Глеевый пр: условия проявления, географич распространение

Глеевый процесс — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиоза, приводящий к созданию "холодных" тонов окраски почвенной массы.

Наиболее благоприятные условия в гумидных районах: переувлажнение. Засушливый климат не налагает запрета на восстановительные условия при близком залегании грунтовых вод.

Переувлажнение не всегда приводит к восстановительным условиям: тундровое неглеевое образование на вечной мерзлоте с застоем влаги: относительный анаэробиозис, нет газообразного О2, вода насыщена О2, низкие t° (в период снеготаяния, паводковые воды).

М.б. выражен в почвах водоразделов, пониженных эл-тов рельефа (тундровые глеевые, подзолисто-глеевые, торфяно-глеевые, лугово-черноземные, глеевые субтропические и тропические). С увеличением аридности климата ЭПП восстановленного глея локализуется в почвах отрицательных форм рельефа и связан обычно с грунтовыми и почвенно-грунтовыми водами (луговые, лугово-болотные, различные солончаки).

Существенное влияние на ОВР оказывают Fe и S.

В основе глеевого пр лежит восстановление Fe. Eh=300-400 мВ

Fe(ОН)3тв+е <->Fe(OH)2+OH- ОВП-0,56 мВ

Сизоватая масса (первый описал Высоцкий и указал на роль Fe).

3 Условия для глееобразования:

1)переувлажнение (восстановит обстановка)

2)присутствие орг в-ва, способного к сбраживанию

3)присутствие анаэробной гетеротрофной микрофлоры-> для формирования оглеения в кислых и нейтральных почвах с отсутсвием сульфатов.

Проявление этих условий:

1)Переувлажнение:

-застойный водный режим (ОВП низкий)

-застойно-промывной (имеется некий отток при застое, ОВП низкие, но колеблются, может иметь место абсолютный вынос в-ва из оглеенной толщи).

2)орг в-во: роль восстановителя – основная ф-ция. Без орг в-ва оглеение невозможно. Оказывает кислотное агрессивное воздействие на минер часть почвы. -> замедление оглеения на карбонатном геохимическом фоне. Выступает в роли комплексообразователя (обр хелатов->увелич миграционной способности металлов

Сущность глеевого процесса

Глеевый процесс — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиоза, приводящий к созданию "холодных" тонов окраски почвенной массы.

В основе глеевого пр лежит восстановление Fe. Eh=300-400 мВ

Fe(ОН)3тв+е <->Fe(OH)2+OH- ОВП-0,56 мВ

Сизоватая масса (первый описал Высоцкий и указал на роль Fe).

3 Условия для глееобразования:

1)переувлажнение (восстановит обстановка)

2)присутствие орг в-ва, способного к сбраживанию

3)присутствие анаэробной гетеротрофной микрофлоры-> для формирования оглеения в кислых и нейтральных почвах с отсутсвием сульфатов.

Проявление этих условий:

1)Переувлажнение:

-застойный водный режим (ОВП низкий)

-застойно-промывной (имеется некий отток при застое, ОВП низкие, но колеблются, может иметь место абсолютный вынос в-ва из оглеенной толщи).

2)орг в-во: роль восстановителя – основная ф-ция. Без орг в-ва оглеение невозможно. Оказывает кислотное агрессивное воздействие на минер часть почвы. -> замедление оглеения на карбонатном геохимическом фоне. Выступает в роли комплексообразователя (обр хелатов->увелич миграционной способности металлов

Изменение почв в минер толще при оглеение:

Меняются как органич, так и минер компоненты. Гумусообразование при преимуществе ФК. ГК склонны к деструкции. Расширяется соотношение С:N. Изменение увлажненности сказывается на отношен С:N (более влажные -> С:N больше, чем суше, тем больше доля N).

Контролирует хар-р орг в-ва.

Изменяется минер масса почв связаны с выносом Fe из оглеенной толщи (застойно-промывной режим-абсолютный выноc Fe, застойный – сегрегация Fe (концентрирование в конкрециях, др. новообразованиях, остальная почв масса теряет Fe).

Оглеение – элювиальный по Fe процесс. Выносится не силикатное Fe.

Глеевый гор-т имеет мраморовидную окраску. Прожилки охристого цвета – локусы сегрегации Fe.

ПР (Fe(OH)2)=8,0·10-16>> ПР (Fe(OH)3)=6,3·10-38 увелич мобильности при восстановлении, большая подвижность Fe2+.

Увеличение кол-ва ила->вынос при застойно-промывном режиме->возникновение лессиважа -> частичный вынос Al.

Изменяется состав катионов в ППК. Увелич доля Mg, уменьш Ca.

Изменяется минералогический состав: увелич доля гидрослюд и хлоритов.

Разрушение почвенных минералов – ферролиз. Изоморфное замещение катионов кристаллической решетки Са и Mg на Fe ->частичное разрушение минералов.

