ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 8, с. 899-910
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631
КРИОМЕТАМОРФИЧЕСКИЙ АВТОМОРФНЫЙ ГЛЕЕЗЕМ ТАЙГИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ: ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА,
ЭКОЛОГИЯ, ГЕНЕЗИС
© 2014 г. Н. А. Караваева1, Т. А. Соколова2
Институт географии РАН, 119017Москва, Старомонетный пер., 27 e-mail: pedology@igras.geonet.ru 2Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
e-mail: sokolt65@mail.ru Поступила в редакцию 22.01.2014 г.
Проведенные ранее исследования показали значительные различия свойств автоморфных суглинистых почв средней тайги Западной Сибири и Русской равнины. Установлено, что в тайге Западной Сибири в автономных условиях широкое распространение имеют почвы со слабой выраженностью или отсутствием текстурной дифференциации, к которым относятся криометаморфические глеезе-мы. Изложены результаты исследования профиля такой почвы на участке Вахского материка (Ханты-Мансийский автономный округ). Особое внимание уделено изучению профильного распределения глинистых минералов в связи с особенностями гидротермического режима. В верхних минеральных горизонтах в илистой фракции выявлено накопление минералов группы почвенных хлоритов и небольшое обеднение лабильными минералами; в криометаморфических горизонтах и мерзлой породе — ухудшение окристаллизованности всех глинистых минералов. Равномерное распределение Al2O3 в профиле обеспечивается повышенным содержанием Al в иле верхних горизонтов в сочетании с потерей Al из крупных фракций (по валовому составу обезыленной навески). Эти особенности можно объяснить спецификой гидротермического режима — поздним не ежегодным полным оттаиванием почвы, частыми фазовыми превращениями влаги в верхних и CRM-горизонтах.
Ключевые слова: криометаморфический глеезем, трансформация глинистых минералов, фазовые превращения влаги.
Б01: 10.7868/80032180Х1408005Х
ВВЕДЕНИЕ
Ключевым фактором в плейстоцене была неотектоника уровня Полярного бассейна [15], которая оказала влияние на смену палеогеографических условий. Трансгрессия моря приводила к оледенениям, блокированию ледниками западно-восточного переноса влажных воздушных масс [4], аридизации, появлению вечной мерзлоты и преобладанию морской и ледниковой аккумуляции отложений, их перемешиванию; регрессия — к межледниковым эпохам, потеплению и размыву осадков, субаэральной трансформации. Граница максимального самаровского оледенения (средний плейстоцен) проходила вблизи Вахского материка [31]. Ледник перегородил сток на север Оби и Иртыша, создав обширное озеро. В верхнем плейстоцене началось формирование третьей и четвертой озерно-аллювиальных террас, сюда же сносились ледниковые и морские отложения предшествующих эпох. То есть эти террасы сложены разногенетичными осадками [15], образуя так называемые "материки" (в их числе
Вахский). Материки неоднократно оказывались в зоне вечной мерзлоты, ее южная граница в эпоху самаровского оледенения проходила по 54° с.ш., температура мерзлоты достигала — 5...—6°С (Вахский материк, 62° с.ш. — южная его граница). В эпоху последнего зырянского оледенения нулевая изотерма проходила около 63° с.ш., а южнее вечная мерзлота находилась в состоянии пульсирующей деградации. В термический оптимум голоцена на Вахском материке завершилась деградация вечной мерзлоты в поверхностной толще рыхлых осадков, но до настоящего времени она сохранилась как реликт с температурой +1...+2°С на глубине 100—500 м.
Таким образом, верхнеплейстоценовые рыхлые толщи, являющиеся породами для современных почв, имели разный генезис и испытали длительный криометаморфизм. Он продолжается и в настоящее время [31].
Основные климатические данные указывают (табл. 1) на более континентальный климат, чем в средней тайге европейской территории страны:
Таблица 1. Климатические показатели изученного региона
Станция, абсолютная высота, м Средняя Т воздуха, Абсолютная Т воздуха, °С Безморозный период, дни Осадки, мм Относительная влажность воздуха, % Снежный покров, среднее, см
год I VII Ш1П шах год Х1-111 ГУ-Х
Корлики, 90 -4.6 -25.1 17.7 -48.9 34.0 82 500 153 347 - -
Варьеган, 62.6 -4.3 -23.4 18.3 -55.2 18.3 114 533 115 418 76 75
Ларьяк, 55.0 -3.5 -22.9 18.6 -53.0 34.3 92 522 106 416 76 48
Примечание. Прочерк — нет данных.
низкие среднемесячные температуры холодного периода, очень высокий диапазон их абсолютных минимума и максимума, краткий безморозный период (около трех месяцев). При обычном количестве осадков 500—600 мм/год, их минимум резко сдвинут на холодный период и составляет 1 -1
от годового количества. Это обеспечивает маломощный снежный покров и большую глубину проникновения нулевых значений температуры — 3.22 м для метеостанций Корлики и Ларьяк [10].
Изученная территория имеет увалистый рельеф между верховьями рек Вах и Тым, по орографическому делению является частью Вах-Кет-ской возвышенности. Повышенные гряды с абсолютной высотой 90—110 м покрыты темнохвойной кустарничково-зеленомошной тайгой, разделены понижениями с разной мощностью торфяной залежи.
