Mineralogical composition of the main soil types of Central Yakutia.pdf Известно, что в автоморфных условиях почвообразования основным источником формирования вещественного состава зональных типов почв являются поч-вообразующие породы. При этом почвы, наследуя состав первичных минералов, в процессе почвообразования в значительной степени трансформируются под влиянием факторов-почвообразователей в соответствии с направлениями и темпами протекания элементарных почвообразовательных процессов [1]. Поэтому вещественный состав автоморфных типов почв вообще и состав первичных и вторичных глинистых минералов в частности определяется, в конечном счете, ландшафт -но-климатическими и литолого-геохимическими особенностями почвообразования конкретных почвенных провинций. В связи с этим основная цель данной статьи заключается в выявлении особенностей формирования минералогического состава и его внутрипро-фильного изменения в основных типах мерзлотных почв Центральной Якутии в условиях степного, лесостепного и таёжного типов зонального почвообразования.Объекты и методыИсследования проводились в условиях криоаридной территории Центральной Якутии на трёх участках почвенно-растительной катены (профиль «пос. Хатассы -оз. Б. Чабыда»), заложенной в долине Туймаада в окрестностях г. Якутска. Для анализа рассмотрены три типа почв: разрез 1ЧТ-03 солодь, 2ЧТ-03 чернозём и разрез ЗЧТ-03 палево-бурая оподзоленная. Почвообразующи-ми породами для всех трех исследованных типов почв являлись аллювиальные отложения песчаного гранулометрического состава разновозрастных террас долины среднего течения р. Лены [2]. При этом почвенный профиль чернозема был сформирован на второй надпойменной террасе голоценового возраста на песчаных отложениях, главным образом, слюдисто-полевошпа-тового минералогического состава, в то время как профили солоди и палево-бурой оподзоленной почвы сформированы на сильно выветрелых древнеаллюви-альных отложениях плейстоценового возраста комплекса высоких террас преимущественно кварцевого состава.Разрез 1ЧТ-03 заложен на пологом склоне к оз. Б. Чабыда местного водораздела среднего уровня аллювиальной равнины. Координаты местозаложения разреза: широта (N) - 61°59'29,8", долгота (Е) -129°22'55,3", абсолютная высота (Н) - 206,7 м. Лиственничник кустарничковый. В подросте - береза и сосна, в подлеске - береза кустарниковая и роза иглистая.В напочвенном покрове - толокнянка, брусника, а также спорадически - лишайники и осока.АО, 0-2 см. Темно-бурая, рыхлая, лесная подстилка, слабо увлажнена, переход ясный.А1А2, 2-12 см. Белесовато-светло-серый, бесструктурный, песчаный, слабо увлажнен, переход заметный.А2, 12-38 см. Палево-белесоватый с отдельными включениями черных древесных углей, бесструктурный, мучнистый на ощупь, песчаный, слабо увлажнен, переход заметный.Bt, 38-52 см. Коричневато-светло-бурый, непрочно-комковато-пылеватый, легкосуглинистый, слабо увлажнен, плотнее предыдущего, переход заметный по цвету и механическому составу.ВС, 52-91 см. Светло-бурый, бесструктурный, супесчаный, слабо увлажнен, переход постепенный.С, 91-130 см. Белесовато-светло-бурый, бесструктурный, песчаный, слабо увлажнен.Почва: солодь.Разрез 2ЧТ-03 заложен на вершине гривного повышения в пределах второй надпойменной террасы р. Лены, в долине Туймаада в окрестностях г. Якутска. Координаты местозаложения разреза: N 61°54'22,3", Е 129°33'29,2", Н 102,7 м. Типчаково-осочковая степь, в составе разнотравья также присутствуют польшь якутская, вероника седая, кермек, гвоздика пестрая.Ad, 0-1 см. Буровато-темно-серая, рыхлая дернина, переход в следующий горизонт заметный.А, 1-24 см. Серый, непрочно-мелкокомковатый, с поверхности супесчаный, а глубже легкосуглинистый, пронизан сеткой мелких корней, слабо увлажнен, языками и затеками гумуса серого цвета переходит в следующий горизонт, переход заметный.АВ, 24-35 см. Буровато-светло-серый, непрочно-мелкокомковатый, легкосуглинистый, слабо увлажнен, с 30 см от поверхности отмечаются вьщеления СаСОз в форме псевдомицелия, ближе к нижней границе вскипает от НС1, вскипание слабое, переход заметный.Вса, 35-57 см. Серовато-светло-бурый, непрочно-мелкокомковато-пылеватый, легкосуглинистый, слабо увлажнен, вскипает от НС1, вскипание среднее, переход в следующий горизонт постепенный.ВСса, 57-75 см. Белесовато-светло-бурый, бесструктурный, супесчаный, слабо увлажнен, вскипает от НС1, вскипание среднее.