1.4 Почвообразующие породы
Морены имели огромное значение как субстрат для формирования ландшафтов, определив многие важнейшие их свойства: характер растительности, направленность геохимических процессов в почвах и т.д. Однако в происхождении самих валунных суглинков по-прежнему остается много загадок. Из решенных загадок отметим следующие. Так, давно понятно, что окаменелости древних моллюсков из теплых морей попадали в морену в результате соскребывания коренных пород (например, меловых песков или юрских и триасовых глин) краем ледника, а потом были переотложены вместе собственно ледниковыми осадками. (Кишкин, 2005)
Экспериментальным путем было установлено, что в ходе однократного таяния даже очень мошной ледниковой толщи формируется весьма тонкий слой осадков, которые как бы «отмучиваются» под днищем ледника. Здесь на контакте с подстилающей поверхностью вследствие трения всегда была пленка талой воды, из которой и выпадали частицы глин, так возникала, собственно, плоскость равнин. На финальных стадиях существования ледникового покрова он распадался на отдельные глыбы неподвижного (мертвого) льда, которые долгое время таяли на уже почти освобожденной равнине.
Так же, как сугробы, глыбы «мертвого» льда были покрыты толстым слоем ледниковой грязи (ледниковый тилл), который, потихоньку разогреваясь лучами солнца, оплывал, оползал вниз по склону. Постепенно в понижениях между линзами «мертвого», наполовину погребенного льда накапливался сносимый материал, состоявший из алевритов (самых мелких обломочных частиц) и глин. В результате такого «сволакивания» возникали невысокие холмы, не имевшие никакой ориентировки и не выстроенные в единые цепи или гряды. Протаивавшие линзы льда постепенно формировали под собой углубления, наполнявшиеся талыми водами, и, в конце концов, когда лед исчезал, на его месте оказывалось небольшое послеледниковое озерцо: весь рельеф как бы опрокидывался, поэтому геоморфологи назвали его инверсионным (рис. 1). Таким образом, невысокие холмы и полузаболоченные понижения между ними — это последние, но очень важные штрихи, наложенные ледником на поверхность уже готовой «скульптуры» равнин. (Любушкина, 2005)
Моренные отложения (московского возраста) практически сплошной толшей покрывают территорию российского центра, однако на дневную поверхность выходят нечасто, они, как правило, перекрыты поверхностными отложениями (от нескольких десятков сантиметров до 5 — 6 м): покровными суглинками или водно-ледниковыми песками и супесями. В составе моренных отложений преобладают несортированные бесструктурные валунные суглинки, часто с прослоями и линзами песка, гравия или гальки. Суглинки часто карбонатны, содержат обломки известняков. Верхняя часть морены, выступающая в качестве почвообразующей породы, как правило, обескарбоначена и перемыта. (Колобковский, 2008)
Гранулометрический состав мелкозема свидетельствует о значительной неоднородности моренного материала: преобладают средние, однако нередко встречаются легкие и тяжелые суглинки и даже легкие глины. Моренные суглинки сильно опесчанены — содержание песчаных фракций (от 1 до 0,05 мм) более 40%. (Любушкина, 2005г)
Покровные суглинки, перекрывающие морены, — это пылеватые безвалунные сортированные поверхностные отложения желто-бурого и бурого цвета, преимущественно тяжелосуглинистые; менее распространены средне-суглинистые и глинистые; встречаются также покровные отложения супесчаного и легкосуглинистого состава. Характерная особенность покровных отложений — преобладание крупнопылеватой фракции; содержание которой может достигать 50 %.
Рис.
1. Инверсия моренного рельефа: а — I
стадия; б — II стадия;
в
— III стадия; г — IV стадия; д — финальная
стадия.
Для моренных отложений как почвообразующей породы свойственен ряд неблагоприятных качеств (несортированность, большая плотность, бесструктурность), определяющих плохую воздухо- и водопроницаемость развитых на их месте почв. Плотные моренные суглинки, подстилая пески или покровные суглинки, создают водоупор, способствуя заболачиванию равнинных плоских территорий. (Любушкина, 2005г)
Покровные лессовидные суглинки часто покрывают озерно- ледниковые равнины и отличаются от обычных тем, что в них начиная с глубины 1 м встречаются карбонаты.
