Палеопочвенные горизонты лессовых отложений четвертичного периода

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА ИМЕНИ МИРЗО УЛУГБЕКА

ПАЛЕОПОЧВЕННЫЕ ГОРИЗОНТЫ ЛЁССОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА

Методическое пособие для специалистов географического и геологического направлений

У.К. Абдуназаров, Х.А. Тойчиев, А.Г. Стельмах

Ташкент 2012

У.К. Абдуназаров, Х.А. Тойчиев, А.Г. Стельмах. Палеопочвенные горизонты лёссовых отложений четвертичного периода. - Методическое пособие для специалистов географического и геологического направлений. - Ташкент, НУУз, 2012 г. - 100 с.

В методическом пособии приведены основные отличительные характеристики ископаемых почв и разделяющих их лёссовидных образований различного генезиса и возраста, рассмотрены методы исследований и стратиграфия палеопочв четвертичного периода Узбекистана.

Услубий ?ўлланмада Ўзбекистондаги лёссимон то? жинсларининг таркибида учрайдиган, генезиси ва мутло? ёши билан бир-биридан ажралиб тузувчи палеотупро?ларнинг асосий хсусиятлари, ўрганиш усуллари ва стратиграфиясига оид маълумотлар келтирилган.

In the methodical manual were given the main distinguishing features of paleosols and loess-like formations of different origin and age were also examined research methods and stratigraphy of the Quaternary paleosoils of Uzbekistan.

Рецензенты:

М.М. Маматкулов, доктор географических наук, профессор

Н.Р. Алимкулов, кандидат географических наук

Ответственный редактор: М.Т. Миракмалов, кандидат географических наук, доцент, зав. кафедрой физической географии географического факультета НУУз

Утверждено и рекомендовано к изданию «26» июня 2012 г. на заседании Учебно-методического совета НУУз имени Мирзо Улугбека (протокол № 9)

Оглавление

Введение

1. Общая характеристика и изученность лессов

1.1 Определение лёсса

1.2 Основные гипотезы о генезисе лёссовых пород

1.3 Классификация лёссовых пород

1.4 Географическое распространение лёссовых отложений

1.5 Изученность лёссовых отложений Узбекистана

2. Морфологические особенности и методы исследования ископаемых почв

2.1 Общие сведения о почве

2.2 Морфологические особенности почвенных горизонтов

2.3 Время как фактор почвообразования

2.4 Методы изучения эволюции и возраста палеопочв

3. Палеопочвенные горизонты лессовых отложений Узбекистана

3.1 Обзор изученности палеопочв

3.2 Палеопочвенные горизонты как реперы расчленения и корреляции лёссовых отложений

3.3 Критерии выделение стратиграфических горизонтов палеопочв

4. Стратиграфия палеопочв четвертичного периода Узбекистана

4.1 Палеопочвенные горизонты эоплейстоцена

4.2 Палеопочвенные горизонты плейстоцена

4.3 Палеопочвенные горизонты голоцена

4.4 Инженерно-геологические свойства палеопочв

4.5 Возможности изображения на карте горизонтов палеопочв лёссовых толщ

Заключение

Список использованных источников

лессовый почва палеопочва узбекистан

Введение

Сложная история природных процессов четвертичного периода, которому было свойственно чередование холодных и теплых этапов, отражена в горизонтах ископаемых почв, сформировавшихся в межледниковое и межстадиональное время, и чередующихся с ними лёссовых отложений. Сведения о литологическом составе, морфологических особенностях, условиях залегания и относительном возрасте палеопочв имеют большое значение как для установления древних эпох почвообразования, так и для стратиграфических и палеогеографических исследований. Однако, до недавнего времени существовало представление о том, что почвенные горизонты четвертичного периода распространены локально и представляют собой случайный набор палеопочв, зависящий от местных условий. В ходе дальнейшего изучения ископаемых почв было выявлено, что они в разрезах лёссовых отложений встречаются практически повсеместно. Например, в разрезах лёссовых отложений мощностью до 40 м. Чирчик-Ахангаранского региона можно отметить в ходе циклов интенсивного осадконакопления периоды относительной стабилизации и покоя, давшие возможность сформироваться почвенным горизонтам мощностью до 4 м. Эти почвенные горизонты являются единственными визуальными маркирующими горизонтами в лёссовых отложениях (рис. 1).

Ископаемые почвы, как природные системы, фиксируют в своём профиле различные состояния прошлых экосистем. Это позволяет по степени сохранности и набору устойчивых признаков палеопочв восстановить эволюцию почвообразования и выделить для каждой палеопочвы характерные морфотипические особенности. Эти данные необходимы для расчленения и корреляции разрезов лёссово-почвенных отложений, прогноза развития почв и изменения структуры почвенных покровов в будущем. Например, сравнение современных почв с ископаемыми почвами показывает, что последние по мере увеличения их возраста становятся структурными, глинистыми и приобретают буроватую окраску, в подстилающих их суглинках появляются карбонатные конкреции, размеры которых увеличиваются по мере увеличения возраста слоя. Все эти признаки позволяют различать погребённые почвы по возрасту в вертикальном профиле.

Изменение свойств почвенных горизонтов по вертикали (и в пространстве) и смена их непочвенными образованиями свидетельствуют о наличии определенных ритмов развития природных процессов. Эти ритмы обусловлены денудационно-аккумулятивными процессами, периодически повторяющимися фазами тектонического покоя и активизации, а также колебаниями климата. Тектонические и климатические факторы приводят к обводнению или иссушению территории, трансгрессиям и регрессиям морей, ледниковых покровов,

Рис. 1 Палеопочвенные горизонты в лёссах четвертичного периода разрезов Апартак и Аркутсай Чирчик-Ахангаранского региона

наступлению лесной и травянистой растительности и, как следствие этого, к сменам свойств и структуры почвенного покрова.

