Генезис

Вертисоли представляют собой мощные глинистые (>30% ила) почвы, в составе глинистых минералов которых доминируют смек- титы, разбухающие при увлажнении и сжимающиеся при высыхании. В сухое время в почвах образуются глубокие (до 50 см) трещины, начинающиеся с поверхности. Верхняя часть толщи состоит из прочных призмовидных блоков, в средней части развивается типичная «вер- тиковая» структура вследствие чередования процессов набухания и сжатия массы почвы при увлажнении и иссушении. Эта структура представляет собой сочетание микрооползней (сликенсайдов) или структурных отдельностей в виде клиньев или параллелепипедов с блестящими или неровными и шероховатыми изогнутыми гранями.

Диагностическим горизонтом (WRB) является горизонт вертик (Vertic), представляющий собой глинистый подповерхностный горизонт, в котором чередующиеся процессы набухания и сжатия привели к образованию сликенсайдов и клиновидных структур.

В условиях переменно-влажного климата выветривание пород, богатых основаниями (плагиоклазы, железо-магнезиальные минералы), приводит к освобождению щелочноземельных оснований. Находясь в свободном состоянии, они остаются в зоне выветривания, так как в сухой период миграции не происходит, а в теплый дождливый сезон миграция ослаблена по причине плохого дренажа и тяжелого гранулометрического состава этих почв.

В условиях нейтральной и щелочной реакции происходит неосинтез вторичных минералов, но не каолинитовой, а монтмориллонитовой группы. Таким образом, генезис Вертисолей связан с образованием разбухающих монтмориллонитовых глин, причем чередование переувлажнения почв с их высыханием благоприятно для синтеза разбухающих глин, когда Mg участвует в синтезе, а Са обеспечивает щелочную реакцию среды.

Формирование Вертисолей может идти по автоморфному и гид- роморфному типу. В автоморфных условиях в тропиках имеет место сиаллитный процесс выветривания, который идет с образованием глин типа иллита и монтмориллонита (при определенном pH и сочетании температуры и влажности). Таковы, например, черные почвы Ганы. Под саваннами (часто с акациями и баобабами) Вертисоли часто сочетаются с красно-бурыми почвами и занимают в рельефе пониженные позиции. В отличие от красно-желтых, красных, красно-бурых ферраллитных и железистых, Вертисоли не образуют сплошной зоны, а встречаются отдельными массивами. Они постепенно сменяют почвы влажных тропических областей и отличаются такими свойствами, характеризующими их аридность, как малая гумусность, появление в профиле карбонатов, а в наиболее засушливых районах (с бурыми тропическими почвами) и легкорастворимых солей. Характерна также двучленность профиля: верхний слоеватый гумусовый горизонт и расположенный под ним уплотненный горизонт В. Для Вертисолей, формирующихся при близком залегании грунтовых вод, характерно сочетание гумусового почвообразовательного процесса с процессами геохимической и механической аккумуляции, т.е. формирование почвы идет в условиях затрудненного естественного дренажа аккумулятивных ландшафтов на великих древних или современных дельтово-аллювиальных равнинах.

Таким образом, положение в рельефе в сочетании с особенностями климата и материнских пород определяет пространственно-временные связи Вертисолей с другими почвами. Вертисоли обычно сочетаются с Кальцисолями, Лювисолями и Камбисолями, которые занимают относительно более высокие позиции в рельефе. В условиях аридного климата Вертисоли образуют комбинации с Кальцисолями, Гипсисолями и Солончаками. Во влажном климате и под более пышной растительностью в почвах, сочетающихся с Вертисолями в катенах, идет процесс гумусонакопления, приводящий к появлению Файоземов и Черноземов. На основных породах в тропиках и субтропиках катены состоят из Нитисолей/Лювисолей на склонах и Вер- тисолей/Планосолей в понижениях. При повышенном содержании натрия в материнских породах среди Вертисолей появляются Солонцы.

Причиной сиаллитности Вертисолей, залегающих среди почв с ал- литным (ферраллитным) типом минеральной массы, отмечает Зонн, является то, что они формируются на делювиальных или элювиально-делювиальных наносах, обогащенных первичными минералами, в процессе переотложения, а также благодаря аккумуляции минеральных веществ из минерализованных вод.

Вертисоли образуются в результате особого процесса слитогенеза, который обуславливается множеством причин, но главная из них — это сезонное поверхностное или грунтовое переувлажнение нейтральными или щелочными водами, обогащенными Са, Mg, Si (и отчасти Na). Наличие этих элементов обеспечивает устойчивость монтмо- риллонитового состава глинистых минералов и внедрение в ППК катионов Са и особенно Mg, которые могут замещать в кристаллической решетке каолинита ионы Н, вследствие чего происходит его преобразование в минералы монтмориллонитовой группы. Содержание минералов типа 2:1 и определяет главнейшие отличительные свойства слитных почв.

