Особенности профильного распределения минералов во фракциях разной размерности в солонце светлом корковом сухостепной зоны юга России

Е. Б. Варламов, М. П. Лебедева, Н. А. Чурилин, А. Е. Чурилина

Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Россия, 119017, Москва

Изучен минералогический состав гранулометрических фракций солонца светлого коркового на раннехвалынских отложениях в северной части Прикаспийской низменности на территории с абсолютной высотой около 48 м (около поселка Борси). Исследованный профиль солонца сформирован на крупнопылеватых средних глинах. С современными процессами почвообразования связан элювиально-иллювиальный характер распределения ила по профилю и разное соотношение в нем минеральных фаз: 1 – в горизонте SEL преобладают триоктаэдрические иллиты, что свидетельствует о процессе иллитизации; 2 – в горизонте BSN1 преобладают лабильные минералы с сегрегацией смектитовых пакетов в составе ила, что связано с процессом лессиважа, который диагностируется свежими глинистыми кутанами. Наблюдается некоторая слоистость почвообразующего материала по минералогическому составу: в верхней части профиля (включая горизонт BSN2) отмечено повышенное содержание иллита три-диоктаэдрического типа и смешанослойных минералов по сравнению с нижележащими горизонтами. Горизонт Сca,s по сравнению с аккумулятивно-карбонатными горизонтами ВСА и BSN3s отличается более высоким содержанием хлорита и каолинита совершенной структуры. Распределение кластогенных минералов по профилю солонца во фракциях пыли и ≥10 мкм имеет слабое неупорядоченное варьирование. С увеличением размера фракций в их составе отмечен рост содержания кварца, полевых шпатов, плагиоклазов и уменьшение слюд, что связано с более активным разрушением последних при педогенезе.

Ключевые слова: минералогический состав, гранулометрические фракции, лессиваж, иллитизация

DOI: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168

Ссылки для цитирования

Варламов Е.Б., Лебедева М.П., Чурилин Н.А., Чурилина А.Е. Особенности  профильного распределения минералов во фракциях разной размерности в солонце  корковом светлом сухостепной зоны юга России // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. Вып. 93. С. 144-172. doi: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168 

Varlamov E.B.,  Lebedeva M.P., Churilin N.A., Churilina A.E. Profile distribution of minerals in textural fractions of different dimensions in the solonets in dry steppe zone of Russia, Dokuchaev Soil Bulletin, 2018, V. 93, pp. 144-172. doi:10.19047/0136-1694-2018-93-144-168


PROFILE DISTRIBUTION OF MINERALS IN TEXTURAL FRACTIONS OF DIFFERENT DIMENSIONS IN THE SOLONETS IN DRY STEPPE ZONE OF RUSSIA

E. B. Varlamov, M. P. Lebedeva, N. A. Churilin, A. E. Churilina

V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Russia, 119017, Moscow

Mineralogical composition of different texture fractions of Solonetz (Calcic Gypsic Endosalic Solonetz (Columnic Cutanic differentic) was studied. Investigated object was located on the Borsi key plot in the northern part of the Caspian lowland (absolute height of the territory about 48 m) and developed on Early Khvalynian deposits. The profile of Solonetz is formed on coarse-silty clays and is characterized by depletion of silt in the upper 5cm horizon. The modern pedogenesis causes eluvial-illuvial distribution of silt fraction along the profile and the different ratio of mineral phases: 1) trioctahedral illites prevail in the SEL horizon, which indicates the process of illitization; 2) the upper natric horizon differs from the underlying ones by the predominance of labile minerals with the segregation of smectite packages. This pattern is associated with the process of lessivage, which occurs as the forming of clayey coatings. According to the mineralogical composition, some stratification of the soil-forming material is noted: in the upper part of the profile there was an increased content of illite of tri-dioctahedral type and mixed-layer minerals in comparison with the lower horizons. Comparing to the accumulative-calcareous horizons BCA and BSN3s the calcareous (Cca,s) horizon has a higher content of chlorite and kaolinite with perfect structure. The distribution of clastogenic minerals along the Solonetz profile in silt fractions and ≥ 10 µm has a weak disordered variation. With the increase of fractions sizes, an increase in the content of quartz, feldspars, plagioclaseswas marked. Also, the decrease of micas due to their more active disintegration during the pedogenesis was revealed.