Изучение почвенного покрова с точки зрения «почва-память» и «почва-момент» дало возможность понять многие свойства и особенности современных ландшафтов. До недавнего времени общая схема залегания лёссовых покров от подгорных равнин до высоких гор Западного Тянь-Шаня связывалась с ярустностью рельефа горных областей (рис. 2).

Современные данные по лёссам свидетельствуют о том, что они не имеют тот же возраст, что и формирующая поверхность речных террас галечниковые или конгломератовые толщи (рис. 3). Эти базисные толщи лежат на цокольных поверхностях денудационных врезов и определяют рельеф дневной поверхности, а не возраст лёссовых толщ. Лёссы от предгорных равнин до среднегорий Узбекистана залегают плащеобразно и включают в себя разновозрастные погребенные почвы. Поэтому для стратиграфии лёссовых толщ четвертичного периода исключительное значение имеют погребенные ископаемые почвы, или палеопочвы, которые определяют единственные визуальные маркирующие горизонты. На основе палеопочвенных горизонтов геолог-съемщик может уверенно стратифицировать и картировать лёссовые толщи в поле, что значительно повышает эффективность геологоразведочных работ. Данные по палеопочвам также необходимы для специалистов географического, инженерно-геологического, строительно-коммунального и других направлений.

Исходя из вышеизложенного авторы в методическом пособии особое внимание уделили на особенности палеопочвенных горизонтов лёссовых отложений Узбекистана и их стратификацию в свете новых данных, что имеет важное практическое и научное значение.

Рис. 2 Террасовые уровни разного возраста на левом склоне долины реки Пскем

Рис. 3 Лёссово-почвенные отложения на формирующей поверхности речной террасы

1. Общая характеристик и изученность лессов

1.1 Определение лёсса

Вопрос о том, что собственно представляют собой «лёсс» и «лёссовые породы», на протяжении нескольких десятилетий не теряет своей дискуссионности. Исследователи, описывая состав, свойства, распространение и генезис лёсса, в большинстве случаев не дают его точного определения. Например, подробный обзор определения «лёсс» приведен в работах Н.И. Кригера ([10], [11], [12]).

Н.И. Кригер выделил 13 главных разновидностей понятий о том, что такое «лёсс», вместе с тем, отмечая, что при более скрупулёзном подходе и учёте небольших различий точек зрения это количество может заметно увеличится (табл. 1). Так, определяющим признаком «лёсса» Ф. Сардинсон, Д. Торп, В.А. Обручев, А.И. Москвитин считали эоловое происхождение; С.С. Морозов - крупнопылеватый (силлитовый) гранулометрический состав; В.В. Попов, Е.М. Сергеев - наличие просадочных свойств; К.И. Добровольский - морфологию породы; А. Йенч, А.П. Павлов, А. Шайдиг, Н.Я. Денисов - его общий литологический характер; М.Ф. Веклич, А.А. Величко - стратиграфическое положение в виде горизонта между ископаемыми почвами; А.Н. Розанов - распространение голотипа в Средней Азии. Другие исследователи (А.М. Абелев, А.К. Ларионов, И.К. Соколовский) отказались от понятия «лёсс» и использовали термин «макропористые грунты» или «лёссовые породы».

Существует также определение «лёсса» как палевого пылеватого известковистого суглинка (или супеси) с вертикальными тонкими канальцами (литологическое определение по Н.И. Кригеру [12]).

В работах крупнейших исследователей по данному вопросу - Ф. Рихтгофена, Н.И. Кригера, А.И. Москвитина, М.И. Ломоновича, Г.А. Мавлянова, В.В. Севостьянова и других - указывается, что диагностическими признаками «лёсса» являются покровное залегание на разных элементах рельефа, отсутствие прослоев галечников и песков, достаточная мощность, наличие стратиграфически выдержанных ископаемых почв, наличие остатков наземной фауны и практическое отсутствие водной. При таком понимании «лёсса» его нельзя диагностировать по отдельным образцам, необходимо изучение в толще, т.е. in situ.

Определение «лёсса» с указанием условий его залегания и строения толщи показывает, что в этом случае он понимается как сложная природная система, подобно почве или коре выветривания. Лёсс как система - географически зональное образование, приспосабливающееся к географической среде ([14], [10], [11]). «Лёсс» как особое природное тело сложен лёссовыми породами, но лёссовые породы не всегда входят в состав лёсса как системы.

Т а б л и ц а 1

Классификация определений лесса (по Н.И. Кригеру)

Группа понятий	Подгруппа понятий (главные признаки лёсса)	Годы	Исследователи
		До 1875	1875-1900	1900-1925	1925-1950	1950-1975	После 1975
Неопределённые представления начала и середины XIX столетия		+						К.Леонард, Л.Агассиц, Н.Д.Борисяк
Генетические определения	Эоловый генезис		+	+	+	+	+	Ф.Сардисон, В.А.Обручев, А.И.Москвитин, Д.Торп
	Элювиальный генезис					+		Б.В.Пясковский
Стратиграфические определения	Стратиграфия					+	+	М.Ф.Веклич, А.И.Москвитин, А.А.Величко
Региональные определения	Региональные					+		А.Н.Розанов
Морфологические определения	Морфология				+			К.И.Добровольский
Инженерно-геологические определения	Гранулометрия					+	+	С.С.Морозов, И.М.Горькова
	Просадочность					+	+	В.В.Попов, Е.М.Сергеев
Литологические определения	Литология		+	+	+	+	+	А.Йенч, А.П.Павлов, А.Шайдиг, Н.Я.Денисов
	Литология + среда образования					+	+	М.Ф.Веклич
Системные определения	Литология + условия залегания	+	+	+	+	+	+	А.Браун, Ф.Рихтгофен, А.И.Москвитин, Н.И.Кригер
	Лёсс - особое тело (система)						+	Н.И.Кригер
Отказ от понятия «лёсс»					+	+	+	А.М.Абелев, А.К.Ларионов, И.Л.Соколовский

Лёссовые породы вне указанной системы обычно называются лёссовидными. Что касается породы в лёссе (в лёссе-системе), то её также называют лёссом (лёссом-породой) ([12]).

