Групповой состав железа в эмбриоземах техногенных

Ñèáèðñêèé ýêîëîãè÷åñêèé æóðíàë, 3 (2010) 471–477
ÓÄÊ 631.618
Ãðóïïîâîé ñîñòàâ æåëåçà â ýìáðèîçåìàõ
òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà
Â. Ã. ÄÂÓÐÅ×ÅÍÑÊÈÉ
Èíñòèòóò ïî÷âîâåäåíèÿ è àãðîõèìèè ÑÎ ÐÀÍ
630099, Íîâîñèáèðñê, óë. Ñîâåòñêàÿ, 18
E-mail: [email protected]
ÀÍÍÎÒÀÖÈß
Ñîäåðæàíèå ôîðì æåëåçà â ïðîôèëå ýìáðèîçåìîâ òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà è çîíàëüíûõ ïî÷â ïîçâîëèëî âûÿâèòü ãåíåòè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ, êîòîðûå âåñüìà ñóùåñòâåííû,
÷òî, â ñâîþ î÷åðåäü, ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê äèàãíîñòè÷åñêèé ïîêàçàòåëü õàðàêòåðà, èíòåíñèâíîñòè è
íàïðàâëåííîñòè ïî÷âåííûõ ïðîöåññîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ýìáðèîçåìû, òåõíîãåííûå ëàíäøàôòû, ôîðìû æåëåçà, ãåíåçèñ ïî÷â, íàïðàâëåííîñòü ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ.
 ïî÷âîâåäåíèè áîëüøîå çíà÷åíèå ïðèäàåòñÿ õèìè÷åñêèì ýëåìåíòàì, îïðåäåëÿþùèì
ôîðìèðîâàíèå äèàãíîñòè÷åñêèõ ïðèçíàêîâ ãåíåçèñà ïî÷â, îñîáåííî æåëåçó, êîòîðîå, ïåðåõîäÿ â çàêèñíûå èëè îêèñíûå ôîðìû è
ìåíÿÿ ïðè ýòîì âàëåíòíîñòü, àêòèâíî âñòóïàåò âî âçàèìîäåéñòâèå ñî âñåìè ïðîäóêòàìè ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ. Ýòèì îíî äèàãíîñòèðóåò
íàïðàâëåíèå ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ, òèïîâûå îñîáåííîñòè ìíîãèõ ïî÷â, îïðåäåëÿåò ðàçëè÷íóþ
èõ îêðàñêó.  ïîëíîé ìåðå ñêàçàííîå îòíîñèòñÿ è ê ôîðìèðóþùèìñÿ ïî÷âàì òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ.
ÎÁÚÅÊÒÛ È ÌÅÒÎÄÛ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß
Èññëåäîâàíû èíèöèàëüíûå, îðãàíîàêêóìóëÿòèâíûå, äåðíîâûå è ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíûå ýìáðèîçåìû [1] â òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòàõ ñòåïíîãî ÿäðà ëåñîñòåïíîé çîíû Êóçáàññà.
Èçâåñòíî, ÷òî ñîäåðæàíèå æåëåçà â ïî÷âàõ êîëåáëåòñÿ îò 2 äî 35 %, ïîâûøàÿñü â
Äâóðå÷åíñêèé Âàäèì Ãåííàäüåâè÷
òîíêèõ ôðàêöèÿõ äî 10–45 % [2]. Âåðîÿòíî,
è â ïî÷âàõ òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ ñîäåðæàíèå æåëåçà áóäåò áëèçêî ê ýòèì çíà÷åíèÿì.
Âñå æåëåçî, íàõîäÿùååñÿ â ïî÷âàõ è
îïðåäåëÿåìîå õèìè÷åñêèìè è ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè, äåëèòñÿ íàìè íà ñëåäóþùèå ãðóïïû è ôîðìû:
1. Îáùåå èëè âàëîâîå, ðàñïðîñòðàíåíèå
êîòîðîãî â ïðîôèëå îòðàæàåò åãî ïåðåðàñïðåäåëåíèå, íî íå âûÿâëÿåò ïðè÷èí ïîñëåäíåãî è íå îáúÿñíÿåò ðàçëè÷èå â îêðàñêå ïî÷â.
2. Ñèëèêàòíîå, ñâÿçàííîå â ìèíåðàëàõ.
Óñëîâíî ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà ïðî÷íî- è ðûõëîñâÿçàííîå. Âàæíîñòü îïðåäåëåíèÿ ñèëèêàòíîãî æåëåçà ñîñòîèò â åãî ñîîòíîøåíèè ñ íåñèëèêàòíûì. Ýòî ñîîòíîøåíèå íåîáõîäèìî
äëÿ âûÿñíåíèÿ: à) êîëè÷åñòâà ñîäåðæàíèÿ
ïðî÷íî- è ðûõëîñâÿçàííîãî ñèëèêàòíîãî è
íåñèëèêàòíûõ ôîðì æåëåçà â ìèíåðàëàõ
ïî÷âîîáðàçóþùèõ ïîðîä; á) ñòàäèéíîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ æåëåçîñîäåðæàùèõ ìèíåðàëîâ
â ïî÷âîîáðàçóþùåé òîëùå è ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ æåëåçà ïðè ëåññèâàæå; â) ñòåïåíè ðàçðóøåíèÿ æåëåçîñîäåðæàùèõ ìèíåðàëîâ è
"%
âûíîñà æåëåçà â ðàñòâîðàõ ñ ïîñëåäóþùèì
åãî îñàæäåíèåì, êîíòðîëèðóåìûì ôîðìèðîâàíèåì æåëåçèñòî-èëëþâèàëüíûõ ãîðèçîíòîâ.
