Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

Глава 8. ОБЩИЕ ЧЕРТЫ ВОДНОЙ И ВОЗДУШНОЙ МИГРАЦИИ В АРИДНЫХ ЛАНДШАФТАХ — СТЕПЯХ И ПУСТЫНЯХ

 

геохимия

 

Смотрите также:

 

История атомов и география - Перельман

 

Геохимия - химия земли

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии геологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Как и в ландшафтах лесной группы, в степях и пустынях биологический круговорот много контрастнее водной и воздушной миграции. Однако в отличие от гумидных лесных ландшафтов в аридных водная миграция элементов значительно меньше зависит от бика. Ведущее значение здесь часто приобретает миграция легко- и труднорастворимых солей — хлоридов, сульфатов и карбонатов. Важное значение приобретают процессы засоления и рассоления ландшафтов, не характерные для гумидных ландшафтов.

 

В степях и пустынях по сравнению с лесными ландшафтами уменьшается интенсивность водной миграции большинства катионогенных элементов, изменяются формы их нахождения, в миграцию вовлекаются анионогенные элементы и элементы- комплексообразователи, слабоподвижные в кислой среде лесных ландшафтов. Ландшафтно-геохимические процессы органо-, хелато- и оксидогенеза сменяются кальцито-, гало- и сульфидогенезом (М.А. Глазовская). Существенно изменяется глеегенез: из кислого и нейтрального он становится преимущественно щелочным. В степях заметное влияние на миграцию начинает оказывать присутствие соды в атмосферных осадках, почвах, поверхностных и грунтовых водах, способствующее образованию растворимых комплексных соединений ряда химических элементов.

 

Из-за уменьшения подвижности органического вещества и закрепления многих элементов в слабоподвижных органо-минеральных комплексах в степях на первое место среди аддендов (лигандов), благоприятных для комплексообразования, выходят карбонаты и бикарбонаты щелочей. Способность некоторых элементов образовывать в щелочной среде растворимые анионные и комплексные соединения существенно расширяет диапазон их миграции. Особенно хорошо образуют растворимые анионные и карбонатные комплексы анионогенные элементы — В, V, Мо, As, S, Сг. Начинают мигрировать элементы-комплексообразователи, относимые к гидролизатам — Ti, La, Y, Zr, Sc, тяжелые редкие земли иттровой группы (Eu — Lu) и др. Эти элементы подвижны в щелочной и сильнощелочной среде и малоподвижны в нейтральной и слабокислой (А.И. Перельман, Н.С. Касимов, С.Р. Крайнов и др.). Ареал распространения данного типа химизма в почвах, атмосферных осадках и поверхностных водах, как это показали И.В. Иванов и Н.Ф. Глазовский на примере Казахстана, имеет более широкое распространение, чем это считалось ранее. Особенно он типичен для лесостепных, степных и частично сухостепных мелкосопочников Мугоджар, Кокчетавской возвышенности, Алтая, Забайкалья, некоторых районов Монголии, а также для внутриконтинентальных аккумулятивных равнин — Кулунды, Барабы.

 

На геохимическую дифференциацию степных ландшафтов большое влияние оказывают коренные породы в мелкосопочниках и низкогорьях, а на денудационных и аккумулятивных равнинах — континентальные отложения.

 

Засоление ландшафтов

 

Особенности соленакопления в различных климатических условиях (В.А. Ковда, 1946)

 

Понятие "засоление" чаще всего употребляется по отношению к почвам и грунтам, однако растворимые соли накапливаются и в водах, атмосфере, организмах, т.е. во всех компонентах ландшафта, в связи с чем можно говорить о засолении ландшафта в целом, а также о его рассолении (А.И. Перельман). Засоленным называется ландшафт, для которого характерно накопление легкорастворимых солей, их активное участие в бике и водной миграции. Засоление подчиняется зональности, оно усиливается с засушливостью климата (табл. 8.1). Большое влияние на засоление оказывают и геологические условия.