Е.М. Сергеев, Л.Г. Балаев, Г.А. Мавлянов и др. (1986) к лёссам относят «однородную, неслоистую, сильнопылеватую (содержание фракции 5-50 мкм более 50% по микроагрегатному составу), пористую (более 42%), часто имеющую макропоры, малогидрофильную, маловлажную породу, проявляющую просадку замачивании. Лёсс подразделяется на просадочный при природном давлении и проявляющий просадочность при дополнительных нагрузках. Лёссы, замоченные и утратившие способность к просадочным деформациям, являются деградированными. Лёссовые породы, для которых нехарактерны перечисленные выше основные признаки, следует относить к лёссовидным».

В.Т. Трофимов (2008) считает, что «лёссы» представляют собой континентальные пылевато-глинистые образования различного генезиса, содержащие более 50% пылеватых частиц по данным гранулометрического анализа и проявляющие просадочные свойства (при замачивании) при действии природного давления. В отличие от них «лёссовидные породы» проявляют просадочные свойства при замачивании только под действием дополнительных нагрузок ([20]).

По ГОСТу 25100-82 «грунт лёссовый - пылевато-глинистый грунт, содержащий по гранулометрическому составу более 50% пылеватых (размером 50-5 мкм) частиц, легко- и среднерастворимые соли и карбонаты кальция, однородный, преимущественно макропористый; в маловлажном состоянии способен держать вертикальный откос; при замачивании маловлажный лёссовый грунт дает просадку, легко размокает и размывается, а при полном водонасыщении может переходить в плывунное состояние» ([15]).

Таким образом, можно сделать следующий вывод, что в настоящее время под термином «лёсс» понимается, во-первых, горная порода и, во-вторых, особое природное тело. При этом главными признаками «лёсса» являются преобладание в его гранулометрическом составе пылеватых частиц, особенно крупнопылеватых, малая гидрофильность, слабая водоустойчивость, просадочность при природном давлении и дополнительной нагрузке при увлажнении.

1.2 Основные гипотезы о генезисе лёссовых пород

Весьма сложным и противоречивым остаётся вопрос о происхождение лёссовых пород. На протяжении всей истории исследований лёсса, по Н.И. Кригеру ([12]), выдвигалось около 70 различных гипотез об их генезисе. Вместе с тем, практически все гипотезы о происхождении лёссов можно объединить в несколько групп. К первой относятся гипотезы, объясняющие происхождение лёссовых пород эоловым путём, ко второй - гипотезы, которые рассматривают лёсс как породу, отложившуюся в водной среде, и, наконец, третья группа объединяет гипотезы, связывающие генезис лёссов с совокупностью различных геологических и почвообразовательных процессов, происходящих в тесной взаимосвязи с географической средой (полигенетические, или почвенно-элювиальные гипотезы).

Эоловая гипотеза. Первым данную гипотезу о происхождении лёсса высказал и обосновал в своих трудах Ф. Рихтгофен. Однако, считая лёсс субаэральным отложением, он не отводил ветру роль единственного фактора лёссообразования. Изучая в течение ряда лет лёссовые породы Китая, Ф. Рихтгофен развил гипотезу, согласно которой лёссовый материал откладывался в бессточных впадинах ветром и дождевой водой и удерживался степной растительностью. Он полагал, что всякая котловина, заполненная лёссом, в былые времена представляла собой бессточный соляной степной бассейн. В центре каждого бассейна отлагались горизонтально-слоистые образования, по краям бассейна - неслоистый материал. В качестве довода в пользу своей теории Ф. Рихтгофен приводил отмеченную им схожесть западноевропейского лёсса с китайским, коррелирующую со сходством палеогеографических условий Западной Европы и Восточной Монголии.

Теория Ф. Рихтгофена получила своё развитие в трудах исследователей Средней Азии И.В. Мушкетова и В.А. Обручева. Указав на сходство среднеазиатского и китайского лёссов, В.А. Обручев отмечал, что гипотеза Ф. Рихтгофена не объясняет развитие сплошного лёссового покрова, охватывающего наиболее высокие участки рельефа. Он отказался от представлений о местном происхождении пыли (энтопическая пыль), а считал её принесённой из далёких мест (экзотическая пыль), что в целом согласуется с эоловой гипотезой.

Своеобразный вклад в продолжение развития эоловой гипотезы образования лёссовых пород внёс П.А. Тутковский, связавший происхождение европейского лёсса с процессами развеивания древних ледников под действием антициклональных сухих ветров, «фёнов ледникового периода». По мнению П.А. Тутковского, эти ветры развеивали ледниковые отложения и уносили пыль далеко от ледникового покрова, где она образовывала лёсс.

Гипотеза об эоловом происхождении лёсса нашла немало сторонников в американской науке (Чемберлен, Солсбери, 1909; Леверет, 1899; Смис, Фразер, 1935; Лейгтон, Виллмен, 1950). При этом особенностью взглядов американских лёссоведов является то, что основное значение они придают не переносу пыли на далёкие расстояния, а образованию её за счёт развеивания аллювиальных и флювиогляциальных отложений в близлежащих долинах. Сторонниками эоловой гипотезы образования лёссовых пород были также А.И. Москвитин, И.И. Трофимов, И.Д. Седлецкий и др. Существенным преимуществом данной гипотезы является то, что она хорошо объясняет покровное залегание лёссов на больших площадях и фактически подкрепляется происходящими буквально на наших глазах интенсивными пылеватыми бурями, имеющими широкое распространение в аридных областях.