3. Íåñèëèêàòíîå – ñâîáîäíîå æåëåçî, êîòîðîå äåëèòñÿ ïî ñòåïåíè îêðèñòàëëèçîâàííîñòè íà ñèëüíî- è ñëàáîîêðèñòàëëèçîâàííîå.
Ýòè ñîåäèíåíèÿ ìîãóò ñëóæèòü ïîêàçàòåëåì
îòíîñèòåëüíîé ìîëîäîñòè ïî÷â è ïîðîä. Àìîðôíàÿ ôîðìà íåñèëèêàòíîãî æåëåçà îáðàçóåòñÿ ïðè âûâåòðèâàíèè æåëåçèñòûõ ñèëèêàòíûõ ìèíåðàëîâ [3]. Àìîðôíàÿ ôîðìà ïîäâèæíà è â ñâÿçè ñ ýòèì ñëóæèò èíäèêàòîðîì ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ.
Âñå ïåðå÷èñëåííûå ôîðìû æåëåçà, âêëþ÷àÿ àìîðôíóþ, íå ñâÿçàííóþ ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì ïî÷âû, èìåþò ïðåèìóùåñòâåííî ëèòîãåííîå ïðîèñõîæäåíèå. È ëèøü îäíà ôîðìà – àìîðôíîå æåëåçî, ñâÿçàííîå ñ
îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì ïî÷âû, èìååò ïåäîãåííîå ïðîèñõîæäåíèå.
Òàêèì îáðàçîì, èçó÷åíèå ãðóïïîâîãî ñîñòàâà æåëåçà ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà ïðîâîäèëîñü èñõîäÿ èç ñëåäóþùèõ ïðåäñòàâëåíèé:
1. Ïðåîáëàäàíèå ñèëèêàòíîãî æåëåçà íàä
íåñèëèêàòíûì ìîæåò îáóñëîâëèâàòüñÿ ñëàáîé
ñòåïåíüþ âûâåòðåëîñòè ïîðîä èëè îòíîñèòåëüíîé ìîëîäîñòüþ ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ â òåõíîãåííîì ëàíäøàôòå.
2. Ñ íàêîïëåíèåì æåëåçà ñâÿçàíî ïðîÿâëåíèå ðÿäà ýëåìåíòàðíûõ ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíûõ ïðîöåññîâ, êîíòðîëèðóåìûõ ñîîòíîøåíèåì è ðàñïðåäåëåíèåì åãî ñâîáîäíûõ ôîðì.
3. Ñîäåðæàíèå è äèôôåðåíöèàöèÿ ôîðì
æåëåçà â ãåíåòè÷åñêîì ïðîôèëå ýìáðèîçåìà,
ñîîòíîøåíèå ýòèõ ôîðì â ìåëêîçåìå ýìáðèîçåìîâ äèàãíîñòèðóåò îñîáåííîñòè ãåíåçèñà
ýìáðèîçåìîâ òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ.
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÈÕ ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
 ðàéîíå Ìîõîâñêîãî óãëåðàçðåçà, ðàñïîëîæåííîì â ñòåïíîì ÿäðå, âõîäÿùåì â þæíóþ ëåñîñòåïíóþ çîíó, â îñíîâíîì ïðåäñòàâëåíû ÷åòâåðòè÷íûå îòëîæåíèÿ, êîòîðûìè
ÿâëÿþòñÿ êàðáîíàòíûå ëåññîâèäíûå ñóãëèíêè. Îíè ïîâñåìåñòíî ïåðåêðûâàþò ïåðìñêèå
êîðåííûå óãëåâìåùàþùèå ïîðîäû. Ìîùíîñòü
ëåññîâèäíûõ ñóãëèíêîâ èçìåíÿåòñÿ îò 1,5–
3,0 ì íà ñêëîíàõ äî 35–40 ì è áîëåå íà âîäîðàçäåëàõ. Ìèíåðàëîãè÷åñêèé ñîñòàâ èõ êðóïíûõ ôðàêöèé ïðåäñòàâëåí êâàðöåì, ïîëåâû"%
ìè øïàòàìè, ñëþäàìè, ïðèìåñÿìè ÿðêî- è
æåëòî-çåëåíîãî õëîðèòà, ýïèäîòà, ðîãîâîé
îáìàíêè è öèðêîíà. Èç âòîðè÷íûõ ïðåîáëàäàþò ìèíåðàëû ìîíòìîðèëëîíèòîâîé ãðóïïû
è ãèäðîñëþä [4]. Ýòè ïîðîäû îáëàäàþò íàèâûñøèì â äàííîé çîíå ïëîäîðîäèåì è ÿâëÿþòñÿ ãëàâíûìè ïîòåíöèàëüíî ïëîäîðîäíûìè
ïîðîäàìè (ÏÏÏ), ïðèãîäíûìè äëÿ òåõíîëîãèé ðåêóëüòèâàöèè ñ âûñîêèì ïî÷âåííî-ýêîëîãè÷åñêèì ýôôåêòîì [5].
