Палеопочвенные горизонты лессовых отложений четвертичного периода
Географическое распространение лессовых отложений. Морфологические особенности и методы исследования ископаемых почв. Стратиграфия палеопочв четвертичного периода Узбекистана. Возможности изображения на карте горизонтов палеопочв лессовых толщ.
| Рубрика | География и экономическая география |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.06.2015 |
| Размер файла | 6,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В настоящее время существует ряд методов, применяемых при определении возраста почв.
Методы абсолютного датирования. Абсолютный возраст почв определяют этим методом по независимой абсолютной шкале астрономического времени. «Абсолютность» возраста заключается именно в этом, а не в абсолютной точности или истинности. Ошибки метода (в годах, тысячелетиях) могут быть значительными. Изотопно-геохимические и физические методы в наибольшей степени соответствуют абсолютному датированию.
Радиоуглеродный метод является ведущим в ряду рассматриваемых методов, применяемый для определения возраста погребённых почв. Метод основан на том, что удельная активность радиоуглерода (14С) с момента образования органического вещества - хитина, коллагена костей, раковин, гумуса, карбонатов почв - постепенно снижается (период полураспада 5700 лет). На современном уровне развития техники датирования с помощью радиоуглерода можно определить возраст образцов, древность которых не превышает 60000 лет. Точность метода при предельных значениях возраста образцов (более 40000 лет) и нескольких сотен лет невысока. Наиболее точно по 14С можно датировать образцы голоценового возраста. Радиоуглеродным методом датируются все гумусовые вещества, накопившиеся в образце почвы за все время ее существования. Усредненность радиоуглеродных дат отражает используемое понятие m.r.t. (Middle residence time) СВПУ среднее время пребывания углерода в гумусе почв, определяемое радиометрически (по удельной радиоактивности). Этот термин не дает информации ни о длительности интервала времени, в течение которого образовался этот гумус, ни тем более о длительности формирования почвы, а соответствует какому-то моменту в пределах этого интервала. Большую генетическую нагрузку несет понятие ''радиоуглеродный возраст гумуса почв'', означающий для верхних горизонтов современных почв скорость обновления углерода гумуса (углеродного обмена); для реликтовых горизонтов в профиле современных почв минимальное время существования данного горизонта, в разной степени омоложенного современными процессами; для ископаемых почв минимальное время их погребения (Чичагова, Черкинский, 1983).
Термолюминисцентый метод датирования производится путем измерения светосуммы (в основном кварца) и используется главным образом для датирования событий плейстоцена.
Палеомагнитный метод основан на способности отложений в момент образования приобретать намагниченность по направлению и величине соответствующую магнитному полю данного конкретного отрезка времени. Направление приобретенной намагниченности совпадает с направлением вектора напряженности магнитного поля данного времени в данной точке. Временные интервалы преобладания какой-либо одной полярности получили название геомагнитных эпох, а в их пределах выделяются меньшие по длительности интервалы различной полярности, называемые геомагнитными эпизодами. В истории Земли определены несколько геомагнитных эпох с прямой и обратной полярностью. Современная эпоха «прямой» полярности называется Брюнес, которая началась около 690 тыс. лет тому назад после окончания эпохи обратной полярности Матуяма. В пределах этих эпох выделяют кратковременные геомагнитные события. Например, известное последнее геомагнитное кратковременное отклонение геомагнитного поля в эпохе Брюнес - Гетерборг, который датируется в 12 тыс. лет.
Исторический метод датирования состоит в оценке времени почвенных событий по картам и другим историко-географическим источникам и применим в изучении событий последних двух-трёх столетий.
Археологический метод датирования производится при помощи археологической периодизации, которую по отношению к почвенным и геологическим событиям можно считать археологическим календарем. Археологический календарь основан на системе последовательной смены датированных археологических памятников и выделенных в ходе их изучения археологических культур, эпох. Система эта создана на основе нескольких методов: типологического (сопоставление форм древних предметов, способов орнаментации глинистых сосудов и т.д.), стратиграфического (исследование последовательности залегания слоев, содержащих следы деятельности человека) и других методов датирования - радиуглеродного, палеомагнитного и т.д.
Широко применяются также методы округления возраста почв лихенометрический ? по относительной величине слоев накипных лишайников, аминокислотный ? по уменьшению содержания аминокислот органических остатках, дендрохронологический - по подсчету годовых колец деревьев, варвометрический ? по подсчету годичных слоев озерных отложений и др. методы.
Методы относительного датирования почв. Геолого-геоморфологический метод датирования возраста почв определяется путем датирования поверхности, на которой она находится. Известно, что в поймах почвы моложе, чем на террасах, на водоразделах ? древнее, чем на склонах. Вместе с тем следует иметь в виду несовпадение возраста современных почв и геолого-геоморфологических единиц (террас, поверхностей выравнивания), на которой формируются почвы. Разновозрастные террасы могут быть перекрыты одновозрастным покровом отложений; велика роль склоновых, эоловых и других процессов в нивелировании возраста поверхностей и почв. Поэтому определение возраста современных и древних почв, получаемые геолого-геоморфологическим методом, должно корректироваться с помощью других методов.
Стратиграфический метод тоже используется с давних времен для датирования погребённых почв четвертичного периода. Суть метода заключается в том, что вверх по стратиграфической колонке должны залегать молодые погребенные почвы. С помощью этого метода осуществляют хронологическую корреляцию палеопочв. Этот метод включает частные лито-, био- и почвенностратиграфические методы датирования.
Тефрохронология ? один из методов датирования с помощью реперных горизонтов, в основном прослоек вулканического пепла (тефр), широко применяется в районах с интенсивной вулканической деятельностью (Камчатка, Япония, Новая Зеландия).
Метод морфотипов. Определение возраста почв проводится на основе диагностических (морфотипных) признаков древних эпох почвообразования. На основании диагностических признаков почв разного возраста лёссовых отложений Узбекистана можно широко использовать данный метод.
Споро-пыльцевой метод определения возраста почв основан на сопоставлении споро-пыльцевых спектров датируемых объектов с эталонным региональным спектром отдельных геологических этапов. Этот метод широко применяется в регионах с наличием торфяных или других горизонтов с органическими остатками, к сожалению, для условий Узбекистана из-за отсутствия таких горизонтов применение данного метода весьма ограничено. Однако проведённые исследования показывают, что данный метод может дать богатый материал для палеогеографических построений.