С, 75-150 см. Неоднородный по цвету и механическому составу, представляет собой чередование белесовато-светло-серого мелкозернистого песка, который абсолютно преобладает по объему, с тонкими, толщиной 1-3 см прослойками светло-бурой супеси.176Почва: чернозём.Разрез ЗЧТ-03 заложен на ровной водораздельной поверхности верхнего уровня древней аллювиальной равнины. Географические координаты: N 62°05'17,9", Е 129°12'58,3", Н 253,9 м. Смешанный сосново-лиственничный лес лишайниково-кустарничковый. Лишайники - кладонии, кустарнички - толокнянка и брусника, присутствуют также спорадически зеленые мхи, голубика, багульник, роза иглистая.А0А1, 0-4 см. Темно-бурый органогенный, рыхлый, влажный, с включением черных древесных углей, переход заметный.А1А2, 4-9 см. Белесовато-светло-серый, бесструктурный, супесчаный, слабо увлажнен, пронизан сеткой корней с включением черных древесных углей, переход постепенный.А2В, 9-21 см. Белесовато-бурый неоднородный по окраске, с охристыми пятнами и натёками РегОз, непрочно-мелкокомковатый, средний суглинок, слабо увлажнен, переход заметный.B,21-53 см. Белесовато-светло-бурый, неоднородный, с коричневыми натёками гумусово-железистыхсоединений, непрочно-мелкокомковатый, среднесугли-нистый, плотнее предыдущего, слабо увлажнен, переход ясный по цвету и механическому составу.ВС, 53-86 см. Неоднородный, в большей массе буровато-охристая супесь с линзами белесовато-светлосерого песка, бесструктурный, слабо увлажнен, с включением кварцевой гальки различных размеров, переход заметный по цвету и механическому составу.C,86-144 см. Белесовато-светло-серый среднезер-нистый песок, бесструктурный, слабо увлажнен, свключением кварцевой гальки различных размеров до10% от объема.Почва: палево-бурая оподзоленная.Минералогический состав первичных минералов определялся на качественном уровне методом рентге-нофазового анализа, а вторичных глинистых - на количественном уровне по методике Т. А. Соколовой [3], при этом оценивалось содержание иллита, каолинита и минералов с лабильными решетками (монтмориллонита и вермикулита). Съемка проводилась на установке ДРОН-2, уточнение состава некоторых фаз производилось на приборе УРС-0,3 [4].Результаты и их обсуждениеКлимат г. Якутска и его окрестностей резко континентальный и засушливый с длительной, крайне морозной и малоснежной зимой, с коротким относительно жарким и засушливым летом. При этом среднемесячная t июля (tH) составляет 18,7°С, января (гя) -(^t3,2°C), среднегодовая t (tr) - (-10,3°С), среднегодовое количество осадков (Qr) - 202 мм, количество осадков за вегетационный период (QB) - 143 мм, испаряемость (Е) - 502 мм, коэффициент увлажнения (Ку) -0,3, коэффициент континентальности (Кк) - 302 и сумма активных t (£t > Ю°С) - 1565°С.Состав и количество минералов исследуемых мерзлотных почв приведены в табл. 1 и 2. Все почвы формируются на легких песчаных отложениях близкогогранулометрического состава. В пределах исследуемой почвенной катены в процессе педогенетического анализа довольно точно и однозначно оценивается направление и интенсивность процессов внутрипочвен-ного выветривания и почвообразования. Почвообра-зующие породы почв, развитых на высоких террасах плейстоценового возраста (разр. ЗЧТ-03 и 1ЧТ-03) являются более выветрелыми, чем таковые (разр. 2ЧТ-03), сформированные на более молодых голоценовых аллювиальных отложениях. Об этом убедительно свидетельствуют данные минералогического состава (см. табл. 1). Поэтому также не случайно, что наиболее бедный полевошпатово-кварцевый состав гор. С характерен для почвы разр. ЗЧТ-03, а наиболее богатый -для почвы разр. 2ЧТ-03, где зафиксировано наличие всех изучаемых групп первичных и вторичных минералов (табл. 1).Почва разреза 1ЧТ-03 имеет преимущественно као-линитовый состав, также в ней содержится гидрослюда и смешаннослойный минерал типа гидрослюда-монтмориллонит и следовое количество хлорита в нижних горизонтах почвы. Содержание каолинита увеличивается от горизонта С к горизонту А2 и уменьшается в горизонте А1А2, т.е. в данной почве идет накопление каолинита. Уменьшение содержания каолинита в горизонте А1А2, также как и слюды, объясняется тем, что из-за расположения разреза на пологом склоне происходит вымывание минералов в составе мелкодисперсных взвесей посредством склонового стока из верхних горизонтов в период дождей и весеннего снеготаяния. Этой же причиной объясняется ложное накопление смешаннослойного минерала в этом горизонте.