 îòâàëû, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ â ðåçóëüòàòå ïðèìåíåíèÿ íåñåëåêòèâíîé ïî ïîðîäàì òåõíîëîãèè, ïîìèìî êàðáîíàòíûõ ñóãëèíêîâ ïîïàäàåò ñìåñü ïåñ÷àíèêîâ, àðãèëëèòîâ, àëåâðîëèòîâ è óãëÿ â ðàçëè÷íûõ ïðîïîðöèÿõ.  ñâÿçè ñ ýòèì ïîâåðõíîñòü îòâàëà
îòëè÷àåòñÿ ìîçàè÷íîñòüþ ïî÷âåííîãî ïîêðîâà è õàîòè÷íîé ñìåñüþ ïî÷âîîáðàçóþùèõ ïîðîä. Ïîýòîìó ñîäåðæàíèå âàëîâîãî æåëåçà
îòðàæàåò òîëüêî êîëè÷åñòâî åãî â ìèêðîî÷àãàõ [6] è ëèøü íåêîòîðîå åãî ïåðåðàñïðåäåëåíèå â ïðîôèëå, ò. å. ÿâëÿåòñÿ îñîáåííîñòüþ çàëîæåííîãî ðàçðåçà.
Ýìáðèîçåì èíèöèàëüíûé. Ïîñêîëüêó â
ïðîôèëå èíèöèàëüíîãî ýìáðèîçåìà îòñóòñòâóþò îðãàíîãåííûå ãîðèçîíòû, ïî÷âåííîãåíåòè÷åñêîé ïðîôèëüíîé äèôôåðåíöèàöèè
ôîðì æåëåçà çäåñü íå íàáëþäàåòñÿ. Ñîäåðæàíèå âàëîâîãî æåëåçà â ïðîôèëå ïî÷âû
êîëåáëåòñÿ â ìåëêîçåìå îò 5 % â âåðõíåé
÷àñòè ïðîôèëÿ äî 7,5 % â íèæíåé (ñì. òàáëèöó). Ïðåäñòàâëåíî îíî áîëüøåé ÷àñòüþ ñèëèêàòíîé ôîðìîé è â ìåíüøåé ñòåïåíè ñèëüíîîêðèñòàëëèçîâàííîé ôîðìîé íåñèëèêàòíîãî æåëåçà. Èç-çà îòñóòñòâèÿ ðàçâèòûõ ïî÷âåííûõ ïðîöåññîâ âñå îíî ëèòîãåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ò. å. óíàñëåäîâàíî îò ïîðîä,
îòñûïàííûõ â îòâàëû â ôàçó òåõíîãåíåçà.
Ñëåäóåò îòìåòèòü íåçíà÷èòåëüíîå ñîäåðæàíèå àìîðôíîé ôîðìû æåëåçà.
Ýìáðèîçåì îðãàíîàêêóìóëÿòèâíûé.  îòëè÷èå îò èíèöèàëüíîãî ýìáðèîçåìà â ïðîôèëå îðãàíîàêêóìóëÿòèâíîãî õîòÿ è ïðèñóòñòâóåò îðãàíîãåííûé ãîðèçîíò À0, íî ïðîôèëüíîé äèôôåðåíöèàöèè ôîðì æåëåçà, êàê
è â èíèöèàëüíîì ýìáðèîçåìå, íå íàáëþäàåòñÿ. Èõ ðàñïðåäåëåíèå õàîòè÷íî, õîòÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ èíèöèàëüíûì ýìáðèîçåìîì ñîäåðæàíèå âàëîâîãî æåëåçà â ìåëêîçåìå îðãàííîàêêóìóëÿòèâíîãî ýìáðèîçåìà íåìíîãî ìåíüøå – äî 4 %. Âàëîâîå æåëåçî ïðåäñòàâëåíî
ñèëèêàòíîé ôîðìîé è ñèëüíîîêðèñòàëëèçîâàííîé ôîðìîé íåñèëèêàòíîãî æåëåçà. Ñîäåðæàíèå àìîðôíîãî æåëåçà â ïðîôèëå
îðãàíîàêêóìóëÿòèâíîãî ýìáðèîçåìà íåçíà÷èòåëüíîå. Îòìå÷àþòñÿ òîëüêî ñëåäû åãî ïðèñóòñòâèÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, è â äàííîì òèïå
ýìáðèîçåìîâ, êàê è â èíèöèàëüíîì, àêòèâíîñòü ïðîöåññîâ ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ îïðåäåëèòü íåâîçìîæíî.
Ýìáðèîçåì äåðíîâûé.  äåðíîâîì ýìáðèîçåìå ïðîôèëüíàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ ïðîÿâëÿåòñÿ áîëåå ÷åòêî. Çäåñü ïðèñóòñòâóåò áèîãåííûé ãîðèçîíò â âèäå äåðíèíû ìîùíîñòüþ
äî 8 ñì.  ñâÿçè ñ ýòèì àêòèâèçèðóåòñÿ ôèçè÷åñêîå è õèìè÷åñêîå ïðåîáðàçîâàíèå èñõîäíîãî ñóáñòðàòà. Ñîäåðæàíèå âàëîâîãî
æåëåçà â ìåëêîçåìå äåðíîâîãî ýìáðèîçåìà
íåâåëèêî è ïðàêòè÷åñêè ðàâíîìåðíîå âî âñåì
ïðîôèëå è ñîñòàâëÿåò â ãîðèçîíòå Àä 4,40 %,
óâåëè÷èâàÿñü â ïîäîðãàíîãåííûõ ãîðèçîíòàõ
äî 5,79 %. Ñèëèêàòíîå æåëåçî ïðåîáëàäàåò
íàä íåñèëèêàòíûì, êîòîðîå ïðåäñòàâëåíî
îêðèñòàëëèçîâàííûìè ôîðìàìè. Ñîîòíîøåíèå
ñèëèêàòíûõ è íåñèëèêàòíûõ ôîðì æåëåçà çàâèñèò îò ñòåïåíè âûâåòðåëîñòè ïîðîä. Çäåñü
æå ïðåîáëàäàíèå ñèëèêàòíîãî æåëåçà íàä
íåñèëèêàòíûì ãîâîðèò îá èõ ñëàáîé âûâåòðåëîñòè.