 

Таблица 8.1

Клима            Наивысшая    Среднее         Характер            Вторичное

тические        минерализация вод, г/л       количество    ные соли в засоление

условия                                  солеи в верх  солончаках    при

            реч      грун- соленых           нем гори                    орошении

            ных     товых озер     зонте солончаков, в %                    

 

Пустыни 20-90 200-220 350-450 15-25      NaN03,

NaCl, MgCl2, CaS04, MgS04

NaCl, Na2S04, Часто CaS04, встречается MgS04

Степи 3          -7        50-100 100      -250    2-        -3        Na2S04, NaCl, Na2C03            Редко встречается

Лесостепи     0,5       -1,0     1-3      10-      100      0,5       -1,0            Na2C03, Na2S04       Неизвестно

 

 

Источники солей

 

Универсальным поставщиком солей служат выветривание и почвообразование, переводящее Na, CI, S и другие подвижные элементы из горных пород в водный раствор.

 

Этот процесс осуществляется путем непосредственного разложения минералов и через бик. Другой универсальный фактор засоления — атмосферные осадки и пыль. В молодых ландшафтах принос солей из атмосферы, как правило, не приводит к засолению. В древних ландшафтах, формирование которых в аридных условиях продолжалось многие тысячи лет, соли постепенно накапливались в нижних горизонтах почв. В засолении некоторых территорий важную и даже основную роль играют соли осадочных пород. Так, пустыни Средней Азии и Казахстана в основном сложены осадочными породами. В мезокайнозое эта территория неоднократно покрывалась водами эпиконтинентальных морей, которые, отступая, оставляли соленые лагуны и озера.

 

В результате в меловых, палеогеновых и неогеновых отложениях накопилось большое количество солей (особенно гипса), которые в дальнейшем, включившись в миграцию, засоляли ландшафт. Соленакопление в прошлом происходило и в континентальных условиях. Например, в раннем миоцене озерно-пролювиальные отложения сульфат-карбонатной формации (аральская свита) покрывали почти всю территорию равнинного Казахстана. Значительный резерв солей в литогенной основе определил особенно интенсивное засоление почв Западной Азии. Напротив, пустыня Гоби в Монголии с палеозоя не покрывалась морем, там преобладают изверженные и метаморфические породы. Поэтому интенсивность соленакопления в Гоби невелика, хотя засоление распространено широко.

 

На морских побережьях засоление связано с непосредственным влиянием морских солей. Классический пример такой солончаковой пустыни — побережье Каспия, подпитываемое морскими водами.

 

По разломам в степях и пустынях происходит разгрузка глубинных холодных или термальных вод. Если разгружаются большие массы воды, возникает болото, озеро, река. Если разгрузка происходит медленно и воды успевают испариться, на поверхности над разломом формируется засоленный ландшафт — разломный солончак. Узкие полосы засоленных почв местами пересекают речные долины, поднимаются на возвышенности, т.е. располагаются не в соответствии с современным рельефом.

 

Глубинные холодные и термальные напорные воды местами участвуют в питании грунтовых вод. В Голодной степи Узбекистана этот источник ежегодно поставляет в грунтовые воды 20—30% от общего притока. В Араратской долине Армении содовые напорные воды изменяют состав грунтовых вод и способствуют образованию содовых солончаков. Яркое выражение разгрузки подземных вод — грязевулканические солончаковые ландшафты, геохимия которых детально изучена А. Ахмедовым в Азербайджане.

 

Соли в организмах

 

В результате длительной эволюции организмы засоленных ландшафтов приспособились к высокому содержанию солей в почвах и водах. Солелюбивые растения — галофиты выносят такое содержание солей, которое для других семейств является губительным. Химическая специализация зашла так далеко, что многие галофиты в иных условиях погибают или плохо развиваются. Известны галофиты, концентрирующие хлориды и сульфаты, щелочные соли органических кислот.

 

Организмы по-разному приспособились к засолению. Наряду с сочными солянками, содержащими много солей, имеются виды, выделяющие их избыток на поверхности листьев (например, тамариск). По солеустойчивости В.А. Ковда выделил четыре группы растений.

1.         Типичные галофиты — мясистые мокрые солянки, произрастающие на влажных солончаках с близкозалегающими грунтовыми водами. Содержат до 40—50% золы, в которой преобладают хлор, сульфат-ионы и натрий.

2.         Галофиты — преимущественно полусухие, содержащие до 20—30% золы. Растут на сухих солончаках и сильно засоленных почвах.

3.         Сухие солянки, ксерофиты и некоторые полыни на слабозасоленных почвах и солонцах. Зола 10—20%.

4. Злаки, бобовые и полыни на незаселенных или слабозасоленных почвах. Менее 10% золы.

