Минералогические особенности горно-лесных коричневых и горно-коричневых остепненных почв Нахичеванской Автономной Республики

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 631.41                                          

Минералогический состав лесных почв, и в особенности изучение их тонкодисперсной фракции является современной, научной проблемой интересующих геологов, геоморфологов и почвоведов. Такая заинтересованность объясняется важным научным направлением охватывающая область изучения четвертичной геологии, палеопедологии, почвоведения, которые не нашли исчерпывающего научного решения: а именно, получить всеобъемлющий ответ на вопросу почвенного генезиса. Широко распространенных в мире четвертичные отложения характеризуются влиянием на процессы не только в современных условиях почвообразования, но и отмечаются даже в древних, отложениях палеопочв.

Исследование почвоведами лесного и лессовидного материала из всех континентов земли предоставляют общую характеристику и возможность определения особенностей их формирования, как на равнинах, так и в предгорьях и горах.

Характерные границы между лессовой толщей и подстилающими ее породами важный признак для суждения о генезисе этих отложений [1–2].

Средний состав глинистого материала горно–лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв Джулфинского и Шахбузского равнин в населенном пункте Милаха и Биченаге изменяется в следующий пределах: иллит (гидрослюда) 2,0–2,2 и в Джулфинском районе отмечается, каолинит и монтмориллонит составляющие в процентном отношении 14,0–15,6 и 15,3–16,0% .

Минералы иллита (гидрослюда) по процентному содержанию горно–лесных коричневых почв Биченегского массива в Шахбузском районе составляют 9,8-10,5%, монтмориллонита 7,5-17,2%. Глинистые материалы горно–лесных коричневых и горно– коричневых остепненных почв разных областей имеют отличительные черты, которые преимущественно касаются изменения процентного соотношения минеральных фаз, числа пакетов в смешаннослойных силикатов слюда–смектитовых образований, а также структурного состояния минералов.

Исследование глинистых минералов горно–лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв проводилось в пределах высокой платообразной Саларватской горы. Установлены количественные показатели ассоциаций минералов и их доли в отдельных фракциях характерных для лессовидных отложении этих почв.

Диагностирование иллита (гидрослюда) смешанослойных образований из слюдистого и смектитового пакетов сложного типа с сегредационным чередованием отдельных пакетов с доминированием смектитовых пакетов, каолинита, хлорита, кварца, полевого шпата, смектитовых пакетов в смешанослойных образованиях по тесту Р. Грин-Кеели относится к собственно монтмориллонитовым минералам.

При изучении материнской породы горных почв Шахбузского и Джулфинского районов горно–лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв мы пришли к заключению, что несмотря на достаточную изученность по горно–лесным коричневым и горно–коричневым остепненным почвам [3–4] в Шахбузском и Джулфинском районах было установлено стратиграфическое подразделение, условий и способов отложения слабо лессовидных суглинков, распространенных в изучаемых районов.

Целью работы является определение минералогического состава илистой фракции и доли отдельных минералов в исследуемых почвах Нахичеванской АР.

Объект и методика исследований

Проведены минералогические исследования, а также установлены доли отдельных минералов в относительно слабо лессовых отложениях, которые отобраны при крупномасштабных почвенных исследованиях сельскохозяйственных земель Нахичеванской АР. Территория хорошо изучена для горно–лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв Шахбузского и Джулфинского районов, проанализированы их морфологические и физико–химические свойства. В силу своего географического положения граничит на юге и западе с Ираном, на северо–западе с Турцией, на севере и востоке с Арменией. Этим почвам свойственна своеобразная история развития ландшафтов в позднем четвертичном периоде.

Для детального изучения минералогического состава горно–лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв из большого числа образцов почвенных разрезов выбраны те, которые расположены в разных географических условиях почвообразования.

Подготовка почвенных образцов для изучения минералов и определения их доли выполнялось в Институте почвоведении и агрохимии НАН Азербайджана. Анализы проводились на аппарате германского производства MINI FLEKS-600 в Институте геологии и геофизики НАН Азербайджана.

Анализ и обсуждение

Морфологическое строение профиля горно–лесных коричневых почв слабо глубинно– глееватый, среднесуглинистый, иллевато–крупнопылеватый (разрез 166).

