Почвообразующие породы как фактор почвообразования

Почвообразующие породы (материнская порода) — любые генетические типы плотных или рыхлых пород, которые служат основой (каркасом) для формирования почв.

Почвы образуются из горных пород, которые делятся на группы разного генезиса, минералогического и химического состава и различаются по свойствам (рис. 2.2).

В процессе выветривания и почвообразования исходные характеристики материнской породы в разной степени преобразуются:

• • одни характеристики практически без изменений наследуются почвой — наиболее устойчивые минералы, каменистые компоненты, основные черты гранулометрического состава;
• • другие трансформируются значительно, в результате чего почва преобретает своеобразные свойства.

Почвы молодого возраста близки по составу и строению к материнским породам. Чем старше почвы, чем дольше в них идут процессы почвообра;

Рис. 2.2. Разнообразие почвообразующих пород

зования и выветривания, тем больше возникает различий между почвами и исходными почвообразующими породами.

Петрографический состав пород является одной из причин разнообразия почв в природе. В одних и тех же биоклиматических и геоморфологических условиях почвы могут быть разными, если они приурочены к неодинаковым породам. Например, в условиях умеренно холодного климата таежных областей почвообразование может идти в нескольких направлениях: на карбонатных породах формируются дерново-карбонатные почвы, а на бедных, сильно выветрелых, обогащенных кварцем — подзолы.

Почвообразующими породами могут быть:

• • массивно-кристаллические магматические и метаморфические породы;
• • плотные осадочные породы;
• • рыхлые осадочные отложения.

Первые две группы имеют ограниченное распространение. Основными почвообразующими породами являются рыхлые осадочные отложения плейстоценового (четвертичного) возраста.

Массивно-кристаллические магматические породы образовались из магмы. По условиям застывания они подразделяются на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). По содержанию оксида кремния Si0₂ породы делятся на кислые (оксида кремния более 65%), средние (от 65 до 52%), основные (52—40%) и ультраосновиые (< 40%). В кислых магматических породах — гранитах, пегматитах, риолитах и др. — преобладают относительно легкие элементы (Na, К, А1) и минералы — полевой шпат, кварц, в ультроосиовных породах — перидотитах, дунитах и др. — содержатся тяжелые элементы (Са, Mg, Fe) и минералы оливин, авгит.

Вторичные массивно-кристаллические (метаморфические) породы образуются из магматических или осадочных пород в недрах Земли под воздействием высокого давления, высоких температур и горячих паров и газов. При метаморфизации песчаники превращаются в кварциты, известняки — в мраморы, глины — в глинистые сланцы, граниты — в гранито-гнейсы.

Осадочные породы — это продукты выветривания массивно-кристаллических пород или остатков различных организмов. По времени образования они подразделяются на древние (дочетвертичиые — десятки и сотни миллионов лет) и молодые (четвертичные — десятки и сотни тысяч лет).

Древние осадочные породы утратили рыхлость, пористость и являются плотными породами. Они представлены различными по геологическому возрасту и составу плотными морскими и континентальными отложениями, выходящими на дневную поверхность, встречаются как в горных районах, так и пределах равнинных областей, поверхность которых не перекрыта четвертичными отложениями. Широкое распространение получили известняки, мергель, глинистые сланцы и песчаники.

Молодые осадочные породы, в отличие от плотных, обладают благоприятными для почвообразования свойствами: рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью, водоудерживающей и поглотительной способностью.

По происхождению и химизму осадочные породы делятся на группы:

• • механические наносы (грубообломочные (> 1 мм) — каменистая морена, галечники, щебень, дресва, гравий; песчаники (1—0,1 мм) — прибрежные, ледниковые, речные, эоловые; суглинки (0,1—0,01мм) — ледниковые, флювиальные; глины (< 0,01 мм) — осадки стоячих водоемов, рек, озер, лагун, эстуариев, заливов и т. п.;
• • химические осадки (пресноводный мергель — известковая порода, содердащая 20—30% углекислого кальция; гипс, мирабилит, поваренная соль, кремнезем, окислы железа и т. п.);
• • осадочные породы биогенного происхождения (торф, сапропель — органический ил на дне пресноводных озер, трепел — скопление кремневых панцирей диатомовых водорослей, шунгиты — биогенные осадки, некоторые известняки).