Почвенные методы датирования. Существует принципиальная возможность датирования по собственно почвенным признакам и свойствам. Возраст почв на качественном уровне можно оценить, основываясь на степени развития (зрелости) почвенного профиля. Почва может находиться на стадиях саморазвития: предпочва, первичная почва, развивающаяся (рост почвенного профиля вглубь) и климаксная. При наличии данных по абсолютному и относительному датированию стадий возможна количественная или качественная оценка возраста почв. Определение возраста почв и почвенных признаков основано на оценке скорости протекания процессов (десятки лет на режимных и полевых экспериментах; сотни, тысячи лет - при сопоставлении параметров разновозрастных погребенных почв) и характере ее изменения. Делается предположение, что скорость процесса за экстраполируемый период времени оставалась неизменной или изменялась по определенному закону.
Возраст почвы или ее отдельных признаков рассчитывается по приращению показателей. Ограничение метода заключается в неизученности закона изменения скорости процесса. В научной литературе приведены следующие оценки возраста почв: серозем ? 4000 лет (по скорости накопления фосфора в верхнем горизонте), солончак Голодной степи ? 50-500 лет (по накоплению гипса). Возраст лугово-черноземных почв (по накоплению CaCO3) с известковистым горизонтом мощностью 1 м по скорости его накопления определен 1000 лет, горизонт карбонатной аккумуляции чернозема 3500-7000 лет. Усредненная скорость приращения гумусового горизонта чернозема 0,06-0,08 мм/год.
В целом можно отметить, что дальнейшие исследования в этом направлении дадут возможность создать почвенный календарь (шкалу) четвертичного периода. Наиболее важными почвенными показателями для составления такой шкалы будет мощность гумусовых горизонтов и почвенного профиля в целом, формы и размеры новообразований, структура почвенного профиля разновозрастных почв и др.
На основе вышеизложенного обзора можно утверждать, что в настоящее время имеются разнообразные методы изучения возраста палеопочв. Особое место в этом ряду занимает группа палеопочвенных методов, позволяющих изучать историю развития почвенного покрова в теснейшей связи с эволюцией физико-географических и геологических условий соответствующих территорий.
Вопросы для самоконтроля
1. Что называют почвой?
2. Какие почвенные горизонты выделяют по степени развития?
3. На какие две группы можно разделить органическое вещество почвы?
4. Как подразделяются почвенные биологические процессы?
5. Какие существуют характерные внешние признаки у почв?
6. От чего зависит цвет почвы, приведите примеры?
7. Каковы основные типы структур почв?
8. Что понимают под сложением почвы?
9. На что указывают новообразования у почв?
10. Что такое карбонатные выделения у палеопочв, приведите примеры?
11. Какие морфологические особенности можно выделить у палеопочв?
12. Что такое биогенный, биогеоморфологический и биоклиматический циклы развития почв?
13. Какие признаки можно отнести к реликтам гидроморфизма у почв?
14. Назовите основные тренды почвообразования?
15. Что подразумевают под эволюцией почвы?
16. Какими методами изучаются ископаемые почвы?
17. В чем отличие профильного метода изучения палеопочв от метода межпрофильных сравнений?
18. Какие методы определяют абсолютный возраст почв?
19. Какие методы определяют относительный возраст почв?
20. Какое значение имеет археологический метод датирования палеопочв?
21. Какова особенность почвенного метода датирования?
3. Палеопочвенные горизонты лессовых отложений Узбекистана
3.1 Обзор изученности палеопочв
Погребённые почвы в лёссах Узбекистана впервые описаны Ю.А. Скворцовым (1957). Образование погребённых почв он связывал с залегающими под ними галечниками и конгломератами, отрицая возможность их самостоятельного, неаллювиального пути развития. Это привело к отказу от возможности применения погребённых почв в лёссах для стратиграфических целей и к резкой критике попыток использования И.И. Трофимовым (1953) погребённых почв для стратиграфии лёссов Таджикистана ([19]).
Некоторые сведения о погребённых почвах были получены по результатам изучения лёссов Казахстана (Ломонович, 1953). Однако результаты этих исследований были неудачными, так как встречали со стороны геологов недоверчивое отношение. Некоторые геологи считали, что погребённые почвы в лёссах Средней Азии - явление случайное, не связанное с этапами орографического или климатического развития региона; кроме того, они так слабо выражены в толщах лёссов, что выделение их и систематизация невозможны.
В дальнейшем, опыт применения погребённых почв для стратиграфии лёссов Украины, Русской равнины и Западной Сибири послужили толчком для изучения палеопочв в Узбекистане.
В 1961 г. В.Б. Гуссак, Я. Насыров и Ю.А. Скворцов в семи из одиннадцать шурфов, заложенных на террасах нанайского и ташкентского циклов в долине р.Чирчик, зафиксировали и изучили чётко выраженные погребённые почвы, различающихся по окраске и структуре.
В 1965 г Н.И. Кригер в Приташкентском районе (с. Кумышкан, долина р. Паркент) обнаружил в лёссах до четырех горизонтов примитивных погребённых почв.
В 1972 г. Г.А. Мавлянов, А.М. Худайбердыев, М.Ш. Шерматов в лёссах ташкентского цикла близ г. Чирчик обнаружили три погребённых почвенных горизонта толщиной от 2 до 4 м, желтовато-серого цвета, плотного сложения, с червеобразной комковатой структурой (длина 1,5-5 см., диаметр 1,5 см.).
В 1973 г. В.И. Елисеев в районе г.Ташкента в лёссах мощностью до 25 м находит пять горизонтов погребённых почв.
В 1987 г. А.А. Лазаренко и др. близ г. Пскент выделили серию различных по свойствам погребённых почв и отметили несоответствие их возраста (по данным археологических находок) с возрастом террасового уровня. В дальнейшем И.Н. Степановым, У.К. Абдуназаровым, В.Н. Колпаковым, М.Ш. Шерматовым, Э. Кадыровым и др. на основе геологических, геоморфологических и палеопочвенных исследований лёссовых отложений в Приташкентском районе было установлено, что на склонах гор и на плато современные коричневые и серозёмные почвы часто замещаются погребёнными почвами различного возраста.
Слабая изученность последних, часто создаёт путаницу, даже опытный почвовед не может отличить современную почву от древней, вышедшей на дневную поверхность в результате недавних денадунационных процессов или не может отличить в почве современные признаки от реликтовых. Современные сероземные и коричневые горные почвы формируются не только на склонах, но и на ровных поверхностях террас. Так как поверхности террас имеют различный возраст, то и развитые на них почвы должны иметь существенные различия (Гуссак и др., 1961).
В основе классификации почв Узбекистана положена концепция о геоморфологической эволюции поверхностей рельефа вследствие новейших тектонических поднятий. При этом почвы проходят единый цикл развития от поймы к древним террасам, поэтапно теряя одни свойства и приобретая другие. Свойства современных почв также определяются климатическими и биологическими факторами. Свойства их осложняются наложением на них реликтовых признаков, а часто структура современного почвенного покрова мозаична из-за выклинивания на дневную поверхность склонов, террас и плато древних почв, которые иногда трудно отличить от современных.
Почвы молодых террас и склонов южной, а также восточной экспозиции имеют малую мощность (30-50 см), высокую карбонатность (4-6% СО) с глубины 4-40 см, содержащие гумуса до 2%, слабо дифференцированный профиль со щебнем и галькой.
Коричневые почвы с развитым профилем обычно находятся на более высоких террасах речных долин предгорий, а также на плоских вторичных водоразделах. Они имеют ясно выраженный двучленный профиль: верхние 60-120 см. темноокрашенные, структурные (орехово-зернистые), бескарбонатные суглинки по чёткой прямой линии переходят в карбонатные палево-серые лёссовые породы.
Глубина залегания карбонатов обычно связывается со степенью выщелачивания их из верхних горизонтов атмосферными осадками. По этому признаку почвы делятся на подтипы: слабо-, средне- (типичный) и глубококарбонатный (или выщелочный). Однако, в большинстве случаев верхняя бескарбонатная толща генетически не связана с нижележащей, которая представляет собой выходы древних лёссов. По этой причине граница между бескарбонатной и карбонатной толщами прямая, чёткая, а при внимательном рассмотрении она оказывается денудационной линией.
Обычно на горных склонах современная почва лежит с незначительным контактом на относительно молодых (голоценовых) карбонатных слоях, создавая впечатление генетически однородного тела. Но часто близко к дневной поверхности залегают древние почвы, сохранившие в течение тысячелетий коричневую окраску и ореховатую структуру, что приводит к ошибочным заключениям об их современном генезисе. Например, в Приташкентском районе толщи субаэральных и субаквальных отложений имеют весьма сложное строение и, как показали комплексные исследования, в них прослеживается определенная направленность генезиса и выделяются конкретные характеристики процессов седиментации в региональном и глобальном планах ([1], [2]).
Результаты исследований субаэральных толщ позволяют определить ряд особенностей их формирования, некоторые инженерно-геологические, физико-химические, тектонические, климатические свойства в составе различных компонентах четвертичных отложений.
3.2 Палеопочвенные горизонты как реперы расчленения и корреляции лёссовых отложений
Морфология палеопочв. Выявление морфологических особенностей древних почв в лёссах - задача нелегкая. При беглом осмотре шурфов они, а тем более детали их строения, не обнаруживаются. Поэтому для того чтобы облегчить расчленение лёссов по возрасту, а также выявить закономерности залегания и распространения погребенных почв, нами в течение многих лет систематизированы их морфологические свойства. Ниже приводится обобщенное описание морфологии разновозрастных почв в лёссах Узбекистана (основная часть опорных разрезов расположена в пределах Чирчик-Ахангаранского региона) с выделением лишь тех деталей строения палеопочв, которые являются маркирующими ([19]).
Современная почв А. Коричневатая или серая в зависимости местоположения, тяжелосуглинистая, комковатая, с поверхности задернована, часто карбонаты появляются с глубины 30-90 см.
Лёссовый суглинок а залегает под современной почвой А, но выражен неповсеместно и часто замещен погребенной почвой В. Суглинок а, вероятно, во многих местах был подвержен смыву. Это подтверждается тем, что между почвами А и В имеется четкая линия размыва и маломощный (5-10 см) горизонтально слоистый шохообразный слой.
Цвет суглинка а варьирует от серовато-коричневатого во влажном состоянии до палево-серого в сухом состоянии, механический состав средний до тяжелого. Суглинок крупнопорошистый, средней плотности, менее плотен, чем почв а, в нем много пор диаметром 0,2-0,3 мм (в 1 см2 до 25 штук) и беспорядочных канальцев диаметром до 3 мм. Карбонаты присутствуют в виде мучнистого псевдомицелия, при шлифовке стенок шурфа ножом появляются изолированные нитеобразные белые пятна; карбонатами инкрустированы стенки пор, беспорядочно расположенные по профилю. В щебнистых почвах на нижней стороне щебня образуются карбонатные натеки. Содержание общего гумуса около 0,3%, СО2 карбонатов до 8%, ила (8-15)%.
Погребенная почва В - самая верхняя и молодая из погребенных почв. Часто она располагается непосредственно под почвой А, отделяясь от последней 5-10 см слоем шоха - плотной горизонтальнослоистой палево-серой породой с охристыми пятнами. Погребенная почва В - серовато-коричневая во влажном и палево-серая в сухом состоянии, по механическому составу - это тяжелый суглинок, орехово-порошистой структуры, плотный, при шлифовке стенки шурфа ножом вырисовывается паутинообразный рисунок: светло-серая сетка карбонатов вокруг структурных комочков. Структурные «орехи» представляют собой зоогенное образование длиной 1-3 см, диаметром до 1,5 см; они средней прочности, раздавливаются рукой. На площади в 1 см2 насчитывается крупных пор диаметром до 0,5 мм 17-20, мелких, диаметром до 0,2 мм, около 30, пор диаметром менее 0,2-более 50 штук. Конкреции отсутствуют. Мощность почвы В колеблется от 0,3 до 2 м. Содержание СО2 карбонатов равно 19 %, общего гумуса 0,3 % ила 10-15 %. Переход в нижележащий суглинок обычно постепенный. Предварительный возраст почвы В - средний голоцен.