Водно-ледниковые, древнеаллювиальные и озерно-ледниковые песчаные и супесчаные отложения представлены кварцево- полевошпатовыми желтыми и серыми песками и супесями, часто с гравием и галькой, иногда с прослоями глинистого материала, наиболее распространены пески с преобладанием мелкопесчаной (0,25 — 0,05 мм) фракции. Несколько реже встречаются разнозернистые несортированные пески с преобладанием среднепесчаной и участием крупнопесчаной фракции. Различие состава отражает специфику генезиса песков. В супесях и песках нередко наблюдается неоднородность состава по вертикальному профилю, например залегающие сверху песчано-пылеватые супеси часто сменяются в пределах почвенного профиля опесчаненными супесями или песками, что свидетельствует о смене режима водных потоков в период накопления осадков. Для песков характерна низкая влагоемкость и высокая водопроницаемость провального характера, поэтому почвы, формирующиеся на отложениях легкого гранулометрического состава, испытывают недостаток влаги даже в годы с благоприятными погодными условиями.
Кроме того, почвы на песчано-супесчаных отложениях менее плодородны, чем почвы на покровных или даже мореных суглинках, почвообразующей породы, как правило, обескарбоначена и перемыта.
Гранулометрический состав мелкозема свидетельствует о значительной неоднородности моренного материала: преобладают средние, однако нередко встречаются легкие и тяжелые суглинки и даже легкие глины. Моренные суглинки сильно опесчанены — содержание песчаных фракций (от 1 до 0,05 мм) более 40%. (Любушкина, 2005г)
Из двучленных отложений разного генезиса, но близкого гранулометрического состава наиболее распространены покровные суглинки, подстилаемые моренными суглинками. Двучленные отложения такого типа занимают большие площади среди моренных равнин. (Любушкина, 2005г)
Мощность покровных суглинков варьируется от 30 — 40 до 80 — 90 см, переход покровных суглинков в морены резкий, причем на границе раздела часто имеется разнозернистая супесчано-песчаная прослойка мощностью 5—10 см. Вообще при небольшой мощности «покрышки» граница раздела пород часто совпадает с границей перехода элювиального горизонта почв в горизонт вмывания (иллювиальный). В зоне контакта покровных отложений и морены усиливаются процессы оглеения и оподзоливания, наблюдается более длительное переувлажнение верхних горизонтов почв во влажные периоды по сравнению с почвами на однородных отложениях. (Любушкина, 2005г)
Покровные суглинки и супеси, подстилаемые водно-ледниковыми отложениями, на Русской равнине распространены не столь широко. Мощность покровных отложений в таком варианте двучлена, как правило, невелика — 30 — 50 см, нижняя граница неровная.
Водно-ледниковые отложения представлены, как правило, сортированными среднезернистыми желтовато-бурыми песками, которые на глубине около 1,5 м сменяются грубозернистыми песками с включением валунов и гравия. Здесь также нижняя граница верхнего слоя часто совпадает с нижней границей элювиального горизонта формирующихся почв. В почвенном профиле на контакте покровных отложений и песчаной толщи наблюдаются слабые признаки оглеения в результате накопления в верхнем слое подвешенной влаги. (Колобковский, 2008)
Водно-ледниковые отложения (пески и супеси, подстилаемые моренными суглинками) слагают поверхности водно-ледниковых равнин, протягивающихся обычно вдоль речных бассейнов. Сильная контрастность отложений в вертикальном профиле двучлена влияет на процессы почвообразования. Мощность водно-ледниковых отложений, как правило, определяет строение почвенного профиля — нижнюю границу элювиального горизонта. Свободный дренаж в верхней части профиля и затрудненный в нижней обусловливает большое накопление влаги в почве и ее застой на контакте пород, вследствие чего усиливаются восстановительные процессы и образуются контактные подзолистые или оглеенные горизонты, что, в свою очередь, часто приводит к заболачиванию поверхности.
Старение моренных возвышенностей и равнин вследствие развития склоновых отложения часто приводит к формированию в нижних частях протяженных склонов делювиальных отложений, которые формируют шлейфы подножий и днища ложбин и лощин. (Любушкина, 2005г)
Местами они встречаются в понижениях при водораздельных склонов холмов и гряд, перекрывая маломощным слоем покровные, моренные или водно-ледниковые отложения. Делювиальные отложения представлены, как правило, суглинками, реже супесями или слоистыми наносами. Состав отложений генетически связан и обусловлен отложениями водоразделов. Они обычно оглеены, что выражается в пестром ржаво-сизом цвете профиля на разрезе.
К озерным отложениям условно относятся все суглинистые отложения озерного, озерно-ледникового и древнеаллювиального происхождения (за исключением лессовидных суглинков). По гранулометрическому составу это преимущественно легкие суглинки, среди них преобладают опесчаненные, но встречаются и пылеватые, нередко встречается неоднородность профиля.
Озерные суглинки могут вмещать жесткие грунтовые воды, что определяет формирование в понижениях и местах выхода этих вод почв глеевого типа (Солнцев, 2001).