Водные гипотезы. К числу сторонников гипотез, рассматривающих лёсс как породу, отложившуюся в водной среде, относятся П.А. Кропоткин, В.В. Докучаев, А.П. Павлов, Н.А. Димо, С.С. Неуструев и др. По мнению этих исследователей, толщи пылеватых осадков могли образовываться вследствие склоновых процессов и геологической работы временных горных водотоков (делювиальный и пролювиальный лёсс), речной и озёрной аккумуляции (аллювиальный, озёрно-аллювиальный и озерный лёсс), флювиогляциальных процессов.

В начале прошлого столетия П.Я. Армашевским, А.П. Павловым и С.С. Неуструевым была развита делювиальная (или «струевая») гипотеза лёссообразования. В свою очередь, Т.С. Кавеев и Н.И. Кригер указывают на параллельное развитие эоловых и делювиальных процессов при формировании лёссовых отложений. Сторонниками флювиогляциальной гипотезы образования лёсса являлись В.В. Докучаев, И.К. Вислоух, С.С. Соболев, М.А. Глазовская и др. К ранее рассмотренной делювиальной гипотезе близка пролювиальная гипотеза, главным сторонником которой был А.П. Павлов. Собственно он и назвал тонкозернистые отложения временных потоков, выбегающих из горных долин на равнину, пролювием.

Сторонниками аллювиальной гипотезы образования лёссовых пород были Ван-Вервенке, Г. Брокмайер, И.Г. Глухов. Одним из видных приверженцев данной гипотезы был Ю.А. Скворцов, который обосновывал аллювиальное происхождение лёсса приуроченностью последнего к определённым участкам, связанным с прохождением водных потоков того или иного цикла четвертичного периода. Он связал представления о происхождении лёсса с идеей о новейших тектонических движениях и допускал участие в формировании лёссовых отложений пролювиальных и делювиальных процессов.

Сторонников морской и озёрной гипотез относительно немного. Так, гипотезу о морском происхождении лёссовых пород развивали в своих работах Д. Прествич, С. Скерчли и Т. Кингсмилл. К числу приверженцев озёрной гипотезы относятся Н.Н. Соколов и Ян Цзе.

В целом необходимо отметить, что число сторонников группы гипотез о водном происхождении лёссовых отложений велико. Основным недостатком каждой из этих гипотез считается то, что они рассматривают лёссообразование лишь как процесс накопления пылеватого материала, но не дают ответа на вопрос, как пылеватый осадок превращается в лёсс с характерным для него набором признаков и свойств.

Почвенно-элювиальные (полигенетические) гипотезы. Согласно гипотезам данной группы пылеватый материал может аккумулироваться вследствие действия различных геологических процессов. Превращение же пылеватого осадка в лёсс как породу, обладающую определённой совокупностью признаков, происходит в результате выветривания и почвообразования, т.е. в тесной взаимосвязи с условиями географической среды. Н.М. Сибирцев, разрабатывая генетическую классификацию почв, выделил особый тип почв: атмосферно-пылевых, или эолово-лёссовых, содержащих незначительное количество перегноя. Толщи лёсса Н.М. Сибирцев рассматривал как почвенные образования данного типа, впоследствии названные серозёмными. Большое значение для развития данной группы гипотез сыграли работы Л.С. Берга, который считал, что материнский материал лёсса может образовываться и накапливаться в результате действия разнообразных геологических сил, формирование же собственно лёсса как особой горной породы связано с процессами почвообразования в пустынных условиях. Таким образом, по Л.С. Бергу, надо различать процесс образования материнской породы лёсса и последующий процесс её превращения в лёсс.

Геохимическая гипотеза лёссообразования, связывающая рассматриваемый процесс с особенностями эволюции коры выветривания и почвообразования в условиях сухого континентального климата пустынь, получила своё развитие в работах Б.Б. Полынова, И.П. Герасимова, К.И. Лукашёва, А.Н. Розанова, А.И. Самодурова, С.А. Яковлева и др.

Последовательными сторонниками гипотезы о полигенетическом происхождении лёссовых пород, внесшими существенный вклад в её развитие, являются лёссоведы Узбекистана, в частности Г.А. Мавлянов, А.И. Исламов, О.К. Ланге, М.Ш. Шерматов, М.Р. Умарова и др.

А.И. Исламов и Г.А. Мавлянов ([7], [16]) называли лёссообразование сложным и многоаспектным процессом и считали неправомерным смотреть на генезис лёссовых пород только с позиции сторонников водной или эоловой гипотез: «…выясняя происхождение лёссовых пород, нельзя отделить процесс их образования от изучения всей окружающей геологической и географической среды. Нельзя рассматривать лёссы и лёссовидные породы как постоянные и неизменные отложения, они непрерывно возникают, развиваются, изменяются, переходят из одного состояния в другое, старые их качества отмирают и возникают новые…». Каждая из существующих гипотез характеризуется наличием сильных и слабых сторон. Никакая из них не может считаться универсальной, но в то же время, каждая гипотеза может быть вполне принята при рассмотрении конкретных лёссовых толщ.

1.3 Классификация лёссовых пород

Для изучения и описания всего многообразия лёссовых пород необходима их классификация. Данная классификация, согласно Н.И. Кригеру ([10]), может основываться на генетическом, литологическом (петрографическом), инженерно-геологическом, стратиграфическом и геоморфологическом принципах. При этом основное значение имеют генетические, литологические и инженерно-геологические классификации.

Классификации лёссовых пород, как всеобщего, так и регионального характера посвящено множество исследований. Подробный обзор генетической классификаций лёссовых пород дан Н.И. Кригером ([10]), а литологической и инженерно-геологической классификаций - Е.М. Сергеевым и А.К. Ларионовым ([13], [18]).

