Сульфатное оглеение

Сульфатное оглеение — ЭПП трансформации на месте минералы массы почв, содержащей сульфиды Fe, в условиях переменного восста вителъно-окислительного режима, заключающийся в частичном или п ном, но периодическом окислении сернистого железа с образованием гид ксидов Fe и свободной серной кислоты, а затем железистых алюминиевых квасцов; возникает пятнистая окраска — ярко-желт пятна на темно(красно-)-буром фоне ("кэтклей").

Факторы: периодическая аэрация восстановленной почвенной м сы, содержащей сульфиды Fe.

Механизм: последовательное окисление сернистого железа следующим реакциям (Глазовская, 1972):

FeSz + Н₂0 + 70 = FeS0₄ + H₂S0₄;

2FeS0₄ + 5Н₂0 + О = 2Fe(OH)₃ + 2H₂S0₄;

2Fe(OHb + H₂S0₄ = Fe^SO^ + 3H_zO;

2A1(0H)₃ + H₂S0₄ = A1₂(S0₄)₃ + 3H₂0.

Диагностика. Исчезает буро-черный цвет почвенной массы, п обладает (красновато-) бурая и темно-бурая окраска с ярко-желть

КРЕМНЕВАЯ СЕГРЕГАЦИЯ И ЦЕМЕНТАЦИЯ

Это — процесс образования конкреционных и коровых новообразо­ваний, отличающихся от вмещающей массы повышенным содержанием аморфных и слабоокристализованных соединений кремния.

Диагностика. Основными диагностическими признаками этого ЭПП являются конкреционные образования — желваки натечной формы, опаловые и халцедоновые трубки, псевдоморфозы кремнезема по извест-ковистьш и гипсовым конкрециям, а также коровые новообразования — кремниевые коры, дурипэны, силкриты.

Механизм. ЭПП кремниевой сегрегации и цементации тесно связан с мобилизацией кремния в раствор в результате Кислотного н щелочного гидролиза минералов. Процесс сегрегации и цементации аморфных со­единений кремния возникает в результате резкого изменения термо­динамических условий миграции растворов — повышения или понижения температуры до точки замерзания растворов, приводящих к увеличению испарения и концентрации растворов и осаждению кремнесодержащих веществ в пустотах и порах с цементирующим воздействием на вмеща­ющую массу. Еще одним механизмом создания кремниевых новооб­разований является замещение известковых и гипсовых конкреций со­единениями кремния в результате химических реакций, аналогичных следующим (Ковда, 1940; Македонов, 1966):

CaS0₄ + Na₂Si0₃ = CaSi0₃ + Na₂SD₄;

CaSi0₃ + 2H₂C0₃ = Si0₂ • H₂0 + Ca(HC0₃)₂.

Рассматриваемые ЭПП тесным образом связаны с процессами алло-хтонной (гидрогенной) и частично иллювиальной аккумуляции кремния (Ковда, 1973). Преобладают, таким образом, аллохтонные сегрегация и цементация, но имеет место и иллювиальная сегрегация.

Факторы. Для ЭПП кремниевой цементации и сегрегации необ­ходимо чередование относительно влажных и теплых условий, при кото­рых возможны растворение соединений кремния и их миграция, и засушливых или холодных, при которых и происходят непосредственная сегрегация и цементация; необходим также некоторый запас силикатных минералов, растворяющихся в кислых и щелочных растворах. Поскольку кремниевые образования накапливаются преимущественно гидрогенным путем, максимальной выраженности процесс их сегрегации и цементации достигает в геохимически подчиненных условиях рельефа.

Перечисленные условия свойственны континентальным мерзлотным регионам тундры и тайги, подчиненным ландшафтам полупустынь и саванн при наличии в горных породах легковыветривающихся минералов, а также пустыням (здесь рассматриваемые процессы являются релик­товыми).

Взаимодействие с другими ЭПП. ЭПП кремниевой це­ментации и сегрегации наиболее тесно связаны с процессами щелочного и кислотного гидролиза (мобилизации Si в раствор) и с процессами иллюви­ального и аллохтонного окремнения (накопление Si). Сопутствующими часто являются процессы карбонатной и гипсовой сегрегации и цемента­ции, а иногда и окислительной сегрегации и цементации.

9. Зек. 1985 ,-,

трансформацией — окристаллизацией и дегидратацией оксидов железа. В зависимости от экологической обстановки результаты биологической активности микроорганизмов могут быть различны, что приводит к образованию различных по форме и размеру конкреций. На форму, размеры, твердость и состав конкреционных и коровых новообразований оказывают также влияние концентоация Fe и Мп в растворах, обусловленная процессами мобилизации этих элементов и источником их формирования, а также скорость и амплитуда изменений окислительно-восстановительных условий. Чем больше скорость изменений этих условий, тем больше твердость новообразований; чем больше амплитуда, тем меньше отношение содержания Fe к Мп в конкрециях. При меньшей контрастности окислительно-восстановительных условий содержание Мп понижается, так как его окисление происходит при более высоких значениях окислительно-восстановительного потенциала (Зайдельман, Оглезнев, 1971).

Присутствие в составе конкреционных и коровых новообразований Si, А1 и гумуса связано как с простой цементацией их соединений в составе твердых частиц, так и с соосаждением в конкрециях и корах их растворимых соединений. Если содержание водорастворимых соединений А1 и гумуса выше, чем соединений Fe и Мп, то формируются "гумусовые" и "глиноземистые" конкреции (Розанов, 1983; Зайдельман, 1974).

Что касается источника аккумулирующихся веществ, то здесь необходимо разделять: внутригоризонтную сегрегацию — стягивание соединений Fe и Мп в конкреции внутри горизонта без существенного их выноса (Корнблюм, Зимовец, 1961); внутрипрофильную — формирование конкреционных образований в иллювиальных в отношении железа и марганца горизонтах (Ливеровский, Росликова, 1962); латеральную сегрегацию и цементацию — образование конкреционных, а чаще и коровых новообразований, связанных с осаждением соединений элементов с переменной валентностью их грунтовых, болотных к внутрипочвенных вод (Македонов, 1966; Зайдельман, Нарокова, 1974; Караваева, 1975; и др.).

Факторы. ЭПП окислительной сегрегации и цементации имеют место: 1) при чередовании восстановительных и окислительных процес­сов, приводящих к мобилизации железа и марганца в раствор; 2) при кис­лых и слабокислых значениях рН в зоне восстановления; 3) при наличии микроорганизмов; 4) при достаточной проницаемости субстрата, созда­ющей возможность передвижения почвенного раствора.

Такое сочетание условий наиболее типично для полугидроморфных почв гумидных ландшафтов.

Взаимодействие с другими ЭПП. ЭПП окислительной сегрегации и цементации не могут существовать без ЭПП оглеения, мобилизующего элементы с переменной валентностью в раствор, а также без ЭПП иллювиальной и дллохтонной глеевой миграции (за исключением внутригоризонтной сегрегации). Ипогда окислительные сегрегация и цементация сопряжены с процессами карбонатной сегрегации, в резуль­тате чего образуются карбонатно-железистые новообразования (Розанов, 1983; Зайдельман, 1974).

128

КАРБОНАТНАЯ СЕГРЕГАЦИЯ И ЦЕМЕНТАЦИЯ

Это — процесс образования конкреционных и коровых новообразо­ваний, отличающихся от вмещающей их массы повышенным содержанием в основном карбоната кальция.

Диагностика. О процессах карбонатной сегрегации и цементации могут свидетельствовать следующие группы основных новообразований: 1) конкреционные — белоглазки, журавчики, дутики, погремки, лёссовые куклы, глобулярные облака; 2) копкрециоппо-коровые — канкар (вы­деления с образованием сплошных прослоев сцементированных или рыхлолежащнх конкреций и желваков); 3) коровые — луговой мергель, каличе, шох, известковые панцири; 4) трубковидные — кристаллические трубки, аккырши.

Механизм. ЭПП карбонатной сегрегации и цементации имеют раз­ные механизмы: 1) старение и кристаллизация иллювиальных пропиточ­ных форм новообразований кальцита; 2). выпадение из раствора и крис­таллизация мелкозернистого кальцита в почвенных крупных полостях и порах с дальнейшим его разрастанием по субпараллельным поверхностям как с включением почвенной массы, так и с деформацией ее в результате роста конкреционных форм (Македопов, 1966). Некоторыми исследо­вателями допускается возможность участия в этих процессах микро­организмов (Boquet et al., 1973). При реализации первого механизма источ­ником новообразований служат внутрипрофильные карбонаты кальция, второго — в основном привнесенные с внутрипочвенными и грунтовыми водами.

Факторы. ЭПП карбонатной сегрегации и цементации осуществ­ляются при чередовании относительно влажных условий, при которых возможна мобилизация карбонатов кальция в раствор, миграция и подъем уровня грунтовых вод, и условий, способствующих выпадению из рас­твора и кристаллизации кальцита. В семиаридных и аридных областях это связано с сухими сезонами, в гумидных — с изменением температурных и геохимических условий миграции жестких грунтовых вод. Эти ЭПП наиболее характерны для почв геохимически подчиненных позиций полупустынных, саванных и степных ландшафтов, а также для почв гумидных территорий, формирующихся на карбонатных породах.

Взаимодействие с другими ЭПП. ЭПП карбонатной се­грегации и цементации связаны с процессами декарбонатнзации, а также иллювиального и аллохтонного окарбоначивания. Иногда карбонатная сегрегация может сочетаться с процессами окислительной сегрегации, а также и гипсовой сегрегации и цементации.