Рис. 3. Связь брянской почвы с геоморфологическим положением в разрезах: Александровский карьер, КБС13, Танеевский карьер, карьер Монастырщина, Костенки 14
1 – брянская почва; 2 – поздневалдайский лёсс; 3 – позднеплейстоценовые склоновые отложения (педоседименты, делювий, солифлюкций и т.д.); 4 – аллювий; 5 – эмбриональные (пионерные) почвы; 6 – голоценовый чернозем; 7 – пойменные почвы и отложения.
Рис. 4 . Брянская и александровская почвы на склоне палеобалки в Александровском карьере.
58
Рис. 5. Строение поздне-, средневалдайской толщи в трех геоморфологических позициях в Александровском карьере
I – на плакоре (вне палеобалки), II – над московско-микулинской палеобалкой, III – на склоне палеобалки. Горизонты современного чернозема: 1 – AU, 2 – AB; 3 – кротовины; 4 – заполнение поздневалдайского делля; 5 – поздневалдайский лёсс; горизонты брянской почвы: 6 – A, 7 – AB, 8 – Bg, 9 – Bk; горизонты александровской почвы: 10 – A, 11 – B; 12 – тускарьский лесс; 13 – московский лесс; 14 – находки костей шерстистого носорога и лошади; 15 – места отбора проб на радиоуглеродное датирование и даты 14С, BP(цифры в квадратиках): в 1999: 1 – 33140±230, 2 – 40200±420; в 2001: 3 – 11140±190, 4 – 12200±180, 5 – 39710±580; в 2005: 6 – >53000, 7 – 49600±760; в 2008: 8 – 16330±200, 9 – 15150±250, 10 – 15520±180; в 2013: 11 – 13200±160, 12 – 16300±190, 13 – 16920±260; в 2014: 14 – 17920±250, 15 – 15400±100.
тировки по периферии и с зернами пылеватого скелета в центре. Такие агрегаты свойственны мерзлотным почвам с высоким содержанием глинистой плазмы[Морозова,1981;Слагода,2005;Smolíková, 1991]. Гумус представлен только мелкими аморфными углеподобными частицами черного цвета, приуроченными к зонам активного перемещения оксидовжелеза:видныпятнаожелезнениявплазме рядом со скоплениями точечного аморфного гумуса (рис. 6 a), диагностируются гумусово-глинисто- железистые натеки с примесью марганца (рис. 6 b). Такая форма органического вещества (аморфный, высококонденсированный) способствует его длительной сохранности, т.к. тонкодисперсное вещество надежно предохраняет его от микробного раз-
ложения [Terhorst et al., 2014].
Профиль межструктурного пространства (микроводораздел, педон II) представлен карбонатным горизонтом (Вк), иногда перекрытым маломощным горизонтом ВА (рис. 2). Карбонатный горизонт (220–270 см) представлен светло-палевым, тяжелым суглинком, неоднородным за счет Mn примазок, черных тонких трещин, прожилок из вышележащего горизонта, рыхлый, с мучнисты-
ми карбонатами и редкими глинистыми кутанами. Этот горизонт оконтуривает клиновидные структуры, но в основном залегая между клиньями.
При наблюдениях в шлифах, плазма горизонта Вк сильно инкрустирована мелкозернистым кальцитом, который также образует пятна, реже мелкие плотные конкреции (рис. 6 c). Карбонатные новообразования в виде кутан и инфилингов сопряжены с железисто-глинистыми натеками и пятнами и приурочены к «активным» зонам – порам, трещинам и отсутствуют в плазме. Сравнительный анализ показывает, что лесс, на котором формируется брянская почва, более карбонатен, чем лесс, на котором формируются современные черноземы Курского региона [Дайнеко и др., 1995].Вторичныекарбонатыобразованыврезультате переорганизация литогенных, содержащихся в лёссе изначальных карбонатов при полном отсутствии биогенных форм, а также не отмечается признаков передвижения карбонатов снизу при капиллярном подтягивании.
