Материал: GOSY-1_vmeste

СаС03-СаНС03-зависит от кол-ва, от давления порциального.

t для растворения С02 дб низкая (оптимум поздяя весна).

из НС03 в С03 надо понизить влажность, и увеличить t.

СаСОз + СО₂ + Н₂О = Са(НСОз)2, при достаточном количестве влаги равновесие сдвигается в сторону бикарбонатных солей, которые, будучи подвижными, мигрируют во влажные сезоны года в пределах почвенного профиля. По мере испарения раствора, уменьшения парциального давления СО₂ в почвенном воздухе или благодаря геохимическим барьерам на пути миграции происходит выпадение осадка в форме карбонатных солей и постепенная их аккумуляция. В процессе осаждения солей и перехода бикарбоната Са в карбонат не исключено участие бактерий.

Миграция зависит от сезона (климатич. показателей):

мах С02 приходится на лето (конец мая-июля). В суточной динамике- мах рС02 днем, мин ночью, рано утром. При наличии растительного покрова воздух более насыщен С02, чем под паром.

Прфоль С03 формир-ся под нисходящими и восходящими миграциями С03.

Весной (холодный период),не много С02, но максимальная миграция СаС03 с нисходящие токи влаги, после снегатаяния по профилю.

Летом (теплый,сухой период) много С02, высокая t, восходящая вертикальная миграция С03.

Эпп миграции и аккумуляции карбонатов

• карбонатизация

• окарбоначивание, (гидрогенная аккумуляция).

• карбонатно-иллювиальный

Окарбоначивание По Розанову:– процесс вторичной аккумуляции карбоната кальция в почвенной толще при отложении его из минерализованных грунтовых вод при достижении ими насыщения карбонатом или гидрокарбонатом кальция или при обработке гипсосодержащего слоя щелочными содовыми водами.

Окарбоначивание при неизменяющихся гидробиоклиматических усло­виях относится к постоянно действующим, не затухающим во времени процессам, так как объем аккумуляции солей не скомпенсирован объемом оттока насыщенного раствора.

Процесс окарбоначивания широко развит и охватывает практически все природные зоны. В почвах высоких широт и нивального пояса гор формируется криогенно-литогенный кальцит. В почвах сухостепной, полу­пустынной и пустынной зон образуются преимущественно малоподвижные формы карбонатов, почвенный мелкозем пропитан карбонатными солями. Глубина залегания карбонатного горизонта уменьшается по мере нарас­тания сухости климата, и в пустынных почвах карбонаты присутствуют уже в поверхностном горизонте. В почвах степной и лугово-степной зон накапливаются более миграционноспособные формы, а сам карбонатный горизонт опущен на некоторую глубину и залегает ниже гумусового горизонта. Для этих почв характерны сезонные миграции карбонатов.

Карбонатизация — синтез в почвенной толще карбонатов при выветривании материнской породы.

Основное ограничение — породное. Процесс карбонатизацни не может проходить при отсутствии выветривающихся минералов и при отсутствии в выветривающихся минералах необходимых катионов. Так, трудно ожидать карбонатизацию на гиббситовых корах выветривания или на кварцевых песках. В силу зависимости исключительно от литологических условий процесс карбонатизацни может протекать практически в любых климатических условиях. Однако, будучи непосредственно сопряженной с миграционными процессами (окарбоначиванием и выщелачиванием), карбонатизация может и не быть зафиксирована в почвенном профиле в виде твердофазного результата (карбонатных новообразований). Так, в гумидных областях в почвах с промывным водным режимом этот процесс может быть диагностирован только в жидкой фазе — в почвенном растворе. Поскольку между карбонатизацией и выветриванием существует прямая зависимость, то наиболее интенсивно процесс синтеза карбонатов идет во влажных тропических областях. Твердофазный эффект карбонатизацни наблюдается лишь в аридных регионах, где синтез сопряжен с аккумуляцией карбонатов. Правда, в аридных регионах скорость преобразования минералов, а следовательно, и выхода катионов невелика, отчего карбонатизация идет довольно медленно. В этом заключается парадокс карбонатизацни, которая, "требует" интенсивного гидролиза минеральной массы (и, следовательно, большого количества влаги) и одновременно недостатка влаги для аккумуляции карбонатов в почвенном профиле. Этот

парадокс имеет решение в шоровых солончаках, где растворимость СаСОз повышается почти в 30 раз против растворимости его в дистиллированной воде, равной менее 1 моль/л Интенсивное разрушение минералов в присутствии солей здесь происходит в условиях аккумуляции карбонатов.

К процессу карбонатизацни, относится и процесс синтеза карбонатов при обработке гипсоносных горизонтов щелочными, насыщенными углекислотой водами, что приводит к метаморфозам кальцита по гипсу.

Процесс карбонатизацни на бескарбонатных породах отмечается в аридных районах Северной Америки, где в ходе длительных процессов выветривания формируются карбонатные корочки и псевдоморфозы кальцита по легковыветривающимся минералам .

Криогенное окарбоначивание (карбонатизация). Оно сводится к процессу аккумуляции карбонатов в почве вследствие их образования при освобождении оснований из выветривающейся породы в условиях затрудненного выноса за пределы профиля. В этих условиях

карбонаты кальция и магния выделяются в виде налетов и корочек на поверхности обломков камней или в виде мучнистой массы заполняют норы и трещины.

Эти формы выделения карбонатов характерны и для теплых аридных регионов. Строение кальцита при этом имеет мелкозернистый характер, и видимых признаков перемещения карбонатов не наблюдается. Карбонатизация характерна и для поверхностных изменений пород, где они сводятся к перекристаллизации первичных форм кальцита в мелкозернистый.

Указанные выше формы новообразований не специфичны для карбонатизации, что затрудняет диагностику процесса.

механизм карбонатизации растворения Данного минерала, рассчитанная по АСг — энергии Гиббса, откуда log Са2+ = 18,6 - 2рН, где 18,6 есть log K°. Высвобождение Са2+

приводит к формированию бикарбонатов и карбонатов Са в зависимости от парциального давления СО2. Ряд растворимости Са-содержащих минералов, из которого можно выделить Са-стекло, пирохсен, ларпит и Са-оливин как минералы, наиболее растворимые в нейтральной и щелочной среде и, следовательно, способствующие карбонатизации. Облигатными для карбонатизации следует считать процессы выветривания, сопутствующими —миграции как легко-, так и труднорастворимых солей.__

Формирование карбонатного горизонта в автоморфных условиях.

Карбонатно-иллювиальный процесс – иллювиальное накопление карбонатов кальция, вынесенных сверху, в средней или нижней части профиля, особенно характерный для лугово-степных и степных почв. Морфологически этот процесс с большим трудом можно отличить от процесса гидрогенной аккумуляция карбонатов. Для разделения этих двух процессов необходим сложный генетический анализ профиля с привлечением результатов аналитического исследования почвы. Характер новообразований карбонатов в профиле в обоих случаях может быть одинаковым. Если генетически анализом профиля установлено, что данный карбонатно-аккумулятивный горизонт является иллювиальным, а не гидрогенным, то его морфология характеризуется прежде всего наличием тех или иных карбонатных новообразований.

А.И.Перельман предлагает следующую классификацию карбонатных новообразований:

1) дисперсно-распределенные новообразования (визуальное определение их отсутствует);

2) плеснеобразные выделения - налеты, выцветы, псевдомицелий, прожилки - принято относить к свежим более молодым новообразованиям, наиболее миграционноспособным;

3) стяжения - мягкие и плотные конкреционные формы типа белоглазки, журавчиков, дутиков, лёссовых куколок и т.д.;

4) коровые образования - прослои, панцири, коры, плиты, относящиеся к наиболее древним образованиям карбонатных солей.

Определение генезиса карбонатного горизонта (иллювиальный или в результате грунтово-водной аккумуляции) часто бывает весьма затруднено и требует сложного генетического анализа профиля с привлечением расчета массы карбонатов в различных горизонтах; наличие коровых образований свидетельствует скорее о гидрогенной природе горизонта (современной или прошлой). Твердые крупные конкреции могли образоваться также только при участии жестких грунтовых вод.

Механизм формирования карбонатного горизонта имеет две сос­тавляющие: источники солей и условия их осаждения. Основным источ­ником солей являются

• почвообразующие породы, богатые основаниями, освобождающиеся в процессе выветривания пород. Другим важным источ­ником поступающих в почву оснований является

• отмершая травянистая растительность, в составе золы которой преобладает Са. Н2С03, необходимая для образования углекислых солей, выделяется в почвенный раствор в процессе дыхания корней и живых организмов. Она образуется также при разложении органических остатков и поступает из атмосферы. Процесс образования карбонатных (бикарбонатных) солей идет по формуле СаСОз + СО₂ + Н₂О = Са(НСОз)2, при достаточном количестве влаги равновесие сдвигается в сторону бикарбонатных солей, которые, будучи подвижными, мигрируют во влажные сезоны года в пределах поч­венного профиля. По мере испарения раствора, уменьшения парциального давления СО₂ в почвенном воздухе или благодаря геохимическим барье­рам на пути миграции происходит выпадение осадка в форме карбонатных солей и постепенная их аккумуляция. В процессе осаждения солей и перехода бикарбоната Са в карбонат не исключено участие бактерий.

В сухих и холодных областях образование кальцита связывают с вымораживанием раствора и криогенной метаморфизацией бикарбонатов, Вторичный кальцит может образоваться в горизонтах с обломками карбонатных пород, когда часть растворенного Са осаждается на месте, образуя вторичный кальцит на поверхности карбонатного щебня. При гидрогенной аккумуляции образование карбонатного горизонта осуществляется в зоне капиллярной каймы при достижении грунтовыми водами состояния насыщенности в отношении гидрокарбонатных солей. С гидрогенной аккумуляцией, помимо карбонатных горизонтов с характерными, уже упоминавшимися новообразованиями, могут быть связаны различные норовые заполнения.

Поступление на поверхность карбонатов Са и Mg и аккумуляция их внутри почвенного профиля могут происходить в результате эолового привноса и с атмосферными осадками.

Черноземы:

В — горизонт, переходный к породе, имеет преимущественно бурую

(до палевой) окраску; с языками и затеками гумуса, призмовидную структуру; по степени гумусированности, признакам иллювиирования веществ, наличию и формам выделения

карбонатов, характеру структуры, обилию кротовин обычно разделяется на несколько подгоризонтов; в оподзо- ленных и выщелоченных черноземах разделяется на горизонты

— Bt в верхней части и Вса в нижней, а в других подтипах выделяется как Вса; С — материнская порода, обычно Сса.

Чернозем оподзоленный

А (Ар) -A'-A'B-Bt-Bca-Cca.

Вскипание на глубине 150—170 см, выделения карбонатов преимущественно форме паутинок, псевдомицелия и прожилок. Вскипание от НС1 и выделения карбонатов на глубине 120—150 см от поверхности и могут отсутствовать в почвах, развитых на бескарбонатных породах.

Карбонатные выделения в профиле: 1 — прожилки; 2 — псевдомицелий; 3 - белоглазка; 4 - мучнистые скопления; 5 - журавчики; 6 - натеки на щебне в гор-х Bca и Cca

Черноземы выщелоченные характеризуются совмещением интенсивного гумусонакопления с выщелачиванием карбонатов из гумусового и подгумусового горизонта.

A(Ap)-AB-Bt-Bca-Cca. Горизонт Bt бескарбонатный. Глубины вскипания и выделения карбонатов чаще всего совпадают в нижней части горизонта Bt. Максимум выделений карбонатов в виде прожилок в верхней части карбонатного горизонта Вса. Начало вскипания на глубине 100—150 см. Выделения карбонатов в форме псевдомицелия начинаются немного глубже линии вскипания и проникают в горизонт белоглазки, что свидетельствует об активной миграции почвенных растворов, формирующих карбонатный горизонт. Карбонатные выделения в профиле: 1 — прожилки; 2 — псевдомицелий; 3 - белоглазка; 4 – журавчики