Минеральный состав песчаных фракций в профиле подзолов хребта Малдынырд (Приполярный Урал)

Среди рыхлых почвообразующих пород, характерных для равнинных ландшафтов тундрово-таежной зоны Республики Коми, широко распространены четвертичные отложения ледникового и водно-ледникового генезиса (моренные и покровные суглинки; пески, подстилаемые моренными суглинками; супеси; флювиогляциальные и древнеаллювиальные пески) [2]. При общности состава первичных минералов перечисленных почвообразующих пород, проявляющейся в доминировании кварца и полевых шпатов и содержания в единичных знаках минералов тяжелой фракции, между ними наблюдается ряд отличий в распределении отдельных групп минералов, обусловленных различием в генезисе пород [7]. Почвы, формирующиеся на мелкоземисто-щебнистых продуктах выветри вания различных коренных пород, характеризуются своеобразным минералогическим составом, унаследованным, с одной стороны, от подстилающих пород вследствие их внутрипочвенного выветривания и разрушения, с другой стороны — за счет размыва, неоднократного переотложения и транспортировки материала морен с верхней части склона горных хребтов Урала [1]. Публикации по данному вопросу сравнительно немногочисленны и затрагивают в основном минералогический анализ тонкодисперсных гранулометрических фракций почв горно-тундрового и горно-лесного растительных поясов [4, 6, 7].

Цель работы

Исследовать особенности внутри-профильного распределения минералов песчаных фракций (1.0—0.25 мм и 0.25—0.1 мм) в иллювиально-железистых подзолах, формирующихся на мелкоземисто-щебнистых продуктах выветривания коренных горных пород.

Методы и подходы

Район исследований находится на Приполярном Урале и охватывает склон юго-восточной экспозиции хребта Малдынырд (рис. 1). Объектами исследования послужили два разреза иллювиально-железистых подзолов, развитых в верхней части горнолесного (разрез 10-2009 , абс. высота 450 м, рис. 2, А) и подгольцового (разрез 9-2009 , абс. высота 580 м, рис. 2, Б) растительного пояса на слабопокатом склоне хребта Малдынырд. Почвообразующие породы — кварц-серицито-вые сланцы (разрез 9-09 ) и кварц-мус-ковитовые сланцы (разрез 10-09 ). Минералогический состав пород изучали в петрографических шлифах. Состав среднекрупнозернистой (1.0—0.25 мм) и мелкозернистой (0.25—0.1 мм) фракций определяли оптическим иммерсионным методом с помощью поляризационного микроскопа с предварительным разделением в бромоформе (удельная масса 2.9 г/см ³ ) на легкие и тяжелые минералы.

Результаты и обсуждение

Исследуемые разрезы характеризуются отчетливой дифференциацией на генетические горизонты. Под сла-боразложившейся оторфованной подстилкой О формируется подзолистый горизонт Е — серовато-белесый опес-чаненный легкий суглинок, который переходит в иллювиально-железистый горизонт BF — ярко-ржавый супесчано-легкосуглинистый, содержание обломков пород составляет 30—50 % от объема горизонта. С глубины 40—50 см в обоих разрезах (горизонты ВС) резко возрастает содержание обломков коренных горных пород до 70—80 %. В сравниваемых разрезах содержание песчаных фракций по почвенным горизонтам сильно варьируется и составляет 26—64 % от суммы всех гранулометрических фракций.

Рис. 1. Расположение почвенных разрезов

Рис.2. Морфологическое строение профиля иллювиально-железистых подзолов; А—разрез 10-2009; Б — разрез 9-2009

Кварц-серицитовые сланцы представляют собой темно-серую сильно выветрелую мелкозернистую плотную породу с плитчатой отдельностью. Текстура полосчатая, обусловленная переслаиванием серицитовых и кварцевых слойков (рис. 3, А). Породообразующие минералы: кварц (70 %), серицит (28 %), магнетит и хлорит (1—2 %); в единичных зернах представлены кислые плагиоклазы, турмалин, циркон. Кварц-мусковито-вый сланец: кварц (55 %), мусковит (40 %), магнетит (4 %), лейкоксен (1 %); единично встречается хлорит, турмалин, апатит, рутил, циркон. В рассматриваемых породах кварц представлен остроугольными обломками размерами 0.01—0.5 мм и перекристаллизованными мелкозернистыми агрегатами (рис. 3, Б).

Результаты определения минерального состава среднекрупнозернистой (1.0—0.25 мм) и мелкозернистой (0.25—0.1 мм) фракций выявили следующие характерные особенности. В исследуемых разрезах в составе легкой фракции резко преобладают кварц и кислые плагиоклазы (см. таблицу), что отмечают многие исследователи для равнинных подзолов на флювиогляциальных песках и моренных суглинках [3, 5]. Кварц представлен прозрачными и полупрозрачными угловатыми и остроугольными зернами, крупные зерна иногда с шероховатой корроди-

Рис. 3. Кварц-серицитовый сланец (А), кварц-мусковитовый сланец (Б)

рованной поверхностью. Кварц в сравниваемых разрезах проявляет себя по-разному: в мелкозернистой фракции максимальное его содержание отмечено в верхних горизонтах (80—90 %) с резким уменьшением с глубиной до 20—50 %, в то время как в среднекрупнозернистой фракции наблюдается обратная тенденция, что может быть связано с особенностями внутрипоч-венного выветривания. Кислые плагиоклазы содержатся в виде угловатых зерен с четкой видимой спайностью, они серицитизированы и довольно интенсивно выветриваются, их поверхность часто корродирована и покрыта пленками. Наблюдается тенденция к возрастанию содержания плагиоклазов в мелкозернистых фракциях вниз по профилю, что объясняется дроблением в процессе криогенного выветривания зерен этих минералов в верхних горизонтах; это отмечают и другие исследователи [3, 5]. В почвенных гори зонтах в составе легкой фракции в единичных зернах отчетливо диагностируются мусковит-кварцевые агрегаты, что в целом соответствует петрографическому составу подстилающих пород (разрез 9-2009).

В сравниваемых разрезах в минеральном составе тяжелой фракции в значительном количестве содержится гематит (см. таблицу) с равномерным распределением по горизонтам почвенного профиля. Устойчивые к про-

Минеральный состав песчаных фракций иллювиально-железистых подзолов, % от числа зерен

		Легкая фракция					Тяжелая фракция
Горизонт,	Размер		С			S 5 к о	н				к				к
глубина, см	фракций, мм	5		s 2 2 5 л	о		cd	к о 2 S	S о	о с го	&	о	cd	S Рч	о	о н S А О	cd 2
Разрез 9-2009
Е (10-22)	1-0.25	92	8	ЗН.	—	—	—	ЗН.	—	—	—	—	—	—	—	—	—
BF (22-40)	1-0.25	94	5	1	зн.	зн.	зн.	—	ед.
ВС (40-60)	1-0.25	100	ЗН.	зн.	—	-	зн.	зн.					-
Е (10-22)	0.25-0.1	90	10	зн.	—	зн	100	-	-	ед.	ед.	зн.	ед.	ЗН.	зн.	-	-
BF (22-40)	0.25-0.1	80	20	зн.	—	-	100	-	-	ед.	ед.	зн.	ед.	зн.	зн.	-	-
ВС (40-60)	0.25-0.1	20	80	-	—	-	100	—	—	ед.	ед.	зн.	ед.	зн.	зн.	ед.	ед.
Разрез 10-2009
Е (15-25)	1-0.25	65	35	зн.	ед.	-	ед.	ед.					-
(25-40)	1-0.25	70	30	зн.	—	ед.	ед.	ед.					—
BF (40-50)	1-0.25	94	5	1	—	ЗН.	зн.	ЗН.					—
ВС (50-65)	1-0.25	95	5	зн.	—	ЗН.	зн.	ЗН.					-
Е (15-25)	0.25-0.1	90	10	зн.	—	-	100	ЗН.	—	ЗН.	зн.	зн.	ед.	зн.	зн.	-	-
(25-40)	0.25-0.1	85	15	зн.	—	-	100	зн.	—	зн.	зн.	зн.	ед.	зн.	зн.	-	-
BF (40-50)	0.25-0.1	60	40	-	—	-	100	—	зн.	зн.	зн.	зн.	ед.	зн.	зн.	ед.	-
ВС (50-65)	0.25-0.1	60	40	-	—	-	100	—	зн.	зн.	зн.	зн.	ед.	зн.	зн.	ед.	ед.

Примечание: * — мусковит + кварц; ед. — единично встречается; зн. — знаки; прочерк — отсутствует.

цессам выветривания акцессорные минералы (турмалин, рутил, циркон) представлены мелкими зернами в знаковых содержаниях, что, по-видимо-му, связано с их мелкими размерами и незначительным количеством в подстилающих горных породах.

Выводы

Минеральный состав легкой фракции исследуемых подзолов представляет собой существенно вы-ветрелую слюдисто-полевошпатовокварцевую ассоциацию минералов и характеризуется достаточно однообразным набором минералов. Особенности внутрипрофильного распределения отдельных групп минералов в определенной степени связаны с их интенсивным внутрипочвенным выветриванием (дроблением) в верхних горизонтах почвы, сопровождающимся переходом из крупных в более мелкие фракции, а также минералого-петрографическим составом подстилающих горных пород. Непосредственным агентом дробления при этом выступает криогенный фактор, проявление которого в периоды осенне-зимнего промерзания для рассматриваемых почв может быть весьма значительным.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы Президиума РАН № 12-П-4-1018«Видовое, ценотическое и экосистемное разнообразие ландшафтов территории объекта всемирного наследия ЮНЕСКО «Девственные леса

Коми», научного проекта молодых ученых и аспирантов УрО РАН № 14-4-НП-20 и гранта РФФИ № 13-04-00570.