Материал: bryanskaya-paleopochva-na-srednerusskoy-vozv-shennosti-14c-vozrast-dlitelnost-i-istoriya-razvitiya

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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