Среди водных мигрантов в галофитах резко преобладают CI, S и Na, повышено содержание и наиболее подвижных микроэлементов с высокими коэффициентами водной миграции — В, Мо, Sr, иногда Li, Си, Zn. По сравнению с сухими солянками на солонцах содержание многих микроэлементов в типичных галофитах (сарсазан, солерос и др.) понижено.

 

Растительность солончаков не играет важной роли в соленакоплении, т.к. в ней, по расчетам В.М. Боровского, содержится примерно в 1,5 тыс. раз меньше солей, чем в почвах и грунтовых водах. Однако за время почвообразования (сотни и тысячи лет) через растения проходят и ими преобразуются практически все соли, находящиеся в почвах. За четвертичный период в солончаковом ландшафте вся масса солей прошла через растения не менее 100 раз.

 

Животные засоленных ландшафтов также специфичны, в них повышено содержание легкоподвижных элементов (преимущественно у беспозвоночных).

 

Испарительная концентрация элементов

 

Засоление особенно распространено на аллювиальных равнинах, где пресные речные воды, фильтруясь в аллювиальные отложения, дают начало горизонту грунтовых вод. При близком залегании от поверхности воды поднимаются по капиллярам и испаряются, оставляя в почве легко- и труднорастворимые соли. Критическим уровнем залегания грунтовых вод называется тот, с которого возможно капиллярное поднятие вод к поверхности, их засоление (Б.Б. Полынов). Эта величина — функция ландшафта и зависит, главным образом, от климата и почв. В песках она не превышает 1 м. По В.А. Ковде, при залегании глубже 10—12 м грунтовые воды обычно не участвуют в почвообразовании. По капиллярам они поднимаются до 3—7 м. Возможно движение и пленочных вод, которые также растворяют соли. В местах испарения эти воды мигрируют на 4—6 м. По В.А. Ковде, существуют четыре стадии изменения минерализации пресных грунтовых вод при испарении: 1) силикатно-карбонатная, 2) сульфатно-карбонатная (до 3—5 г/л), 3) хлоридно-сульфатная (до 100 г/л и более), 4) сульфатно-хлоридная (не менее 5—20 и до 150—200 г/л).

 

В испарительной концентрации участвуют В, F, J, U, Мо, Li, Sr, Zn и другие редкие элементы, которые накапливаются в водах, почвах, солевых корках солончаков, организмах.

 

От каждого источника или области питания вод распространяется шлейф или язык грунтовых вод, в котором по мере удаления от области питания нарастает минерализация. Наиболее отчетливо зональное распределение наблюдается на субаэральных дельтах и подгорных конусах выноса. Верхняя часть субаэральных дельт и конусов выноса обычно имеет маломинерализованные сульфатно- карбонатнокальциевые воды. Далее по потоку эта зона сменяется хлоридносульфатной зоной, а по периферии в местах близкого залегания грунтовых вод — сульфатно-хлоридной.

 

По мере испарения грунтовых вод происходит последовательное насыщение их различными солями, соли выпадают в осадок. Из менее соленых вод выпадают труднорастворимые соли (СаС03, гипс), а из более соленых — легкорастворимые. Это определяет зональные закономерности в накоплении солей: чем менее растворима соль, тем шире ареал ее осаждения в процессе испарения. Аналогичная закономерность наблюдается в вертикальном профиле почв и грунтов: ближе к уровню грунтовых вод осаждаются наименее растворимые соли, выше — более растворимые. Следовательно, несмотря на обратные связи, существующие между грунтовыми водами, почвами, организмами, состав солей, аккумулирующихся в каждой из этих систем, может быть различным.

 

Ярко выраженная солевая эпигенетическая зональность в почвах и грунтах возникает лишь при сравнительно глубоком залегании грунтовых вод. Если они залегают очень близко к поверхности (например, в пределах 1 м), то при сильном испарении происходит одновременная разгрузка и легко-, и труднорастворимых солей.

 

По Г.А. Буяновскому, накопление гипса в верхнем горизонте супераквальных почв может быть связано с микробиологическими процессами: в результате десульфуризации в почве образуются H,S и сульфиды; тионовые бактерии окисляют сульфиды до серной кислоты. Последняя, реагируя с кальцитом, дает гипс. Этот процесс, вероятно, развит в Ширванской степи Азербайджана, где в верхних горизонтах луговых почв содержание гипса повышено, а кальцита — понижено. Подобный замкнутый цикл серы (сульфат — сульфид — сульфат) развивается при колебаниях уровня грунтовых вод и периодической смене окислительных условий в верхнем горизонте восстановительными.

 

По В.А. Ковде, в сухой и жаркий летний период в Средней Азии из грунтовых вод осаждаются хлориды и сульфаты натрия. В холодный и дождливый зимне-весенний период вымываются преимущественно хлориды (растворимость Na,S04 понижается при низкой температуре — из раствора выпадает мирабилит — NanS04.1 ОНпО). В результате в почвах сульфаты преобладают над хлоридами.

 

Соотношение засоления и рассоления различно. Известны ландшафты, в которых преобладает засоление (прогрессивное засоление), и ландшафты, где в годовом цикле засоление и рассоление примерно уравновешивают друг друга, и, наконец, ландшафты, рассоляющиеся (прогрессивное рассоление). Во всех трех случаях состав солей в солончаках различен.

 

При засолении натриевыми солями изменяется поглощающий комплекс (ПК) почв и грунтов. Большинство четвертичных и других рыхлых отложений имеет континентальный тип ПК с Са и Mg. При засолении натрий замещает в ПК Са и Mg, ПК приобретает морской характер. Са вытесняется энергичнее Mg, поэтому в засоленных почвах и грунтах ПК часто имеет натриево-магниевый состав с подчиненным значением Са.

 

Аллювиальное засоление хотя и наиболее распространенный, но не единственный процесс формирования засоленных ландшафтов. Специфические засоленные ландшафты формируются при разломном и морском засолении, в соленосных и нефтегазоносных районах.

 

Окислительно-восстановительные условия засоления

 

Основные черты геохимии засоленных ландшафтов определяются химическими свойствами испаряющихся грунтовых и подземных вод, строением вертикального профиля почв и положением их в катенах. Обычно при изучении засоления основное внимание уделяется миграции и концентрации ионов. Вместе с тем многие геохимические особенности солончаков в основном определяются окислительно-восстановительными и щелочно-кислотными условиями засоления (А.И. Перельман). Засоленные разности встречаются среди почв окислительного, глеевого и сульфидного рядов, во всем интервале щелочно-кислотных условий (от кислых до сильнощелочных). То есть существуют окислительные кислые, окислительные нейтральные, глеевые кислые, глеевые сильнощелочные, сульфидные кислые, сульфидные сильнощелочные и прочие солончаки.

 

При испарении глеевых и сероводородных вод формируются другие виды барьеров, чем при испарении кислородных вод. В глеевых солончаках это виды F5 — F8, а в сероводородных — F9 и F12. Восстановительные солончаки отличаются от окислительных более резкой геохимической контрастностью из-за совмещения в их профиле окислительной, глеевой и сероводородной обстановок и комплексирования испарительных, кислородных, сероводородных и глеевых барьеров (8.1). Кислые восстановительные солончаки локально распространены на территории Казахстана и Средней Азии и практически не изучены. Преобладают в основном нейтральные, слабощелочные и содовые сульфидно-глеевые солончаки.

 

Дальнейшая дифференциация родов на виды возможна в соответствии с критериями почвенных и гидрохимических классификаций по анионному составу (хлоридные, сульфатные, содовые и др.) и далее на подвиды по преобладающим катионам (кальциевые, магниевые, натриевые и др.).

 

Окислительные солончаки

 

По почвенному профилю в них преобладает окислительная обстановка, характерны три основных класса: кислый, нейтральный и слабощелочной, содовый с определенными видами испарительных геохимических барьеров и парагенезисами микроэлементов.

 

Кислые солончаки. Они формируются при испарении кислых и слабокислых (рН 3,0—6,5) преимущественно сульфатных вод, образующихся при окислении сульфидов в породах или сбрасываемых в природную среду в результате производства и минеральных кислот и в виде побочных продуктов других Природные кислые солончаки встречаются преимущественно в складчатых областях.