Лёссовый суглинок b представляет собой породу более легкого механического состава, чем вышележащий слой. Он коричневатый, светло-коричневатый во влажном и палево-серый в сухом состоянии, плотный, комковато - порошистый; для этого слоя характерно присутствие конкреций «журавчиков». В суглинке много пор, преимущественно диаметром 0,5 мм (в 1 см до 30-35 штук), а также канальцев диаметром 2_3 мм, внутренние стенки которых инкрустированы мелкозернистым кальцитом. Содержание СО2 карбонатов 12%, общего гумуса 0,4%, ила 10_16%. Переход в нижележащий слой обычно заметный. Мощность слоя b от 2 до 4 м. Лёссовый суглинок b по возрасту нами ориентировочно отнесен к низам голоцена и верхам позднего плейстоцена. О голоценовом возрасте изучаемых палеопочв свидетельствуют также многочисленные археологические находки на молодых (ходжикенская) террасах (рис. 5).
Погребенная почва С. От других погребенных почв отличается более ярко выраженной структурой, большой мощностью и тяжелосуглинистым составом. Цвет от серо-коричнево до коричневого во влажном и палево-серый в сухом состоянии, плотный ореховатой структуры, «орехи» диаметром до 2 см, они плотно прижаты один к одному, с трудом раздавливаются рукой. Вокруг структурных комочков карбонатная плесень. Монолиты берутся с трудом, так как почва легко рассыпается по ореховатым отдельностям. Конкреции отсутствуют. Содержание СО2 карбонатов 15%, общего гумуса 0,4%, ила (10_15)%. Мощность 1-2 м. В нижних слоях склонов (на древних конусах выноса) суглинок с подстилается грубообломочным материалов, а на более
Рис. 5 Наскальные рисунки на поверхности ходжикентской террасы
высоких уровнях - почвой D. Переход в нижележащие горизонты заметный. Ориентировочный возраст почвы С и суглинка с - верхи позднего плейстоцена.
Погребенная почва D имеет тяжелосуглинистый состав и от других почв отличается более темным, буроватым цветом. Имеет плотное сложение, комковато-ореховатую структуру - «орехи» округлые, диаметром до 2 см., вокруг них тонкая плесень светло-серых карбонатов; на гранях структурных отдельностей во влажном состоянии обычны темноватые пятна. Комки плотные, с трудом раздавливаются рукой, при взятии монолита весь горизонт легко распадается на «орехи». Почва ноздреватая, пор мало, конкреции отсутствуют. Содержание СО2 карбонатов (7-8)%, общего гумуса (0,2-0,4)%, ила (13-14)%. Мощность слоя 1-2 м, переход в нижележащий слой постепенный.
Лёссовый суглинок d представляет собой средний до тяжелого суглинок серовато-коричневого во влажном и палево-серого цвета в сухом состоянии; средней плотности, комковато-порошистый, иногда встречаются включения полутвердых структурных комочков, вероятно, следы реликтового почвообразовательного процесса. По степени пористости не отличается от других лёссовых суглинистых слоев. Карбонаты лёссового суглинка d представлены отдельными мучнистыми беловатыми пятнами и конкрециями в виде «трубочек». Содержание СО2 карбонатов до 15%, общего гумуса 0,3%, ила (10-17)%. Мощность 1-3 м, местами в нижних частях склонов имеются включения щебня. Очень часто горизонт подстилается маломощным (10-20 см) шохообразным слоем. Комплексы Сс и Dd ориентировочно отнесены к низам позднего плейстоцена.
Погребенная почва Е от других отличается более светлым во влажном и палево-серым цветом в сухом состоянии, а также присутствием конкреций, имеющих форму крупных дендроидов. По механическому составу это тяжелый суглинков комковато-ореховатой структуры, он плотный, слабопористый. Карбонатная «плесень» вокруг «орехов» выражена слабее, чем в других вышележащих почвах. Содержание СО2 карбонатов (6-7)%, общего гумуса 0,3%, ила (17-25)%. Мощность 1-3 м переход в слой суглинка е постепенный.
Лёссовый суглинок е представляет собой тяжелый суглинок коричневого во влажном и палево-серого цвета в сухом состоянии, средней плотности, мучнист, пачкает руки, комковато-порошистый. Конкреции в виде «погремшей». Суглинок макропористый (на 1 см2 приходится 20-25 пор диаметром до 0,5 мм). Содержание СО2 карбонатов (10-12)%, общего гумуса 0,2%, ила (9-11)%. Мощность 1-2 м.
При подстилании нерасчленными суглинками переход постепенный, а при переходе в почву F-заметный. Примерный возраст почвы Е и суглинка е - верхи среднего плейстоцена.
Погребенная почва F встречается на высоких водораздельных и приводораздельных частях склонов. Тяжелый суглинок бурого цвета, плотный, комки угловатые диаметром 1,5-2 см, на их гранях видны темноватые пятна, карбонаты не выражены. Содержание СО2 карбонатов 6%, общего гумуса 0,3%, ила (15-20)%. Мощность до 1 м, переход заметный.
Лёссовый суглинок f серовато-коричневый во влажном и светло-серый в сухом состоянии, средний до тяжелого суглинок, плотный, пор меньше, чем в вышележащих суглинистых слоях, местами встречаются продолговато-округлые конкреции. Содержание СО2 карбонатов до (8-10)%, общего гумуса (0,1-0,2)%, ила (15-20)%. Обычно подстилается шоховым горизонтом.
Почвы и суглинки Ff, F1f1, F2f2 и т.д. нами отнесены к среднему и нижнему плейстоцену. Лёссы нижнего плейстоцена (F1f1, F2f2 и т.д.) представляют собой чередование буро-коричневых погребенных почв, подстилаемые шохообразным горизонтом мощностью около 20-40 см и разделяющих их лёссовидных суглинков.