Keywords: mineralogical composition, particle-size fractions, lessivage, illitization


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Алексеев В.Е. Минералогия почвообразования в степной и лесостепной зонах Молдовы. Диагностика, параметры, факторы, процессы. Кишинев, 1999. 241 с.

2.    Варламов Е.Б., Чижикова Н.П., Лебедева М.П., Чурилин Н.А. Эволюция верхнего горизонта солонца постагрогенного светлого Прикаспийской низменности по количественному распределению минералов различных гранулометрических фракций // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 88. С. 96–121. doi10.19047/0136-1694-2017-88-96-120

3.    Володин В.М. Состав и свойства малонатриевых солонцов каштановой зоны Северного Казахстана // Мелиорация солонцов. М.: Наука, 1972. Ч. 1. С. 106–120.

4.    Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 324 с.

5.    Гончарова Н.А., Панов Н.П. Минералогический состав малонатриевых солонцов Волгоградской области // Известия ТСХА. 1970. Вып. 4. С. 101– 110.

6.    Горбунов Н.И. Методика подготовки почв к минералогическим анализам // Методы минералогического и микроморфологического изучения почв. М.: Наука, 1971. С. 5–15.

7.    Градусов Б.П. Рентгендифрактометрический метод в минералогических исследованиях почв // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.

8.    Градусов Б.П. Минералы со смешанослойной структурой в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1976. 127 с.

9.    Дементьева Т.Г. Химико-минералогические особенности почв солонцового комплекса пустынно-степного Заволжья // Почвоведение. 1975. № 4. С. 98–112.

10. Дриц В.А., Сахаров Б.А. Рентгеноструктурный анализ смешанослойных минералов. М.: Наука, 1976, 256 с.

11. Дьяконов Ю.С. О возможностях количественного рентгенографического определения каолинита, гидрослюд и монтмориллонитов // Рентгенография минерального сырья. 1963. № 3. С. 85–106.

12. Конюшкова М.В., Абатуров Б.Д. Особенности микрорельефа и свойства почв солонцового комплекса на поздних стадиях развития в Прикаспийской низменности // Бюл. Почв. ин-та им. Докучаева. 2016. Вып. 83. С. 53–76. doi: 10.19047/0136-1694-2016-83-53-76

13. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Т. Изменение глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, ли- манной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 1. С. 67–85.

14. Половицкий И.Я. Солонцы Северного Казахстана и пути их использования: Автореф. дис. … д-ра с./х. н. Омск, 1970.  32 с.

15. Рогов В.В. Основы криогенеза. НовосибирскГЕО, 2009. 201 с.

16. Соколова Т.А., Григорьева Е.Е. О количественном определении минералов группы почвенных хлоритов // Почвоведение. 1985. № 7. С. 132–136.

17. Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. М., 2005.

18. Соколова Т.А., Тесленко Л.Н., Романенков В.А. Гранулометрический состав и состав глинистых минералов в целинных и мелиорированных солонцах Северного Прикаспия // Биологические науки. 1989. № 12. С. 87–92.

19. Травникова Л.С. Минералогический состав фракции <1 мм некоторых солонцов черноземной и каштановой зон // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1968. Вып. 2, С. 52–60.

20. Травникова Л.С. О географии и генезисе глинистого материала солонцовых почв // Тез. докл. 5-го съезда ВОП. Вып. 1. Мн, 1977. С. 156–157.

21. Травникова Л.С., Мясников В.В. Особенности профиля глинистого материала почв солонцового профиля лимана Б. Царын // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.

22. Рентгенография основных типов почвообразующих минералов / Под ред. Власова В.С. и др. Л.: Недра, 1983. 359 с.

23. Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов / Под. ред. Брауна Г. М.: Мир, 1965. 599 с.

24. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы полупустыни Северо-Западного Прикаспия и их мелиорация // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т. 56. С. 3–21.

25. Чепалыга А.Л., Пирогов А.Н. Влияние вод Хвалынского бассейна древнего Каспия на формирование долины Маныча и его ландшафтов // Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 2006. С. 409–415.

26. Чижикова Н.П., Градусов Б.П.. Травникова Л.С. Особенности профилей глинистого материала почв Барабинской лесостепи в связи с их эволюцией // Науч. докл. высш. шк. биол. н. 1973. № 8. С. 99–106.