Ãëàâíîé îñîáåííîñòüþ äåðíîâîãî ýìáðèîçåìà ÿâëÿþòñÿ íàëè÷èå è õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ àìîðôíîãî æåëåçà. Îáùåå ñîäåðæàíèå
ýòîé ôîðìû ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ãëóáèíîé. Íî åñëè êîëè÷åñòâî àìîðôíîé ôîðìû
æåëåçà, íå ñâÿçàííîé ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì, íà ïîðÿäîê óâåëè÷èâàåòñÿ â ïîäîðãàíîãåííîì ãîðèçîíòå è ïðîäîëæàåò óâåëè÷èâàòüñÿ ñ ãëóáèíîé, òî àìîðôíàÿ ôîðìà æåëåçà, ñâÿçàííîãî ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì,
íàîáîðîò, ñâîé ìàêñèìóì èìååò â îðãàíîãåííîì ãîðèçîíòå Àä è íåïîñðåäñòâåííî ïîä íèì.
Äàëåå ïðîèñõîäèò ðåçêîå óìåíüøåíèå ñîäåðæàíèÿ ýòîé ôîðìû. À íà ãëóáèíå 55 ñì îíà
ïðàêòè÷åñêè èñ÷åçàåò. Òàêèì îáðàçîì, â äåðíîâîì ãîðèçîíòå äåðíîâîãî ýìáðèîçåìà îòìå÷àåòñÿ óâåëè÷åíèå ïîäâèæíûõ ôîðì æåëåçà, â îñíîâíîì ïåäîãåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.
Ýòîìó ñïîñîáñòâóþò è áîëüøîå êîëè÷åñòâî
ðàçëîæèâøåãîñÿ òðàâÿíèñòîãî îïàäà, è ñëàáîêèñëàÿ ñðåäà ýòîãî ãîðèçîíòà. Âñå ýòî âåäåò ê ðàçâèòèþ ïðîöåññîâ ñèíòåçà ïåäîãåííîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, õîòÿ ïðîöåñ-
ñû íàêîïëåíèÿ îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà ðàçâèòû ñëàáî.
Ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíûé ýìáðèîçåì.
 ïðîôèëå ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíîãî ýìáðèîçåìà ïðîèñõîäèò ñóùåñòâåííàÿ òðàíñôîðìàöèÿ ïî÷âîîáðàçóþùåãî ñóáñòðàòà ïîä
âîçäåéñòâèåì ïðîöåññîâ ðàçëîæåíèÿ è ñèíòåçà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà. Ïîýòîìó ýòîò
òèï ýìáðèîçåìîâ îáëàäàåò îòíîñèòåëüíî ðàçâèòûì ïðîôèëåì è èìååò ïîìèìî äåðíèíû
ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíûé ãîðèçîíò.
Ñîäåðæàíèå âàëîâîãî æåëåçà â ìåëêîçåìå ýòîãî òèïà ýìáðèîçåìîâ ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ãëóáèíîé – îò 4–5 % â îðãàíîãåííûõ ãîðèçîíòàõ äî 7 % â ãîðèçîíòå Ñ.