 

Основная геохимическая особенность кислых солончаков — ожелезненность. На сульфидных месторождениях это выражается в виде своеобразных "железных шляп" — остаточного накопления оксидов железа на фоне выноса многих других химических элементов. В аридной зоне "железные шляпы" часто засолены. Для кислых солончаков характерны испарительные геохимические барьеры F1 и F2. Специфическая черта таких солончаков — различное поведение катионогенных и анионогенных элементов. Первые (Mn, Ag, Pb, Zn, Со и др.) отрицательно коррелируют с рН и выносятся за пределы ожелезненных кислых солончаков. Исключение — стронций, концентрирующийся в сульфатных (гипсовых) горизонтах до 0,1—0,2%, что на порядок выше, чем в окружающих незаселенных почвах. Вторые (Mo, Cr, V, As и др.) положительно коррелируются с рН и образуют остаточные аномалии. По В.А. Бугрову и Н.С. Касимову, сочетание "отрицательных" аномалий катионогенных элементов с "положительными" аномалиями анионогенных элементов является одним из поисковых критериев сульфидной минерализации.

 

Нейтральные и слабощелочные солончаки (рН 6,5—8,5). Они распространены наиболее широко. В них формируются испарительные барьеры F3 с концентрацией элементов из нейтральных и слабощелочных вод. По солевому составу они делятся на два вида — хлоридный и сульфатный (хлоридно-сульфатный).

 

В хлоридных мало минерализованных солончаках возможна испарительная концентрация металлов, образующих растворимые комплексы с хлором. Контрастность этих безрудных аномалий, как правило, невелика. Подобные солончаки типичны для зон разломов Кокчетавской возвышенности, где они формируются на древних линейных корах выветривания. По сравнению с незаселенными корами разломные солончаки обогащены в 2—5 раза Ni, Pb, Y, Zr, Ga, Mo, Co и Sn. Испарительная концентрация микроэлементов в разломных солончаках начинается от уровня трещинно-грунтовых хлоридно-натриевых вод и увеличивается вслед за ростом засоления к дневной поверхности за счет увеличения

 

В сульфатных и хлоридно-сульфатных слабощелочных солончаках из-за слабой растворимости в этих условиях сульфатов многих металлов спектр концентрирующихся элементов значительно уже, чем в хлоридных солончаках. Как показали исследования в Казахстане и Средней Азии, парагенезис элементов зависит не только от геохимических условий засоления, но и от геолого-структурной позиции района. Так, в Мугоджарах и Центральном Казахстане типоморфными микроэлементами слабощелочных сульфатных солончаков являются Sr и Мо, максимальные содержания которых достигают соответственно 1% и 0,001%, т.е. превышают кларки литосферы этих элементов в 10—30 раз (В.В. Добровольский, Н.С. Касимов, А.П. Соловов). В хлоридных солончаках содержание стронция на 1—2 порядка меньше. В солончаках пустынных впадин Юго-Восточной Туркмении сильнее накапливается В. Его содержание в верхнем соленосном горизонте окислительного сульфатного солончака на периферии соленого озера Ер-Ойлан-Дуз (Бадхыз) достигает 30—60 кларков концентрации (8.3). Повышенные концентрации В в солончаках наблюдаются во многих районах альпийской складчатости и связанной с ней зоны нефтегазоносности (Прикаспий, предгорья Копет-Дага, Парапамиза и др.).

 

Содовые солончаки характерны для лесостепных ландшафтов аккумулятивных равнин Барабы, Кулунды, где они детально изучены Н.И. Базилевич. Встречаются они и в пустынных районах, когда по разломам разгружаются содовые воды (урочище Мын-Булак в Тургае, некоторые районы пустыни Гоби в Монголии, Цайдамская впадина в Китае и др.). Напомним, что особенностью содовых вод является высокая растворимость в них анионогенных элементов (Мо, В, V, As, Si) и элементов- комплексообразователей (Y, Sc, редких земель), а также некоторых катионогенных элементов (Си, Ag, Zn), образующих в этих водах растворимые комплексные соединения. Поэтому в содовых солончаках на испарительном барьере F4 эти элементы накапливаются, что установлено авторами во многих пустынных и полупустынных ландшафтах Казахстана, Средней Азии и Монголии.

 

Глеевые и сероводородные (сульфидные) солончаки

 

Для них характерны восстановительные глеевые или сероводородные условия в профиле, обычно встречающиеся на побережьях соляных озер и в шоровых солончаках. Растительность на поверхности шорового солончака отсутствует.

 

Ниже гидротроилитового горизонта количество органического вещества убывает, степень восстановленности среды уменьшается, Eh растет, формируется глеевый соленосный горизонт. Окислительновосстановительные условия в солончаках довольно динамичны и границы горизонтов периодически перемещаются по профилю. Иногда гидротроилитовый горизонт выпадает. Под глеевым горизонтом местами снова залегает окислительный горизонт. Обычны и переходные горизонты (OG, GO...).

