Почвообразующие породы

Почва является многофазной полидисперсной системой. Она состо­ит из твердых частиц, воды (почвенного раствора), почвенного возду­ха и живых организмов. Эти составные компоненты находятся в тесном взаимодействии.

На долю твердой фазы большинства почв (минеральные почвы) приходится 40—65% объема почвы. Между твердыми частицами нахо­дятся поры, в которых размещаются почвообитающие организмы, вода и почвенный воздух.

Твердая фаза минеральных почв состоит главным образом из ми­неральных веществ, которые составляют до 90—99% и более ее массы.

Минеральная часть почвы обеспечивает условия закрепления кор­ней произрастающих растений, является наряду с органической частью источником питательных веществ, влияет на физические и физико-химические свойства почвы.

Минеральную часть почвы принято различать по минералогическо­му, химическому и механическому составу. Состав минеральной части почвы зависит от состава исходной почвообразующей породы и от ус­ловий, в которых развивается почва.

Горные породы, из которых формируется почва, называются почвообразующими, или материнскими.

Твердая оболочка земли, или литосфера, состоит из магматических, метаморфических и осадочных пород.

Магматические, или изверженные, породы образовались из сили­катных расплавов (магма), застывших в глубине земной коры (поро­ды глубинные — интрузивные), или из магмы, излившейся на поверх­ность Земли (породы излившиеся — эффузивные). Эти породы имеют кристаллическое или скрытокристаллическое строение, преимущест­венно плотное сложение, поэтому широко известно и другое их назва­ние— массивнокристаллические (граниты, пегматиты, дуниты и др.). Магматические породы составляют 95% общей массы пород, слагаю­щих литосферу, однако почвообразующими являются лишь в редких случаях, главным образом в горных областях.

Метаморфические породы — вторичные массивнокристаллические породы, образовавшиеся из магматических или осадочных пород в нед­рах земли в результате глубоких превращений (сланцы, гнейсы). Их значение в почвообразовании также мало. Основная поверхность зем­ли покрыта осадочными породами.

Осадочные породы — отложения продуктов выветривания массивнокристаллических пород или остатков различных организмов. Они под­разделяются на обломочные, химические осадки и биогенные. Среди осадочных пород химического и биогенного происхождения важную роль в почвообразовании имеют карбонатные отложения — известня­ки, мергели, доломиты, мел.

Древние осадочные породы, образованные в дочетвертичный пери­од, со временем утратили рыхлость, пористость и являются преиму­щественно плотными породами.

Дневные осадочные породы и массивнокристаллические объединя­ются по возрасту в одну группу дочетвертичных, или коренных, по­род. Молодые осадочные породы сформировались в четвертичный пе­риод в результате выветривания коренных пород и переотложения продуктов их разрушения водой, ветром, льдом. Их образование про­должается и в настоящее время. В отличие от плотных коренных пород они характеризуются благоприятными для почвообразования свойст­вами: рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью, водо-удерживающей и поглотительной способностью.

Рыхлые осадочные породы являются главными почвообразующими породами. На этих породах почти повсеместно развива­ются почвы.

В зависимости от генезиса, условий формирования четвертичные осадочные породы характеризуются различным составом, строением, сложением и свойствами, что существенно отражается на почвообразо­вании и плодородии формирующихся почв.

Минералогический, химический и механический состав пород опре­деляет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, заболачивание, засо­ление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формирова­нию гумусового горизонта, его оструктуренности. Повышенное со­держание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения (рыхлые, плотные) породы различаются по водопроницаемости, вла-гоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы, развитие заболачивания. На водный режим почв влияет строение породы. Различают одночленные породы, имеющие однородный состав до глубины промачивания, и многочленные (двучленные, трехчленные и т.п.), состоящие из различ­ных по составу слоев.

Ниже дается описание основных генетических типов четвертичных осадочных пород.

Элювиальные породы, или элювий, — продукты выветривания ко­ренных пород, оставшиеся на месте образования. Элювий формирует­ся в горных областях и на равнинных плато. В зависимости от свойств исходной породы, климатических условий и рельефа элювий отли­чается большим разнообразием по составу и мощности. Для элювия характерны тесная связь с исходной породой, постепенный переход от рыхлого мелкоземистого материала к плотной породе.