Первый опыт генетической классификации лёссовых пород принадлежит Ф. Рихтгофену, который в 1877 г. в Китае выделил континентальный (наземный) и озёрный лёсс. А. Миддендорф (1882) в Средней Азии различал первичный и вторичный (озёрный, по Ф. Рихтгофену) лёсс, а И.В. Мушкетов (1886) - «неслоистый» эоловый и «слоистый», отложенный водными потоками.

Ряд венгерских (Г. Горушицкий, Р. Рунгальдиер, А. Шейдиг) и югославских (П. Стеванович, Д. Милович) исследователей выделили особый тип лёссовых пород - так называемый «болотный», или «пойменный» лёсс, противопоставляемый ими континентальному (наземному) лёссу.

В.Г. Бондарчук в 1939 г. выделил лёсс долинный и водораздельный. В долинном лёссе различаются субаквальный и эоловый типы. В водораздельном выделяются: субаэральный лёсс аллювиальных равнин, долинный субаэральный аллювиальных равнин и субаэральный предгорных равнин.

А. Шейдиг (1934) различал, кроме типичного лёсса, его разновидности: песчаный лёсс и лёссовый песок, водный лёсс (отложенная в воде пыль), лёссовидный суглинок в первичном залегании, лёссовые почвы (например, чернозём), намывной лёсс (лёсс склонов, долинный, дельтовый), озёрный лёсс Рихтгофена, венгерский болотный лёсс, пампасский лёссовидный суглинок, североамериканский пойменный лёсс.

В 1948 г. И.И. Трофимов предложил генетическую классификацию лёссовых пород Таджикистана. Этот исследователь выделил лёсс эолового происхождения и лёссовидные породы.

В лёссе (эоловом) И.И. Трофимов различал три генетических типа в зависимости от происхождения пыли: 1) пыль, принесённая издалека, 2) пыль из местных гор, или 3) пыль из тех и других источников. Лёссовидные породы, в свою очередь, подразделял на элювиальные, делювиальные, пролювиальные, озёрно-аллювиальные и смешанные.

На территории Узбекистана Г.А. Мавлянов (1949, 1950, 1958) выделял: 1) Группа лёссовых пород - лёсс эоловый и лёсс пролювиальный и 2) Группа лёссовидных пород - эоловые (деградированный лёсс), пролювиальные, делювиальные, аллювиальные, элювиальные, ледниковые (моренные), флювиогляциальные.

В 1950-е годы своеобразную классификацию лёссовых пород по генетическому принципу предложил В.В. Попов, выделив:

А. Лёссы: 1) эоловые («тёплый» и «холодный» типы, по В.А. Обручеву); 2) водные (облёссованные в процессе седиментации); 3) водно-ледниковые (флювиогляциальные и половодно-ледниковые); 4) аллювиальные (и отчасти озёрные); 5) пролювиальные и 6) делювиальные.

Б. Лёссовидные породы: 1) возникшие из различного по происхождению мелкозёма, облёссованного после его отложения; делювиального, пролювиального, аллювиального, озёрного, водно-ледникового, моренного, морского, эолового (облёссованные пески и супеси) и элювиального; 2) возникшие в условиях распространения многолетней мерзлоты («мёрзлые лёссовидные» суглинки и супеси Восточной Сибири и др.); 3) возникшие в результате видоизменения лёссов и лёссовидных пород: деградированные лёссовые породы и засолённые лёссовые породы.

Многие сторонники эоловой теории классифицируют лёссовые породы по климатическим условиям их образования. Так, Граман, Флинт и другие исследователи различают континентальные и гляциальные лёссовые породы. Другие исследователи (В.А. Обручев, И.П. Герасимов и др.) выделяют сходные типы «тёплого» и «холодного» лёссов ([10]).

В 1965 г. свою классификацию лёссовых пород, основанную на генетическом принципе, предложил Н.И. Кригер ([10]). Его классификация отличается широтой охвата, подробностью и основательностью. В ней учитываются условия формирования пород в процессе их седиментации и эпигенеза. При этом для простоты классификации Н.И. Кригером не выделяются полигенетические типы лёссовых пород, имеющие признаки различного происхождения. Н.И. Кригер выделил 3 группы лёссовых пород: лёсс (являющийся исключительно ископаемым образованием), ископаемые и современные лёссовидные отложения. Во всех трёх группах имеются образования, обязанные своим происхождением деятельности многих геологических агентов (табл. 2).

Итак, можно сделать вывод, что генетические классификации в большинстве случаев основываются на учёте геологических агентов, действию которых обязаны своим происхождением лёссовые породы, и фаций, в которых происходило это отложение.

Литологические классификации лёссовых пород основаны в большинстве случаев на гранулометрических признаках. Среди классификаций этого типа следует отметить схемы Н.П. Карлова (1955), А. Кайе (1954), С.С. Морозова (1956), Б.Ф. Галая (1984). Из них наиболее известной является классификация С.С. Морозова (табл. 3 по Е.М. Сергееву, А.К. Ларионову).

Первые попытки создания инженерно-геологических классификаций лёссовых пород были предприняты в 30-х годах XX века. Так, в 1931-1933 гг. Ю.М. Абелев предложил их разделить на два класса по способности давать при увлажнении дополнительную просадку.

В 1933 г. Н.И. Щёголев классифицировал лёссовые грунты по гранулометрическому составу и просадочности, оцениваемой по скорости размокания. Тогда же, появляются региональные инженерно-геологические классификации, в частности, лёссовых пород Средней Азии. Так, Ф.Л. Андрухин в 1937 г. выделил среди лёссовых грунтов Приташкентского района четыре типа их просадочности.

В 1938 г. Ф.И. Воронов классифицировал лёссы Средней Азии, предложив различать среди них пять групп просадочности: 1) чрезвычайной просадочности; 2) сильнопросадочные; 3) среднепросадочные; 4) слабопросадочные и 5) непросадочные.