В основании обоих профилей в условиях понижений развит глеевый горизонт Bg, 270– 320 см. Он представлен суглинком буровато-
59
Рис. 6. Микрофологическое строение брянской почвы
a – железистые пятна в плазме вблизи микрозон аккумуляции точечного аморфного гумуса, гор. А, фото снято без анализатора; b – пленки гумусо-глинисто-железистого состава с примесью марганца, гор. А, фото снято без анализатора; c – плазма сильно инкрустирована тонкозернистым кальцитом, который также формирует пятна и реже – плотные мелкие нодули, гор. Вк, фото снято при скрещенных николях; d – микрозоны плазмы сильно контрастного цвета чередуются, более светлые микрозоны среди бурых и темно-бурых участков, в центральной части фото - глинисто-железистые кутаны имеют диффузные и неровные края со следами явного разрушения, гор. Вg, фото снято без анализатора.
палевым с сизоватым оттенком, неоднородным по цвету, с прожилками и бурыми пятнами, сизыми и ржавыми прожилками, мелкопористый. Mn примазки крупнее. Кротовины заполнены нижележащим белесовато-палевым суглинком (тускарьский лёсс). Нижняя граница резкая, волнистая (амплитуда волн 20–30 см), нарушенная многочисленными прожилками. Этот горизонт развит локально – в днище степного палеоблюдца, унаследованного от палеобалки. Ниже также локально развит оглеенный тускарьский лесс, в котором найдены костные остатки шерстистого носорога и древней лошади и по их коллагену определен радиоуглеродный возраст (таблица). Чистый тускарьский лёсс не найден в Александровском карьере, т.к. повсюду здесь в этом лёссе развит Вg горизонт (рис. 2).
Особенностью микростроения глеевого горизонта являются микрозоны с резко контрастной окраской плазмы – высветленные участки ее среди более бурых, темно-бурых (рис. 6 d). Это свидетельство гидроморфизма, когда при застое влаги с части силикатной основы исчезают железистые окрашивающие пленки, эта часть приоб-
ретает более светлый цвет. Этот процесс вполне может быть присущ луговым лесостепным почвам. Также в пользу гидроморфизма и внешний вид глинисто-железистых натеков, которые в этом слое довольно маломощные и фрагментарные, их край диффузный, неровный, со следами явного разрушения (рис. 6 d).
В гранулометрическом составе всех горизонтов брянской палеопочвы отмечается увеличение содержания ила, максимальное для всех позднеплейстоценовых отложений за исключением иллювиально-глинистого горизонта рышковской палеопочвы (МИС 5е) [Sycheva, 1998; Sycheva and et al., 2013; Sedov et al., 2013]. В валовом со-
ставе выражено сужение молекулярных отношений SiO2/R2О3 по сравнению с перекрывающим поздневалдайским лессовидным суглинком и с нижележащим тускарьским лёссом. Иллювиирование ила и полуторных оксидов не отмечается. Для гумусового горизонта характерно увеличение содержания органического углерода, особенно в центральной части (в ядрах, представляющих остатки гор. А), которое составляет здесь 0,7– 1,1%. Состав гумуса резко фульватный (CГК: СФК
60
= 0,3–0,5) при высоком содержании нераствори- |
интерстадиалу в его первоначальном объеме. Все |
мого остатка (СНО = 64–72%). Гуминовые кисло- |
они укладываются в интервал позднеледниковья |
ты отличаются низкими величинами коэффици- |
(13,2–17,9 тыс. лет ВР) и сверху вниз по клину и |
ентов экстинкции (Е4 = 0,8–1,8). В карбонатном |
профилю почвы существенно не меняются (рис. 3, |
горизонте содержание CO2 карбонатов составляет |
5; таблица). Даты гумусового горизонта лишь не- |
3,1–9,2%, с резким максимумом в верхней части |
много древнее, чем карбонатного. Для гумусового |
горизонта, приконтактной зоне с клиновидны- |
горизонта некалиброванные 14С-даты ложатся в |
ми структурами. Распределение карбонатов тес- |
интервал 17,9–15,2 тыс лет ВР, для карбонатного – |
но связано с «клиновидным» строением почвы: |
16,9–13,2 тыс лет ВР. |
в грушевидном ядре (гор. А) – оно минимально |
Для тяжелосуглинистого заполнения делля, |
(0,07%), в гор. АВ – невелико (1,6–1,9%), гор. Вк – |
заложенного в поздневалдайском лессе, на от- |
уменьшается вниз (от 6,7 % в приконтактной зоне |
дельных участках, перекрывающего или секуще- |
до 3,5% по нижней границе горизонта [Дайнеко и |
го брянскую почву С14 даты соответствуют по- |
др., 1995] (рис. 2). |
следним потеплениям позднеледниковья (LGT): |
14С-возраст почвы в наилучших условиях захо- |
Bölling – около 12,2 тыс. лет ВР и Alleröd – около |
ронения – «ядро» клиновидной структуры в раз- |
11,1 тыс. лет ВР. |
резе 1999 г. (в наиболее глубоком залегании в дни- |
Разрез КБС расположен в 10 км южнее от |
ще степного блюдца, образованного над руслом |
Александровского карьера (51°32′14.17″N и |
полузаполненнной московско-микулинской пале- |
36°2′28.07″E) в верхней части приводораздельно- |
обалки) составляет около 33140±230 ВР (по ГК), |
го склона (рис. 3). Брянская палеопочва залегает |
что хорошо вписывается в установленный выше |
близко от поверхности – на глубине 170–180 см. |
диапазон дат, характерных для брянской палео- |
Карбонатный горизонт современного чернозема |
почвы (таблица, рис. 3, 5). В подстилающем огле- |
наложен на ее гумусовый и карбонатный горизон- |
енном лессе по коллагену костей получены даты |
ты (рис. 7). Горизонт АВ Брянской палеопочвы |
39710±580 и 40200±420 ВР, говорящие о нижнем |
(170–220 см) – бурый, легкоглинистый, уплотнен- |
пределе некалиброванного радиоуглеродного воз- |
ный, пронизан вертикальными порами, характер- |
раста материнской породы брянской палеопочвы. |
нымидлялёссов.Набоковыхграняхкрупныхбло- |
В процессе 10–20-летних карьерных работ су- |
ков имеются плесневидные налеты карбонатов. |
глинки, заполняющие московско-микулинскую |
Карбонаты представлены тонкими прожилками, |
эрозионную палеоформу (позднеплейстоценовые |
заполняющими цилиндрические поры, и тонкими |
палеопочвы и педоседименты) и представляющее |
кутанами, покрывающими стенки пор. На нижней |
лучшее сырье для производства кирпичей, были |
границе горизонта встречаются редкие плотные |
выбраны. Брянская палеопочва сохранилась толь- |
сцементированные кремнисто-карбонатные ноду- |
ко на склонах бывшего степного блюдца, где все |
ли причудливой формы (размер от 1,5 до 3 см). |
остальные позднеплейстоценовые почвы, вклю- |
Граница языковатая. Ширина языков варьирует от |
чая рышковскую микулинского межледниковья |
10 до 30–40 см. |
(МИС 5е), отсутствуют, так как были денудиро- |
Карбонатный горизонт брянской палеопоч- |
ваны склоновыми процессами. В этой палеогео- |
вы (220–250 см) – палевый, тяжелосуглинистый, |
морфологической позиции брянская палеопочва |
уплотненный. На боковых гранях крупных блоков |
залегает на московском палевом среднесуглини- |
имеются тонкие палево-бурые глинистые кутаны, |
стом лессе (МИС 6) (рис. 4). Сверху местами она |
которые сверху покрыты плесневидным налетом |
смыкается с карбонатным горизонтом современ- |
карбонатов. Карбонаты представлены обильной |
ного чернозема. Ее профиль утратил четко выра- |
сплошной пропиткой, тонкими прожилками, за- |
женное глинистое ядро. |
полняющими цилиндрические поры, и тонки- |
Повторные радиоуглеродные датирования про- |
ми кутанами, покрывающими стенки некоторых |
водилось нами в 2008 г., 2013 г. и 2014 г. В 2008 г. |
пор. Отмечаются обильные, мелкие (0,25–0,5 мм) |
образцы на 14С-возраст отобраны из горизонта АВ |
округлые бурые примазки, отражающие смену |
сверху вниз по клиновидной структуре и датирова- |
окислительно-восстановительных процессов. Пе- |
лисьпопрепаратуГК(рис.5).В2013г.образцыот- |
реход постепенный по появлению слабоконтраст- |
бирались из карбонатного горизонта межструктур- |
ной слоистости, граница относительно ровная. |
ного пространства и датировались по мучнистым |
Брянская палеопочва подстилается москов- |
карбонатам. В 2014 г. было отобрано по одному об- |
ским лессом (МИС 6). Другие позднеплейстоце- |
разцу из гор. АВ (датировался по ГК) и гор. Вк (да- |
новые палеопочвы (александровская, стрелецкая, |
тировался по карбонатам). Все даты оказались зна- |
кукуевская, рышковская) денудированы (рис. 5, |
чительно моложе определенной ранее даты брян- |
часть I). Московский лёсс – светло-палевый сред- |
ской палеопочвы и не соответствовали брянскому |
ний суглинок, сильно карбонатный, пористый, со |
61
Рис. 7. Положение брянской палеопочвы в разрезе КБС
слабовыраженной горизонтальной слоистостью. Радиоуглеродная некалиброванная дата, полученная по препарату ГК из образца, отобранного с глубины 180–190 см (гор. АВ) – 16,7 тыс. лет ВР, относится к валдайскому позднеледниковью
(LGT).
ными деформациями владимирского криогенного горизонта. По верхнему контакту отмечаются кармановидные прогибы до 0,3 м. Клиновидные трещины шириной около 1 м в верхней части проникают на глубину до 1 м. Горизонт АВ, выполняющий криогенные структуры – неоднородный коричневато-бурый тяжелый суглинок с пятнами более гумусированного суглинка (остатки гор. А). Карбонатный горизонт – тяжелый, светло-бурый суглинок, насыщен мучнистыми формами карбо- натовижелезисто-марганцовистымипримазками, заполняет пространство между клиновидными структурами. По микроморфологическим данным в горизонте АВ отмечаются редкие ооиды (d = 0,15–0,20 мм) с бурой гумусово-глинистой слабо анизотропной плазмой. В горизонте Вк плазма имеет карбонатно-глинистый состав. Среди зерен скелета много крупнокристаллического кальцита, характерны железисто-глинистые нодули и остатки растительных тканей.
Для горизонтов брянской палеопочвы характерно накопление ила и R2O3 по сравнению с вмещающей толщей. Это подтверждается сужением молекулярных отношений SiO2:Al2O3 и SiO2:Fe2O3. Прослеживаются два максимума карбонатов: верхний – диагенетический и нижний – карбонатно-иллювиальный. Гумусовый горизонт выделяется увеличением гумуса до 1,1%, что в два раза выше, чем в лессах. Для минералогическогосоставахарактерноуменьшениесодержания малоустойчивых минералов (амфиболы, эпидот, полевые шпаты) и увеличение степени выветрелости [Путеводитель…, 1982]. Радиоуглеродная некалиброванная дата горизонта АВ, полученная по препарату ГК: 24180±900 BP (ИГАН – 338).
В Танеевском карьере (51°21′35.8″N, 36°6′38.37″E), расположенном в 40 км южнее Курска,брянскаяпалеопочвасохраниласьнабалочном склоне и над днищами московско-микулинский палеодепрессий (рис. 3). Она залегает неглубоко от поверхности и местами входит в профиль современного чернозема. Ее профиль типа АВ-Вк.
Горизонт АВ (65–85 см) представлен светло- серовато-коричневым средним суглинками, комковато-призмовидной структуры, микрооидной текстуры, мелкопористым, с множеством примазок охристого цвета, марганцевых новообразований,древнихкопролитов,карбонатныхкон-
Вразрезе Железногорск (52°19′21.63″N, креций типа белоглазка. По крупным трещинам
35°22′15.62″E), расположенном на 90 км к северо- |
отмечаются мощные карбонатные потёки. Пере- |
западу от г. Курска, брянская палеопочва развита |
ход резкий по цвету, граница выполнена космами, |
на приводораздельных и придолинных склонах |
доходящими до глубины 1,5 м. На гумусовый и |
восточной и северной экспозиции и над днищами |
карбонатный горизонты наложен карбонатный го- |
палеодепрессий на глубине 2,0–2,5 м от поверх- |
ризонт современной почвы. |
ности [Величко и др., 1997б; Путеводитель…, |
Горизонт Вк (85–120 см) – желтовато-палевый |
1982; Сычева, 1993]. Почва нарушена мерзлот- |
лёгкий лессовидный суглинок, призмовидной |
62