Из полученных результатов видно, что горно–лесные коричневые почвы в Биченегском массиве Шахбузского района по полевой влажности характеризуются низкими показателями и изменяются по профилю между 4,42–13,27%. Самые высокие значения отмечаются в верхнем иллювиальном горизонте А/В 7–19 см 13,27% а в среднем и нижнем горизонтах сильно уменьшаются.

Реакция среды (рH) в горно–лесных коричневых почвах слабокислая и изменяется в пределах 6,5–6,6.

Гигроскопическая влажность в горно–лесных коричневых почвах в Шахбузского района очень низкая и составляет 2,51–3,98%.

Карбонатность в этих почвах очень низкая изменяющаяся в пределах 0,20–1,26% (Таблица 1.).

Горно–коричневые остепненные почвы Джулфинского склона (разрез 163) в селе Милаха, по полевой влажности характеризуются низкими показателями, которые изменяется по профилю между 4,83–16,4% [5–6].

Реакция среды (рH) в горно–коричневых остепненных почвах изменяется от нейтральной до слабо щелочной 7,5–8,4.

Объемная масса в горно–коричневых остепненных почвах Джулфилского района тяжелая и изменяется в пределах 1,18–1,34 г/см3 [7–8].

Гигроскопическая влажность горно–коричневых остепненных почв низкая варьирующая в пределах 2,70–3,86%. Карбонатность в этих почвах небольшая, и составляет в среднем 3,15–9,89% равна 6,52 %.

Показатели полевой влажности в горно–коричневых остепненных почвах Биченегского массива низкие и изменяются в пределах 6,91–18,82%.

Объемная масса и карбонатность в этих почвах небольшая и изменяется соответственно в пределах 0,67–1,06 г/см3, 0,078–3,36% [9].

В процентном отношении минералы горно–коричневых остепненных почв в селе Милаха, Джулфинского района содержат иллит (гидрослюда) в пределах 2,0–2,2%. Его содержание в иллювиальных горизонтах А/В 15–40 см, В 2 63–90 см не отмечено. Содержание неупорядоченного каолинита в горно–коричневых остепненных почвах Джулфинского района в среднем изменяется в пределах 14,0–15,6%, а количество смешаннослойного смектита в том числе и монтмориллонита в этих почвах изменяется в пределах 15,7–16,0% (Таблиц 1–2).

Содержание неупорядоченных образований первичных минералов d-кварца (SiO 2 ) составляет 18,3–20,1%, калиевого, полевого шпата 11,4–15,3%, гематита (Fe 2 O 3 ) 6,2–9,8%, вулканической пыли 10,5–12,3%, в почвах и в породах почв отмечается также кальцит (CaCO 3 ) 13,5–16,4%, NaCl (поваренная соль) в верхних и средних горизонтах не отмечается, а в материнской породе их количество изменяется в небольших пределах 2,0–2,1% [10].

Таблица 1.

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ГОРНО–ЛЕСНЫХ КОРИЧНЕВЫХ И ГОРНО–КОРИЧНЕВЫХ ОСТЕПНЕННЫХ ПОЧВ ШАХБУЗСКОГО И ДЖУЛФИНСКОГО РАЙОНОВ НАХИЧЕВАНСКОЙ АР

№ п/п	Почвы	Глубина, в см	Полевая влажность, %	рH	Объемная масса, г/см3	Гигро-скопи-ческая влажность, %	СО 2 , %	СаСО 3 , %
162	Горно–коричневые	А 0–15	16,14	7,5	1,34	2,70	2,69	6,21
	остепненные почвы	A/B 15–40	12,36	7,8	1,18	3,34	1,39	3,15
	Джулфилского	B 1 40–63	4,83	8,2	не опр.	3,50	3,80	8,62
	района	B 2 63–90	6,84	8,3	не опр.	3,80	4,36	9,89
		C 90–115	не опр.	8,4	не опр.	3,86	4,17	5,46
166	Горно–лесные	А 0–7	5,24	6,6	не опр.	3,98	0,09	0,20
	коричневые почвы	A/B 7–19	13,27	6,5	не опр.	3,79	0,18	0,40
	Шахбузского	B 1 19–47	4,42	6,5	не опр.	3,74	0,27	0,63
	района	B 2 47–70	4,49	6,6	не опр.	2,51	0,18	0,40
		C 70–90	не опр.	6,5	не опр.	не опр.	0,55	1,26
167	Горно–коричневые	A 0–10	18,87	2,3	не опр.	не опр.	1,48	3,36
	остепненные	A/B 10–23	6,91	2,7	0,67	не опр.	1,48	3,36
	карбонатные почвы	B/C 23–47	не опр.	2,9	1,06	не опр.	0,038	0,087
	Шахбузского
	района

Доля минералов в илистой фракции в горно–лесных коричневых почвах Биченегского склона составляют смешаннослойные минералы в том числе иллит (гидрослюда) и изменяющиеся по профилю между 9,8–10,5%.