Среди осадочных пород химического и биогенного происхождения важную роль в почвообразовании играют карбонатные отложения — известняки, мергели, доломиты, мел.

Четвертичные отложения являются основными почвообразующими породами. На них почти повсеместно развиваются почвы. Почвообразовние и плодородие существенным образом зависит от их состава, строения и свойств.

К главным почвообразующим породам относятся:

• • аллювиальные отложения — отложения с различным механическим составом, образованные при непосредственном участии водных (чаще всего речных) потоков. Характеризуются слоистостью (горизонтальной или косой), окатанностью минеральных зерен, наличием органических остатков;
• • водноледниковые отложения (флювиогляциальные), отлагаемые потоками талых вод и представленные преимущественно галькой, гравием и косослоистым песком. Различают внутриледниковые (интрогляциальные) и приледниковые (перигляциальные) отложения. Водноледниковые отложения слагают особые формы рельефа: озы, зандры, камы и др.;
• • делювий — наносы, отложенные на склонах дождевыми и талыми водами в виде полого шлейфа, в верхней части которого накапливается грубый материал, а в нижней — пылеватый, глинистый;
• • озерные отложения, которые заполняют понижения древнего рельефа, их отличают глинистость и слоистость (ленточные глины приледниковых озер). Характеризуются присутствием органических прослоек, углекислого кальция, а при недостатке влаги — гипса и легкорастворимых солей;
• • моренные отложения образуются в результате выветривания различных пород и последующего перемещения и переотложения ледником. Характеризуются несортированностью, неоднородным механическим составом, присутствием валунов, наличием песчаных фракций, различной окраской (красно-бурой, желто-бурой);
• • лёсс — рыхлая пылеватая суглинистая карбонатная порода палевого или серо-желтого цвета. Характеризуется большим содержанием фракции крупной пыли (0,05—0,01 мм), большой пористостью, хорошей водопроницаемостью, прочной микроструктурой;
• • лёссовидный суглинок — лёсс, возникший, переработанный во время или после отложения и отличающийся отсутствием карбонатов;
• • морские отложения формируются в результате перемещения береговой линии морей, явлений трансгрессии и регрессии, характерных для четвертичного периода. Отличаются слоистостью, сортированностью и кумуляцией солей;
• • покровный суглинок — отложения, имеющие покровное залегание на морене, желто-бурую окраску, хорошо выраженную сортированность с преобладанием пылеватой фракции и отсутствием валунов;
• • элювий — продукты, возникшие на месте разрушения (выветривания) коренных пород и остающиеся на месте образования. Формируется в горных районах и на равнинных плато. Характерным признаком является наличие щебенки, представленной обломками невыветрившейся магматической или метаморфической породы. Для элювия характерна тесная связь с исходной породой;
• • эоловые отложения — продукты почв и горных пород, отложенные ветром. Обычно это пески и другие мелкообломочные минеральные отложения.

Какова же роль почвообразующих пород в почвообразовании? Посредством своего вещественного состава они оказывают большое влияние на гранулометрический, минералогический и химический состав почв, их физические и физико-механические свойства, водный, тепловой, воздушный и другие режимы.

На ранних стадиях почвообразования четко прослеживается зависимость между свойствами почв и характером почвообразующих пород, которая по мере развития почвы становится менее отчетливой.

Почвообразующие породы влияют на скорость почвообразования и его направленность. На маломощной коре выветривания плотной породы за длительный период формируются примитивные, слаборазвитые почвы. В той же биоклиматической зоне на ледниковых отложениях легкого механического состава формируются почвы с хорошо развитым почвенным профилем.

Состав почвообразующих пород определяет уровень плодородия. Низким уровнем плодородия отличаются почвы, сформировавшиеся на продуктах выветривания кислых магматических пород, (граниты, гранитогнейсы). Почвы с высоким уровнем природного плодородия формируются на продуктах выветривания средних (диорит, андезит) и основных (габбро, базальты) пород, богатых питательными и щелочноземельными элементами.

Почвообразующими породами, которые определяют хорошие физикохимические свойств почв, являются карбонатные породы.