Формирование своеобразного соединения – «зеленая ржавчина» (образ 2/3 из сидерита FeCO3, сидерит в первые 10 мин окисляется на воздухе, появляется зеленая ржавчина - серо-зеленоватая окр).

Формирование пятен, слоев с «холодной» окраской (сизая) из-за удаления оксидных и гидроксидных пленок с пов-ти минеральных зерен. Кварц и ПШ формируют светлую окраску.

Обр минерала вивианита – Fe3(PO4)2·8H2O – минерал снежно-белого цвета, формируется гнездами в почве. Может обр большие скопления. При окислении приобретает голубую окр.

Глеевый гор-т имеет неоднородную окр из-за неоднородности ОВусловий – сочетание зон окисл и восстан.

Факторы и механизм. Редукция Fe и Мn возникает при насыщении почвенной массы влагой до состояния полной влагоемкости или близкого к нему, при замедленном влагообмене и низком ОВП. Последовательность восстановления окисного Fe, содержащегося в почвенной массе, в закисное представляется следующей. Наиболее быстро восстанавливаются водорастворимая и обменная формы Fe, затем — осажденное Fe и Fe, адсорбированное глинистыми минералами ("активное" железо); наиболее медленно и проблематично вовлекаются в этот процесс "неактивные" формы Fe — прочно адсорбированные глинами и входящие в состав первичных и вторичных минералов.

Воздействие процессов восстановления Fe на твердую фазу почв реализуется прежде всего в снятии (растворении) красящих Fe-пленок с поверхности вторичных и первичных минералов (Bloomfield, 1950). В восстановительной среде образуется ряд закисных соединений Fe, среди которых количественно преобладают органо-железистые комплексы и карбонаты и бикарбонаты Fe: Fe(HCO₃)₂, FeCO₃, Fe(OH)₂, FeSO₄, Fe₃(PO₄)2 (голубоватая окраска). Среди закисных соединений Мп чаще всего встречаются: МпО, Мп₂Оз, МпСОз, Мп(НСО₃)₂.

Предположительно соединения закисного Fe могут реагировать с подвижными SiO₂ и А1₂О ₃ и формировать вторичные алюмоферросиликаты характерной "холодной" окраски. Таким образом, механизмы этого ЭПП — растворение красящих пленок, покрывающих минеральную основу, формирование закисных соединений Fe и Мп, предположительно — неосинтез вторичных алюмоферросиликатов.

В целом происхождение глеевой окраски проблематично и связывается с 3 возможными причинами (или их сочетанием): 1) цветом закисных соединений Fe; 2) цветом вторичных алюмоферросиликатов; 3) цветом минералов почвенной основы, лишенных поверхностных красящих пленок.

МОРФОЛОГИЯ ГЛЕЕВОГО ПР. ФОРМЫ ГЛЕЯ И СИСТЕМАТИКА ГЛЕЕВЫХ ГОР-ТОВ

Глеевый гор-т имеет неоднородную окр из-за неоднородности ОВусловий – сочетание зон окисл и восстан.

Оглеенные гор-ты: несбалансированный вынос Fe всего мелкозема в целом (только илистая фракция мелкозема, пятна холодной окр), равномерный холодный цвет.

g`- вертикально вытянутые неширокие пятна оглеения по ходу отдельных трещин, гор-т сохраняет теплую окраску, обезжелезнение затрагивает стенки отдельных призматических стр-р.

В пов-ных гор-тах g`характеризуется мелкими сизовато-синими пятнами по общему желтому фону гумусового гор-та.

g``- сплошной сизоватый тон

g```- интенсивная темно-сизая окраска гумусового гор-та.

Процесс создает окраску почвенной массы с преобладанием "холодных" тонов: голубоватых, сизых, зеленоватых, оливковых, серо-сизых ("восстановленный", или "редуцированный", глей), как особый случай — буро-черных тонов (в сульфидной среде). Подобные цветовые признаки почвенной массы устойчивы в стабильных восстановительных условиях. При переменном ОВ режиме, в периоды частичного (локального) или почти полного окисления почвенной массы, ее окраска становится пятнистой ("пятнистый", или "окисленный", глей): наряду с названными выше "холодными" оттенками (или буро-черными для сульфидных почв) присутствуют или преобладают ржавые и охристые окраски окисленного железа; для сульфатных почв окисление приводит к появлению желто-бурой окраски.

Протекание этих групп процессов определяют следующие условия: 1) химико-минералогический состав почвенной массы и увлажняющих вод (геохимическая обстановка); 2) водный режим; 3) источник переувлажнения; 4) количество и характер органического вещества, так как оглеение является, по существу, процессом биохимическим.

Сопряжение характера окраски и условий, ее определяющих, позволяет предложить следующее внутреннее подразделение ЭПП оглеения: 1) восстановленный глей, или оглеение (собственно): а) поверхностное, б)грунтовое;2) окисленный глей, или пятнистое оглеение: а) поверхностное, б) грунтовое; 3) сульфидное оглеение; 4) сульфатное пятнистое оглеение.