 

Нейтральные и слабощелочные сульфидно-глеевые солончаки распространены на побережьях Аральского моря, солевых озер Средней Азии, озер Балхаш и Зайсан в Казахстане и др. В пустынных впадинах Ер-Ойлан- Дуз и Намаксаар в Бадхызе (Туркмения) солончаковые почвенно-геохимические катены имеют однотипную структуру от периферии к центру: окислительные — сульфидные — сульфидно-глеевые солончаки — соленое озеро (8.4). Для большинства микроэлементов испарительная концентрация не выражена в широком интервале минерализации почв (от 1 до 10—20%) и содержания близки к кларкам литосферы.

 

Такое поведение В определяется его испарительной концентрацией, хорошей растворимостью натриевых солей борных кислот и низкой растворимостью солей кальция, постоянной валентностью и способностью накапливаться в конечных бассейнах аккумуляции в аридной зоне. Прямая зависимость между содержанием В, CI, Na и концентрацией солей наблюдается до минерализации 10—20%. В наиболее засоленных хлоридно-натриевых горизонтах сульфидно-глеевых солончаков содержание В невелико и уже не зависит от степени минерализации.

 

Поведение Sr в солончаках определяется подвижностью его хлоридов и слабой растворимостью сульфатов и карбонатов. В процессе испарительной концентрации стронций в основном осаждается с сульфат-ионом в гипсовых горизонтах почв и слабо накапливается в хлоридных и хлоридно-сульфатных горизонтах. Минимальные содержания Sr (0,1—0,2 КК) приурочены к солевым коркам хлоридных натриевых сульфидно-глеевых солончаков. Вниз по профилю вслед за уменьшением минерализации и содержания хлора и сульфатов содержание Sr увеличивается до 1 КК. Такое поведение сходно с его распределением в окислительных солончаках, но в сульфидно-глеевых солончаках содержания почти на порядок меньше.

 

В содовых сульфидно-глеевых солончаках концентрация элементов происходит из

сильнощелочных восстановительных вод на испарительных, глеевых и сероводородных геохимических барьерах (F8, F12, В4—С4, В8—С8). Геохимию микроэлементов в этих солончаках изучали В.В. Батоян и Н.С. Касимов в Жайремском районе Центрального Казахстана, где широко распространены небольшие содовые озера. По периферии озер развиты окислительные содово- сульфатные солончаки с рН верхних горизонтов от 9 до 11 и минерализацией 2—3%. На затопляемых пологих берегах формируются сульфидно-глеевые солончаки с резко дифференцированным профилем типа Os — GFeS — GO — 0Са. Содержание гумуса в гидротроилитовых горизонтах колеблется от 1 до 2%, их минерализация около 1%, а реакция среды несколько ниже, чем в окислительных содовых солончаках — 8,5—9,0.

 

За счет латеральной миграции в почвах озерных впадин накапливаются микроэлементы, подвижные в содовой обстановке — В, Мо, Cr, Ag, Be, Sc. Особенно сильно изменение окислительно-восстановительных условий отражается на поведении Мо. Его концентрация на восстановительных барьерах сульфидно-глеевых солончаков наблюдается между линией равновесия FeS, и Fe,03 и расчетной полосой осаждения Мо на восстановительном барьере по А.К. Лисицину. Мо начинает осаждаться при более высоком Eh (примерно минус 100 мВ при рН = 6,5—8,5 и минус 200 мВ при рН = 8,5 —10) (8.5). Это отражает различия концентрации Мо на восстановительных барьерах В7-С7 (из нейтральных и слабощелочных вод) и В8-С8 (из содовых вод). Распределение других элементов переменной валентности — Сг и V в координатах Eh — рН сохраняет ту же тенденцию, что и у Мо, но носит менее четкий характер.

