Глава 5. Двучленные отложения

Среди пород песчаного и супесчаного гранулометрического состава значительное место занимают двучленные отложения. Двучленность поч­вообразующих пород проявляется в тех случаях, когда в пределах одного метра от поверхности земли наблюдается очень резкая смена грануломет­рического состава. При этом обычно верхняя песчаная или супесчаная толща сменяется породой тяжелого суглинистого или глинистого грануло­метрического состава.

Двучленность почвообразующих пород обычно объясняется геоло­гическими причинами, в пределах полуметра от поверхности находятся две совершенно разные по происхождению и возрасту осадочные породы. Нижняя порода тяжелого гранулометрического состава считается второй почвообразующей на том основании, что находясь близко от поверхности, оказывает значительное влияние на водный, воздушный и пищевой режим в верхней песчаной или супесчаной толще, на формирование в ней генети­ческих горизонтов, количественный состав гумуса и агрохимические пока­затели гумусового горизонта. Следовательно, подстилание легкой породы тяжелой резко меняет пищевой и водный режим растений, водный режим почв и характер почвенных процессов.

В случае, когда легкая порода сменяется на небольшой глубине по­родой тяжелого гранулометрического состава, почвы подвергаются избы­точному увлажнению. Это происходит в замкнутых понижениях, на рав­нинах, не имеющих стока, при подстилании породами с малой водопрони­цаемостью, чаще бескарбонатными глинистыми моренами.

В условиях холмистого рельефа на вершинах и склонах верховодка стекает в супесчано-песчаной толще по уклону водоупорного горизонта.

Верхняя почвообразующая порода представлена преимущественно флювиогляциальными песчаными и супесчаными отложениями, которые были принесены водными потоками, возникшими при таянии древних ледников. Это наносы так называемых зандровых полей, которые сформи­ровались в приледниковых областях с относительно равнинным рельефом, наклоненным в сторону от ледника. Талые воды в этом случае могли сво­бодно растекаться, не образуя постоянных водотоков и русел, перекрывая наносом залегающие здесь ранее породы.

Окраска может быть от светло-серой до желтовато-бурой, песчаные фракции слабо отсортированы и окатаны, часто обладают косой слоисто­стью и содержат гравийно-галечниковый материал.

Кроме флювиогляциальных отложений верхняя почвообразующая порода может быть представлена древнеаллювиальными песками и супе­сями. Они имеют более светлую окраску, более сортированы, не содержат или содержат в очень малых количествах гальку и валуны. Распростра­нены по надпойменным террасам рек. Пески более окатанные, более сор­тированы и всегда слоисты.

Нижний ярус двучленных пород представлен либо моренными ва­лунными глинами и суглинками, либо элювиальными отложениями: элю­виями глин, известняков, мергелей и мергелистых глин.

Моренные глины и суглинки, принимающие участие в составе дву­членных отложений, имеют различные включения гальки и валунов маг­матических и осадочных пород. Характеризуются красновато-бурой или желтовато-бурой окраской, бесструктурны или ореховато-призматической структуры, средней плотности, содержат валуны и гальку.

Пермские отложения представлены глинами бурого, красновато-бу­рого или малинового цвета, ореховатой структуры, различной мощности. При небольшой мощности часто наблюдается их переслаивание с мерге­лями и известняками. В некоторых случаях верхний песчаный ярус зале­гает непосредственно на карбонатных породах, сменяющихся на глубине глинистыми и песчаными.

Исследованиями А.И. Гущина (1974) показано, что граница между верхней песчаной и нижней глинистой толщей двучленных почвообра­зующих пород не ровная горизонтальная, а волнистая. Изменение мощно­сти верхней породы отмечается даже на небольшом расстоянии (1-20м) при почти горизонтальной поверхности Земли. Это доказывает, что причи­ной колебания мощности песчаного яруса является неровный рельеф ниж­ней глинистой породы, которая была перекрыта песчаной или супесчаной толщей водноледниковых отложений. Это обстоятельство отрицательно влияет на водный режим, способствует скоплению влаги. Поэтому почвы на двучленных отложениях подвержены переувлажнению и оглеению с образованием токсичных для растений закисных соединений. Наличие и характер избыточного увлажнения зависит от водопроницаемости нижней толщи и рельефа местности.

Свойства двучленных отложений зависят от состава слагающих их пород. Поскольку наиболее распространенными являются двучлены со сменой водноледниковых отложений на морену, рассмотрим свойства этих пород на примере двучленных отложений Кировской области, описанных А.И.Гущиным.

Состав минералов определяет потенциальное содержание элементов питания в почвообразующей породе. Минералогический состав верхней и нижней толщи существенно различается. В составе минералов флювиогля­циальных отложений преобладает легкая фракция (кварц, полевые шпаты). Тяжелая фракция более разнообразна по составу (гранат, ставролит, дис­тен, циркон, турмалин, апатит, биотит, оксиды железа). Часть из них встречается только в единичных зернах. Минералогический состав глин и суглинков нижнего яруса двучленных почвообразующих пород богаче по сравнению с верхней почвообразующей породой. Кроме первичных мине­ралов, которые являются преобладающими в песчаной породе, в нижнем ярусе встречаются глинистые минералы, причем в значительно больших количествах. Это вторичные минералы: гидрослюды, каолинит, монтмо­риллонит, вермикулит, гематит, гетит и др.

Двучленность отложений подчеркивается данными гранулометри-ческого состава – песчаная толща сменяется среднесуглинистой (табл. 2). Если водноледниковые отложения содержат 82% песчаных фракций, 14% пылеватых и только 3, 6% ила, то моренные - почти в 2 раза меньше песка, больше пыли и почти в 7 раз больше ила, соответственно 42%, 27% и 24%. Такая резкая смена гранулометрического состава на небольшой глубине обусловливает название пород.

Валовой состав типичен для соответствующих отложений и состав верхнего и нижнего членов значительно отличается. В песчаной толще выше содержание оксидов кремния, ниже – полуторных оксидов, кальция, магния, калия (табл. 4). Следовательно, отложения нижней толщи значи­тельно богаче элементами питания.

Характерные для соответствующих отложений физико-химические свойства описаны в разделах, посвященных этим породам. По мере при­ближения суглинка к поверхности существенно улучшается водный и пи­щевой режим растений. Более легкие покровные наносы существенно от­личаются от нижних глинистых или суглинистых отложений повышенной пористостью и водопроницаемостью. Они легко пропускают дождевые и снеговые воды, которые застаиваются на поверхности морены - менее по­ристой и пропускающей меньший объем влаги. На контакте пород наблю­дается более или менее длительный застой влаги весной, осенью и летом в период сильных и продолжительных дождей. При длительном их стоянии в почвенной массе развивается оглеение, может образоваться контактный осветленный горизонт, характерный для поверхностно- и контактно-оглее­ных почв. При его формировании основным процессом является не подзо­листый, а процесс поверхностного оглеения, сочетающийся с выносом ила и продуктов распада минералов илистой фракции из верхней части поч­венного профиля. Эти почвы неблагоприятны для выращивания сельскохо­зяйственных культур из-за плохого водного режима, периодического пере­увлажнения и наличия токсичных для растений веществ, образование которых свойст­венно глеевому процессу. На почвах с двучленным профилем затрудня­ется весной проведение посевных, а осенью – уборочных работ, особенно в годы с повышенным увлажнением. В засушливые периоды растения на них в меньшей степени испытывают недостаток влаги. В том случае, когда боковой или нисходящий ток верховодки затруднен, породы нижнего члена слабо водопроницаемы, на двучленных породах формируются полу­болотные, торфянисто- и торфяно-подзолистые почвы или даже болотные торфяные почвы.