В 50-60-х годах XX века были опубликованы инженерно-геологические классификации лёссовых пород И.П. Иванова, В.А. Приклонского, В.В. Попова и др. Особый интерес и признание среди специалистов снискала классификационная схема В.А. Приклонского (1957). В частности, Н.И. Кригер ([10]) отмечает, что эта классификация удачно учитывает зависимость просадочных свойств пород от их влажности и пластичности.

Е.М. Сергеев и А.К. Ларионов ([18]), в свою очередь, называют особенно выигрышным факт оценки в рамках классификации В.А. Приклонского всего комплекса лёссовых пород от водонасыщенных до сухих.

В 60-70-е годы XX века появляется большое число региональных инженерно-геологических классификаций лёссовых пород для Средней Азии - схемы Г.А. Мавлянова, Э.В. Кадырова, для Украины - схемы И.Л. Соколовского, В.Ф. Краева, для Северного Кавказа - схемы П.В. Царёва и Ю.И. Шпильберга; для Сибири - схемы Ф.А. Никитенко, Г.А. Сулакшиной и др.

Е.М. Сергеев и А.К. Ларионов выделяют четыре подтипа лёссовых грунтов: I. Лёсс - порода, обладающая следующими инженерно-геологическими критериями: 1) просадочными свойствами при природном давлении и дополнительных нагрузках (относительная просадочность, е_sl ?0,01); 2) малой гидрофильностью (лабораторная влажность, W_л ? 2,6%); 3) слабыми водонеустойчивыми структурными связями; преимущественно зернисто-плёнчатой структурой или пылевато-плёнчатой структурой.

Т а б л и ц а 2.

Классификация лессовых пород (по Н.И. Кригеру, 1965)

Процессы	Ископаемые лёссовые породы	Современные лёссовидные породы
	Лёсс	Лёссовидные породы
На дневной поверхности	Без вмешательства человека	Образование первичных пород (отложение и образование in situ)	Воздушные	Эоловые	Эоловый водораздель-ный лёсс	Лёссовидные водораздельные суглинки малой мощности Австралийская парна Вулканические пеплы.	Отложения пыли в горах, пылевые холмы на равнинах и пр. Вулканические пеплы.
			Водные	Делювиальные	Мощный лёсс склонов	Лёссовидные суглинки склонов, морфологически не отличимые от лёсса, но малой мощности Покровные суглинки.	Гумусированные лёссовидные суглинки и пр.
				Пролювиальные		Лёссовидные суглинки и супеси.	Лёссовидные суглинки и супеси.
				Аллювиальные		Террасовые лёссовидные суглинки и супеси, «озёрный лёсс» Китая, «пресноводный лёсс», «болотный лёсс» Венгрии, «пойменный лёсс».	Лёссовидные суглинки и супеси пойм, пересыхающих водоёмов и пр.
			Водно - гелива-ционные	Солифлюкционные		Покровные суглинки и супеси склонов.	Лёссовидные суглинки и супеси.
				Флювиогляциальные		Лёссовидные суглинки.	«Ледниковый ил».
			Гравитационные	Коллювиальные		Коллювиальные лёссовидные суглинки и супеси.	Коллювиальные суглинки и супеси.

Процессы	Ископаемые лёссовые породы	Современные лёссовидные породы
	Лёсс	Лёссовидные породы
На дневной поверхности	Без вмешательства человека	Образование первичных пород (отложение и образование in situ)	Метаморфические	Элювиальные		Лёссовидные суглинки и супеси небольшой мощности.
				Педогенетические	Соленакопление	«Гумусовый лёсс», «кротовинный лёсс», шох, некоторые каменные лёссы, хардпан, каличе.	Серозёмные почвы, шох и пр.
					Выщелачивание	«Выщелоченный лёсс, гамбутил, саман, Laimenzonen» и др.	Накопление лёссовых фракций при подзолообразовании, солонцевании и пр.
		Образование вторичных пород (переотложение)	Седиментационные и эпигенетические	Выщелачивание		«Деградированный лёсс» (лёссовидный суглинок, потерявший известковистость и лёссовую структуру).
				Соленакопление		Некоторые «каменные лёссы».
	При вмешательстве человека	Различные производственные процессы, строительство, земледелие			Различные виды технической пыли Ископаемые лёссовые породы, деградированные под влиянием орошения и замачивания.
В пещерах	Деятельность текучей и просачивающейся воды, реже солифлюкция и работа ветра		«Пещерный лёсс».	Современные лёссовидные пещерные отложения (встречаются редко) Техническая пыль в шахтах и рудниках.

- 53 -

Размещено на http://www.allbest.ru/

Т а б л и ц а 3

Классификация лессовых пород по гранулометрическому составу (по С.С. Морозову, 1956)

Лёссовые породы	Содержание (%) частиц в мкм*
	1000-500	500-250	250-100	100-10	<10	10-5	5-1	1
Лёссовидный песок	0-1	0-1	70-55	25-40	2-4	0-2	0-1	0-1
Лёссовидный глинистый суглинок	0-1	0-1	35-45	40-60	4-8	2-4	1-2	1-2
Лёссовидная супесь	0-1	0-1	25-50	40-60	8-16	4-8	2-4	2-6
Лёгкий лёссовидный суглинок	0-1 (2)	0-1 (12)	0-5 (40)	25-50	16-32	5-13	0-5	8-21
Средний лёссовидный суглинок	0-1 (2)	0-1 (12)	0-5 (35)	25-50	32-48	6-17	0-5	2-16
Лёсс	0-1 (2)	0-1 (12)	0-5 (20)	50-84	16-48	1-30 (46)	0-5	2-16
Тяжёлый лёссовидный суглинок	0-1 (2)	0-1 (5)	0-5 (20)	25-50	48-64	10-30	0-10	19-40
Лёгкая лёссовидная глина	0-1	0-1 (3)	0-2 (15)	15-40	64-72	15-35	0-10	25-45
Средняя лёссовидная глина	0-1	0-1 (3)	0-2 (10)	15-40	72-80	20-40	0-15	30-50
Тяжёлая лёссовидная глина	0-1	0-1	0-2 (5)	10-20	>80	20-45	0-15	30-60

* Числа в скобках показывают, до каких пределов могут доходить фракции частиц в единичных случаях

II. Деградированный лёсс - имеет те же признаки, что и лёсс, но потерял способность к просадке, в результате увлажнения и дополнительного уплотнения.III. Лёссовидный грунт (порода) обладает следующими критериями: 1) отсутствием просадочных свойств при замачивании; 2) более высокой гидрофильностью (W_л ?2,6%); 3) преимущественно зернисто-агрегативной и агрегативной структурой, обусловливающей более прочные структурные связи.