Значение элювиальных пород в почвообразовании определяется их свойствами. На элювии карбонатных пород в Нечерноземной зоне фор­мируются плодородные дерновые почвы. На маломощном элювии поч­вы отличаются щебеночным составом.

Совокупность остаточных продуктов выветривания различных по составу элювиальных образований в верхнем слое литосферы называ­ется остаточной (элювиальной) корой выветривания. Перемещен­ные водой, ветром, льдом продукты выветривания формируют акку­мулятивные (переотложенные) коры выветривания.

Делювиальными породами, или делювием, называются наносы, отложенные на склонах дождевыми и талыми водами. Делювий откла­дывается в виде пологого шлейфа. В вершине шлейфа часто накапли­вается грубый материал, иногда обломочный, а в конце шлейфа — пы-леватый, глинистый. Плоскостной склоновый сток формирует делю­виальные наносы с наибольшей мощностью у основания склона, где движение воды замедляется и материал оседает.

Для делювия характерны относительная сортированность и хорошо выраженная слоистость. Встречаются несортированные и неслоистые наносы. По составу делювий ранообразен.

Делювиальные породы широко распространены в предгорных об­ластях и служат материнскими породами для различных почв.

Пролювий формируется в горных странах, у подножия гор в резуль­тате деятельности временных водных и селевых потоков значительной силы. Пролювий характеризуется плохой сортированностью, включе­нием крупнообломочного материала.

Делювий и пролювий часто сочетаются, образуя делювиально-про-лювиальные отложения.

Аллювиальные породы, или аллювий, представляют собой осадки, отложенные при разливе рек (пойменный аллювий). К аллювиальным породам относятся также донные отложения рек (русловый аллювий). Русловый аллювий обычно сложен песками различной зернистости.

Пойменный аллювий преимущественно суглинистый и глинистый. В пределах поймы, в старицах, накапливается старичный аллювий, богатый органическим веществом.

Горные реки в отличие от равнинных формируют только русловый аллювий.

Аллювиальные отложения характеризуются горизонтальной или ко­сой слоистостью, окатанностью минеральных зерен, включением ор­ганических остатков.

Аллювий широко распространен на территории Советского Союза и служит материнской породой для различных пойменных почв, отлича­ющихся высоким плодородием.

Озерные отложения выполняют понижения древнего рельефа, от­личаются глинистостью и слоистостью. Таковы, например, ленточные глины, образовавшиеся в приледниковых озерах (озерно-ледниковые отложения) и широко распространенные в северо-западной части европейской территории бывшего СССР. В озерных отложениях часто наблю­даются органические прослойки, могут накапливаться углекислый кальций (Полесье, Западная Сибирь), а в сухих областях — гипс и легкорастворимые соли. Накопление легкорастворимых солей превра­щает озерные отложения в засоленные. Пересыхая, соленые озера об­разуют солончаки.

Ледниковые, или моренные, отложения — продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледником. Эти породы широко распространены в северной части европейской территории СССР, в Западной Сибири. Обычно залегают на возвышенных водо­раздельных пространствах. Для морен характерны следующие особен­ности: несортированность, неоднородный механический состав, нали­чие валунов, обогащенность песчаными фракциями, красно-бурая, реже желто-бурая и другая окраска.

Окраска зависит от характера коренных пород подледникового ложа, условий выветривания и почвообразования. При оглеении цвет морены приобретает серо-сизый оттенок.

По механическому составу морены разнообразны, однако наибо­лее широко представлены валунными песчанистыми суглинками. По химическому составу различают бескарбонатные и карбонатные море­ны. Карбонатная морена встречается локально, преимущественно в северо-западных областях Нечерноземья (Ленинградская, Новгород­ская, Вологодская, Псковская). По составу и свойствам она более бла­гоприятна для произрастания растений. На этой породе развиты сла­бо- и среднеподзолистые виды почв, а также плодородные дерново-карбонатные почвы. Бескарбонатные моренные отложения способству­ют проявлению подзолистого процесса, на них формируются средне-и сильноподзолистые почвы. При сильной завалуненности пород свойст­ва почв значительно ухудшаются.