  • 1. Иловато-глинистый гранулометрический состав с содержанием ила (< 0,001 мм, < 0,002 мм), достигающим 50—80% (по классификации США не меньше 35%).
  • 2. Наличие сликенсайдов и клиновидных структур, т.е. слоеватое строение горизонтов с максимальным накоплением минералов монтмориллонитовой группы, вследствие чего в них образуются в средней части профиля плоскости скольжения. Часто эти горизонты имеют наклон, повторяющий направление общего уклона рельефа (параллелепипедные структурные отдельности могут иметь смещение от длинной оси от 10° до 60° от горизонтальной линии).
  • 3. Горизонт вертик имеет мощность не менее 25 см.
  • 4. Наличие прочной зернистой структуры в верхних 15—50 см.
  • 5. Отсутствие элювиирования или иллювиирования.
  • 6. Набухание, высокая пластичная компактность во влажном и большое сжатие с образованием вертикальной и горизонтальной трещиноватости в сухом состоянии. Трещины могут достигать ширины нескольких сантиметров и глубины до 1-11,5 м.
  • 7. Большей частью темный цвет при содержании гумуса, не превышающем 1,5—2,5%. Явление, вероятно, обусловленное преобладанием высокодисперсных гумусовых веществ (гумино- вые кислоты и гумины), зажатых в межслоевых пространствах монтмориллонитовых минералов.
  • 8. Карбонатность или нейтральная реакция.
  • 9. Высокий коэффициент расширения (почти вдвое).
  • 10. Рельеф гильгай.
  • 11. Преобладание в ППК Са или Са и Mg.
  • 12. Преобладание монтмориллонита среди глинистых минералов.
  • 13. Карбонатно-глинистые материнские породы.
  • 14. Слабое выветривание.

Дюшофур считает, что отличие слитных почв от черноземов заключается в том, что в них гумусовые соединения связаны с Fe, а не с Са; Сгк: Сфк < 1. Содержание Fe в различных формах — характерное свойство слитых почв. Известно, что Fe приобретает свойства растворимости и подвижности в кислой среде, при pH ниже 3—4. Предполагают, что различные формы Fe в этих почвах частично сохранились от прошлых условий их формирования в более кислой среде; частично они образуются и в современных условиях — во влажные периоды, когда возможен переход окисных соединений в закисные. Подобные явления могут происходить при невысокой карбонатности слитых почв, в своем образовании связанных с грунтовыми водами. Таким образом, в генезисе Вертисолей большое значение играет Fe как стабилизатор и катализатор слитогенеза.

Основная неясность слитогенеза заключается в условиях его проявления. Большинство авторов связывают проявление слитогенеза с автоморфными условиями увлажнения и формированием на корах выветривания траппов, базальтов, гранитов, гнейсов, известняков и других пород. В дальнейшем слитогенез стали дифференцировать по развитию на повышенных территориях и в депрессиях. Исследователи считали, что слитогенез сопряжен с сиаллитно-монтморил- лонитовой корой выветривания. Сложной и неясной остается причина темной окраски этих почв, которая не соответствует содержанию в ней гумуса. Высказывают предположение, что цвет обусловлен окраской монтмориллонита. Вместе с тем исследования, проведенные в последнее время, показали широкое развитие слитогенеза в гидро- морфных условиях. Там, где слитогенез считался аллювиальным, он оказался в большинстве случаев современным и палеогидроморфным; проявление слитогенеза в элювиальных условиях остается неясным.

Слитогенез — процесс, связанный с привносом Mg как с твердым (глинистым), так и с жидким стоком, поступающим из ферраллитных (аллитных) и ферритных кор выветривания, поэтому пространственно они связаны с ферраллитными и ферритными почвами, часто входят в состав единичных мезо- и микрокатен. Наиболее вероятно, что слитая масса приобретала и приобретает сиаллитность в результате преобразования каолинитизированных (ферраллитных) толщ при их взаимодействии с водами, насыщенными Mg и содержащими Si.

В равной мере есть основания предполагать, что интенсивное гу- мусообразование происходило в подводной фазе слитогенеза. С осушением в слитой массе сохранились преимущественно гуминопо- добные вещества, а остальные подверглись интенсивной минерализации. Для слитогенеза характерно высокое содержание гуминов и гуминовых кислот. Возможно, что слитость есть в какой-то степени и результат воздействия фульватных гумусовых соединений, преобладавших в фазе выхода отложений из подводного состояния. Наличие в слитой массе карбонатов и сульфатов наиболее вероятно связано с их накоплением в фазе осушения, а частично и с привносом со стороны. С. В. Зонн выделяет первичный и вторичный слитогенез.

Первичный (основной) слитогенез большей частью проявляется в почвах, образовавшихся на месте бывших водоемов (заливов, озер), заиленных в результате аккумуляции илистого материала из минерализованных вод, содержащих магнезиальные и другие соли. В таких мелководных водоемах подводное почвообразование проходило при участии болотной, а местами и мангровой растительности. Продукты разложения их массы и послужили источником образования гуминов в последующие надводные стадии почвообразования. С высоким содержанием гуминов отчасти связаны темные тона окраски таких почв.

Вторичный (налагающийся) слитогенез вызывается сезонным поверхностным или поверхностно-грунтовым переувлажнением, включая и орошение щелочными водами, особенно содержащими Si и магниевые соли. В этих условиях также может происходить монтморил- лонизация и появление слитости, особенно при контрастности смен режимов увлажнения и иссушения.

Почвы в сухой сезон растрескиваются до глубины 2 м. В эти трещины засыпаются верхние, обычно более рыхлые слои, что приводит с течением времени к перемешиванию почвенной массы. На поверхности почв образуется бугристость с трещинами полигонального рисунка, трещины охватывают весь профиль. Такой специфический микрорельеф — мелкобугристый, трещиноватый, носит название «гильгай». Строение профилей черных тропических почв связано с мощностью мелкоземистой толщи и глубиной залегания грунтовых вод.

Таким образом, тропический слитогенез проявляется в оглинении всего профиля; темной окраской, не согласующаяся с содержанием гумуса (менее 1 %); пластичностью и вязкостью во влажном состоянии, трещиноватостью и глыбистостью — в сухом; преобладанием минерала монтмориллонита.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >