Ископаемые почвы и расчленение по ним отложений

Погребенные почвы являются весьма важным объектом изучения при исследовании четвертичных отложений. Почвой называются отложения поверхностного покрова суши, которые видоизменены живыми организмами (бактерии, низшие грибы) и неорганическими агентами выветривания. Наиболее, часто погребенные почвы встречаются в эоловых лессах и в делювии. Мощность почв небольшая (1-2 м). Однако при такой малой мощности почвы обладают сложным строением. Почвы подразделяются в вертикальном разрезе на несколько горизонтов. Эти горизонты отличаются по: 1) составу, 2) сложению (строению) и 3) внешнему облику.

Все типы почв, которые встречаются сейчас в природе, можно сгруппировать в три генетических ряда:

1) элювиальный,

2) гидроморфный,

3) литогенный.

Элювиальный генетический ряд

Он характерен водораздельным пространством. Здесь грунтовые воды залегают относительно глубоко. В этих условиях почвообразование происходит в окислительной среде при свободном доступе кислорода воздуха в поры почвы. Еще более важным является свободное проникновение в почву атмосферных осадков, которые через почву просачиваются в грунтовые воды. Под влиянием вертикальной циркуляции атмосферных вод через почвенный слой происходит вынос некоторой части продуктов выветривания. Химические элементы выносятся из верхней части разреза почвы и вторично отлагаются в нижней части разреза почвы. Иногда эти химические элементы удаляются из почвы совсем. Таким образом, из верхнего (элювиального) горизонта почв (горизонта "А") химические элементы выносятся в нижний (иллювиальный) горизонт почв (в горизонт "В"). В результате почвенный профиль приобретает четкую дифференциацию на горизонты. Наиболее яркими примерами элювиального ряда могут служить два типа почв: подзолистые и черноземные почвы. Первые развиты в лесной полосе умеренного пояса, вторые характерны для зоны травянистых степей.

1) Подзолистые почвы образуются в условиях относительно влажного (гумидного) климата. Типичный профиль подзолистой почвы имеет такое строение: сверху почва прикрыта слоем лесной подстилки. Это надпочвенный горизонт, или горизонт "А₀". Он состоит из разлагающейся хвои, листвы, веточек и шишек. В надпочвенном горизонте образуются органические вещества почвы - перегной (гумус). Этот перегной содержит гуминовые кислоты. Они являются важнейшими химическими агентами выветривания в почве.

Ниже надпочвенного горизонта следует элювиальный горизонт (горизонт "А"). В этот горизонт сверху (из надпочвенного горизонта) проникают растворы гуминовых кислот. Растворы этих кислот разрушают силикатные минералы горизонта "А". При этом в горизонте "А" происходит выщелачивание всех растворимых продуктов выветривания. Эти продукты выщелачивания и разрушения удаляются полностью из почвы в нижележащие слон горных пород или в грунтовые воды. В горизонте "А" благодаря выщелачиванию отсутствуют соли кальция, натрия, калия. В этом горизонте имеются свободные ионы водорода. Ионы водорода связаны с гуминовымн кислотами, в результате чего создается кислая реакция среды. В итоге происходит разложение алюмосиликатов до свободных гидроокислов железа и гидроокислов алюминия. Эти гидроокислы в виде коллоидных растворов выносятся вниз.

В результате таких процессов разрушения и выщелачивания от силикатных минералов в горизонте '"А" сохраняется лишь коллоидная кремнекислота. Она представлена тонким, белым порошком.

Ниже горизонта "А" следует иллювиальный горизонт "В". Он окрашен в бурый или красновато-бурый цвет. Такая окраска обусловлена отложением в нем гидратов полуторных окислов железа и алюминия. Эти химические соединения поступают сюда сверху (из горизонта "А"). Гидроокислы образуют иногда железистые стяжения.

Горизонт "В" ниже по разрезу постепенно переходит в материнскую породу – горизонт "С".

Мощность подзолистой почвы может достигать 1,5 м.

2) Черноземные почвы формируются в условиях более сухого климата. Такая почва во влажные сезоны года промачивается на глубину до 1,5 м. При этом сквозной фильтрации влаги через почву нет. Из горизонта "А" выносятся только растворимые соли и карбонаты. Часть ионов кальция остается в горизонте "А". Этот кальций сорбируется коллоидным гумусовым веществом. Профиль (разрез) черноземной почвы в степях имеет такое строение: вверху разреза тонкий надпочвенный горизонт "А₀". Он состоит из сухих полуразложенных отмерших стеблей трав. Он носит название "степной войлок".

Ниже располагается горизонт "А". Он окрашен гумусом в темно-коричневый (почти черный) цвет. Отложения этого горизонта распадаются на мелкие крупинки. Они образовались вследствие коагуляции гумуса в присутствии иона кальция. Горизонт "А" лишен карбонатов и отложения его не вскипают от соляной кислоты.

Еще ниже находится иллювиальный горизонт "В". Он карбонатен и отложения его бурно вскипают от воздействия соляной кислоты. Карбонаты сюда вмыты сверху (из горизонта "А"). Верхняя часть горизонта "В" окрашена гумусом, который поступает сверху. Эта окраска неравномерна, с подтеками. Нижняя часть горизонта "В" лишена гумуса и обогащена карбонатами. Карбонаты здесь сплошь цементируют породу или встречаются в виде отдельных пятен (белоглазка), прожилок (лжегрибница) и полых конкреций (дутики).

Гидроморфный генетический ряд почв

Он включает типы почв, которые образовались в местах с неглубоким залеганием грунтовых вод. Здесь капиллярная зона грунтовых вод большую часть года практически доходит до поверхности земли. Такие почвы постоянно насыщены влагой. Поэтому кислород воздуха в почвы почти не проникает. Органическое вещество в почвах здесь разлагается, но не окисляется. В результате создается восстановительная среда. Благодаря высокому уровню (положению) грунтовых вод инфильтрация атмосферных осадков не происходит. Продукты выветривания по этой же причине из верхних горизонтов не перемещаются в нижние. Здесь наоборот, иногда растворимые соединения выносятся снизу вверх вместе с влагой, которая поднимается вверх по капиллярам. В итоге всего этого почвенный профиль слабо дифференцирован на горизонты.

В качестве примера почв гидроморфного ряда остановимся на болотных или торфяно-глеевых почвах лесной зоны умеренного пояса. Отмирающая в этих условиях растительность в большей своей части обугливается и дает начало торфу. Этот торф образует верхний горизонт почвы (торфяной горизонт "Т").

Ниже располагается глеевый горизонт (I). В нем отсутствует кислород, но имеется много восстановителей в виде гумусовых веществ. В результате выветривания здесь образуется гидрат закиси железа, который окрашивает породу в зеленовато-серые и сизые тона. Процесс носит название оглеение. При высыхании эта сизая масса породы растрескивается и по трещинам вглубь почвенного слоя проникает кислород. Он окисляет закись железа в окись и отложения глеевого горизонта в сухом виде имеют пятнистую окраску (серо-зеленая порода с охристыми пятнами).