Почва разреза 2ЧТ-03 имеет преимущественно као-линит-иллитовый состав с небольшим содержанием хлорита во всей почвенной толще. Кроме того, в данной почве, возможно, содержится смешаннослойный минерал типа слюда-монтмориллонит. Мы считаем, что это своего рода переходный от слюды к монтмориллониту минерал. Общим началом трансформации для всех слюд является образование гидратированных форм исходных слоистых структур, затем идет образование смешаннослойного слюда-монтмориллонита. При этом в основном процессе мы не наблюдаем уменьшения содержания каолинита и слюды и при визуальном осмотре дифрак-тограмм, и при расчёте количества минералов по методике [3]. Наоборот, идёт увеличение их количества, т.к. процесс монтмориллонитизации слюды протекает как в прямую, так и в обратную сторону.Таким образом, в генезисе мерзлотного чернозема проявляется процесс внутрипочвенного оглинивания, где почти при постоянной доле кварца отмечается изменение относительного содержания других исследуемых первичных и вторичных минералов (табл. 1, разр. 2ЧТ-03). Можно предварительно утверждать, что здесь в условиях слабощелочной реакции среды посредством трансформации полевых шпатов в системе сопряженных горизонтов почвенного профиля (А-АВ-Вса) увеличивается содержание минералов группы слюд и каолинита. А в качестве новообразованных минералов присутствуют смешаннослойные минералы (гор. АВ и Вса) и карбонаты (гор. Вса).177Минералогический состав основных типов автоморфных почв Центральной ЯкутииТаблица 1Минералогический состав почв ■ ш я ряяяя „ 2я>■■ й>>&2£ S иОн ЁОн ^ яь- Я ЯСО Эсо ОСО 5 ралы из хлорита мориллссо ЁГоризонтГлубина, смКваргралы и левыхралы и амфибралы и пы слкралы и каоли ралы и карбов0} О0}0} Ня яя =3Я3 яязяВ 1я „я яЯ я я о s eSSSS sSСолодь, разрез 1ЧТ-03А1А22-12+++----А220-30+++----В40-50+1+++--С110-1201+++---Чернозём,разрез 2ЧТ-03А1-11++11+--АВ25-35+++11+-Вса40-50+++1111С140-150+1+++Палево-бурая оподзоленная, разрез ЗЧТ-03А1А24-9+++----ВЗО^Ю+++++--ВС60-70++-----с120-1301+-----Примечание. Примерное количественное содержание минералов определялось на двух уровнях: на уровне содержания кварца - полевые шпаты; на уровне амфиболов - остальные минералы. Щ много; + мало; + среднее содержание; + следовое количество; - не обнаружено.Почва разреза ЗЧТ-03 имеет каолинит-гидрослюдистый состав с примесью смешаннослойного минерала типа иллит-монтмориллонита. В данной почве наблюдается четкое накопление минерала с лабильной решеткой от горизонта ВС к верхнему горизонту Al A2. Причем при этом процессе не происходит уменьшения количества иллита, который, наоборот, накапливается, а наблюдается уменьшение количества каолинита. Данный процесс описывался ранее [5], когда в условиях кислой реакции среды и при высоком содержании со-лей калия и натрия происходит образование смешаннослойного иллит-монтмориллонита.Во всех почвах отчетливо наблюдается образование вторичных минералов. Так, в палево-бурой оподзолен-ной почве в верхних почвенных горизонтах отмечается рост количества минералов с лабильными решетками, но их наиболее высокое относительное содержание наблюдается в чернозёме и солоде, что объясняется лучшими условиями для глинообразования, которые складываются в данных почвах.Таблица 2 Расчёт относительного количества глинистых минералов в почвах Центральной Якутии по методике Т.А. Соколовой [3]Тип почвы, разрезГлубина, смГоризонтКоличество минералов по методике Т.А. Соколовой, % Минералы с лабильными решетками (монтмориллонит, вермикулит)ИллитКаолинитСолодь, р. 1ЧТ-032-12 20-30 40-50 110-120А1А2 А2 В С18,3 13,4 15,2 15,718,3 18,6 26,2 27,663,4 68,0 58,5 56,7Чернозём, р. 2ЧТ-031-11 25-35 40-50 140-150А АВ Вса С15,3 11,4 13,3 27,040,8 35,9 26,7 25,443,9 52,7 60,0 47,6Палево-бурая оподзоленная, р. ЗЧТ-034-9 30-40 60-70 120-130А1А2 В ВС с10,8 8,9 4,5 13,734,9 47,7 44,9 38,254,2 42,6 50,6 58,0Расчёт относительного количества глинистых минералов показал, что все почвы относительно обогащены минералами из группы слюд и каолинита, особенно палево-бурая оподзоленная почва (табл. 2). Также вуказанных почвах наблюдается содержание лабильных минералов или смешаннослойного минерала (по анализу полученных рентгенограмм - слюды-монтмориллонита).

Скачать электронную версию публикации