Ñèëèêàòíîå æåëåçî ïðåîáëàäàåò íàä íåñèëèêàòíûì íå âî âñåõ ãîðèçîíòàõ, à òîëüêî
â îðãàíîãåííûõ. Â íèæíèõ ãîðèçîíòàõ ñîäåðæàíèå ýòèõ ôîðì æåëåçà ñòàíîâèòñÿ îäèíàêîâûì. Ýòî ïðîèñõîäèò, âî-ïåðâûõ, èç-çà
íàëè÷èÿ ñèëüíîîêðèñòàëëèçîâàííîé ôîðìû
íåñèëèêàòíîãî æåëåçà. Ýòà ôîðìà îáðàçîâàëàñü â äîïåäîãåííûé ïåðèîä ïðè ôîðìèðîâàíèè îñàäî÷íûõ îçåðíûõ (ëàãóííûõ) îòëîæåíèé. Âî-âòîðûõ, èç-çà íèñõîäÿùåé ìèãðàöèè â íèæíþþ ÷àñòü ïðîôèëÿ ïîäâèæíûõ
ôîðì æåëåçà âñëåäñòâèå ðàçðóøåíèÿ æåëåçîñîäåðæàùèõ ìèíåðàëîâ â õîäå õèìè÷åñêîãî, ôèçèêî-õèìè÷åñêîãî è áèîõèìè÷åñêîãî âûâåòðèâàíèÿ â ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíîì ãîðèçîíòå. Ïî ýòîé ïðè÷èíå â ãëóáèíå
ïðîôèëÿ ýìáðèîçåìà íàáëþäàåòñÿ óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà ñëàáîîêðèñòàëëèçîâàííîãî è
àìîðôíîãî æåëåçà. Â öåëîì àìîðôíîé ôîðìû æåëåçà â ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíîì ýìáðèîçåìå ñîäåðæèòñÿ íåìíîãî. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ, ïî-âèäèìîìó, òåì, ÷òî ýìáðèîçåìû â
òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòàõ ñòåïíîãî ÿäðà
Êóçáàññà îòíîñèòåëüíî çîíàëüíîãî ëàíäøàôòà íàõîäÿòñÿ â óñëîâèÿõ ïîâûøåííîé
òåìïåðàòóðû è áîëåå ñèëüíîãî ïåðèîäè÷åñêîãî èññóøåíèÿ, ò. å. õàðàêòåðèçóþòñÿ çíà÷èòåëüíîé êñåðîìîðôíîñòüþ, õîðîøåé àýðàöèåé, îáóñëîâëåííîé ñèëüíîé êàìåíèñòîñòüþ
ïîðîä. Ïî ýòîé ïðè÷èíå â íèõ ïðåîáëàäàþò
îêèñëèòåëüíûå óñëîâèÿ, áëàãîïðèÿòñòâóþùèå êðèñòàëëèçàöèè àìîðôíûõ ôîðì æåëåçà. Èíûìè ñëîâàìè, â ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíîì ýìáðèîçåìå ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà
èäåò ïåðåõîä ÷àñòè àìîðôíîãî æåëåçà â åãî
ñëàáîîêðèñòàëëèçîâàííóþ ôîðìó. Ýòî îñó"%!
Ãîðèçîíò
Ãëóáèíà, ñì
Ñèëèêàòíîå
Âàëîâîå
1*
Íåñèëèêàòíîå
2*
1
2
îáùåå
1
3*
Âûùåëî÷åííûå ÷åðíî
À
0–10
5,32
3,61
67,86
1,71
32,14
1,46
À
10–20
4,88
3,22
66,05
1,66
33,95
1,43
27,44
29,30
ÀÂ
25–45
5,54
3,73
67,24
1,81
32,76
1,69
30,56
Â1
50–60
5,41
3,82
70,56
1,59
29,44
1,47
27,29
Â2
65–75
5,41
3,91
72,36
1,50
27,64
1,40
25,84
Âê
90–100
5,61
4,22
75,20
1,39
24,80
1,29
23,00
Ñê
>170
5,74
4,38
76,35
1,36
23,65
1,29
24,50
Ýìáðèîçåìû òåõíîãåííûõ
Ñ
0–2
4,99
2,15
43,09
2,84
56,91
2,64
52,90
Ñ
2–13
5,99
4,00
66,78
1,99
33,22
1,75
29,22
Ñ
13–35
5,99
4,10
68,45
1,89
31,55
1,60
26,71
Ñ
35–55
7,59
5,82
76,68
1,77
23,32
1,40
18,45
Îðãàíîàêêó
Ñ
0–3
3,60
2,80
77,78
0,80
22,22
0,73
20,27
Ñ
3–15
3,80
2,27
59,74
1,53
40,26
1,46
38,42
Ñ
15–30
3,40
2,00
58,83
1,40
41,17
1,34
39,41
Ñ
30–50
3,40
2,10
61,76
1,30
38,24
1,23
36,18
Àä
0–8
4,40
2,79
63,41
1,61
36,59
1,44
32,73
Ñ
8–20
5,39
4,17
77,37
1,22
22,63
0,99
18,36
Ñ
20–30
5,00
4,00
80,00
1,00
20,00
0,76
15,20
Ñ
42–55
5,79
4,80
82,90
0,99
17,10
0,72
12,44
Äåð
Ãóìóñîâî-àê
Àä
0–2
3,80
2,56
67,37
1,24
32,63
1,06
27,89
À1
2–10
4,80
2,88
60,00
1,92
40,00
1,74
36,25
À 1Ñ
10–20
5,19
3,00
57,80
2,19
42,20
1,97
37,96
Ñ
35–45
6,39
3,12
48,83
3,27
51,17
2,92
45,69
Ñ
55–65
6,39
3,10
48,51
3,29
51,49
2,77
43,35
Ï ð è ì å ÷ à í è å. 1* – ñîäåðæàíèå ôîðì æåëåçà â ìåëêîçåìå, %; 2* – ïðîöåíòíîå îòíîøåíèå ê âàëîâî
âàííîé ôîðìå; 5* – ïðîöåíòíîå îòíîøåíèå ê àìîðôíîé ôîðìå.
ùåñòâëÿåòñÿ â îñíîâíîì â ïîäîðãàíîãåííûõ
ãîðèçîíòàõ.
Àìîðôíîå æåëåçî â îðãàíîãåííûõ ãîðèçîíòàõ ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíîãî ýìáðèîçåìà ïðåäñòàâëåíî ñàìîé ïîäâèæíîé îðãàíè÷åñêîé ôîðìîé. Ýòîìó ñïîñîáñòâóþò, êàê è â äåðíîâîì ýìáðèîçåìå, è áîëüøîå êîëè÷åñòâî
îïàäà ðàñòèòåëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, è ñëà"%"
áîêèñëàÿ ñðåäà ýòîãî ãîðèçîíòà. Âñå ýòî âåäåò ê ðàçâèòèþ ïðîöåññîâ íàêîïëåíèÿ ïåäîãåííîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, êîòîðûå
ïðåîáëàäàþò íàä ïðîöåññàìè ìèíåðàëèçàöèè.