Глей окисленный (G0): крупные охристые пятна по сплошному холодному фону (до 20%)

Мраморовидный глей (Gmr): в суглин и глин охристое пятно и зона окисления приобретает неправильную форму

Глей редуцированный (Gr): оглееный гор-т имеет интенсивную окраску холодного цвета

Локальное (Gех): оглеение форм в сильнотрещиноватых почвах, когда крупные отдельные трещины с интенсивно оглеенными стенками. Пронизывают все основные гор-ты профиля, сохраняют теплую окраску пород.

(Gfs): в почвах на карбонатном элюво-делювии пермских отложений

Восстановленный глей — ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиоза, приводящий к созданию "холодных" тонов окраски почвенной массы.

Окисленный глей — это ЭПП трансформации на месте минеральной массы почв в условиях периодического переувлажнения и переменного ОВ режима, приводящий к созданию пятнистой окраски почвенной массы с характерным чередованием сизых и ржавых (охристых) тонов при фрагментарном окислении или достаточно равномерной ржавой (охристой) окраски при сплошном окислении почвенной массы

Ландшафтно-географическая систематика глеевых гор-тов (Герасимова):

1)виванитово-глеевый гор-т (болотный глей) (G1) - сплошной или пестрый, бесструктурный, мажущийся минеральный гор-т болотных почв, окрашенный сплошь или пятнами (не менее 75% площади среза) в ярко-синие, синие и голубые тона, причем при воздействии атмосферы гор-т из синего становится бурым и из массивного — творожистым; формируется в условиях обильного накопления орг в-ва при постоянном перенасыщении водой в торфяных болотах

2)глауконитово-глеевый гор-т (маршевый глей) (G2) - сплошной или пестрый, бесструктурный и мажущийся или оструктуренный (при дренировании) минеральный гор-т пойменных, дельтовых, плавневых и маршевых почв, окрашенный сплошь или пятнами (не менее 75% площади среза) в оливковые, зеленые, серовато-зеленоватые тона, причем цвет гор-та не меняется или слабо меняется при атмосферном воздействии

3)грунтово-глеевый гор-т (ортоглей) (G3) – сплошной или пестрый, бесструктурный и мажущийся либо глыбистый минеральный гор-т, окрашенный сплошь или пятнами (не менее 50% площади среза) в голубоватые, сизые и серовато-сизые тона с ржавы­ми пятнами или крапинками, не меняющий окраску при воздействии атмосферы и формирующийся в ус­ловиях грунтового заболачивания почв, гор-т возникает в нижней части профиля

4)надмерзлотно-глеевый гор-т (криоглей) (G5) – глеевый гор-т почв, имеющих постоянную мерзлоту в профиле и формирующийся сразу над льдисто-мерзлым слоем; характеризуется четким разделением на два слоя, из которых нижний восстановленный сплошной сизый, а верхний ржаво-бурый окисленный.

5)внутрипочвенный глей (параглей) (G6) – пестрый мраморовидный внутрипочвенный гор-т, бесструктурный или плитчато-глыбистый, часто с рассеянными марганцево-железистыми конкрециями диаметром от 1 до 10 мм, окрашенный в сизовато-белесый цвет с ржавыми пятнами и прожилками; формируется при наличии в профиле сильно уплотненного водонепроницаемого горизонта при периодическом переувлажнении почвы над ним:

6)атмосферный глей (стагноглей) (G7) – пов-ное увлажнение почв атмосферными осадками

сплошной или пестро окрашенный поверхностный минеральный гор-т, лежащий под лесной подстилкой,окрашенный в сизые или белесовато-сизые и серо-сизые тона, обычно совмещающийся с гумусовым и (или)элювиальным гор-том и образующийся в результате атмосферного пов-ного переувлажнения почвы при большом кол-ве атмосферных осадков, малом испарении с пов-сти, плохой водопроницаемости почвы и большой влагоемкости подстилки.

7)склоновый глей (амфиглей) (G8) – сплошной или пестро окрашенный внутрипочвенный горизонт голубоватой или сизой окраски с яркими ржавыми пятнами, формирующийся в почвах склонов в местах выходов верховодки или грунтовых вод при проточном их режиме.

8)рисовый глей (G9) — своеобразный пов-ный глеевый гор-т почв рисовников, формирующийся в результате длительной культуры риса при затоплении и имеющий довольно разнообразную морфологию и свойства в зависимости от того, какая исходная почва использована для культуры риса; общим для всех почв рисовых полей является четкое разделение этого гор-та на две части: поверхностную охристую окисленную пленку толщиной в несколько мм и лежащую под ней темную восстановленную массу белесо-сизого, темного серо-сизого или черно-сизого цвета с многочисленными мелкими охристыми пятнышками и прожилками преимущественно по ходам корней.