В автономных условиях в почвенном покрове территории широкое распространение имеют почвы, определенные как глееземы криомета-морфические [9]. Ранее они описаны как таежно-поверхностно-глеевые [7]; кислые недифференцированные элювиально-глеевые и глееватые [8]; кислые недифференцированные элювиально-глееватые [16]; слабоподзолистые поверхностно-глееватые [5]; слабодифференцированные буро-вато-глеевые [6]; глеевые или глееватые[28]; криометаморфические глееземы [9, 24]. Только в одной из цитированных работ детально изучалась глинистая минералогия илистых фракций [16]. В этой публикации отмечались слабая текстурная дифференциация, отсутствие обеднения верхних минеральных горизонтов лабильными минералами и развитие хлоритизации в средней части профиля. Высказано мнение, что условия почвообразования в средней тайге Западной Сибири не способствуют развитию процессов разрушения глинистых минералов и их выносу в процессе лес-сиважа, но обусловливают развитие оглеения, как в поверхностных горизонтах, так и в нижней части профиля [6].
Наиболее дискуссионными вопросами генезиса этих почв являются причины отсутствия в них
текстурной дифференциации, несмотря на кислую реакцию среды, умеренную водопроницаемость и низкую степень насыщенности поглощающего комплекса в верхней части профиля. В ряде проведенных ранее работ недостаточно учтено влияние гидротермического режима и криогенеза на формирование отдельных почвенных горизонтов и профиля в целом.
Цель данной работы — провести анализ морфологических, микроморфологических и химических свойств и данных по минералогическому и химическому составам илистой фракции криоме-таморфического глеезема, дать генетическую интерпретацию полученным материалам в связи с экологическими условиями.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Изучены почвы катены на пологом (5°) склоне обширной гряды. Описана только почва вершины — автоморфный глеезем криометаморфиче-ский. Это одна из автоморфных почв на суглинках средней тайги Западной Сибири.
Химические анализы выполняли общепринятыми методами [2]. Ненасыщенность рассчитывали по обменной кислотности. Илистую фракцию выделяли по методике Айдиняна [3]. Состав глинистых минералов определяли методом рент-ген-дифрактометрии на приборе ДРОН-2 в режиме: напряжение на трубке 40 кВ, сила тока 12 мА. Излучение — медное, фильтрованное N1. Количественное определение отдельных групп глинистых минералов проводили по модифицированной методике Корнблюма [13]. Модификация заключалась во введении поправки на LP-фактор для монокристаллов [18] и определении иллитов по валовому содержанию К2О в илистой фракции, принимая, что в иллитах эта величина равна 7.5% [15].
Приводим макро- и микроморфологическое описание изученной почвы разр. 32-71. Описан 24 июля. Верховья р. Курь-Еган. Самая высокая часть гряды, абсолютная высота 90 м. Пихтово-кед-ровый высокоствольный лес с отдельными пятнами
черники, брусники, костяники. Кислица, линнея, седмичник, папоротник. Зеленые мхи.
ТЬ, 9—0 см. Перегнойно-торфянистый, рыхлый, переплетен корнями, увлажнен. У нижней границы следы пожара. Переход ясный.
Gh,е, 0—27 см. Окраска неоднородна, бледные сизые и ржавые разводы, суглинок, почти монолитный, малопористый, влажный, редкие песчаные зерна, тонкослоистый (светлые пылеватые слои мощностью около 1 мм), немного мелких Fe-конкреций с размытыми краями. Плазма анизотропная, мелкочешуйчатая, вокругскелетная. Оформлены узкие вытянутые зоны, обедненные плазмой. Много корней. Переход постепенный.
1
Ве,§1 , 27—48 см. Бурый суглинок с редкими бледными сизоватыми пятнами, слабо уплотнен, влажный, тонкослоистый. Плазма анизотропная чешуйчатая, реже околопоровая. Встречаются округлые педы, покрытые светлой скелетаной. Поры межпедные, тонкие, некоторые из них также заполнены светлыми пылеватыми зернами. Мелкие округлые Fe-стяжения. Корней немного. Переход постепенный.
^ВеД, 48—64 см. Темно-бурый тяжелый суглинок, окрашен темнее из-за большей влажности, сизых пятен нет. Оструктурен, педы разного размера и формы (от мелкоореховатой до округлой), разделены тонкими межагрегатными порами, внутриагрегатных пор немного. Плазма крупночешуйчатая, неравномерно распределена: есть педы с повышенным содержанием плазмы и обедненные ею. В порах и некоторых трещинах фрагменты глинистых кутан (более 1% от площади шлифа). Есть глинистые участки с высоким двупреломлением. Fe-новообразования часто не образуют сплошной пропитки. В общей массе и в трещинах скопления светлого пылеватого материала. Переход постепенный.
±В^1, 64—83 см. Светлее предыдущего из-за большего количества белесой присыпки. Тонкослоистый тяжелый суглинок, мелкооре-ховатый. Глинистых кутан по порам и трещинам больше. По граням структуры редкие ржавые и темно-бурые пленки. Мерзлый, быстро оттаивает, влажный. Переход ясный.
1СЯМ1,§1, 83—125 см. Сизовато-бурый суглинок с общим светлым оттенком, тонкослоистый, мелкоореховатый, уплотнен. По граням педов ржаво-бурые пленки и белесая присыпка, часто в виде мягких скоплений. При оттаивании влажный. Плазма анизотропная
1
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.