научная статья по теме СОСТАВ И СТРОЕНИЕ МИКРОАГРЕГАТОВ ПОЧВ БЭРОВСКИХ БУГРОВ ЮГА АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ Геология

Текст научной статьи на тему «СОСТАВ И СТРОЕНИЕ МИКРОАГРЕГАТОВ ПОЧВ БЭРОВСКИХ БУГРОВ ЮГА АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 1, с. 26-32

УДК 631.412:631.74

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ МИКРОАГРЕГАТОВ ПОЧВ БЭРОВСКИХ БУГРОВ

ЮГА АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ1

© 2014 г. Е. В. Шеин, Г. В. Харитонова*, А. В. Дембовецкий, А. В. Федотова**, Н. С. Коновалова***, С. Е. Сиротский*

Факультет почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

119991 Москва, Ленинские горы; E-mail: evgeny.shein@gmail.com * Институт водных и экологических проблем ДВО РАН 680000Хабаровск, ул. Ким-Ю-Чена, 65; E-mail: gkharitonova@mail.ru ** Астраханский государственный университет 414000 Астрахань, ул. Шаумяна, 1; E-mail: a.v.fedotova@gmail.com *** Институт тектоники и геофизики ДВО РАН 680000Хабаровск, ул. Ким-Ю-Чена, 65; E-mail: turtle_83@mail.ru Поступила в редакцию 07.11.2011 г.

Исследованы состав, строение и морфология микроагрегатов размерности меньше 1 мм почв одного из бугров Бэра. Показана высокая доля участия в их составе глинисто-солевых образований — микроагрегатов и кутан. Установлено, что тип этих образований зависит от содержания в почве ила, а упаковка частиц, размеры и форма микроагрегатов — от содержания и свойств солей. Глинистая часть микроагрегатов представлена, главным образом, смектитом. Карбонатные (кальцитовые, доломитовые и железистые) глинисто-солевые микроагрегаты обнаружены во всех горизонтах исследуемых почв за исключением гор. Апах почв подбугровой равнины на бывшем рисовом чеке. Гипсовые глинисто-солевые микроагрегаты диагностируются в солевых Bs горизонтах почв. Для солончака было зафиксировано образование микроагрегатов при совместном участии солей — хлоридов и сульфатов Na, Mg и Ca. С образованием глинисто-солевых агрегатов связана повышенная мик-рооструктуренность почв и устойчивость бэровских бугров в условиях аридного климата.

DOI: 10.7868/S0024497X14010042

Бэровские бугры, своеобразные формы рельефа Прикаспийской низменности, вот уже более полутора веков привлекают внимание исследователей. В XX-м веке основное внимание было уделено проблеме их происхождения (причины и время образования). Однако не меньший интерес представляют вопросы устойчивости бугров голо-ценового возраста и соответственно их состава. Еще К.М. Бэр [1856] обратил внимание на высокую связность и механическую прочность их поверхностного слоя. Позднее было установлено, что в состав поверхностного слоя и бугровой толщи входят своеобразные "глиняные" пески — агрегаты глинистых частиц песчаной размерности. Согласно Б. А. Федоровичу [1941], их образование является результатом коагуляции иловых наносов при засолении в аридных климатических условиях.

Цель работы — исследование особенностей строения и состава агрегатов почв бэровских буг-

1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ: проекты № 10-04-00993, 10-04-00238, 11-04-01241.

ров. Задачи: 1) исследование содержания в почвах бугров Бэра и почвах подбугрового пространства макро- и микроэлементов; 2) электронно-микроскопические исследования морфологии агрегатов размерности < 1 мм.

В качестве объекта исследований выбран бугор Бэра с прилегающей территорией (южное меж-бугровое понижение) в районе западных подстепных ильменей Астраханской обл. (Икрянинский район, муниципальное образование "Маячнен-ский сельсовет"). Почвы изученного бугра — зональные бурые полупустынные солонцеватые суглинистые засоленные. Было заложено три разреза: на вершине бугра (разр. Б), в подножии бугра (разр. С) и в межбугровом понижении на бывшем рисовом чеке (разр. Ч).

Разр. Б — бурая полупустынная почва. Гор. Ад (0—3 см) — поверхностный слой с полуразложившимися корневыми остатками растений, сухой, ложнопесчаной структуры, рассыпается как песок, ясно выражены прочные микро- и мезоагре-

гаты. Гор. В1(3—30 см) — гомогенный красноватый темно-желтый, выглядит как песчаный, сухой, содержит отдельные корни и трещины, рассыпается, граница четкая по наличию выцветов солей и по увеличению плотности. Гор. Bs (30—82 см) — светлее и плотнее предыдущего, суховатый, выделяются выцветы солей. Гор. ВС (82—120 см) — ясно выражены отдельные светлые точки солевых скоплений, светлые на желтом фоне, по цвету и плотности практически не отличим от вышележащего.

Разр. С — солончак луговый гидроморфный (подножие бугра Бэра, в 55 м от начала бугра). Гор. А (0—18 см) — серовато-коричневый, крупные глыбы, глинистый, сухой. Гор. Bs (18—47 см) — коричневый, почти шоколадного оттенка, с выцветами солей, суховатый (остается отпечаток пальца на срезе педа), глинистый. Гор. B2 (47—75 см) — количество выцветов солей уменьшается, отмечаются лишь отдельные вкрапления солей, суховатый, цвет приобретает шоколадный оттенок. Гор. ВС (75—110 см) — более светлый и гомогенный, солей еще меньше, чем в предыдущем — отдельные пятнышки.

