ПОЧВОВЕДЕНИЕ. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ

Первичные минералы почв

Основную долю вещественного состава рыхлых почвообразующих пород и почв, за исключением торфяных, образуют минеральные частицы. В зависимости от происхождения и размеров они могут быть разделены на две основные группы. Одну из них составляют зерна первичных минералов, перешедших в мелкозем из разрушенных плотных изверженных, метаморфических или осадочных пород, другую — тонкодисперсные частицы вторичных, главным образом глинистых минералов, которые представляют собой продукт трансформации первичных минералов или новообразованы в ходе выветривания и почвообразования.

Первичные минералы почв

Первичные минералы почти целиком сосредоточены в гранулометрических фракциях размером более 0,001 мм, так называемой крупной фракции почв, что определяется исходными преобладающими размерами минеральных зерен в плотных породах, а также максимальными пределами их дробления при механических и температурных воздействиях.

По соотношению содержания главнейших групп породообразующих минералов рыхлые почвообразующие породы (и соответственно формирующиеся на них почвы) существенно отличаются от плотных пород: по сравнению с магматическими породами они характеризуются резким уменьшением содержания полевых шпатов, пироксенов, амфиболов, а по сравнению с плотными метаморфическими и осадочными породами, кроме того, уменьшением количества слюд, карбонатов на фоне абсолютного доминирования в составе первичных минералов кварца.

Обусловлено это тем, что рыхлые почвообразующие породы, за исключением элювия, образованного из изверженных пород in situ, представляют собой продукт многократного переотложения и длительного изменения материала плотных пород под действием физических и биохимических агентов, что приводит к относительному накоплению более устойчивого к выветриванию кварца.

 В свою очередь в зависимости от гранулометрии рыхлых почво- образующих пород участие первичных минералов в формировании их состава весьма различно: первичные минералы составляют 90—98% массы мелкозема песков, 50—80% суглинков и 10—12% глин. Наглядное представление о соотношении главнейших групп породообразующих минералов и общей доле участия первичных минералов в составе различных типов почвообразующих плотных и рыхлых пород

Несмотря на то что первичные минералы не обладают в отличие от тонкодисперсных глинистых минералов таким важнейшим свойством, как поглотительная способность, их влияние на формирование ряда свойств почв и даже на их генезис может быть весьма значительным, хотя роль отдельных групп первичных минералов в зависимости от устойчивости к выветриванию, количественного содержания, распространенности в почвах очень неравноценна.

Следующие группы породообразующих минералов и отдельные минеральные виды имеют особо важное значение при выветривании и почвообразовании, составляя основную массу исходного материала для вторичного минералообразования

Минералы этой группы, за исключением кварца, содержатся в почве в очень небольших количествах, однако диагностическая их роль довольно существенна. Так, видовой набор устойчивых к выветриванию акцессорных минералов и их содержание в почве используется в качестве одного из критириев для суждения о литологической однородности отложений в пределах почвенного профиля или в различных разрезах, когда данные гранулометрического состава с этой точки зрения вызывают сомнения.

Содержание минералов этой группы служит для вычисления различных коэффициентов, позволяющих в обобщенной форме судить о степени выветривания первичных минералов в профиле почв. Наиболее часто применяются коэффициенты устойчивости, представляющие собой отношение суммы устойчивых минералов (или отдельных их видов, например циркона) к неустойчивым. Набор сравниваемых минералов определяется их конкретным наличием в почве, а также задачами исследования. При этом кварц и полевые шпаты в рассматриваемые группы не включаются, а их содержание служит для вычисления кварц- полевошпатового коэффициента (отношение содержания кварца к суммарному количеству полевых шпатов).

Следует учитывать, что принятое в геологической литературе, в частности в осадочной петрографии, разделение минералов на группы по устойчивости произведено главным образом с учетом условий чисто химического выветривания. Однако применительно к условиям внутрипочвенного выветривания общепринятые схемы устойчивости в ряде случаев требуют существенной корректировки, так как не учитывают такого мощного, но в то же время чрезвычайно мало изученного фактора, как биогенный. В частности, это касается таких обычно относимых к устойчивым минералов, как микроклип, ортоклаз, кислые плагиоклазы, которые в почве нередко обнаруживают признаки вторичного педогенного изменения и в той или иной мере, видимо, могут быть источниками поступления в почву и растения элементов питания.

В связи со сменой кислотно-щелочных условий в почвах различных зон положение отдельных минералов в ряду устойчивости также может меняться. Так, например, в кислых подзолистых почвах наиболее устойчив к выветриванию кварц (хотя и он растворим в некоторой степени), тогда как в засоленных почвах со щелочной реакцией более устойчивыми оказываются калиево-натриевые полевые шпаты (Т. А. Соколова, В. Н. Симонов, 1982). В условиях внутрипочвенного выветривания не является бесспорным отнесение к группе устойчивых таких минералов, как магнетит, гранат, ставролит, мусковит; с другой стороны, очень мало данных, свидетельствующих о выветривании в почве эпидота, относимого к неустойчивым минералам. Особенности выветривания первичных минералов в профиле почв различных типов еще очень слабо изучены, в связи с чем исследования в этом направлении могут дать новый материал для познания процесса выветривания в целом.