Глава 6 происхождение и состав минеральной части почвообразующих пород и почв

В состав минеральной части почв входят первичные и вторич­ные минералы. Первичные минералы унаследованы почвообразующими породами и почвами от магматических пород. Это большей частью наиболее устойчивые по отношению к процессам выветри­вания минералы, такие, как кварц, микроклин, ортоклаз и др. Вто­ричные минералы по происхождению делятся на две группы:

а) вторичные, связанные с постмагматическими и метаморфи­ческими, преимущественно гидротермальными процессами (серитизации, хлоритизации, каолинизации и др.);

б) вторичные, связанные с гипергенными процессами (выветри­ванием и химической седиментацией); это разнообразные глинис­тые минералы, оксиды и гидроксиды, карбонаты, фосфаты, сульфа­ты, хлориды и др.

Все первичные и гипогенные вторичные минералы по отноше­нию к почве являются остаточными, унаследованными от почвообразующей породы.

Гипергенные вторичные минералы, участвующие в сложении минеральной части почв, могут быть:

1) остаточными, т. е. унаследованными от почвообразующей породы;

2) новообразованными в процессе внутрипочвенного выветри­вания и трансформации унаследованных от почвообразующих по­род минералов.

Минеральный и химический состав магматических и метаморфических пород

По степени участия в сложении пород минералы делятся на глав­ные — породообразующие — и второстепенные. Кроме того, в по­родах присутствуют в малом количестве так называемые акцессор­ные минералы, характерные только для какого-либо определенного типа пород.

К главным породообразующим минералам относятся кварц, по­левые шпаты, нефелин, пироксены, амфиболы, слюды и оливин. В среднем их соотношение в магматических породах, %: полевые

Таблица 6.1

Классификация магматических пород и их главнейшие минеральные ассоциации (по А.В. Миловскому, О.В. Кононову)

Группы пород	Интрузитывные	Эффузитивные	Минералы главные	Минералы второстепенные и акцессорные	Минералы вторичные, постмагматические
Ультра-основные	Дунит Перидотит Пироксенит	- - -	Оливин (100-85%), пироксен (0-15%), Оливин (70-30%), пироксен (30-70%), Оливин (< 10%), пироксенит (90-100%)	Магнетит, шпинель, ильменит, хромит, пирротин (1-3%)	Серпентин, уралит, хлорит, тальк
Основные	Габбро	Базальт (диабаз или базальтовый порфирит)	Основные плагиоклазы (50-70%), пироксены (25-50%), реже – оливин (5-10%), роговая обманка и биотит	Ортоклаз, кварц, апатит, магнетит, титанит, ильменит, пиритин, пентландит (1-6%)	Члорит, уралит, тальк, серицит, альтит
Средние а) с плагиоклазами в) с калиевыми полевыми шпатами	Диорит Сиенит	Андезит (андезитовый порфирит) Трахтит (ортофир)	Средние плагиоклазы (50-70%), роговая обманка (10-20%), реже – биотит (10-20%). Калиевый полевой шпат (50-70%), кислый плагиоклаз (10-30%), роговая обманка, реже – биотит (10-20%)	Кварц (0-10%), калиевый полевой шпат (0-6%), апатит, титанит, магнетит (1-2%) Кварц (0-5%), циркон, титанит, апатит, магнетит (1-2%)	Серицит, каолинит, цоизит, хлорит, карбонат. Серицит, каолинит, хлорит, карбонат Серицит, каолинит, хлорит
Кислые	Гранит	Липарит (кварцевый порфит)	Кварц (25-35%), Калиевый полевой шпат (35-40%), кислый плагиоклаз (15-25%), реже – мусковит (0-3%), роговая обманка	Апатит, циркон, магнетит, турмалин (1-2%)	Серицит, каолинит, хлорит
Щелочные	Нефелиновый сиенит	-	Калиевый полевой шпат(55-30%),	Циркон, титанит, апатит, магнетит (1-2%)	Серицит, каолинит, хлорит, цеолиты

шпаты — 60, кварц — 12, амфиболы и пироксены — 17, слюды — 14, прочие силикаты — 6, остальные минералы — 1.

В различных магматических породах соотношение названных минералов и состав второстепенных и акцессорных минералов су­щественно изменяются (табл. 6.1).

В кислых изверженных породах — гранитах и гранодиоритах — преобладают кварц и кислые калий-натровые полевые шпаты; в породах среднего состава, например в диоритах, мало кварца и пре­обладают плагиоклазы среднего состава, много роговой обман­ки. Основные породы — габбро и диабазы — почти не содержат кварца, в них преобладают основные плагиоклазы, пироксены и оливин. В ультраосновных породах — дунитах и перидотитах — оли­вин составляет основную массу.

Биотит распространен в кислых и средних породах, его мало в основных. В основных породах исчезают апатит и сфен. В ряду вторичных постмагматических минералов в магматических поро­дах наиболее часто встречаются серицит, каолинит, хлорит и ряд других.

Кислые породы богаты кремнеземом, содержат мало железа, кальция и магния. В породах основного и ультраосновного состава содержание кремнезема значительно уменьшается, но в 2—3 раза увеличивается содержание трех- и двухзарядного железа, в 5—6 раз возрастает содержание кальция и магния, а количество натрия и калия по сравнению с кислыми породами и породами среднего состава уменьшается. Это связано с различным химическим соста­вом породообразующих и сопутствующих минералов и различным их участием в сложении пород. Различия в минеральном составе изверженных пород четко проявляются и в их химическом составе (табл. 6.2).

Минералы магматических и метаморфических пород в своем большинстве — кислородные соединения. Главные из них — это оксиды, силикаты и алюмосиликаты.

Оксиды. Кварц (Si02) один из самых распространенных мине- ралов-оксидов. Основой кристаллохимической структуры кварца являются кремнекислородные тетраэдры, представляющие собой четыре иона кислорода, расположенные по углам тетраэдра, в центре которого заключен ион кремния 1SiO₁ (рис. 6.1, а). Кремнекисло­родные тетраэдры образуют сплошную трехмерную каркасную структуру, что обусловливает устойчивость кварца к процессам вы­ветривания. Кварц — типичный остаточный минерал древних кор выветривания кварцсодержащих пород и элювиальных горизонтов почв.

Таблица 6.2