Мелкозёмистые отложения эоплейстоцена в пределах Узбекистана сохранились весьма фрагментарно и их можно встретить в пределах низко- и среднегорных частей речных долин, где они имеют вид мощной моноклинально залегающей толщи красновато-коричневого цвета. Слои этой толщи образованы чередованием порошистых серовато-коричневых суглинков, комковато-ореховатых, красновато-коричневых палеопочв обозначенные нами как Gg, G1g1 и т.д., состоящих из почвенно-лёссовых комплексов и палевых карбонатных «шоховых» горизонтов, часто называемых «каменным лёссом». Как видно, погребенные почвы и суглинки обладают специфическими особенностями, при помощи которых можно разделить всю лёссовую толщу на ряд возрастных комплексов.
Расчленение с помощью конкреций. Конкреции в лёссах Узбекистана и прилегающих территорий изучены слабо. По М.Н. Воскресенскому и др. (1927) в Приташкентских лёссах карбонатные желвачки встречаются на глубине 30-110 см, реже 150 см.
В.Б. Гуссак, Я.М. Насыров, Ю.А. Скворцов (1961) отмечают, что в лёссах Чарвакской котловины конкреции располагаются по вертикальному профилю как бы этажами, отличаясь, друг от друга размерами.
Массовое описание и коллекционирование конкреций из разновозрастных лёссовых толщ позволило составить о них определенное представление. В идеализированной 20-30 метровой толще лёссов, сложенной почвами и суглинками голоцена, верхнего и среднего плейстоцена сверху вниз сменяют друг друга следующие этажи карбонатных конкреций, преимущественно приуроченных к суглинистым слоям, а не к почвам: «журавчики», «трубочки», «дендроиды крупные», «погремши», «ядра» ([19]). Так как конкрециям придается огромное значение при стратификации лёссов, то ниже делается попытка определения их относительного и абсолютного возраста.
Современные почва и подпочва не содержат конкреций: карбонаты в них представлены на глубине 0,5-1,5 м в виде «мицелия», «паутины», натеков на нижней поверхности щебня. Первыми от дневной поверхности встречаются так называемые «журавчики» (рис. 6).
Журавчики обычно залегают на глубине 2-5,5 м под древней погребенной почвой В, т.е. в суглинке b. Длина конкреций 30 мм, диаметр 10 мм. По форме они напоминают украинские «журавчики», отличаясь от них более крупными размерами. Подобные же конкреции в лёсах Голодной степи описаны Г.А. Мавляновым (1958) на глубине 1,3-2,1 м (их размеры 4-10 мм, иногда на площади в 1см2 насчитывается 1-2 журавчика), а также В.Б. Гуссаком и др. (1961) в Чарваке на глубине 70-100 см.
Куколки залегают на глубине 8-10 м и приурочены к суглинкам с, подстилающим хорошо структурные мощные погребенные почвы С («почвы Виктора»). Конкреции имеют несколько сглаженную кругловато-продолговатую до шарообразной форму; их диаметр 15-20 мм, длина 50-70 мм. Ядро более темное по окраске и в поперечном срезе от него к периферии расходятся радиальные тонкие трещинки высыхания (трещины синерезиса). В шлифе под бинокуляром в поперечном срезе преобладает микрозернистый кальцит.
Трубочки встречаются на глубине 12-14 м в суглинке d, подстилающем бурую структурную почву D. Конкреции неправильной трубковидной формы иногда напоминают корни светло-желтой окраски с гладкой поверхностью. Длина конкреций 40-60 мм, диаметр до 20 мм. В центре конкреций расположена тонкая, диаметром до 1-2 мм, разветвленная полость с острыми гранями - трещина усыхания; в некоторых случаях трубочки не имеют полости, но тогда их центральная часть более темноокрашена, чем периферия. По всему слою d конкреции встречаются неровнамерн, хотя их становится больше в верхней его части у контакта с почвой D; в таких случаях на площади в 10 см2 насчитывается 1-2 конкреции. Все они очень твердые, не разламываются рукой. В общей массе конкреций преобладает мелкозернистый кальцит.
Дендроиды крупные залегают на глубине 15-16 м в погребенной почве Е. следует отметить, что конкреции обычно встречаются в суглинистых слоях, разделяющих погребенные почвы. В данном случае конкреции располагаются в структурной бурой почве Е и приурочены к ее нижней и средней частям. Они имеют сплюснутую форму и напоминают корни кустарников. Длина конкреций достигает 150 мм, диаметр 20-50 мм; поверхность шероховатая, окраска центральной и периферийной частей почти одинаковая. Местами в центре конкреции наблюдаются мелкие трещинки усыхания в виде крапинок.
Погремши залегают на глубине 16-18 м и приурочены к суглинкам е,
1 - журавчики из суглинков; 2 - куколки из суглинков; трубочки из суглинков d: а - общий вид, б - поперечный срез; 3 - трубочки из суглинка «с»; 4 - крупные дендроиды из почвы E; 5 - погремши из суглинков e: а - общий вид, б - поперечный срез; 6, 7 - конкреции из суглинков на контакте нижечетвертичных и плиоценовых отложений.
Рис. 6 Критерии, на основе которых выделяются почвенные горизонты, в частности, карбонатные конкреции различных форм - диагностические показатели разновозрастных суглинков и почв в лёссовидных толщах Приташкентского района ([19])
форма удлиненно-округлая, длина 60-100 мм, диаметр 40-50 мм. Поверхность этих конкреций ровная, гладкая. Сами конкреции плотные как бы окаменевшие; внутри имеется полость, в которой помещается в относительно свободном состоянии ядро. Конкреции очень похожи на «погремши» Украины, однако при встряхивании не всегда издают звука. Поэтому название этих конкреций условное.
Ядра - крупные карбонатно-глинистые, очень плотные, окаменевшие конкреции округлой формы, но могут быть удлиненно-округлые, длиной до 200 мм, диаметром 50-80 мм и более. Конкреции массивные, их вес дистигает нескольких килограммов. Приурочены они в зоне контакта серых или серовато-бурых лёссовых суглинков нижнего плейстоцена с буроватыми отложениями плиоцена.
Приуроченность различных по форме и размерам конкреций к разновозрастным толщам лёссов отмечена и для других территорий. Так, В.А. Обручев (1951) отмечает, что в Китае молодые лёссы редко содержат мелкие конкреции, с глубиной их размеры увеличиваются и в наиболее древнем красном лёссе конкреции разрастаются в неправильно ветвистые тела величиной от ореха до кулака.
