Тема 2. Латеральная геохимическая миграция

 

Для установления основных особенностей латеральной геохимической структуры территории базовыми являются локальные каскадные системы. Ис-следования на этом уровне позволяют получить информацию о радиальной почвенно-геохимической контрастности элементарных ландшафтов, лате-ральной миграции или дифференциации вещества, вскрыть систему геохими-ческих барьеров с концентрацией элементов или, напротив, их зон выщелачи-вания, установить основные типы и виды геохимических аномалий.

 

В зависимости от сложности пространственной структуры, в первую оче-редь литогенного субстрата, почвенно-геохимические катены делятся на мо-нолитные и гетеролитные [35]. Монолитные катены, располагающиеся обыч-но в каскадных системах водосборных бассейнов 1-2 порядков, где геохимия супераквальных ландшафтов практически полностью определяется миграцией веществ из автономных ландшафтов, называются автохтонными или геохими-чески подчиненными катенами. В каскадных системах более, высоких поряд-ков все катены, как правило, гетеролитны, в них поступает вещество из дру-

 

54

гих ландшафтов и они называются геохимически слабо подчиненными или аллохтонными катенами [9].

 

В пределах этих видов катен геохимические исследования направлены на решение различных задач. Монолитные катены являются удобными в методи-ческом отношении объектами для изучения латеральной миграции элементов

 

в каскадных ЛГС, которые характеризуются с помощью коэффициента мест-ной миграции (Км). Км -представляет собой отношение содержания элемента

 

в почвах подчиненных ландшафтов к его содержанию в почвах и коре вывет-ривания автономных ландшафтов. Только в монолитных катенах возможен расчет Км без поправки на литогеохимическую неоднородность. Поэтому со-временную миграцию и концентрацию элементов в ландшафтах целесообраз-но изучать в районах с относительно простым геологическим строением и от-сутствием геохимических реликтов прошлых геологических эпох, т.е. либо в пределах денудационных равнин, лишенных древней коры выветривания ("откопанные" пенеплены), либо в районах развития достаточно мощных рых-лых покровных отложений однородного состава.

 

В ландшафтах пластовых и аккумулятивных равнин процессы миграции химических элементов осложнены региональным грунтовым стоком водно-растворимых солей в системе и многочисленными геохимическими реликта-ми - континентальными или морскими отложениями разных эпох, испытав-ших неоднократные эпигенетические изменения в процессе развития природ-ной среды в мезозое и кайнозое. Таким образом, на гетеролитном субстрате миграция элементов маскируется геохимической спецификой почвообразую-щих пород и поэтому анализ Км с позиций только латерального переноса ме-тодически не оправдан. В этом случае такие показатели следует называть ко-

 

эффициентами латеральной дифференциации или контрастности L.

 

Подобно тому, как радиальная геохимическая структура отражает харак-тер взаимодействия и соотношения между компонентами и блоками ЭЛГС, латеральная структура характеризует отношения в геохимически сопряжен-ных каскадных системах различных уровней (катенах, водосборных бассейнах и др.). Латеральная структура определяется типом автономных ЭЛГС, соот-ношением радиальной и латеральной миграции веществ, формами миграции элементов и присутствием латеральных геохимических барьеров на пути дви-жения веществ.

 

Латеральные геохимические барьеры формируются в пределах катен на гра-ницах геохимически контрастных ЭЛГС при миграции веществ в субгоризон-тальном (латеральном) направлении, т.е. в системах типа "автономный ландшафт - подчиненный ландшафт", в каскадных системах речных бассейнов и т.п.

 

55

Существует несколько подходов геохимической классификации катен. В зависимости от путей и форм миграции веществ в ландшафтах, М.А.Глазовская [9] выделяет 12 типов геохимических сопряжений, в названи-ях которых отражены основные миграционные процессы.

 

Сопряжения с преобладанием химического стока; 1 - водно-поверхностно-почвенный, 2 - водно-грунтовый, 3 - водно-поверхностно-почвенный потускулярный, 4 - водный поверхностно-почвенно-грунтовый,

 

5 - водный почвенно-грунтовый.

 

Сопряжения с преобладанием механического стока: 6 - водный почвен-но-солифлюкционный, 7 - водно-почвенный эрозионный, 8 – гравитационно-осыпной, 9 – дефлюкционный.

 

Сопряжения в аквальных ландшафтах: 10 - водно-поверхностно-циркуляционный, 11 - водно-поверхностный физико-химический, 12 - водно-поверхностный механический.

 

Эта систематика катен носит факторный характер и основывается пре-имущественно на соотношении характера рельефа с литологией и особенно-стями поверхностного и грунтового стока.

 

В дальнейшем М.А. Глазовская [13] соотнесла эти типы с почвенно-геохимическими полями, пространственно связанными с зонами увлажнения континентов. При характеристике каждого поля учитываются как фактораль-ные типы почвенно-геохимических сопряжений, так и свойственные им типо-морфные элементы и формы их аккумуляции, что отражается в названии ка-

 

тен (ферри-ферро-гумусовые катены, латеритные, ферралитно-монтмориллонитовые, аридно-солончаковые и др.).