IV. Лёссоподобный грунт (порода) - мёрзлые пылеватые образования, проявляющие термоосадки в результате оттаивания.

Таким образом, в литературе известно множество классификационных схем лёссовых пород, разработанных на основе различных принципов. При этом основное значение имеют генетические, литологические и инженерно-геологические классификации.

1.4 Географическое распространение лёссовых отложений

Вопросы географии лёсса рассмотрены в работах А.К. Ларионова, В.А. Приклонского, В.П. Ананьева, М.П. Лысенко, Г.А. Мавлянова, Э.В. Кадырова и др. Однако, наиболее подробные сведения о географическом распространении лёсса содержится в работе Н.И. Кригера «Лёсс, его свойства и связь с географической средой» ([10]). Материалы данного параграфа непосредственно опираются на вышеотмеченную работу.

Лёсс и лёссовидные породы имеют широкое распространение среди поверхностных отложений. Так, в Евразии и Америке лёсс занимает площадь 13 млн. км² ([10], [20]).

Лёсс встречается главным образом в умеренном поясе. Характерно соседство занятой данной породой территории с площадью развития плейстоценовых ледниковых покровов. Главный ареал распространения лёссовых пород - Европа, Азия, Северная и Южная Америка.

В Африке и Австралии лёссовые отложения встречаются лишь на сравнительно небольших локальных участках ([8]), [9]), [14]).

В Европе лёссовые породы распространены довольно неравномерно. В Англии они имеют ограниченное распространение и прослеживаются в восточной части графства Кент, близ Ипсвича и в графстве Дургам (здесь и далее сведения приводятся по [10]).

Более широко распространены лёссовые породы в Северной Франции: в бассейнах рек Гаронны и Роны, на территориях между Лионом и Валансом и вблизи Женевского озера. К востоку от Франции лёсс распространён в пределах Бельгии, южной части Нидерландов и Швейцарии. В Северной Испании, на территории Каталонии развиты лишь глинистые красноватые лёссовидные породы.

В средней части Центральной Европы лёсс и лёссовидные породы протягиваются в юго-восточном (почти широтном) направлении, захватывая Оснабрюк, Брауншвейг, Магдебург, Тюрингийский бассейн, окрестности Лейпцига, Дрезден. Бассейн нижнего и среднего течения Дуная (территория Венгрии и соседних стран) относится к числу крупнейших областей развития лёсса в Европе. Мощность лёссовых пород в Европе сравнительно редко превышает 15-20 м. Однако, в низовье Дуная их мощность достигает 80 м, что представляет собой исключение. Кроме Венгрии, лёсс также распространен в Румынии, Югославии и Болгарии.

В пределах Восточноевропейской равнины лёсс встречается от Польши до Поволжья. В Польше он развит в полосе, протягивающейся вдоль линии Лигница - Свидница - Прудница - Рацибуж - Бельско - Бяла - Краков - Свентокшиские горы - Люблинское плато - Храбешув.

Широко распространён лёсс на территории Украины: Прикарпатье, Волынь, Подолия, на севере до границы с Полесьем, по берегам Днестра и в бассейне Южного Буга и Ингула. Значительные площади лёссовых пород отмечены на побережье Азовского моря, в северной части Крымского полуострова и в бассейне Дона (за исключением Донецкого кряжа). Севернее Украины островки лёсса и лёссовидных отложений встречаются в Белоруссии.

Восточнее же лёсс и лёссовидные породы распространены на территории России: в Центрально-Чернозёмном регионе и бассейн среднего течения р. Оки, частично в среднем и нижнем Поволжье, в Пензенской области и в бассейне верхнего течения р. Дона.

В Закавказье, в горных районах Кавказа, на территории между Азовским морем и краем Кавказского хребта также развиты лёсс и лёссовидные породы.

В Средней Азии лёсс развит в предгорьях Алая, Тянь-Шаня, Джунгарского Алатау и на соседних равнинах.

В южной части Сибири область распространения лёсса протягивается прерывистой полосой почти от Урала до Байкала. В северном направлении лёсс сменяется лёссовидными суглинками, которые в Западно-Сибирской низменности прослеживаются до впадения Иртыша в Обь и ниже.

В Монголии лёсс отсутствует, имеются лишь небольшие участки распространения лёссовидных отложений. Зато Северный Китай является классической областью развития лёсса.

Известны участки развития лёссовых пород в Северной Индии. Имеются локальные островки лёсса в Пенджабе, Кашмире, Синде и Белуджистане.

Участки развития лёссовых пород описаны в северной части Ирана. Отдельные ареалы лёссовых пород известны также в Ираке и Израиле.

В Африке лёсс почти отсутствует, лёссовидные породы местами наблюдаются по северной окраине Сахаре. Не известен типичный лёсс в Австралии. Однако, здесь встречаются лёссовидные суглинистые эоловые отложения. Лёссовидная порода, близкая к лёссу, имеется в Новой Зеландии.