Ñ ãëóáèíîé êîëè÷åñòâî àìîðôíîãî æåëåçà
óâåëè÷èâàåòñÿ â îñíîâíîì çà ñ÷åò æåëåçà, íå
ñâÿçàííîãî ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì ýìáðèîçåìà.
Ðàñïðåäåëåíèå ôîðì æåëåçà (%) â ýìáðèîçåìàõ è çîíàëüíîé ïî÷âå ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà
Îêðèñòàëëèçîâàííîå
Àìîðôíîå
ñèëüíîîêðèñòàëëè-
ñëàáîîêðèñòàëëèçîâàí-
çîâàííîå
íîå
1
4*
îáùåå
îðãàíè÷åñêîå
íåîðãàíè÷åñêîå
1
4
1
3
1
5*
1
5
çåìû ñòåïíîãî ÿäðà
0,05
1,00
1,41
26,44
0,25
4,70
0,19
3,50
0,06
1,20
0,10
2,10
1,33
27,20
0,23
4,65
0,19
3,84
0,04
0,81
0,26
4,70
1,43
25,86
0,12
2,20
0,06
1,10
0,06
1,10
0,53
9,85
0,94
17,44
0,12
2,15
0,04
0,80
0,08
1,35
0,60
11,00
0,80
14,84
0,10
1,80
0,04
0,80
0,06
1,00
0,63
11,30
0,66
11,70
0,10
1,80
0,04
0,75
0,06
1,05
0,58
11,00
0,71
13,50
0,07
1,60
0,02
0,55
0,05
1,05
ëàíäøàôòîâ. Èíèöèàëüíûé
1,08
21,64
1,56
31,26
0,20
4,01
0,16
3,21
0,04
0,80
1,16
19,37
0,59
9,85
0,24
4,00
0,19
3,17
0,05
0,83
1,32
22,04
0,28
4,67
0,29
4,84
0,12
2,00
0,17
2,84
1,26
16,60
0,14
1,85
0,37
4,87
0,07
0,92
0,30
3,95
ìóëÿòèâíûé
0,39
10,82
0,34
9,45
0,07
1,95
0,05
1,39
0,02
0,56
1,02
26,84
0,44
11,58
0,07
1,84
0,05
1,31
0,02
0,53
1,19
35,00
0,15
4,41
0,06
1,76
0,03
0,88
0,03
0,88
1,10
32,35
0,13
3,83
0,07
2,06
0,01
0,29
0,06
1,77
1,07
24,32
0,37
8,41
0,17
3,86
0,15
3,41
0,02
0,45
0,67
12,43
0,32
5,93
0,23
4,27
0,13
2,41
0,10
1,86
0,59
11,80
0,17
3,40
0,24
4,80
0,09
1,80
0,15
3,00
0,55
9,50
0,17
2,94
0,27
4,66
0,06
1,04
0,21
3,62
íîâûé
êóìóëÿòèâíûé
0,73
19,21
0,33
8,68
0,18
4,74
0,16
4,21
0,02
0,53
1,26
26,25
0,48
10,00
0,18
3,75
0,15
3,13
0,03
0,62
1,25
24,09
0,72
13,87
0,22
4,24
0,16
3,08
0,06
1,16
1,29
20,18
1,63
25,51
0,35
5,48
0,12
1,88
0,23
3,60
1,18
18,47
1,59
24,88
0,52
8,14
0,11
1,72
0,41
6,42
ìó æåëåçó; 3* – ïðîöåíòíîå îòíîøåíèå ê íåñèëèêàòíîìó æåëåçó; 4* – ïðîöåíòíîå îòíîøåíèå ê îêðèñòàëëèçî-
Êàê èçâåñòíî, ñ íàêîïëåíèåì æåëåçà ñâÿçàíî ïðîÿâëåíèå ðÿäà ýëåìåíòàðíûõ ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíûõ ïðîöåññîâ, êîíòðîëèðóåìûõ
ñîîòíîøåíèåì è ðàñïðåäåëåíèåì åãî ñâîáîäíûõ ôîðì [3]. Ïîýòîìó ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ãîâîðèòü î íàïðàâëåííîñòè ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíûõ ïðîöåññîâ.  ÷àñòíîñòè, ðàçâèòèå ýìáðèîçåìîâ ñî ñëàáûì óâëàæíåíèåì, ñ
èíòåíñèâíûìè ïðîöåññàìè âûâåòðèâàíèÿ,
óìåðåííîé àýðàöèåé, íåâûñîêèì ñîäåðæàíèåì îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà è îòñóòñòâèåì
óñëîâèé äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ êîíêðåöèé íàïðàâëåíî â ñòîðîíó ôîðìèðîâàíèÿ êñåðîìîðôíûõ ïî÷â, ñîîòâåòñòâóþùèõ àðèäíûì ïî÷âàì.
Îáùàÿ ÷åðòà ýòèõ ïî÷⠖ íåâûñîêîå ñîäåðæàíèå âñåõ ôîðì íåñèëèêàòíîãî æåëåçà,
"%#
êðîìå ñëàáîîêðèñòàëëèçîâàííûõ åãî ñîåäèíåíèé, êîòîðûìè ïðåäñòàâëåíî ïî÷òè âñå
íåñèëèêàòíîå æåëåçî.