Разр. Ч — антропогенно преобразованная бурая полупустынная осолонцованная почва (бывший рисовый чек, в 315 м от бугра Бэра). Гор. Апах (0—26 см) — старопахотный, отмечается по нижней границе, где наблюдаются горизонтальные трещины, темно-серый с буроватым оттенком, сухой. Гор. В1 (26—53 см) — блочный структурный горизонт с крупными педами-блоками, которые распадаются на отдельные "орешки". По граням поблескивают илистые частицы. Гор. В2 (53—78 см) — темно-коричневый, никаких выцветов солей, трещины. Гор. ВС (78 —111 см) — глина "шоколадного" цвета, суховатая. Весь разрез пересушен и трещиноват. Крупные трещины от поверхности идут по всему разрезу.

Состав и содержание солей в почвах определяли в водных вытяжках, SiO2 (аморф.) — по Гедрой-цу в 5% KO H вытяжке [Воробьева, 1998]. Электронно-микроскопическое исследование (РЭМ) образцов почв проводили на растровом электронном микроскопе "EVO 40 HV" (Карл Цейс, Германия). Для съемки образцы почв, предварительно растертые и просеяные через сито 1 мм, были подготовлены методом суспензии в этиловом спирте с последующим высушиванием и напылением Au, увеличение до 50000. Выбор спирта в качестве дисперсионной среды обусловлен низкой растворимостью в нем солей водной вытяжки — хлоридов и сульфатов натрия, магния и кальция. Для анализа элементного состава наиболее репрезентативных участков использовали энергодисперсионный спектрометр "INCA Energy 350", Oxford, Великобритания. Валовой химический состав почв определяли рентгенфлуоресцентным методом (Pioneer S4, Bruker AXS, Германия).

Как показал валовой анализ, в составе твердой фазы почвы на вершине бугра (разр. Б) преобладает 8Ю2, его содержание вверх по профилю возрастает с 64 до 85%, соответственно уменьшается содержание глинистых минералов (ГМ). В подножии бугра и межбугровом понижении (разр. С и Ч) содержание 8Ю2 существенно ниже и по профилю практически не меняется (54—58%), что позволяет предполагать близкий минеральный состав почв и существенно более высокое содержание ГМ по сравнению с почвой поверхности вершины бугра (разр. Б). Обе почвы также характеризуются повышенными по сравнению с разр. Б содержаниями Fe, М§, Са, К. Максимальные валовые содержания На и 8 характерны для солончака разр.С.

Содержания микроэлементов в исследуемых почвах не превышает их средних содержаний в осадочных породах по А.П. Виноградову [1962], а их распределение в профиле соответствует содержанию глинистых минералов (ГМ). При этом микроэлементы четко подразделяются на две группы. В первой группе (Ва, Сг, Zn, Со, N1, V, Rb, У, 8г) содержание элемента симбатно содержанию ГМ (в соответствии с уменьшением соотношения 8Ю2 : А1203). Для второй группы элементов (РЬ, Zr, УЬ) содержание возрастает симбатно содержанию 8Ю2, что обусловлено их вхождением в состав первичных минералов.

Анализ водной вытяжки показал, что основными растворимыми солями почв являются хлорид и сульфат натрия. Наибольшее количество плотного остатка (ПО) отмечено в солончаке с максимумом в гор. В8 (7%). Это связано с высоким содержанием во всем профиле солончака легкорастворимых солей и в первую очередь хлорида натрия (11—13 ммоль/100 г). Содержание сульфатов существенно ниже и не превышает 2 ммоль/100 г (за исключением гор. В8, где их количество (~18 ммоль/100 г) больше, чем хлоридов). Для разр. Б величина ПО возрастает с глубиной от 0.1 до ~1%, растворимые соли представлены преимущественно сульфатами и их содержание с глубиной увеличивается от 2 до 10 ммоль/100 г. Хлориды в значительных количествах присутствуют только в гор. ВС (~ 5 ммоль/100 г). В разр. Ч в результате промывки величина ПО составляет всего 0.3%.

Методами РЭМ в почвах бугра Бэра были диагностированы выделения нерастворимых (доломит, кальцит), малорастворимых (гипс) и легкорастворимых (галит и смешанные выделения хлорид-сульфатов натрия, магния и кальция) солей (рис. 1, 2). Доломит, как маркер морского генезиса почвообразующих пород, в виде отдельных кристаллов встречается по всему профилю исследуемых почв (см. рис. 1а, б). О морском генезисе почвообразующих пород свидетельствует и наличие кокколитов (кальцитовые пластинки панци-

Рис. 1. Микрофотографии выделений доломита (а, б), кальцита (в, г) и гипса (д, е) почв бугра Бэра (РЭМ). а — гор. А(1 разр. Б; б — гор. В1 разр. Ч; в — гор. В2 разр. Ч; г, е — гор. Б8 разр. С; д — гор. ВС разр. Б.

ря кокколитофорид — морских одноклеточных планктонных водорослей) в нижних горизонтах почв.

Глубина, количество и форма выделений кальцита в почвах бугра Бэра зависят от положения почвы в мезорельефе. Так, в разр. Б. (вершина бугра) до гор. ВС отмечаются только единичные трубчатые выделения кальцита по корням растений и глинисто-кальцитовые кутаны на зернах кварца. В почвах гор. ВС диагностируются круп-

ные (до 400 мкм) выветрелые кристаллы, на которых глинистая кутана отсутствует.

В солончаке (подножие бугра, разр. С) кальци-товые выделения приурочены к гор. Б8 и В2, практически все они покрыты глинистой кутаной. Кальцит в солевом (8аЦс) горизонте Б8 представлен округлыми образованиями размером 80— 90 мкм, однако на разломе проявляются четкие гладкие грани и ребра кристаллического кальцита (см. рис. 1г). В гор. Б2 их количество и размер (~ 4 мкм) уменьшаются. В межбугровом пониже-

Рис. 2. Микрофотографии выделений легкорастворимых солей (соло

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»