Глава XIV. МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА, МАРГАНЦА, АЛЮМИНИЯ В ПОЧВАХ

В.А. Ковда

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Фитоценология

Химия почвы

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Удобрения

Происхождение растений

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биогеохимия алюминия в почвах весьма своеобразна и во многом отлична от биогеохимии железа и марганца. Его содержание в речных и озерных водах обычно составляет 0,02-0,03 мг/л, в щелочных водах может достигать 0,5—0,7 мг/л, а в некоторых подземных водах — несколько миллиграммов в 1 л (Сапожников, 1968). Известны факты высоких концентраций алюминия в водах подзолистых почв (3—5 мг/л), а после их известкования даже 25—120 мг/л (Левин, Субботина, 1963).

В сильнокислой среде алюминий ведет себя как простой или сложный катион и его концентрация достигает 60—90 мг/л. В присутствии серной кислоты (при переменном Eh и окислении сульфидов) образуются растворимые алюминиевые квасцы, которые мигрируют в почвах и водах аккумулятивных ландшафтов, участвуя в формировании кислых приморских солончаков или кислых болотных пестроцветных глин и почв. Катионы алюминия (А13+ , АЮН2+ ,-А1НСОЗ+ ) сложны и разнообразны; с подвижным кремнеземом они образуют осадки коагелей, позже переходящие в гидрогенные глины. В нейтральной среде алюминий присутствует в виде комплексного аниона.

В щелочной среде образуются достаточно растворимые алюминаты, в которых алюминий ведет себя как комплексный анион. Окислы алюминия в составе ультрапресных вод составляют 1—3% от суммы растворенных веществ, т.е. значительно меньше, чем окислы кремнезема и железа. Алюминий (как и железо) способен давать растворимые комплексные соединения с простыми оксикислотами (муравьиной, уксусной, щавелевой, янтарной, винной и др.), а также с гумусовыми кислотами и особенно с фульвокислотами (Пономарева, 1940, 1949). В виде таких соединений алюминий может относительно легко выноситься из почв элювиальных ландшафтов и накапливаться в почвах и наносах аккумулятивных ландшафтов. В экспериментальных условиях вынос алюминия может быть более интенсивным, чем вынос кремния.

Е. Бланк с сотрудниками еще в 1926 г. показал, что вторичные соединения алюминия (переходящие в кислотные вытяжки) накапливаются в почвах о-ва Шпицберген. Кроме того, на скалах острова в солевых выцветах ими были обнаружены алюминиевые квасцы. Отношение Si02: А12 03 в продуктах выветривания достигало 1:2 и 1:2,25, что считается типичным для аллитных и латеритных продуктов (Глазовская, 1964). Накопление сернокислого алюминия в почвах и аккумулятивных корах выветривания Прибалтики отмечали Б. Аарнио (Aarnio, 1938), И. Гвинеи (Kivinen, 1935), Саболч (1962). По исследованиям Е.Н. Ивановой, Ю.А. Полынце- вой (1936), Ю.А. Ливеровского (1939), в почвах Кольского полуострова нередко обнаруживается значительное количество алюминия (отношение Si02: А1203 составляет по данным щелочных вытяжек 1:19).

Весьма заметная аккумуляция соединений алюминия наблюдалась М.А. Глазовской (1964) в субарктических луговых почвах крайней севе- ро-западной части Скандинавии. При валовом содержании А1203 в оливинов ых диабазах 18,56% в продуктах выветривания и почвах его количество возрастало до 33%. На основании этого М.А. Глазовская выделила особую фульватно-железисто-алюминиевую геохимическую провинцию, охватывающую субарктический север: Исландию, Скандинавию, Кольский полуостров, Карелию.

Активная миграция и аккумуляция соединений алюминия обнаружены не только в субарктике, но и в почвах тайги

 Так, еще в 1937 г. А.А. Роде показал, что глеево-подзолистые почвы Северо-Запада СССР обогащены алюминием. Ф.И. Левин, изучая налеты и корочки на поверхности комочков освоенных подзолистых почв Московской области, тоже обнаружил в них скопления окислов алюминия. Это же наблюдала и Т.И. Евдокимова (1957) в беловатых налетах почв Карелии.

При осаждении алюминия в виде гидроокисей образуются трубки, потеки, скопления и конкреции гидрагиллита, гиббсита и бемита. В аллитных корах выветривания наблюдается поразительное геохимическое явление — замещение зерен исчезающего кварца гиббситом (Бушинский, 1958; Лиси- цина, 1966; Бобров, 1968). Такие формы скопления окислов кремния и алюминия встречаются в бокситах Гавайских островов.

Видимо, главным условием свободной миграции алюминия является низкая концентрация кремнезема и фосфат-иона. В случае притока кремнезема окислы алюминия подвергаются каолинитизации, а затем иллитиза- ции и монтмориллонитизации. Поэтому толщи элювиальных бокситов могут образовываться только в условиях устойчиво влажных тропиков в результате очень длительной, полной и глубокой десиликации горных пород ландшафта. При этом обособляются остаточные аллитные коры выветривания и создаются условия для растворения и химического переосаждения чистого глинозема в аккумулятивных ландшафтах. Комплексные соединения алюминия с органическими кислотами, золи и высокодисперсные суспензии гидроокислов алюминия приносятся с почвенными и поверхностными водами на периферии склонов, в поймы и дельты рек, в эстуарии и лагуны морей, образуя залежи гидрогенного боксита, маскируясь процессами ожелезнения и ресиликации.

Необходимо иметь в виду, что гидроокислы и окислы железа, алюминия, марганца легко захватывают и связывают кремний, никель, кобальт, медь, хром, ванадий, мышьяк. Захват кремнезема окислами алюминия сопровождается неосинтезом каолинита, гидрослюд, а в условиях аридного климата и присутствия ионов магния - монтмориллонита или смешанослойных минералов.

К содержанию книги: Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова