ПОСТОЯННЫЙ ПОТОК ГРУНТОВЫХ вод

В переносе подвижных продуктов выветривания и почвообразования весьма большая роль принадлежит постоянным грунтовым водам. Обычно грунтовые воды образуют медленный поток в направлении общего уклона местности.

Поток грунтовых вод может быть направлен в депрессии, долины рек, в овраги и озера. От гор поток направляется к предгорным равнинам и низменностям, где он может выклиниваться в виде болот и родников, мелких ручьев, рек. В долине реки параллельно ее течению в толщах аллювиальных террас существует свой поток грунтовых вод, направленный по уклону от верхнего и среднего течения реки к ее устью, дельте. В бессточных низменностях полупустынь и пустынь грунтовые воды приближаются к поверхности и испаряются, оставляя в грунтах и почвах растворенные соединения.

Горизонты грунтовых вод возникают вокруг водохранилищ, на оросительных системах вдоль каналов и на орошаемых полях. Медленный поток их обычно движется в сторону от водоема и от трассы каналов к периферии полей и всего орошаемого оазиса. Грунтовые воды глубинного происхождения выходят к поверхности по тектоническим трещинам. Скорость движения грунтовых вод крайне невелика. Лишь в песках и галечниках она может достигать 2—5 м/сут. В суглинках обычно скорость движения грунтовых вод не более 1 м/сут, а в глинах — около 1 м/год, т. е. грунтовые воды здесь практически неподвижны.

Грунтовые воды территории СССР весьма разнообразны по глубине залегания и сезонным колебаниям уровня, по химическому составу и значению в почвообразовании (табл.

Чем ближе уровень грунтовых вод к поверхности, тем в большей степени они участвуют в современном почвообразовательном процессе, вызывая явления оглеения, заболачивания, засоления. Пресные грунтовые воды повышают плодородие почв и снижают опасность засух, снабжая растительность влагой; кислые застойные грунтовые воды понижат плодородие почв. Соленые и щелочные грунтовые воды вызывают засоление почв.

Как ни медленно движение почвенно-грунтовых вод, все же они являются могущественным фактором местного и общего перераспределения продуктов выветривания и почвообразования.

В лесных областях Советского Союза от 20 до 40%, а иногда и до 70% атмосферных осадков уходит на питание грунтовых вод, а в дальнейшем — на питание рек. Соответственно в наибольшей степени почвенно-грунтовые врды выносят легкорастворимые подвижные продукты выветривания и почвообразования из почв лесных гумидных областей. Там, где естественная дренированность местности выражена слабо и где циркуляция грунтовых вод замедленна, грунтовые воды расходуются не на сток, а на транспирацию и испарение. В таких местах происходит осаждение из почвенно-грунтовых вод растворенных в них соединений как в виде легкорастворимых и малорастворимых солей, так и в форме осадков кремне-

Puc. 58. Схема водной миграции и испарительной дифференциации продуктов выветривания и почвообразования:

1 — направление стока и возрастающего испарения; 2 — насыщение раствора и садка компонентов

Рис. 59. Схема дифференциации компонентов при испарении и концентрировании почвенно-грунтовых вод

/ - грунтовые воды; II — почвенные растворы; III — грунты; IV — почвы, солевые коры (Ковда, 1946)

зема, гидроокисей железа и марганца, а также вторичных алюмосиликатов, являющихся продуктами взаимодействия кремнезема и гидроокисей алюминия.

Именно с движением, интенсивным питанием и оттоком почвенных и грунтовых вод связана бедность кислых бурых, подзолистых, аллитных почв лесных влажных областей. В то же время именно в результате притока грунтовых вод в долины и низменности образуются темные луговые и дерновые почвы и накапливаются в почвах соединения железа и марганца в виде ортштейновых горизонтов, формируются известковые и гипсовые конкреции и стяжения, а также окремневшие горизонты (присыпка SiCgt;2, опаловые цементы).

По мере удаления грунтовых вод от источников питания постепенно возрастает их минерализация. При движении по общему уклону местности грунтовые воды растворяют все новые порции солей, имеющихся в водовмещающих горизонтах, и все более расходуются на испарение, транспирацию, гидратацию. По мере возрастания концентрации растворенных веществ и насыщения ими раствора дальнейшее движение грунтовых вод сопровождается выпадением в грунт и почву менее растворимых соединений и увеличением в воде содержания более растворимых компонентов. Происходит дифференциация компонентов между твердой и жидкой фазами почв (рис. 58). Образуются последовательные геохимические пояса аккумуляции в пространстве продуктов выветривания и почвообразования

Таблица 37. Микрокомпоненты рассолов по 50 характерным пробам с мине- рализацией от 36 до 600 г/л (Пиннекер, 1966)

отвечающие времени и месту насыщения раствора данным компонентом (рис. 59).

Окислы тяжелых металлов и кремния, а также продукты их взаимодействия имеют тенденцию переходить в осадок из растворов вблизи места их образования. Аккумуляция вторичных продуктов выветривания в форме окислов и глинных минералов поэтому происходит повсеместно, так как природные воды практически повсюду насыщены ими. Более выражена, особенно в кислой среде, миграционная способность соединений двухвалентного железа и марганца. Однако соединения железа и марганца при доступе кислорода выпадают в окисленной форме в осадок в толщах делювия, пролювия и аллювия прежде многих других соединений.

Легко происходит аккумуляция продуктов химического и коллоиднохимического взаимодействия и коагуляции отрицательно заряженных золей и растворов кремнезема, хелатов и положительно заряженных гидроокисей алюминия, железа, марганца с образованием вторичных глинных минералов, вначале аморфных, затем криптокристаллических.

Более высокая миграционная способность бикарбонатов кальция и магния приводит к тому, что выпадение их из растворов происходит позже и за пределами зоны осаждения полуторных окислов и вторичных глин. Область выпадения доломита вследствие более .низкой его растворимости вписана в зону аккумуляции углекислого кальция или располагается выше ее.

Высоки растворимость и миграционная способность гипса и других сернокислых, хлористых и азотнокислых солей. Насыщение раствора ими наступает гораздо позже, и осаждение происходит на весьма далеком расстоянии от мест образования. Особенно выделяются такие высокорастворимые соединения, как хлориды и нитраты щелочей и щелочных земель. Они могут мигрировать и уходить в моря и океан или в наиболее глубокие бессточные части аридных внутриматериковых впадин, где и аккумулируются в аллювиальных, озерных и дельтовых отложениях.

Надо отметить, что концентрирование грунтовых вод сопровождается не только накоплением в них хлоридов и сульфатов. В рассолах накапливаются (в сравнении с региональными кларками) и весьма редкие в геохимии почв компоненты: литий, рубидий, йод, барий, хром, торий, радий. Особенно поразительно в рассолах накопление таких малоподвижных компонентов, как кремний, алюминий, железо, марганец, концентрации которых иногда достигают 2—3 г/л (табл. 37).

Пространственное горизонтальное перераспределение и аккумуляция продуктов выветривания и почвообразования с грунтовыми водами приводят к формированию резко выраженных по химическому составу аккумулятивных типов коры выветривания и почвенно-геохимических провинций. зон, областей. Так как перераспределение и аккумуляция продуктов выветривания и почвообразования происходят весьма длительное время и осложняются тектоническими и другими геологическими и биологическими процессами, то, естественно, в природе не образуются химически чистые продукты геохимической дифференциации, а наблюдаются постепенные переходы и смешение соединений разной подвижности в пограничных полосах.