединения. Основным механизмом действия процесса считается гидролиз минералов – растворением силикатов под действием органических кислот.

Резюмируя сказанное, можно наметить следующую схему системы и географии процессов, приводящих к образованию глинистых минералов, и обуславливающих их дальнейшую судьбу в почве.

Рис.1 Система почвенных процессов оглинения. Пунктиром обведены процессы, включаемые в один ЭПП, среди которого выделяются различные способы механизмов прохождения процесса (сплошная рамка) и виды процессов с разными результатами (точечная рамка) (?).

Следующая часть процессов связана с накоплением в почве полуторных оксидов Fe и Al, составляющих основную массу в тропических и субтропических почвах (краснозёмах и желтозёмах), и достаточно широко встречающихся и в почвах умеренного пояса.

Герасимов и Глазовская (1960) назвали ЭПП аллитизации (латеризация) почвенной массы. От выделенного ими же процесса сиаллитизации процесс отличается более глубокой степенью распада как первичных, так и вторичных алюмо и ферросиликатов. Вторичные минералы распадаются на оксиды Fe, Al и Si. Высокие температуры и периодическое иссушение приводят к образованию маловодных гидратов железа, придающих почвам кирпично-красный цвет (краснозёмы); в более влажных условиях образуются высокогидратированные оксиды ржавого цвета (желтозёмы). Содержание полуторных оксидов достигает 80-90%. Они находятся как в состоянии коллоидов, и могут образовывать и кристаллизованные вторичные минералы.

«Ферраллитизация – конечная стадия выветривания горных пород, сопровождающаяся преобразованием породообразующих силикатов и алюмосиликатов, выносом продуктов их разрушения и образованием минералов группы каолинита, окидов и гидроксидов железа и алюминия» (Дюшофур, 1970; Глазовская, 1972, и др, цит. по ЭПП, 1992). Замотаев (1992) разделяет, как и Бирина в случае процессов оглинивания, два случая процессов: 1) ферраллитизацию субстрата с породообразующими слоистыми алюмосиликатными материалами; 2) ферраллитизацию субстрата без породообразующих слоистых алюмосиликатных материалов (средних и основных интрузивных, эффузивных пород, вулканических пеплов и туфов).

Процессы метаморфизма минеральной массы

Эти процессы приводят к изменению её вещественного состава и структуры, без существенного перемещения продуктов трансформации. Среди этой группы горизонтообразующих процессов авторами Почвенного института были выделены следующие семь процессов:

Процессы железистого метаморфизма – образование и гидратация оксидов железа, образующихся при выветривании железосодержащих минералов с формированием железисто-метаморфического горизонта, бесструктурного или непрочно-комковатого, в почвах на полиминеральных песках, с гумидным климатом подзоны южной тайги – ржавозёмов.

Разновидностью процессов железистого метаморфизма являются процессы палевого метаморфизма, когда образуются железистые автохтонные плёнки из слабоокрашенных дегидратированных оксидов железа с небольшим содержанием оксалаторастворимых красящих форм. Образуется менее яркий, палевый метаморфический горизонт. Такие процессы происходят в условиях экстраконтинентального криоаридного климата, в палевых почвах Восточной Сибири.

В процессы структурного метаморфизма этой группы включены процессы структурообразования – педогенной переорганизации минеральной почвенной массы, происходящие в метаморфических горизонтах. Образуются структурно-метаморфические горизонты ореховато-комковатой и мелкоглыбистой структуры, имеющие, благодаря дополнительному ожелезнению, бурые, красновато-бурые, коричневые цвета. Такие горизонты будут широко распространены в бурозёмах, коричневых почвах, элювиально-метаморфических почвах на озёрных глинах.

Как особый случай структурного могут рассматриваться процессы криогенного метаморфизма. Это образование рассыпчатой, мелкой крупитчатой и гранулированной структуры в результате многократного промерзания и оттаивания, при наличие структуров – гидроксидов железа, гумуса. Её распространение иногда позволяет выделить особый криометаморфический горизонт в светлозёмах и криометаморфических почвах тундровой и таёжной зоны.

В подзонах южной степи и полупустынь развиваются ксерометаморфические процессы как наложение железистого метаморфизма – трансформации железа в щелочной среде, при сухом и жарком континентальном климате, с образованием малогидратных оксидов и структурного метаморфизма – образования мелкопризмовидной структуры с горизонтальной делимостью. В каштановых, бурых полупустынных почвах благодаря идущему процессу профиль дифференцируется и выделяется по гумусовым горизонтом ксерометаморфический горизонт каштанового или палево-бурого цветов.

При наличии лекговыветривающихся железосодержащих пород в почве в условиях гумидного климата идут иллювиально-метаморфические процессы. Такое сочетание наблюдается в областях современного вулканизма с морским климатом – на Камчатке и Курильских островах – охристых вулканических почвах. Происходит наложение альфегумусового процесса и процессов интенсивного железистого метаморфизма, с образованием ярко-охристых продуктов выветривания. В качестве лекговыветривающегося материала выступает тефра с большим содержанием вулканического стекла. При выветривании последней образуются алофаны и гидроксиды железа и алюминия, придающие специфический цвет и икряную структуру охристого горизонта.