27. Чижикова Н.П., Хитров Н.Б. Разнообразие глинистых минералов почв солонцовых комплексов юго-востока Западной Сибири // Почвоведение. 2016. № 12. С. 1506–1520. doi: 10.7868/S0032180X16120054

28. Чижикова Н.П., Хитров Н.Б., Самсонова А.А., Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Роговнева Л.В., Чевердин Ю.И. Минералы трехкомпонентной пятнистости агрочерноземов Каменной Степи // Почвоведение. 2017. № 4. С. 468–482. doi: 10.7868/S0032180X17020022

29. Шарошкина Н.Б. Природа высокодисперсных минералов и химический состав солонцов Северного Казахстана. Автореф. дис.… канд. Алма-Ата, 1967. 23 с.

30. Biscaye P.E Mineralogy and sedimentation of the deep-sea sediment fine fraction in the Atlantic Ocean // Geochem. Techn. Rept. 1964. V. 49.  9/10. P. 12811289.

31. Biscaye R.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans // Geological Soc. Am. Bull. 1965. V. 76.  7. P. 803–832.

32. Miller I.I., Brierley J.A. Solonetzic soils of Canada: Genesis. distribution. and classification // Canada J. Soil Sci. 2011. V. 95. № 5. P. 889-902.

33. Shishkov T., Kolev N. The soils of Bulgaria. N.Y.–L.: Springer dordrecht Heidelberg, 2014. 152 p.

34. Szöőr G., Balázs É., Novák T., Kovács-Pálffy P., Kónya P. Mineralogical composition of genetic horizons of crusty meadow solonetz soil profile from Püspökladány based on X-ray diffraction and thermal analysis // Acta GGM DEBRECINA Geology, Geomorphology, Physical Geography Series, 2008. V. 3. pp. 9–14.


REFERENCES

1.    Alekseev V.E. Mineralogy of soil formation in steppe and forest-steppe zones of Moldova, Diagnostics, parameters, factors, processes, Kishinev: 1999, 241 p. (in Russian)

2.   Varlamov E.B., Chizhikova N.P., Lebedeva M.P., Churilin N.A. The evolution of the upper layer of light postagrogenic solonetz from caspian lowland by the amount of distributed minerals of different fractions, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, V. 88, pp. 96121. doi: 10.19047/0136-1694-2017-88-96-120 (in Russian)

3.   Volodin V.M. Composition and properties of low-sodium solonetz in the chestnut zone of Northern Kazakhstan, Melioracija soloncov, Moscow, Nauka Publ., 1972. Vol. 1, pp. 106–120. (in Russian)

4.   Vorob'eva L.A. Chemical analysis of the soil, Moscow University Publ., 1998, 324 p. (in Russian)

5.   Goncharova N.A., Panov N.P. Mineralogicheskij sostav malonatrievyh soloncov Volgogradskoj oblasti, Izvestija TSHA, 1970, No. 4, pp. 101– 110. (in Russian)

6.   Gorbunov N.I. Methods of soil preparation for mineralogical analyzes, Methods of mineralogical and micromorphological soil stydying, Moscow, Nauka Publ., 1971, pp. 5–15. (in Russian)

7.   Gradusov B.P. X-ray diffractometry method in mineralogical studies of soils, Pochvovedenie, 1967, No. 10, pp. 127–137. (in Russian)

8.   Gradusov B.P. Minerals with a mixed structure in soils, USSR AS Publishing, 1976, 127 p. (in Russian)

9.   Dement'eva T.G. Chemical and mineralogical features of solonetz complex soils of the desert-steppe Zavolzhye, Pochvovedenie,1975, No. 4, pp. 98–112.

10. Dric V.A., Saharov B.A. XRD analysis of mixed-layered minerals, Moscow, Nauka Publ., 1976, 256 p. (in Russian)

11. D'jakonov Yu.S. Possibilities of quantitative radiographic determination of kaolinite, hydromica and montmorillonites, Radiography of mineral raw material, 1963, No. 3, pp. 85–106. (in Russian)

12. Konjushkova M.V., Abaturov B.D. The specificities and properties of soils of solonetzic complex on the latest stages ofdevelopment in the area of caspian sea region, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2016, V. 83, pp. 5376. doi: 10.19047/0136-1694-83-53-76 (in Russian)

13. Kornbluym E.A., Dement’eva T.G., Zyrin N.G., Birina A.T. Clay minerals changing during formation of southern and vertic chernozems, liman solod and solonetz, Pochvovedenie, 1972, No. 1, pp. 67-85. (In Russian)

14. Polovitsky I.Ya. Solonetzes of Northern Kazakhstan and ways of their use. Author's abstract, Doctoral thesis, Omsk, 1970.