Çîíàëüíàÿ ïî÷âà. Çîíàëüíûìè àâòîìîðôíûìè ïî÷âàìè ýëþâèàëüíûõ ïîçèöèé åñòåñòâåííûõ ëàíäøàôòîâ ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà ÿâëÿþòñÿ âûùåëî÷åííûå ÷åðíîçåìû.
Êîëè÷åñòâî è ñîäåðæàíèå ôîðì æåëåçà â
âûùåëî÷åííûõ ÷åðíîçåìàõ èìåþò ñâîþ ñïåöèôèêó. Èññëåäîâàíèÿìè Çîííà [7], Êàðìàíîâîé [8], Åðîøêèíîé [9] ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ
âñåõ áèîêëèìàòè÷åñêèõ çîí è òèïîâ ïî÷âû
õàðàêòåðíî îïðåäåëåííîå ñîîòíîøåíèå ìåæäó ñèëèêàòíûì è íåñèëèêàòíûì æåëåçîì.
Òàê, â ñîñòàâå ñòåïíûõ ÷åðíîçåìíûõ ïî÷â
ñèëèêàòíîãî æåëåçà ñîäåðæèòñÿ 66–75 % îò
âàëîâîãî, íåñèëèêàòíîãî – 25–34 % îò âàëîâîãî [7].  âûùåëî÷åííûõ ÷åðíîçåìàõ ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà óñòàíîâëåíà àíàëîãè÷íàÿ çàêîíîìåðíîñòü: ñèëèêàòíîãî æåëåçà ñîäåðæèòñÿ 66,05–75,20 % îò âàëîâîãî, íåñèëèêàòíîãî– 27,64–33,95 % îò âàëîâîãî. Ýòî
ãîâîðèò î òîì, ÷òî æåëåçî âûùåëî÷åííîãî
÷åðíîçåìà â îñíîâíîì íåïîäâèæíî è ñâÿçàíî â ìèíåðàëàõ. Ïîäîáíîå ñîîòíîøåíèå ñèëèêàòíîãî æåëåçà ñ íåñèëèêàòíûì ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ñòåïåíü ðàçðóøåíèÿ
æåëåçîñîäåðæàùèõ ìèíåðàëîâ, êîëè÷åñòâî
êîòîðûõ íåçíà÷èòåëüíî, íèçêàÿ. Âûíîñà æåëåçà â ðàñòâîðàõ ïðè ôîðìèðîâàíèè èëëþâèàëüíîãî ãîðèçîíòà íå ïðîèñõîäèò.
Àìîðôíîé ôîðìû â âûùåëî÷åííîì ÷åðíîçåìå ñîäåðæèòñÿ íåìíîãî. Ïîýòîìó ïîäâèæíîñòü æåëåçà èìååò íåçíà÷èòåëüíóþ ñòåïåíü.
Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî çîíàëüíûå ïî÷âû,
êàê è ïî÷âû òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà, õàðàêòåðèçóþòñÿ êñåðîìîðôíîñòüþ, õîòÿ è â ìåíüøåé ñòåïåíè.
Ïîýòîìó ïåäîãåííîãî æåëåçà, ñâÿçàííîãî ñ
îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì, ñîäåðæèòñÿ ìàëî
è åãî ìèãðàöèÿ âãëóáü îãðàíè÷èâàåòñÿ óêàçàííûìè ïðè÷èíàìè.
ÂÛÂÎÄÛ
Ãðóïïîâîé ñîñòàâ æåëåçà ýìáðèîçåìîâ
ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà è çîíàëüíûõ ïî÷â
äèàãíîñòèðóåò ñóùåñòâåííûå ãåíåòè÷åñêèå
ðàçëè÷èÿ, êîòîðûå ïðîÿâëÿþòñÿ â ñëåäóþùåì:
"%$
1) ïðåîáëàäàíèè ñèëèêàòíîãî æåëåçà íàä
íåñèëèêàòíûì. Â òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòàõ
ñòåïíîãî ÿäðà ýòî îáóñëîâëèâàåòñÿ ñëàáîé
ñòåïåíüþ âûâåòðåëîñòè ïîðîä è ìîëîäîñòüþ
ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ;
2) ïðîÿâëåíèè ýëåìåíòàðíûõ ïî÷âîîáðàçîâàòåëüíûõ ïðîöåññîâ, â îñîáåííîñòè íàêîïëåíèÿ ïåäîãåííîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, êîòîðûå ïðåîáëàäàþò íàä ïðîöåññàìè ìèíåðàëèçàöèè. Îäíàêî òåìï ýòîãî íàêîïëåíèÿ íèçêèé;
3) ñîäåðæàíèè è îñîáåííîñòÿõ äèôôåðåíöèàöèè ôîðì æåëåçà (â ÷àñòíîñòè, ñàìîé
ïîäâèæíîé, àìîðôíîé, êîòîðîé â îðãàíîãåííûõ ãîðèçîíòàõ ñîäåðæèòñÿ äîñòàòî÷íî) â ãåíåòè÷åñêîì ïðîôèëå ýìáðèîçåìà, à òàêæå â
ñîîòíîøåíèè ýòèõ ôîðì â ìåëêîçåìå. Âñå ýòî
äèàãíîñòèðóåò îñîáåííîñòè ãåíåçèñà ýìáðèîçåìîâ òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ ñòåïíîãî
ÿäðà Êóçáàññà.