 

Распределение микроэлементов в содовых сульфидно-глеевых солончаках связано с рядом факторов: 1) изменением окислительно-восстановительных условий и осаждением анионогенных элементов переменной валентности (Мо, Cr, V) на латеральных глеевых и сульфидных барьерах (В4-С4, В8-С8); 2) собственно испарительной концентрацией (барьеры F8, F12), влияющей на осаждение Sr, В, Pb, положительно коррелирующих с солевым составом и минерализацией почв*; 3) изменением щелочно-кислотных условий, определяющих накопление элементов- гидролизатов (Ti, Nb, Ga, Y) при смене содовой обстановки на менее щелочную (кислый барьер Е8); 4) влиянием сорбционных условий — гумусности и емкости поглощения засоленных почв, определяющих концентрацию Ti, V, Ga, Cr, Sn. Таким образом, общей чертой содовых глеево-сульфидных солончаков является антагонизм относительно подвижных анионогенных элементов и элементов- комплексообразователей, осаждающихся на различных геохимических барьерах, и катионогенных элементов, отличающихся низкой контрастностью миграции в сильнощелочной среде.

 

Воздушная миграция

 

В степях с атмосферными осадками поступает около 1 ц/га солей (в луговых — 1 —1,2; типичных — 0,75—1,0; сухих — 0,6—0,9 ц/га). Это значительно меньше количества минеральных веществ, потребляемых растительностью, в связи с чем КА, по Глазовской, для луговых степей составляет 0,2—0,3, типичных — 0,1—0,2 и сухих степей — 0,4—0,6. В пустынях с атмосферными осадками поступает 0,63 —1,05 ц/га солей, причем атмогенная составляющая очень мала — 0,03—0,05 ц/га. Поступление солей значительно больше, чем потребляется растительностью (КА — 1,5—2,0). В пустынях Узбекистана, по А.С. Хасанову, дождевая вода имеет минерализацию от десятков до сотен миллиграмм на литр, рН — 6—7. Это гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые воды. В целом в степях и пустынях по воздуху переносится огромное количество силикатной пыли и солей. Песчаные и пыльные бури — характерная особенность аридных ландшафтов. Во время таких бурь резко уменьшается видимость, иногда наступают сумерки, воздух насыщается тонкой пылью. Особенно легко развевается верхний горизонт сухих солончаков, состоящий из смеси пылеватых частиц и кристаллов соли. Выдувание верхнего горизонта приводит к разрыхлению и развеванию нижележащего, и так до тех пор, пока солончак не достигнет уровня грунтовой воды. Поэтому над солончаками наблюдается особенно запыленная атмосфера (даже в тихие дни). Благодаря этим процессам, по Б.А. Федоровичу, образовались крупные впадины пустынь, местами площадью в десятки квадратных километров и глубиной более 100 м.

 

Не менее важна аккумулятивная роль ветра, так многие лессы и лессовидные породы имеют эоловое происхождение. В аридных районах Казахстана широко распространены суглинистые покровные четвертичные отложения мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. По В.В. Добровольскому, минеральный состав их глинистой фракции довольно однороден и не зависит от состава подстилающих пород (преобладают гидрослюды). Гипотеза Добровольского и других исследователей об эоловом происхождении покровных суглинков весьма вероятна. Этот вопрос имеет большое практическое значение, так как аллохтонные покровные отложения экранируют ореолы рассеяния рудных месторождений, что сильно затрудняет геохимические поиски. Для полноты картины следует напомнить и об эоловой миграции песчаного материала, о таких явлениях, как наступление песков на оазисы.

 

Эволюция ландшафтов при засолении

 

Засоление обычно развивается в течение многих лет, иногда столетий и тысячелетий. За это время происходит постепенная смена ландшафтов. На аллювиальных равнинах первый член серии представлен незаселенным ландшафтом на пресных грунтовых водах: например, ландшафт на свежеотложенном аллювии (незаселенные луга или болота). В дальнейшем испарительная концентрация обуславливает накопление солей, формирование все более и более засоленных ландшафтов. Прогрессивное засоление нередко появляется и в результате иссушения климата, тектонических опусканий и других причин. При засолении ухудшаются условия существования большинства организмов, уменьшается ежегодная продукция живого вещества. По влиянию на бик засоление сопоставимо с иссушением климата. Большинство засоленных ландшафтов относится к соленосному, соленосно-глеевому, соленосно-сульфидному классам, менее распространены содовый и содовый глеевый классы. Как правило, соленосный, соленосно-глеевый и соленосно-сульфидный классы встречаются в одном и том же геохимическом ландшафте. Это позволяет употреблять для них один общий термин — соленосный класс.

 

 

 

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов

 

 

Последние добавления:

 

Жизнь в почве

 

Шаубергер Виктор – Энергия воды

 

Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ

 

Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы