Минералогия и геохимия гранулометрических фракций как инструмент изучения преобразований твердой фазы почв

Аннотация

Проведено детальное изучение минералогии и химического состава валовых образцов и гранулометрических фракций <2, 2–5, 5–10, 10–50, 50–250 мкм чернозема типичного (Ставропольский край) с использованием комплекса методов, включающего рентгеноструктурный анализ (XRD), Мёссбауэровскую, рентген-флуоресцентную (XRF)-спектроскопию, как пример развития инструментальных подходов для изучения преобразования и накопления различных твердофазных продуктов функционирования почв. Минералогический анализ фракций фиксирует распределение минеральных фаз в разных размерностях. Так, во фракциях крупной и средней пыли преобладающими являются кварц и полевые шпаты, во фракции мелкой пыли фиксируется смектит и возрастает содержание гидрослюды. В илистой фракции преобладает смектит, также присутствуют каолинит, иллит, кварц. В отличие от почвообразующей породы, для почвенного горизонта отмечается снижение степени окристаллизованности решетки смектита, формирование смешанослойности не наблюдается, дополнительно в следовых количествах обнаружен гидроксид Fe (лепидокрокит). Проведен детальный анализ состояния соединений железа и распределение оксидов железа по гранулометрическим фракциям, определен вклад χ гранулометрических фракций в общую удельную магнитную восприимчивость. Проанализировано изменение геохимических индексов по гранулометрическим фракциям. Подобный подход направлен на развитие системы минералогических и геохимических показателей биокосных взаимодействий в почвах для достижения максимальной достоверности возможных палеореконструкций, базирующихся на твердофазной памяти почв.

Литература

1.    Алексеев А.О., Алексеева Т.В. O формировании лепидокрокита в почвах // Почвоведение. 2000. № 10.
2.    Алексеев А.О., Алексеева Т.В. Оксидогенез железа в почвах степной зоны. М., 2012.
3.    Алексеев А.О., Калинин П.И., Алексеева Т.В. Почвенные индикаторы параметров палеоэкологических условий на юге Восточно-Европейской равнины в четвертичное время // Почвоведение. 2019. № 4.
4.    Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О. и др. Магнетизм почв. Ярославль, М., 1995.
5.    Роде А.А. Избранные труды. Т. 1. Теоретические проблемы почвоведения и вопросы генезиса почв. М., 2008.
6.    Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах: Учебное пособие. Тула, 2005.
7.    Таргульян В.О., Соколов И.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва–память и почва–момент // Математическое моделирование в экологии. М., 1978.
8.    Таргульян В.О., Горячкин С.В. (Отв. ред.) Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М., 2008.
9.    Таргульян В.О., Соколова Т.А. Почва как биокосная природная система: «реактор», «память» и регулятор биосферных взаимодействий // Почвоведение. 1996. № 1.
10.    Чижикова Н.П., Карпова Д.В. Минералы разных гранулометрических фракций как источники элементов питания растений (на примере агросерых тяжелосуглинистых почв Владимирского ополья) // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2009. № 63.
11.    Аlekseev A.O., Shary P.A., Malyshev V.V. Magnetic susceptibility of soils as an ambiguous climate proxy for paleoclimate reconstructions // Quaternary International. 2023. Vol. 661.
12.    Babechuk M.G., Widdowson M., Kamber B.S. Quantifying chemical weathering intensity and trace element release from two contrasting basalt profiles, Deccan Traps, India // Chemical Geology. 2014. Vol. 363.
13.    Harris I., Jones P.D., Osborn T.J. et al. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations-the CRU TS3.10 Dataset // Int. J. Climatol. 2014. Vol. 34.
14.    Murad E. Properties and behavior of iron oxides as determined by Mössbauer spectroscopy // Iron in soils and clay minerals. Dordrecht: Springer Netherlands. 1988. Vol. 217.
15.    Murad E., Cashion J. Mössbauer Spectroscopy of Environmental Materials and their Industrial Utilization. Kluwer, 2004.
16.    Nessbit H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motion inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. Vol. 299.
17.    Retallack G.J. Soils of the Past: an Introduction to Paleopedology. Blackwell, Oxford, 2001.
18.    Schwertmann U., Taylor R.M. Iron oxides // Minerals in Soil Environments. 1989. Vol. 1.
19.    Sheldon N.D., Tabor N.J. Quantitative paleoenvironmental and paleoclimatic reconstruction using paleosols // Earth-Sci. Rev. 2009. 95.
20.    Tabor N.J., Myers T.S. Paleosols as Indicators of Paleoenvironment and Paleoclimate // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2015. 43.
21.    Thorez J. Practical identification of clay minerals (a hand book for teachers and students in clay mineralogy). Liege: State Univ., 1976.