Северная Америка является классической территорией развития лёсса. Лёсс и лёссовидные породы имеются в бассейнах рек Миссисипи и Миссури, в восточной части штата Вашингтон (бассейн Тихого океана) и в штатах Массачусетс и Коннектикут (бассейн Атлантического океана).

Лёссовидные породы флювиогляциального происхождения известны и в Канаде, например, в провинции Альберта.

В Южной Америке наиболее значительные площади лёссовых отложений известны в равнинной части Аргентины.

Лёссовые породы молодого возраста, имеющие главным образом вулканическое происхождение, распространены на Гавайских островах.

Непосредственное обобщение и анализ материалов данной главы принадлежат бакалавру географического факультета НУУз В.Н. Федорко.

1.5 Изученность лёссовых отложений Узбекистана

Лёссовые породы имеют широкое распространение в Средней Азии и, в частности, в Узбекистане, что позволило В.А. Обручеву разработать эоловую гипотезу образования лёссов, а А.П. Павлову и И.В. Мушкетову пролювиальную гипотезу. Распространение, генезис, вещественный состав и инженерно-геологические свойства лёссовых пород региона изучены Ф.А. Андрухиным, Х.А. Аскаровым, Ф.И. Вороновым, Г.А. Мавляновым, А.И. Исламовым, М.З. Назаровым, Э.В. Кадыровым, А.А. Лазаренко, Х.Л. Рахматуллаевым, А. Сапаровым, И.А. Степановым, У.К. Абдуназаровым, Х.А. Тойчиевым, М.А. Туйчиевой, А.М. Худайбергеновым, М.Ш. Шерматовым, Н.Г. Мавляновым и многими другими.

В пределах Узбекистана лёссовые породы распространены практически повсеместно (за исключением отдельных площадей развития коренных пород, галечников и эоловых песков) в разных геоморфологических условиях и на различной абсолютной высоте:

1) в степных и пустынно-степных областях с наиболее низкими абсолютными отметками, в некоторых участках равными 20-40 м ниже уровня моря (в пределах территории между Каспийским и Аральским морями);

2) в оазисах, приуроченных к долинам рек, с абсолютными отметками преимущественно от 200 до 500 м;

3) в предгорьях хребтов и их отрогов с абсолютными отметками от 500 до 1500 м (в условиях Средней Азии это главная зона распространения лёссовых пород, причём значительной мощности);

4) в горных долинах обычно на абсолютной высоте 1500 - 3000 м;

5) в высокогорных областях, в частности на пониженных участках гребней большинства хребтов, преимущественно с абсолютными отметками 3000 - 3700 м;

6) в долинах и водоразделах Алайского и Заалайского хребтов с абсолютными отметками до 4500 м;

7) на Памире в глубоких горных долинах и на перевалах с абсолютными отметками до 5000 м.

На основе многолетних и детальных исследований четвертичных мелкоземистых отложений центральной и южной частей Средней Азии Г.А. Мавляновым (1958) была предложена генетическая классификация лёссовых пород. При этом на территории Узбекистана были выделены две группы этих отложений ([15]). 1) группа лёссовых пород - эоловый лёсс и пролювиальный лёсс и 2) группа лёссовидных пород - эоловаые лёссовидные породы, пролювиальные лёссовые породы, делювиальные лёссовые породы, аллювиальные лёссовые породы, элювиальные лёссовые породы. А.И.Исламов (1979) к группе лёссов также относил «каменные лёссы».

В условиях естественного залегания различные генетические типы лёссовых пород нередко фациально замещают друг друга, отложения одного типа перекрывают толщи иного генезиса. Нижняя граница распространения одного типа лёссовых отложений является верхней границей распространения другого генетического типа и т.д. В этих условиях можно говорить о смешанном генезисе лёссовых толщ - пролювиально-делювиальный или аллювиально-делювиальный.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое «лёсс» и его основные признаки?

2. В чем отличие эоловой гипотезы происхождения лёссов от водной?

3. Какие особенности имеет почвенно-элювиальная (полигенетическая) гипотеза происхождения лёссов?

4. Какие группы лёссовых пород выделил Н.И. Кригер?

5. Чем отличаются генетическая, литологическая и инженерно-геологическая классификации лёссовых пород?

6. На какие группы делятся лёссовидные породы по гранулометрическому составу?

7. В чем отличие «лёссовидной породы» от «лёссоподобной породы»?

8. На каких элементах рельефа встречаются лёссовые породы?

9. Какое географическое распространение имеют лёссовидные отложения Узбекистана?

10. Какая генетическая классификация лёссовых пород предложена Г.А. Мавляновым?

2. ??????????????? ??????????? ? ?????? ???????????? ?????????? ????

Под погребёнными (ископаемыми, палеопочвами) почвами понимают почвенные горизонты былых геологических эпох, присутствующие на разных глубинах в осадочных горных породах.

Способность почвы к «запечатлению» палеогеографических условий в своём профиле позволяет восстанавливать природную обстановку древних эпох почвообразования и обосновывать прогнозные оценки развития климата и ландшафтов в будущем. Поэтому разностороннее изучение разрезов, содержащих палеопочвы, дает информацию о составе и свойствах, условиях залегания, относительном и абсолютном возрасте четвертичных отложений. Результаты данных исследований имеют большое значение для стратиграфических и палеогеографических работ.

Особенностью палеопочвенного метода является то, что он изучает суммарный результат процесса почвообразования, зафиксированный в признаках и свойствах почв, подверженных в различной степени диагенетическим изменениям. Особое значение в связи с этим приобретает правильный подбор принципов и методов исследования ископаемых почв. В качестве основных используют принципы зональности, синхронности, направленности и ритмичности, сравнений и аналогий. Они способствуют выбору наиболее важных и информативных признаков и свойств изучаемых почв, оценке полученных результатов и их интерпретации. Для прогноза природных процессов, в частности почвенных, большой интерес также представляет изучение мезо- и микроциклов ([19]).

...