Каолинит в горно–лесных коричневых почвах Биченегского склона Шахбузского района в иллювиальных горизонтах не обнаруживается, однако он резко увеличивается в материнской породе и составляет 12,5%. Это, прежде всего, объясняется эволюцией формирования древних пород, горных почв в Нахичеванской АР.

Смешаннослойный монтмориллонит в илистой фракции горно–лесных коричневых почв Биченегского массива Шахбузского района изменяется в пределах 7,5–17,2%.

Основная его часть возрастает в материнской породе до 17,2%. Это, скорее всего, зависит от вымывания и последующего превращения минералов в верхней и средней горизонтах вплоть до материнской породы [11–12].

Неупорядоченный минерал аморфного соединения d-кварца (SiO 2 ) изменяется по профилю между 10,2–12,5%. Содержание калиевого полевого шпата в этих почвах высокое и изменяется в пределах 31,5–40,8%, тремлита (амфибол) в аморфных соединениях варьирует в пределах 5,4–10,3%, гематита (Fe 2 O 3 ) 5,0–5,8%, а такие минералы как доломит и кальцит (CaCO 3 ) в этих почвах не отмечается, лишь незначительное количество кальцита (CaCO 3 ) прослеживается в иллювиальных горизонтах и материнской породе (В 2 47–70 и 70–90 см) которые постепенно увеличивается до 4,8–5,0%. Количество вулканической пыли изменяется в пределах 11,5–21,0%.

Процентное содержание минералов в горно–лесных коричневых почвах Биченегского массива характеризуется увеличением неупорядоченных минералов типа калиевого, полевого шпата, аморфного соединения минералов d-кварца и вулканической пыли. Предполагается, что это зависит от континентальных климатический условии формировании почв. Илистая фракция горно–коричневых остепненных, горно–лесных коричневых, карбонатных почв характеризуются наличием смешаннослойных минералов слюд типа иллита (гидрослюды).

Таблица 2.

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГОРНО–ЛЕСНЫХ КОРИЧНЕВЫХ

И ГОРНО–КОРИЧНЕВЫХ ОСТЕПНЕННЫХ ПОЧВ ДЖУЛФИНСКОМ

И ШАХБУЗСКОМ РАЙОНОВ НАХИЧЕВАНСКОЙ АР

№

ft $  §  ^ Pl | p г s ^t Д M =

162

А 0-15     20,1        15,3      2,0       15,6    15,7      13,5      6,2       не опр. не опр.   —  11,6 m S О       A/B 15-40  19,7       13,9     —       15,4    15,8      13,8     7,3      —      —       —  11,9 B140-63    19,4        12,5      2,2       15,2    16,0      14,1      8,5       —      —        2,0  12,3 £ “ “ и    B263-90    18,8       11,9     —       14,6    15,6      15,2     9,1       —      —       2,0 11,4 & § § о    C 90-115   18,3        11,4     —       14,0    15,3      16,4     9,8      —      —       2,1  10,5 о я ^ & я g s

166	03 «Яо Л О  га EES oj  oj  О ?   о 3   О E Ш И U Ph И	А 0-7 О    A/B 7-19 ’§    B1 19-47 Он   B2 47-70 C 70-90 о м to й Н	12,5	40,8	10,5	—	10,6	5,0	5,0	6,1	—	—  14,1
			11,5	39,5	10,4	—	12,5	4,8	5,2	5,4	—	—  15,0
			10,6	32,4	10,1	12,5	9,8	—	5,3	10,3	—	— 21,0
			10,2	40,6	9,8	—	7,5	—	5,8	6,8	—	—  13,8
			10,4	31,5			17,2		5,4	6,5		—  11,5
167	OJ « н £ И я g OJ О О И VO u S Й Д & и a О   н И   E о S 2 ® = ° Я c ^ H G о О	A 0-10	12,5	32,3	—	—	12,6	8,3	9,7	7,0	5,0	—  12,0
		о    A/B 10-23 ^    B/C 23-47 и >^ Н =§	13,1	31,5	—	—	12,5	8,0	9,8	7,2	5,4	—  12,0
			12,4	32,0			12,7	8,2	10,0	7,0	5,1	—  12,3
		га & га 2

Содержание неупорядоченных образований тонкодисперсного d-кварца (SiO 2 ) изменяется в пределах 12,5–13,1%, калиевого полевого шпата, по сравнению с горно– лесными коричневыми почвами высокое и изменяется в пределах 31,5–32,3%, амфиболы (тремлит) по профилю изменяются в пределах 9,7–10,0%, почвообразующая порода доломита варьирует в пределах 5,0–5,4%, кальцита (CaCO 3 ) 8,0–8,3%, и вулканической пыли 12,0– 12,3%.

Полученные результаты дают нам основание в дальнейшем расширить изучение горно– лесных коричневых и горно–коричневых остепненных почв горных склонов Нахичеванской АР.

Заключение

• 1.    Изучены физико–химические показатели горно–лесных коричневых и горно– коричневых остепненных почв Нахичеванской АР. Выявлено, что полевая влажность в этих почвах очень низкая и изменяется в горно–коричневых остепненных почвах Джулфинского района в пределах 4,83–16,4%, в горно–коричневых остепненных карбонатных почвах Биченегского массива в Шахбузском районе изменяется в пределах 6,91–18,87%, а в горно– лесных коричневых почвах его значение изменяется в пределах 4,42–13,27%, pH среды в горно–коричневых остепненных почвах слабо щелочная; объемная масса в горно– коричневых остепненных почвах по сравнению с горно–лесными коричневыми почвами слабо и тяжело глинистая варьирующая пределах 1,18–1,34 г/см³ в Джулфинском и 1,02–1,06 г/см³ в Биченегском массиве Шахбузского района.

• 2.    Изучен минералогический состав и установлено процентное содержание минералов в горно–лесных коричневых почвах Шахбузского склона Нахичеванской АР. Состав минералов илистой фракции характеризуется наличием смешаннослойного силикатного иллита (гидрослюды), которая в этих почвах изменяется в пределах 9,8–10,5%, неупорядоченные образования минерала каолинита в этих почвах не отмечаются, однако присутствуют только в материнской породе в соотношении 12,5%. Смешаннослойные образования смектита в том числе монтмориллонита в горно–лесных коричневых почвах изменяется в пределах 7,5– 17,2%.

• 3.    При изучении минералогического состава илистой фракции горно–коричневых остепненных почв Джулфинского и Биченегского массивов в Шахбузском районе выявлено содержание минералов смешаннослойных образований типа иллита (гидрослюды). По сравнению с Джулфинским районом оно изменяется в пределах 2,0–2,2%. Смешаннослойные неупорядоченные образования минералов каолинита в почвах Джулфинского района изменяются в пределах 14,0–15,6%. Смешаннослойные образования минералов монтмориллонита в этих почвах изменяются в Джулфинском районе от 15,3 до 16,0%, а в горно–коричневых остепненных карбонатных почвах Шахбузского района — в пределах 12,5–12,7%.

• 4.    Непорядочные образования первичных минералов в горно–лесных коричневых почвах Биченегского склона отличаются очень высоким содержанием и изменяются в пределах: калиевый полевой шпат 31,5–40,8%, d-кварц 10,2–12,5%, вулканическая пыль 11,5– 21,0%. В горно–коричневых остепненных карбонатных почвах содержание первичных минералов в Биченегском массиве Шахбузского района составляет: калиевого полевого шпата высокое и изменяется в пределах 31,5–32,3%, а в почвах Джулфинского района варьирует в пределах 11,4–15,3%, d-кварца в Джулфинском районе изменяется от 18,3 до 20,1%, в Биченегском массиве его содержание изменяется в пределах 10,2–12,5%, гематита

(Fe 2 O 3 ) в Биченегском массиве больше чем в других пробах и составляет 9,7–10,0%, а в Джулфинском районе оно изменяется в пределах 6,2–9,8%.