15.  Rogov V.V. Fundamentals of cryogenesis. Novosibirsk, GEO Publ., 2009, 201 p.

16. Sokolova T.A., Grigor'eva E.E. Quantitative determination of soil chlorite group minerals, Pochvovedenie, 1985, No.7, pp. 132–136. (in Russian)

17. Sokolova T.A., Dronova T.Ya., Tolpeshta I.I. Clay minerals in soils: Textbook, Moscow, 2005. (in Russian)

18. Sokolova T.A., Teslenko L.N., Romanenkov V.A. Particle size distribution and composition of clay minerals in virgin and meliorated solonetz of the Northern Caspian region, Biologicheskie nauki, 1989, No. 12, pp. 87–92. (in Russian)

19. Travnikova L.S. Mineralogical composition of <1m fraction of some solonets in chernozem and chestnut zones, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 1968, V. 2, pp. 5260. (in Russian)

20. Travnikova L.S. Geography and genesis of clayey material of solonetz soils, Tez.dokl. 5-go s’ezda VOP, V. 1, Minsk, 1977, pp.156–157. (in Russian)

21. Travnikova L.S., Mjasnikov V.V. Features of clay material profile of solonetz soils in liman Big Tzaryn, Pochvovedenie, 1967, No. 10, pp. 127–137. (in Russian)

22. Radiography of the main types of soil-forming minerals, Ed. Vlasov V.S. et al. Minck, Nedra Publ., 1983, 359 p. (in Russian)

23. X-ray methods of studying and the structure of clay minerals, Ed. Braun G., Moscow, Mir Publ., 1965, 599 p. (in Russian)

24. Rode A. A., Pol'skij M.N. Soils of the semi-desert of the North-Western Caspian region and their reclamation, Proceedings of V.V. Dokuchaev Soil Science institute, 1961, V. 56, pp. 3–214. (in Russian)

25. Chepalyga A.L., Pirogov A.N. Influence of Khvalynsky basin waters of the ancient Caspian Sea on the formation of the Manych valley and its landscapes, The role of specially protected natural areas in biodiversity conservation: Rostov university Publishing,2006, pp. 409–415. (in Russian)

26. Chizhikova N.P., Gradusov B.P. Travnikova L.S. Features of the clay material profiles of Barabinsk forest-steppe soils in connection with their evolution, Abstracts of Papers of biological sciences school, 1973, No. 8, pp. 99–106. (in Russian)

27. Chizhikova N.P., Khitrov N.B. Diversity of Clay Minerals in Soils of Solonetzic Complexes in the Southeast of Western Siberia, Eurasian Soil Science, 2016, V. 49, No.12, pp. 1419–1431. doi: 10.1134/S106422931612005X

28. Chizhikova N.P., Khitrov N.B., Samsonova A.A., Varlamov E.B., Churilin N.A., Rogovneva L.V., Cheverdin Yu.I. Minerals in the Three-Component Combination of Agrochernozems in the Kamennaya Steppe, Eurasian Soil Science, 2017, V. 50, No. 4, pp. 456–470. doi: 10.1134/S1064229317020028

29. Sharoshkina N.B. The nature of highly dispersed minerals and the chemical composition of solonetzes in Northern Kazakhstan. Author's abstract. Ph.D. thesis, Alma-Ata, 1967, 23 p.

30. Biscaye P.E Mineralogy and sedimentation of the deep-sea sediment fine fraction in the Atlantic Ocean, Geochem. Techn. Rept., 1964, V. 49, No. 9/10, pp. 12811289

31. Biscaye R.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans, Geological Soc. Am. Bulletin, 1965, V. 76, No. 7, pp. 803–832.

32. Miller I.I., Brierley J.A., Solonetzic soils of Canada: Genesis. distribution. and classification, Canada J. Soil Sci., 2011, V. 95(5), pp. 889–902.

33. Shishkov T., Kolev N., The soils of Bulgaria, N.Y., London, Springer dordrecht Heidelberg, 2014, 152 p.

34. Szöőr G., Balázs É., Novák T., Kovács-Pálffy P., Kónya P. Mineralogical composition of genetic horizons of crusty meadow solonetz soil profile from Püspökladány based on X-ray diffraction and thermal analysis // Acta GGM DEBRECINA Geology, Geomorphology, Physical Geography Series, 2008. V. 3. pp. 9–14.

adultsearch.com