Ïî óêàçàííûì ïðè÷èíàì çîíàëüíàÿ íàïðàâëåííîñòü ïðîöåññîâ ïî÷âîîáðàçîâàíèÿ âûðàæåíà ñëàáî è ýìáðèîçåìû ñòåïíîãî ÿäðà Êóçáàññà ñëåäóåò ñ÷èòàòü àçîíàëüíûìè îáðàçîâàíèÿìè. Íàèáîëåå ðàçâèòûå â ýâîëþöèîííîì
îòíîøåíèè ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíûå ýìáðèîçåìû â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàõîäÿòñÿ â ìåòàñòàáèëüíîé êëèìàêñíîé ôàçå. Âñå ðàçëè÷èÿ â
ãðóïïîâîì ñîñòàâå æåëåçà ìåæäó ýìáðèîçåìîì ãóìóñîâî-àêêóìóëÿòèâíûì è çîíàëüíûì
âûùåëî÷åííûì ÷åðíîçåìîì óêàçûâàþò íà òî,
÷òî òåõíîãåííûå ëàíäøàôòû ëåñîñòåïíîé
çîíû Êóçáàññà ÿâëÿþòñÿ ýêîêëèíîì [9].
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Êóðà÷åâ Â. Ì., Àíäðîõàíîâ Â. À. Êëàññèôèêàöèÿ ïî÷â
òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ // Ñèá. ýêîë. æóðí. 2002.
¹ 3. Ñ. 255–261.
2. Çîíí Ñ. Â., Ðóêàêà À. Í. Ìåòîäû îïðåäåëåíèÿ íåñèëèêàòíûõ ôîðì æåëåçà â ïî÷âàõ // Ïî÷âîâåäåíèå.
1978. ¹ 2. Ñ. 89–101.
3. Çîíí Ñ. Â., Âèí-Õòèí Ìàóíã. Î ôîðìàõ æåëåçà, ìåòîäàõ èõ îïðåäåëåíèÿ è çíà÷åíèè äëÿ äèàãíîñòèêè òðîïè÷åñêèõ ïî÷â // Ïî÷âîâåäåíèå. 1971. ¹ 5. Ñ. 7–20.
4. Ðàãèì-çàäå Ô. Ê. Òåõíîãåííûå ýëþâèè âñêðûøíûõ
ïîðîä óãîëüíûõ ìåñòîðîæäåíèé Ñèáèðè, îöåíêà èõ
ïîòåíöèàëüíîãî ïëîäîðîäèÿ è ïðèãîäíîñòè äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ ïî÷âåííîãî ïîêðîâà: Àâòîðåô. äèñ. …
êàíä. áèîë. íàóê. Íîâîñèáèðñê, 1977.
5. Àíäðîõàíîâ Â. À., Êóëÿïèíà Å. Ä., Êóðà÷åâ Â. Ì.
Ïî÷âû òåõíîãåííûõ ëàíäøàôòîâ: ãåíåçèñ è ýâîëþöèÿ. Íîâîñèáèðñê, 2004.
6. Ïîëîõèí Î. Â. Ñïåöèôèêà ïðåîáðàçîâàíèÿ ìèíåðàëüíûõ ôîðì ôîñôàòîâ ïðè ïî÷âîîáðàçîâàíèè â òåõ-
íîãåííûõ ëàíäøàôòàõ // Ñèá. ýêîë. æóðí. 2007. ¹ 5.
Ñ. 843–847.
6. Çîíí Ñ. Â. Æåëåçî â ïî÷âàõ. Ì.: Íàóêà, 1982.
7. Êàðìàíîâà Ë. À. Îáùèå çàêîíîìåðíîñòè ñîîòíîøåíèÿ è ðàñïðåäåëåíèÿ ôîðì æåëåçà â îñíîâíûõ ãåíåòè÷åñêèõ òèïàõ ïî÷â // Ïî÷âîâåäåíèå. 1978. ¹ 7.
Ñ. 49–62.
8. Åðîøêèíà À. Í. Ñîäåðæàíèå ðàçëè÷íûõ ôîðì æåëåçà è óãëåðîäà â ñóáòðîïè÷åñêèõ ïî÷âàõ Çàïàäíîé
Ãðóçèè // Òàì æå. 1974. ¹ 7. Ñ. 44–54.
9. Êóðà÷åâ Â. Ì. Òåîðåòè÷åñêèå è ïðàêòè÷åñêèå ïðîáëåìû ðåêóëüòèâàöèè íàðóøåííûõ çåìåëü è ñîâðåìåííûå ñïîñîáû èõ ðåøåíèÿ // Ñèá. ýêîë. æóðí. 1998.
¹ 6. Ñ. 509–515.
Group Composition of Iron in the Embryozems of Technogenic
Landscapes in the Steppe Kernel of the Kuznetsk Basin
V. G. DVURECHENSKY
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS
630099, Novosibirsk, Sovetskaya str., 18
E-mail: [email protected]
Comparison between the parity of forms of iron in the structure of embryozems of the technogenic
landscapes in the steppe kernel of the Kuznetsk Basin and zon al soils allowed revealing the genetic
distinctions which are essential. In turn, this is considered as the diagnostic parameter of the character,
intensity and orientation of soil processes.
Key words: embryozems; technogenic landscapes; forms of iron; genesis of soils; orientation of soil
formation.
"%%