А.С. Кесь (1969) указывает, что в Китае плиоценовые лёссы содержат крупные конкреции диаметром до 20 см, в молодых лёссах (среднеплейстоценовых) их размеры не превышают 5-7 см., а в голоценовых лёссах 1-3 см. Это вполне соответствует параметрам и относительному возрасту конкреций в лёссах Чарвакской котловины и свидетельствует о наличии закономерных связей между их размерами и возрастом.
Согласно В.Н. Павлинову (1959), около десяти слоев конкреций в лёссах Китая - доказательство временных перерывов в отложениях эоловой пыли: выше конкреционного слоя почти всегда отмечается темноокрашенный горизонт, вероятно, ископаемая почва. Такая же картина, но с шестью конкреционными слоями, наблюдается в Чарвакской котловине.
На юге Таджикистана, где лёссовая толща имеет более древний возраст, число конкреционных слоев достигает десяти, как и в Китае.
В лёссах Украины К.А. Баранов (1953) описал располагающиеся этажами известковистые конкреции - журавчики на глубине 3-4 м, непосредственно под современной почвой (их длина 17 мм), «дутики» на глубине 5-6 м, шарообразной формы, полые внутри (диаметр 14-22 мм): «куколки» на глубине 7 м, цилиндрообразные, внутри конкреций радиальные трещинки (длина 70-100 мм): «погремши» на глубине 8 м, неправильно-шарообразной формы диаметром 36-44 мм, иногда сплющенные и удлиненные до 100 мм. Внутренняя часть конкреций рассечена трещинами; они обособляют кусочки ядерного материала, которые при встряхивании конкреции издают шум.
Описанные К.А. Барановым конкреции, несмотря на большое расстояние между опорными пунктами (до 200 км), где они были обнаружены, не теряют свои морфоструктурные особенности. Это позволяет видеть в них важное маркирующее средство, с помощью которого можно коррелировать горизонты лёссов и решать другие палеогеографические задачи.
Итак, в лёссах размеры конкреций уменьшаются снизу вверх, от древних толщ к более современным. В этом же направлении происходит и уменьшение размеров моллюсков, что, вероятно, свидетельствует о тенденции изменения климата в течение всего плейстоцена в сторону аридизации. Таким образом, размеры конкреций находятся в прямой зависимости от возраста лёссов: чем древнее лёссовый слой, тем крупнее конкреции. В молодых лёссах конкреции всегда мелкие.
Конкреции одновозрастных толщ сохраняют свои размеры, форму и состав на обширных пространствах Средней Азии и за ее пределами.
Несмотря на большие расстояния между опорными разрезами (Западный Тянь-Шань, юг Таджикистана, Копет-Даг), где они были описаны конкреции сохраняли одинаковые формы и размеры и относились именно к тому горизонту, к которому принадлежали в Чарвакской котловине. Это свидетельствует о том, что во время образования того или иного конкреционного слоя биоклиматические условия были близкими на больших пространствах. Так, например, конкреции имеют почти одинаковые размеры, формы и состав как в Чарвакской котловине, так и в лёссах Украины, Китая и Западной Европы.
В Европе конкреции известны под названием “Losspuppen”, также залегают в лёссах ниже современной почвы. Точно так же повсеместны крупные конкреции, характеризующие толщи плиоцен-раннеплейстоценового возраста. Это дает нам право рассматривать их в качестве важнейшего маркирующего признака разновозрастных слоев в лёссах. По этой причине изучению конкреций уделено большое внимание.
Химический состав конкреций преимущественно карбонатный, реже карбонатно-глинистый. Микроморфологический анализ их поперечных срезов показал, что они сложены в основном микрокальцитом. По результатам валовых анализов, кроме кальция, конкреции содержат кремнезем. Химический состав конкреций из разновозрастных слоев Чарвакской котловины заметно различен. Так, в суглинках в валовое содержание окиси кремния в ядрах равно 24-36 %, а в их периферийной части - почти в два раза больше (60 %); в конкрециях суглинка d количество SiO2 равно 5-7 %, в ядрах конкреции почвы Е-16 %, а по окраинам 37 и 61 %, т.е. чем ближе к периферии, тем больше.
По данным Г.В. Морозова (1969), в конкрециях (журавчиках) лёссов Украины обнаружено окиси кремния 10-20 %. Столь большие колебания в содержании кремния В.А. Ковда (1973) на примере пустынных почв связывает с различной степенью аридности климата.
Любопытно поведение окисей кальция и кремния в разновозрастных конкрециях. В суглинке b они относительно обогащены этими окислами, что свидетельствует о слабом изменений минералов гипергенезом, т.е. конкреция находится в ранней стадии диагенеза. Конкреции суглинка d с малым содержанием окиси кремния и большим - окиси кальция, напротив, подвержены более длительными преобразованиям: минеральные зерна растворены и в значительной мере выщелочены. Эти различия хорошо фиксируются в шлифах: в конкрециях суглинка d минеральных зерен очень мало. Такие же изменения обнаружили в разновозрастных конкрециях В.В. Добровольский (1966), И.И. Задкова и В.Г. Максенков (1969).
Все это подтверждает относительно молодой возраст описываемых суглинков b и более древний - расположенных ниже суглинков, что имеет значение при возрастном расчленении лёссов.
3.3 Критерии выделение стратиграфических горизонтов палеопочв
Лёссовидные отложения Узбекистана занимают значительные площади, покрывая чехлом поднятия горных хребтов неравномерной толщиной (5-10-80 м), облекающие террасы, склоны и водоразделы.
Одним из принципов классификации почвенных отложений является концепция о геоморфологической эволюции поверхности рельефа в процессе новейшей тектонической активности. Свойства палеопочв также контролируются климатическими, физико-геохимическими и биологическими факторами. Генетические свойства осложняются наложением на них реликтовых признаков. Мощности почв зависит от величины периода относительно стабильных палеогеографических условий развития почвы. При этом увеличиваются в тех же соотношениях и мощности отдельных слагающих ее горизонтов.
