Поиск

Окислительная сегрегация и цементация
19.10.2012

Это — процесс образования стяжений, прослоев и кор, отличающихся от вмещающей их массы повышенным содержанием Fe, Mn (а часто и Al, ,и гумуса), связанный с резким ослаблением миграционной способности этих элементов при переходе из закисного состояния в окисное.
Диагностика. Образование в пределах почвенного профиля новообразований с различным соотношением Fe, Mn, Al, гумуса в виде плотных, мягких и диффузных концентрических выделений: ортштейновых конкреций, бобовин, желваков, глобулярных облаков, жерствы, бобовой руды; трубковидных выделений (роренштейнов): бурых и желтокрасных трубок и скоплений прикорневых конкреций по ходам живых и отмерших корней, ржавых корневых чехликов, а также прослоек и коровых выделений: псевдофибр, ортзандов, плинтитов, латеритов. Иногда в процессе сегрегации в почвенной массе могут быть созданы обезжелезненные светлые зоны.
Механизм. Процессы окислительной сегрегации и цементации возникают при сочетании активной концентрирующей деятельности почвенных микроорганизмов (Metallogenium и Pedomicrobium) и физикохимических явлений накопления Fe и Mn, обусловленных реакциями аутооксидации и адсорбцией этих элементов. "Микроорганизмы косвенным образом часто являются инициаторами упомянутых абиогенных процессов. Это может происходить в случаях повышения pH среды в результате их жизнедеятельности или вследствие отрицательного заряда поверхности микробных клеток, на которой адсорбируются гидроокиси. Образующиеся биологическим путем на микробных клетках отложения окисленных форм железа и марганца в дальнейшем становятся своеобразными центрами физико-химического окисления и накопления этих элементов". Образование наиболее плотных форм новообразований связано с их дальнейшей, часто необратимой трансформацией — окристаллизацией и дегидратацией оксидов железа. В зависимости от экологической обстановки результаты биологической активности микроорганизмов могут быть различны, что приводит к образованию различных по форме и размеру конкреций. На форму, размеры, твердость и состав конкреционных и коровых новообразований оказывают также влияние концентрация Fe и Mn в растворах, обусловленная процессами мобилизации этих элементов и источником их формирования, а также скорость и амплитуда изменений окислительно-восстановительных условий. Чем больше скорость изменений этих условий, тем больше твердость новообразований; чем больше амплитуда, тем меньше отношение содержания Fe к Mn в конкрециях. При меньшей контрастности окислительно-восстановительных условий содержание Mn понижается, так как его окисление происходит при более высоких значениях окислительно-восстановительного потенциала.
Присутствие в составе конкреционных и коровых новообразований Si, Al и гумуса связано как с простой цементацией их соединений в составе твердых частиц, так и с соосаждением в конкрециях и корах их растворимых соединений. Если содержание водорастворимых соединений Al и гумуса выше, чем соединений Fe и Mn, то формируются "гумусовые" и "глиноземистые" конкреции.
Что касается источника аккумулирующихся веществ, то здесь необходимо разделять: внутригоризонтную сегрегацию — стягивание соединений Fe и Mn в конкреции внутри горизонта без существенного их выноса; внутрипрофильную — формирование конкреционных образований в иллювиальных в отношении железа и марганца горизонтах; латеральную сегрегацию и цементацию — образование конкреционных, а чаще и коровых новообразований, связанных с осаждением соединений элементов с переменной валентностью их грунтовых, болотных и внутрипочвенных вод.
Факторы. ЭПП окислительной сегрегации и цементации имеют место: 1) при чередовании восстановительных и окислительных процессов, приводящих к мобилизации железа и марганца в раствор; 2) при кислых и слабокислых значениях pH в зоне восстановления; 3) при наличии микроорганизмов; 4) при достаточной проницаемости субстрата, создающей возможность передвижения почвенного раствора.
Такое сочетание условий наиболее типично для полугидроморфных почв гумидных ландшафтов.
Взаимодействие с другими ЭПП. ЭПП окислительной сегрегации и цементации не могут существовать без ЭПП оглеения, мобилизующего элементы с переменной валентностью в раствор, а также без ЭПП иллювиальной и аллохтонной глеевой миграции (за исключением внутригоризонтной сегрегации). Иногда окислительные сегрегация и цементация сопряжены с процессами карбонатной сегрегации, в результате чего образуются карбонатно-железистые новообразования.