 

Развитием этого подхода является разработка факторно-генетичеекой ти-пизации катен, базирующейся на оценке геохимических условий миграции и аккумуляции химических элементов в их пределах. Прежде всего качественно учитываются такие явления, как геохимические барьеры и формы миграцион-ных процессов, определяющие в совокупности степень геохимической диф-ференциации катен (табл.18). Исходя из этого, можно дать формулу структу-ры катенарной ландшафтно-геохимической дифференциации:

 

R(a_nt_ng_n) L_n,

 

где R - радиальная дифференциация в данной катене: а - автономная ЭЛГС, t - транзитная (трансэлювиальная, элювиально-аккумулятивная), g - гетерономная (супераквальная) ЛГС; L - латеральная дифференциация катены; n - балл степени дифференциации (от 1 до 4), определяемый по нали-чию геохимических барьеров и факторам дифференциации (табл.18).

 

56

Таблица 18

 

Критерии дифференциации ландшафтно-геохимических катен [7]

 

 

Степень дифференциации	Виды дифференциации	Балл
Слабая	Биогенная*	1
Средняя	Щелочно-кислотная	2
	Текстура
	Испарительная
	Биогенная
Сильная	Окислительно-	3
	востановительная (кисло-
	родно-глеевая)
	Щелочно-кислотная
	Текстурная
	Испарительная
	Биогенная
Очень сильная	Окислительно-	4
	востановительная (кисло-
	родно-глеевая)
	Щелочно-кислотная
	Текстурная
	Испарительная
	Биогенная

 

* Курсивом выделены облигатные критерии дифференциации, остальные - фа-культативные критерии, их присутствие или отсутствие не является решающим при определении степени дифференциации.

 

Типизация катен возможна и на основе конкретно-аналитических данных

 

о реальной сопряженности автономных и подчиненных ландшафтов в катене. На первое место в подобной систематике выдвигается совершенство связи химических составов почв и пород в пределах катены, что возможно при от-сутствии дифференцирующей роли климата и априорном учете влияния рель-ефа и почвообразующих пород на ландшафтно-геохимическую контрастность. Другими словами, речь идет о соотношении латерально-миграционной и ли-тогеохимической катенарной дифференциации.

 

Намечаются три основных типа литогеохимической дифференциации ка-тен: 1 - монолитные катены - по определению характеризуются одинаковым (монотонным) химическим составом почвообразующих пород; 2 – гетеролит-ные катены с разными породами в автономных и подчиненных ландшафтах. По характеру изменчивости химизма этих пород они подразделяются на два типа: а) с концентрацией элементов в породах подчиненных позиций и, на-оборот, б) с обеднением пород вниз по катене от автономных ландшафтов к подчиненным.

 

57

Подобно этому существует три главных типа латерально-миграционной дифференциации катен: а) аккумулятивный - с концентрацией элементов в почвах подчиненных ландшафтов; б) монотонный - без существенных геохи-мических различий; в) транзитный - с обеднением гетерономных почв отно-сительно автономных.

 

Сочетание этих видов дифференциации позволяет получить девять видов латеральной геохимической сопряженности почв и почвообразующих пород в катенах (табл.19). Это характеризует геохимическую топо- и литосенсорность почв, т.е. их способность изменять свой химический состав в пространстве в связи с изменением рельефа и химизма почвообразующих пород.

 

Таблица 19

 

Латеральная сопряженность катен [6]

 

 

Примечаиие. Дифференциация приводится вниз по катене слева направо от авто-номных ландшафтов к подчиненным; ^:а - конвергентный подвид, б - дивергентный (см. текст), h - пунктир; 1 - сплошная линия.

 

 

Три вида отражают сопряженные изменения химического состава почв и пород в катене (виды 1, 5, 9). Все остальные виды в зависимости от начально-го соотношения уровней содержания химических элементов в почвах и поро-дах автономных ландшафтов делятся на два подвида: конвергентный, когда латеральная миграция в катене нивелирует литогеохимическую неоднород-ность, и дивергентный - рассматриваемые типы дифференциации разнона-правлены относительно друг друга.

 

Название каждого вида состоит из двух слов: первое отражает латераль-но-миграционный тип дифференциации, второе указывает на характер лито-

 

58

геохимической дифференциации. Например, аккумулятивно-равномерный - накопление элементов в почвах при одинаковом их содержании в породах ка-тены, монотонно-элювиальный - равномерное распределение в почвах при обеднении пород подчиненных ландшафтов.

 

Перечислим, полученные виды латеральной сопряженности катен, соот-ветствующие таблице 19.

 

1- аккумулятивно-сопряженный,

 

2- аккумулятивно-равномерный (а, б),

 

3- аккумулятивно-элювиальный (а, б),

 

4- монотонно-аккумулятивный (а, б),

 

5- монотонно-равномерный сопряженный,

 

6- монотонно-элювиальный (а, б),

 

7- транзитно-аккумулятивный (а, б),

 

8- транзитно-равномерный (а, б),

 

9- транзитно-элювиальный сопряженный.

 

В названии подвида отражается конвергентная (а) или дивергентная (б) направленность латерально-миграционной дифференциации (аккумулятивно-элювиальный конвергентный и т.д.).