В процессе отмирания почвы ее органическая часть сохраняется только в случае катастрофического погребения древней дневной поверхности. В ситуациях, когда биологические и физико-химические процессы, способствовавшие к погребению, прекращаются без катастрофических погребений, вся органическая часть, лишенная возобновления выгорает и выветривается, а на месте остается только ее минеральная часть. Наиболее характерной особенностью таких почв, лишенных органической части, является наличие новообразований и различается только по характеру минеральной части ископаемой почвы. Причем максимальное количество новообразованных минералов располагается вверху почвенного разреза и наблюдается постепенный переход к нижней подстилающей толщи. Желваковые минеральные новообразования наблюдаются преимущественно в низах почвенного разреза.
Современные сероземные и коричневые горные почвы формируются не только на склонах, но и на ровных поверхностях террас. В основе классификации почв Узбекистана положена концепция о геоморфологической эволюции поверхностей рельефа вследствие новейших тектонических поднятий. Почвы молодых террас и склонов южной, а также восточной экспозиции имеют малую мощность (30-50 см), высокую карбонатность (4-6% СО) с глубины 4-40 см, содержащие гумуса до 2%, слабо дифференцированный профиль со щебнем и галькой. Коричневые почвы с развитым профилем обычно находятся на более высоких террасах.
Сравнение современных почв с древними погребёнными показывает, что последние по мере увеличения их возраста становятся более структурными, глинистыми и приобретают буроватую окраску; в подстилающих их суглинках появляются карбонатные конкреции, размеры которых увеличиваются по мере увеличения возраста слоя; меняются с возрастом и формы их конкреций. Все эти признаки позволяют различать древние погребённые почвы одни от другой по возрасту в вертикальном профиле ([3], [4]).
До недавнего времени общая схема залегания лёссовых покровов от подгорных равнин до высоких гор Западного Тянь-Шаня связывалась с ярустностью рельефа горных областей. Предпологалось, что лёссовых толщи имеют такой же возраст, что и формирующие поверхность речных террас галечниковые или конгломератовые толщи. Эти базисные толщи лежат на цокольных поверхностях денудационных взрезов и определяют рельеф дневной поверхности. Однако лёссы от предгорных равнин до среднегорий залегают плащеобразно и включают в себя разновозрастные погребенные почвы. Поэтому при проведении исследований необходимо особое внимание обращать изучению лёссовых толщ разных геоморфологических уровней от нижних частей склонов до водораздела.
Палеогеографический и палеопедологические анализы для целей изучения хроностратиграфических аспектов истории развития природной среды основывается на «прочтении» информации, запечатленной в свойствах ископаемых почв, возраст и палеогеография которых достоверно известны.
Изменение свойств почв по вертикали (и в пространстве) и смена их непочвенными образованиями свидетельствуют о наличии определенных ритмов развития природных процессов, причины которых до конца не выяснена. Однако имеются убедительные доказательства того, что эти ритмы обусловлены денудационно-аккумулятивными процессами, периодически повторяющими в связи со сменами фаз тектонического покоя и тектонической активизации, а также колебаниями климата.
Тектонические и климатические факторы приводят к обводнению или иссушению территории, трансгрессиям и регрессиям морей, ледниковых покровов, наступлению лесной и травянистой растительности и, как следствие этого, к сменам свойств и структуры почвенного покрова. Для географических прогнозов крайне необходимо выявление законов ритмичного развития природных процессов под воздействием тектонических и климатических факторов, что позволит по обнаруженным сменам фаз той или иной силы и значений предсказывать очередное время их появления и глубину воздействия на окружающую среду. Так, например, расчистка заложена на водораздельной части невысокого холма, между Кызылалмасаем и Джарсаем, левых притоков реки Ангрен (рис. 7).
В районе разреза аккумулятивная часть современной почвы фактически отсутствует. Верхний сохранившийся слой, мощностью от 0 до 60 см представлен сухим сероватым средним суглинком. Комковатый, крупно порошистый, средней плотности, пористый с многочисленными ходами землероев диаметром 2-3 мм. В средней части белесый с выделением солей. В слое имеются обломки карбонатных образований типа журавчиков, свидетельствующие об их переотложении.
Второй выделенный слой на глубинах от 60 до 80 см представлен сухим, палево-серым средним суглинком. Слой плотный, контакт с вышележащим слоем четкий, также отмечены обломки карбонатных конкреций. Третий слой на глубинах от 80 до 120 см. Сухой голубовато-палевый с включениями коричневых ожелезненных пятен. Суглинок средний до легкого, скрыто слоистый средней плотности, контакты четкие.
Четвертый слой на глубинах от 120 до 180 см сухой, охристый, плотный, ожелезненный, легкий до среднего суглинок. В слое очень много карбонатных конкреций типа журавчиков. Наряду с обломочными эффузивными породами встречаются орудия труда эпохи среднего палеолита различной степени окатанности.
Пятый слой на глубинах от 180 до 370 см сухой ожелезненный, средний суглинок с многочисленными слабо окатанными включениями эффузивных пород. Слой очень плотный, много ожелезненных пятен, контакты четкие.
Шестой слой мощностью от 370 до 410 см сухой, щебнистый до крупно песчанистого, сильно ожелезнен, плотный.
Седьмой слой на глубинах от 430 до 550 см сухой светло коричневый, очень плотный с многочисленными ожелезненными пятнами. Средний до тяжелого, монотонный суглинок, с включением угловатых обломков горных пород от 5 до 10 см.
Слой восемь на глубинах от 550 до 690 см сухой тяжелый суглинок, светло коричневого цвета с редкими включениями линз грубо
Рис. 7 Общий вид разреза Кызылалма
обломочного плохо окатанного материала, контакты четкие.
Девятый слой на глубинах от 690 до 980 см представлен отложениями ташкентского комплекса. Суглинок сухой, светло коричневый, при высыхании очень плотный.
На стенке расчистки образовываются вертикальные трещины, встречаются хаотические включения обломков горных пород.
Особая ценность разреза заключается в том, что выделенные горизонты содержат археологические находки верхнего, среднего и нижнего палеолита. Разрез в этом плане изучен многими археологами Узбекистана и зарубежных стран, и, поэтому, представляет собой уникальный памятник истории.
Лёссово-почвенные комплексы разного генетического типа на разных геоморфологических уровнях также отличаются друг от друга, что отражено в таблице 8. Эти данные могут помочь при инженерно-геологических исследованиях лёссовых пород и палеопочв ([23-27]).
