Б.Б. Полыновым были проведены многочисленные экспедиционные исследования почв и ландшафтов, как в СССР, так и за рубежом. Он исследовал почвы Сибири, Монголии, бассейна Дона, Черноморского побережья Кавказа, Северной Украины, Нижнего Поволжья. Его внимание привлекали процессы выветривания в связи с почвообразованием.
Учение Полынова о коре выветривания в наиболее полном виде изложено в книге «Кора выветривания» (1934 г.). В ней были глубоко и всесторонне охарактеризованы основные фазы и главные типы кор выветривания. Полынов различал две основные формы коры выветривания: элювиальную (остаточную) и аккумулятивную, в которой накапливаются продукты выветривания (А.И. Перельман, 2000).
ГЕОХИМИЯ ГИПЕРГЕНЕЗА — совокупность процессов, приводящая к разрушению одних минералов и горных пород и образованию других в поверхностных частях земли под действием факторов, характерных для атмосферы, гидросферы и биосферы. Важнейшим источником энергии этих процессов является солнце — солнечная энергия. Процессы физического разрушения, сопровождающиеся процессами окисления, гидратации, воздействия кислот (особенно органогенного происхождения — углекислоты, гуминовых кислот и др.), приводят к разделению хим. элементов и преобразованию кристаллического вещества. Напр., щелочные металлы, особенно Na, и щелочные земли Mg и Са выносятся в водоемы; Al2O3, Fe2O3 и ряд др. окислов образуют гидраты, идет накопление свободного SiO2 и др. В результате процессов гипергенеза в широком смысле образуются каолиновые, монтмориллонитовые и др. типы глин, железные и марганцовые руды, отложения солей. Гипергенез есть мощнейший процесс, преобразующий кристаллическое вещество земли и в значительной мере определяющий солевой состав океанских и всех других вод.
Развитие коры выветривания и древних почв.
В 1899 Докучаев писал , что почва имеет свое прошлое и генезис
Восстановление древних почв изучали путем изучением закономерности коры выветривания
20-30 годы ХХ века академик Б.Б. Полынов разработал оригинальное учение о коре выветривания. Построив на следующих представлениях
· оммиграции химических элементов
· о стадиях развития элювия (отложения)
· о связи эволюции коры выветривания с циклами формирования суши
Полынов к коре выветривания относил верхний слой литосферы 500м.
В настоящее время кора выветривания - поверхностный слой коренных пород толщиной от нескольких 10м до 200 м, измененных физико-химическими и биологическими процессами
Отложение образуют фундамент.
Почва - наиболее поверх. часть коры выветривания, обмен веществ между горными породами и живыми органами.
Стержнем учения Полынова является миграционные ряды химических элементов, который характеризует порядок и интенсивность элементов в почве и в коре выветривания.
1. химические элементы энергично выносимые (хлориды и сульфаты)
2. легко выносимые (карбонаты, кальций, калий, магний, натрий)
3. подвижные (силикаты SiO2)
4. энергтные (оксиды и гидроксиды).
Исходя из этих рядов кора выветривания переживает 4 фазы
1. выщелачивание хлоридов и сульфатов
2. выщелачивание щелочных оснований и карбонатов
3. силикатная фаза остаточных глин
4. латеритная фаза выщелачивания оставшегося кремнезема.
Конечная стадия химического гипергенеза – красноземы приурочены к районам с жарким климатом +25, +26; осадки 3000-8000 мм.
Это способствует вымыванию легко растворимых соединений и образуют ферраллитные почвы.
· интенсивность должна быть высокая
· высокое гипсометрическое положение
В условиях гумидного климата
· 5 тыс. лет 1 стадия механич.разрушения пород
· до 20 тыс. лет – химич. гипергенез
· 20 тыс. лет – стадия обогащения железом, алюминием.
Хлоридно-сульфатная кора выветривания характерна для бессточных впадин аридных районов.
Образуются в постоянных или временных районах.
Полынов писал, что лессовые породы обогащены кальцием, что связано с климатическими условиями, способствующие выносу соединения кальция из отложений маренных областей в перегляциальную зону.
В тундре образуется обломочная кора
В лесной умеренной – каолиновая
В степях и полупустынях – карбонатная и хлоридно-сульфатная
В субтропиках, тропиках и экватор. – ферраллитная и цеолитная.
Для образования мощной коры выветривания нужны след.условия:
· рельеф должен иметь связь с пенепленом (равнинным)
· обр. связь с кислыми растворами, с выветриванием гранитоидов и гранитных пород.
· отсутствие поверхстного стока и малого подземного стока.
· большая длительность, необходим 1 млн.лет для формирования выветр.толщин 100м
Самые старые коры выветривания приурочены к докембрийскими щитами.
Самые древние протерозойские: в Карелии и на Украинском щите.
Лёсс — тонкозернистая карбонатная осадочная порода пылевато-суглинистого механического состава
Гипотезы лёссообразования:
Водно – ледниковая – Глинка, Докучаев. Породы образовались из водных потоков. Отлагался в долинах рек.
Водно-ледниковая гипотеза связывает происхождение лессов с осаждением пылевато-суглинистого материала из водно-ледниковых потоков в приледниковых районах.
Эоловые – Рифтгофен, Обручев.
Образуется за счет ветров, приносивших пыль из районов перигляциальной зоны. Во время ледниковых времен – холодный лесс.
Из пустынь во время аридного климата – теплый лесс.
Эоловая гипотеза базируется на процессах фенового развевания пыли морен и зандровых отложений в ледниковый период или из пустынных областей в послеледниковый период.
Почвенно- эллювиальная – Берг, Герасимов, Марков.
Почвенная гипотеза рассматривает лесс как продукт выветривания и почвообразования делювиальных, аллювиальных и флювиогляциальных наносов в условиях сухого климата и при наличии карбоната кальция.
Однозначного решения в пользу только одной из гипотез нет. В каждом конкретном случае можно найти аргументы «за» и «против». Вместе с тем с позиций почвообразования это не столь важно, как казалось бы. Важнее знать региональные физико-химические свойства лессов, определяющие даже при незначительных различиях в них характер почвообразования, и, следовательно, свойства почв.
Любая мелкозернистая порода водопроницаемая карбонатная может быть материнской породой лёсса, которая в процессе выветривания и почвообразования приобретает лёссовые признаки.
Этот зональный геохимический процесс почвообразования связан с глубокими процессами охлаждения и усилением континентальности климата. Лёссы и лёссовидные отложения формировались только в условиях ледникового климата, а ископаемые почвы - только в межледниковых и межстадиальных ландшафтах. Это заключение определило необходимость детального палеботанического анализа самых представительных комплексно изученных разрезов лёссовых областей.
Работа по хромостатиграфическим отложении русской равнины – Величко ( Лёсс 1, 2,3, а почвы по названию межледниковья)
В лёссах находят остатки мамонтов, сурков, сусликов, пыльцу Марьевых, полыни – ксерофитная растительность (степная).
А в ископаемых почвах – разнотравье, древесные породы( сосны, дубы) т. Е в условиях влаги и тепла.
Почвенный покров на земле многократно изменялся, в связи с корой выветривания.
Особенно детально изучена миоцена, когда были распределены леса, поэтому много организмов разлагалось, почвы выщелачивалась. В болотах накапливался торф, бурый уголь, появились аридные ландшафты миоцена.
В четвертичном периоде плейстоцена в связи с похолоданием почвы смещались на юг и широкое распространение получило ледниковое отложение, лёссы и лёссовидные породы.
Все типы почв эволюционировали и приближались к современному.
Наиболее изучены почвы плейстоцена
Ледниковые отложения — геологические отложения, образование которых генетически связано с современными или древними горными ледниками и материковыми покровами.
Подразделяются на собственно ледниковые (гляциальные, или морена) и водно-ледниковые. Собственно Ледниковые отложения возникают путём непосредственного оседания на ложе ледника обломочного материала, переносимого в его толще.
