Развитие просадочных явлений в лессах при инфильтрации воды из ирригационных каналов
Почвенно-элювиальные гипотезы. В соответствии с этими гипотезами пылеватые отложения могут накапливаться любым путем, а их превращение в лёсс со всеми специфическими признаками этой породы происходит в результате почвообразования и выветривания. К сторонникам этой гипотезы следует отнести Л.С.Берга (1916), Н.М.Симбирцева (1900), Б.Б.Полынова (1934), И.П.Герасимова (1939), Н.М.Симбирцева. При рассмотрении данных гипотез, к сожалению, приходится констатировать, что они могут объяснить происхождения лишь отдельных лёссовых толщ.
В 1903г. А.П.Павловым было выяснено пролювиальное происхождение большей части лессовидных пород Средней Азии.
В 1916г Л.С.Берг предложил новую гипотезу происхождения лессов из любых мелкоземистых пород путем выветривания и почвообразования в условиях сухих степей (гипотеза облессования).
Эолово-почвенной гипотезы происхождения алтайских лессов придерживаются А.Я.Швецов и Г.В.Швецова.
Согласно этой гипотезе формирование лессов происходило следующим образом:
- осаждение на поверхности почвы экзотического эолового материала, сопровождаемого и привнесением энтопических эоловых частиц;
- сингенетичное накопление на поверхности почвы эолового материала и органической массы надземного опада;
- включение поступающих эоловых частиц в процесс почвообразования (взаимодействия растений, животных и продуктов их распада с минеральными соединениями, водой и воздухом пор);
- формирующаяся при этом почва, вовлекаясь в цикл почвообразовательных процессов, обусловливает рост вверх гумусового горизонта “А” почвенного профиля, одновременно нижняя погребаемая часть почвы (гумусовый горизонт “А”, существовавший до накопления новых порций эолово-органогенного материала) ввиду роста почвенного профиля вверх, постепенно выводится из сферы активного почвообразования. При этом в значительной мере происходит разложение гумуса, а минеральная составляющая часть почвы получает еще большее превалирование, грунт приобретает более светлую окраску. И, таким образом, этот горизонт постепенно (от нижних частей его к верхним) трансформируется в так называемый переходный подпочвенный горизонт “В¢” почвенного профиля. Он испытывает большое влияние от почвообразовательных процессов, активно идущих в новом вышерасположенном горизонте “А”. В новообразованном горизонте “В” проходят заключительные этапы почвообразовательных процессов. Интенсивно протекают процессы выноса и аккумуляции веществ (в частности, в иллювиальном горизонте происходит накопление карбоната кальция);
- при дальнейшем накоплении эоловых осадков, соответствующем росте почвенного профиля вверх (т.е. при дальнейшем увеличении мощности почвы над рассматриваемым горизонтом “В”) и продолжающемся развитии процессов диагенеза (в том числе уплотнение грунта, разложение остаточного гумуса, разрушение первичных минералов и образование вторичных) новообразованный подпочвенный горизонт “В” постепенно преобразовывается в лесс, лишенный признаков почвы (иногда сохраняющий ее реликты), с весьма небольшим содержанием гумуса (как правило, доли процента) или с полным его отсутствием.
Почвообразование на Алтае в четвертичное время происходило, в основном, в степных и лесостепных условиях при существовании окислительного режима в почвах.
Основываясь на эолово-почвенной гипотезе образования лессов, можно дать объяснения таким важным их особенностям, как агрегатное строение, повышенная карбонатность, макропористость, недоуплотненное состояние и просадочные свойства.
Формирование агрегатной структуры лессов связано с почвенными процессами. Она создавалась в основном, когда грунт находился в стадии гумусового горизонта “А”. Корни и корневые волоски растений, а также деятельность животных разделяли почвенный материал на отдельные комочки и микрокомочки. При разложении отмерших органических остатков образовывалось гумусовое вещество (органические кислоты), которые при взаимодействии с эоловым материалом связывалось основаниями, образующимися при разложении минералов. Так возникали коллоидные органоминеральные соединения. Последние, коагулируя, выпадали на поверхности минеральных зерен, способствуя их склеиванию и формированию водоустойчивых агрегатов различного порядка.
Упрочнение структурных агрегатов происходило, когда грунт находился в стадии переходного горизонта “В”, посредством цементации частиц глинистым веществом, отлагающимися солями фильтрующихся атмосферных осадков, а также солями, образующимися при почвенных процессах (карбонатом кальция, гидроокислами железа, гипсом и др.).
Среди исследователей лессов имеются разногласия по объяснению повышенной карбонатности этих пород, характерной для всех лессовых провинций. Известно, что в почвенном профиле черноземов, под поверхностным гумусовым горизонтом “А” и горизонтом “АВ”, формируется горизонт вторичной аккумуляции карбоната кальция “ВСа”. Согласно приведенной гипотезе, стадию подповерхностного горизонта “ВСа” прошел весь слой лессовой толщи. Поэтому повышенное содержание карбоната кальция в лессах отмечают не только под почвой, но и на больших глубинах.
Исследования последних лет доказали тот факт, что эпохи лессообразования связаны с перигляциальными зонами оледенения и общепланетарными похолоданиями климата. Это подтверждается спорово-пыльцевыми спектрами из лессов Украины, где преобладает пыльца холодолюбивых растений и находками холодоустойчивых комплексов моллюсков, населяющих сейчас тундровую и таежную зоны и высокогорные области. В ископаемых почвах и почвенных отложениях преобладают теплолюбивые моллюски лесной, лесостепной и степной зон.
В течение своей геологической жизни лессовые породы независимо от их генезиса неоднократно находились в многолетнем и сезонномерзлом состоянии, т.е. прошли в процессе формирования стадию криолитогенеза. Это подтверждается многочисленными разрезами в степной и полупустынной зонах, где наблюдаются деформации лессовых пород и погребенных почв криогенной природы. Формирование лессовых пород Средней Азии и Казахстана происходило под воздействием процессов криогенеза в перигляциальных условиях горных оледенений Тянь-Шаня и Памира. При этом максимальные оледенения указанных горных сооружений совпадали с эпохами максимальных оледенений на Русской платформе и Западной Сибири.
За последние десятилетия в свете накопленного обильного фактического материала стало очевидным, что в составе лессов и лессовидных пород необходимо выделять различные генетические типы в зависимости от ведущего процесса их образования: делювиальные, пролювиальные, элювиальные, флювиогляциальные, аллювиальные, озерные, эоловые. Это позволило конкретизировать палеогеографические условия, источники сноса, различать свойства лессов и лессовидных пород в зависимости от их генезиса. Термин «лёсс» перестал быть синонимом эолового генезиса; он понимается в настоящее время как тип породы, природа которой является полигенетической.
Обобщение и анализ существующих в настоящее время гипотез происхождения лёссов позволяет сказать, что процесс формирования лёссовых пород состоит из двух этапов: 1) накопление минерального пылеватого осадка, которое может происходить различными путями, 2) превращение накопленного осадка в типичный лёсс, то есть в просадочную породу.