Т а б л и ц а 8
Основные отличительные черты толщи лессовых пород различного генезиса и возраста от их разделяющих погребенных почвенных горизонтов (по М.Ш. Шерматову, 2010)
|
№ п.п |
Сравните-льные характерные черты |
Толщи лёссовых пород различного генезиса и возраста |
Погребенные почвенные горизонты, формировавшиеся на толще лёссовых породах различного генезиса и возраста |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
А. Делювиальные и делювиально-пролювиальные лёссовые породы верхнего, среднего и нижнего неоплейстоцена (LdQIII, LdpQII, LdpQI) слагающие высокие предгорья ... |
Подобные документы
Особенности четвертичного периода: появление и развитие человека, антропоген и периодические оледенения обширных территорий. Ритмичность глобальных изменений климата ледниковых и межледниковых эпох. Развитие органического мира и минералы горных пород.
контрольная работа [31,8 K], добавлен 29.07.2010Особенности рельефа, тектоническое строение и история развития горных систем. Связь полезных ископаемых с геологическим строением и тектоникой. Важнейшие события четвертичного периода и их отражение в современном рельефе, криогенная морфоскульптура.
реферат [2,0 M], добавлен 21.04.2010Физико-географическое положение России, ее размещение на политической карте по отношению к различным государствам мира. Положение страны на экономической карте мира. Роль российской территории в биосфере и ее вклад в деградацию природной среды планеты.
реферат [22,3 K], добавлен 14.04.2009Изучение климатов неогенового и четвертичного периодов, ледниковых и межледниковых эпох. Реконструкция климатического прошлого. Косвенные индикаторы климата. Состав современного атмосферного воздуха. Воздействие парниковых газов на тепловой баланс Земли.
реферат [280,7 K], добавлен 09.10.2013Природные ресурсы и географическое положение Узбекистана. Города и население, государственный и политический строй Узбекистана. Местные органы власти, судебная система, вооруженные силы и внешняя политика страны. История и культура, развитие экономики.
реферат [27,7 K], добавлен 09.06.2010Типы луговых почв на территории России. Общая характеристика лугово-черноземных почв, их морфологическое строение, свойства и состав. Условия образования и генетические особенности луговых кальций-гумусовых почв, их распространение и использование.
реферат [39,2 K], добавлен 06.04.2010Объект, предмет и задачи ландшафтоведения, его место в системе географических наук. Понятия "природный территориальный комплекс" и "геосистема". Теория четвертичного ледникового оледенения; водно-ледниковый рельеф. Основные компоненты ландшафта.
шпаргалка [36,9 K], добавлен 29.04.2015Общие условия почвообразования в пустыне. Морфологические особенности автоморфных почв пустынь. Генетические особенности серо-бурых почв, их минеральный состав и химический анализ. Солончаки — характерное гидроморфное почвенное образование пустынь.
презентация [4,7 M], добавлен 05.02.2012Географическое положение Северного Кавказа и Урала, особенности природы, климат и рельеф, месторождения полезных ископаемых. Животный и растительный мир, природно-климатические зоны, плодородие почв. История изучения и освоения природных горных ресурсов.
реферат [23,8 K], добавлен 22.06.2010Свойства подзолистых почв Томь-Обского междуречья, сформированных на слоистых песчано-супесчаных породах. Влияние рельефа на формирование и развитие почв. Климат, растительность, почвообразующие породы, гидрографическая сеть. Методы исследования почв.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 26.06.2013Россия на карте часовых поясов, общие сведения и географическое положение. Экологические проблемы морей. Открытие и освоение Севера новгородцами и поморами. Отряд Ермака, походы русских в Западную Сибирь. Географические открытия конца XVI — начала XVII в.
реферат [22,9 K], добавлен 21.06.2010Территория и географическое положение Украины, оценка численности населения, языковая ситуация. Анализ климатических условий, полезных ископаемых, развитие промышленности и сельского хозяйства, транспорта. Особенности внешнеэкономических связей страны.
реферат [14,0 K], добавлен 22.03.2011Процесс перемещения воздушных масс. Разрушительная деятельность ветра. Процессы дефляции и корразии. Перенос материала ветром. Процесс эоловой аккумуляции и особенности эоловых отложений. Мощность эоловых песчаных накоплений. Песчаные формы рельефа.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 26.06.2011Особенности карт. Картографическая сетка. Графическое представление масштаба. Элементы основы и условные картографические знаки. Надписи и географические названия на картах. Понятие о карте и особенностях картографического изображения земной поверхности.
реферат [360,0 K], добавлен 01.06.2010Географическое положение и климатические условия тундровых зон. Безлесье, разреженный мохово-лишайниковый покров, сильная заболоченность, мерзлота и краткость вегетационного периода. Растительный и животный мир тундры. Северные олени как символ тундры.
реферат [4,5 M], добавлен 19.05.2010Природно-климатическая характеристика Курманаевского района, расположенного в западной части Оренбургской области, разнообразие рельефа и почвы. Топографические карты, их особенности и географическое содержание. Измерение длин и площадей по карте.
курсовая работа [607,7 K], добавлен 18.05.2016Географическое положение Апеннинского полуострова. Факторы почвообразования: почвообразовательные породы, рельеф, живые организмы, климат и время. Разнообразие почвенного покрова Апеннинского полуострова. Использование почв и их экологическое состояние.
контрольная работа [37,2 K], добавлен 03.01.2011Географическое положение Юго-Западного Кыргызстана. Ветви Великого Шелкового пути в древние времена на территории Кыргызстана. Характеристика природных условий, климата, почв, растительности, населения региона. Энергетический и рекреационный комплексы.
презентация [1,8 M], добавлен 29.05.2014Техногенный генетический тип отложений. Оползневые процессы в черте города Томска. Суффозионные цирки и псевдотеррасы. Овражная и плоскостная эрозия в пределах города. Просадки и морозобойное растрескивание. Основные мероприятия по борьбе с суффозией.
реферат [17,7 K], добавлен 21.06.2015Приемы анализа картографического изображения. Краткая история картографического метода исследования. Основные функции географических карт. Совместное использование и переработка карт. Методические указания по работе с школьными географическими атласами.
курсовая работа [769,2 K], добавлен 12.04.2015