Флювиогляциальные, или водноледниковые отложения связаны с деятельностью мощных ледниковых потоков. Вытекая из-под ледника, они перемещали моренный материал и переоткладывали его за краем ледника.

Флювиогляциальные отложения характеризуются сортированностью, слоистостью, не содержат валунов, бескарбонатные, преимущественно песчаные и песчано-галечниковые. Эти породы широко распространены в таежно-лесной зоне европейской территории бывшего СССР, особенно в Полесской и Мещерской низменностях. Почвы, сформированные на флювиогляциальных отложениях, отличаются низким плодородием. Они бедны гумусом, питательными веществами, обладают малой вла-гоемкостью. Нередко верхняя толща флювиогляциальных наносов (до 50—60 см) подстилается суглинками и глинами, что приводит к застаиванию воды на контактах пород и возникновению контактного оглеения. В замкнутых понижениях, когда Флювиогляциальные отло­жения подстилаются глинами, возникает заболачивание и развивают­ся болотно-подзолистые почвы.

Покровные суглинки распространены в зоне ледниковых отложе­ний и рассматриваются как отложения мелководных приледниковых разливов талых вод. Широко представлены в центральных областях Нечерноземной зоны России. Для них характерно покровное залега­ние на морене, откуда и произошло их название.

Покровные суглинки в отличие от моренных суглинков характери­зуются желто-бурой окраской, хорошо выраженной сортированностью, большим содержанием пылеватых фракций, не содержат валунов. По механическому составу — чаще тяжелые и средние пылеватые суглин­ки однородного строения с преобладанием фракций крупной пыли (0,05—0,01 мм) и ила (<0,001 мм). В связи с этим покровные суглин­ки во влажном состоянии сильно набухают, а при подсыхании растре­скиваются на ореховатые и призматические отдельности, отличаются плотностью сложения, слабой водопроницаемостью, высокой капилляр­ностью. По химическому составу — преимущественно бескарбонатные. На покровных суглинках развиты подзолистые, дерново-подзолистые почвы, испытывающие нередко переувлажнение, а также серые лесные почвы.

Лёссы и лёссовидные суглинки имеют различный генезис. Их общи­ми чертами являются палевая или буровато-палевая окраска, карбо-натность, пылевато-суглинистый механический состав с преобладанием крупнопылеватой фракции (0,05—0,01 мм), мучнистость, пористость, рыхлое сложение, микроагрегированность, хорошая водопроницае­мость.

По химическим и водно-физическим свойствам эти породы наибо­лее благоприятны для развития растений. При благоприятных климати­ческих условиях на них формируются высокоплодородные черноземные почвы, а также развивается ряд других почв — сероземы, каштановые, серые лесные.

Лёссы наиболее широко распространены на Украине и в Средней Азии. Лёссовидные суглинки в отличие от лёссов имеют место как во внеледниковых областях, так и в областях ледниковых отложений, сре­ди покровных суглинков. Они широко встречаются в Белорусской ССР, в центральных областях Нечерноземной зоны РСФСР (Московская, Смоленская, Калужская, Рязанская и др.), в степных районах. Лёссо­видные суглинки менее карбонатны, встречаются бескарбонатные, бо­лее грубозернистые. В них слабее выражена мучнистость и пористость, отмечается слоистость.

Эоловые отложения образуются в результате аккумулятивной дея­тельности ветра, которая проявляется особенно интенсивно в пусты­нях. К эоловым отложениям относятся сортированные песчаные на­носы, которые откладываются недалеко от областей дефляции. Эти наносы образуют особые формы рельефа — бугры, дюны, барханы.

Морские отложения формируются в результате перемещения бере­говой линии морей, явлений трансгрессии и регрессии, которые неод­нократно наблюдались в четвертичный период. Морские отложения от­личаются слоистостью, сортированностью и большой аккумуляцией солей. Встречаются на побережье северных морей, в Прикаспийской низменности и других районах. Выходя местами на поверхность, эти породы приводят к образованию засоленных почв.