З чого складається мінеральна частина ґрунту: походження та формування, характеристика

Для того щоб успішно вирощувати різні культури, потрібно добре розбиратися у складі ґрунтів та розуміти, з чого формується та складається мінеральна частина ґрунту. Вона скомпонована з різних за величиною частинок та має різний склад, що забезпечує різноманітність видів ґрунтів на планеті. На її формування впливають десятки факторів, у тому числі пов'язані з людською діяльністю.

Походження та склад мінеральної частини ґрунту

Мінеральний компонент грунту сформувався при вивітрюванні гірських порід та мінералів, що знаходяться у верхньому шарі літосфери.

Також серйозний вплив на мінеральний склад ґрунту має метаморфоз, тобто перетворення одних компонентів на інші внаслідок впливу наступних факторів:

1. Фізичних.
2. Хімічних.
3. Біогенних, тобто пов'язаних з діяльністю живої природи, включаючи мікроорганізми та рослинний світ.

Мінеральний склад ґрунту тим більше відрізняється від вихідної гірської породи та мінералів, чим довше вона існує. Мінеральна частина досягає 55-60% обсягу ґрунту і становить 90-97% його маси. Це означає, що саме цей компонент відіграє основну роль як і придатність грунтів для вирощування культурних рослин.

Процеси утворення мінералів та гірських порід

Основні процеси утворення мінералів та гірських порід діляться на два типи:

1. Глибинні (ендогенні), що відбуваються в глибині планети і живляться за рахунок енергії її ядра. Ці процеси формують первинні мінерали та базові породи (в основному, кристалічного типу). Вони діляться на магматичні та метаморфічні.
2. Поверхневі (екзогенні), що відбуваються на поверхні під впливом енергії Сонця. У такий спосіб утворюється переважна більшість вторинних мінералів і осадових порід.

Магматичні процеси характеризуються протіканням при високому тиску та температурі. Магма піднімається з глибин Землі, кристалізується і призводить до формування магматичних гірських порід.

Існує кілька варіантів магматичних процесів, але суть їх усіх полягає у підйомі розплавленої магми та формуванні з неї базових порід. Після цього вступають інші процеси, пов'язані з тиском, температурою, переміщенням шарів і змішуванням їх, а також з впливом гарячих водних потоків, нагрітих вулканічною активністю планети.Проходячи через різні гірські породи, вода вимиває з них компоненти, формує солі і переносить їх на близькі чи далекі відстані, даючи життя новим мінералам.

Біогенні процеси мінералоутворення

Ці процеси утворення мінералів пов'язані з життєдіяльністю біологічних організмів. Десятки живих істот формують кістяки на мінеральній основі або відкладають мінерали у тканинах. Таким способом формуються кристали кальциту, самородна сірка, що виникає в колоніях синьо-зелених водоростей у термальних джерел і гейзерів, деякі похідні кремнезему - халцедони та опали, а також перламутр та коштовність біологічного походження - перли.

Деякі різновиди річкових та морських молюсків можуть виробляти ультратонкі шари арагоніту, які перемежуються так само прозорими прошарками біологічної речовини. Сотні та тисячі шарів утворюють перламутрові переливи за рахунок проникнення світла в складну структуру.

Після відмирання організмів їх мінеральні останки мільйонами років накопичуються на дні водойм, спресовуються, перетворюючись на біогенно-осадові породи типу черепашника, вапняку, діатомітів і так далі.

Розкладання водних рослин, що відмирають, призводить до утворення сірководню, який піднімається у верхні шари водойми, з'єднується з киснем і окислюється до сульфатів. При реакції сульфатів із солями, розчиненими у воді, відбувається відкладення самородної сірки та сірчаної кислоти. У свою чергу, кислота з'єднується з кальцієм води і стає причиною утворення гіпсу.

Сірні поклади також формують анаеробні бактерії, що мешкають поза водоймами, у континентальних гіпсових відкладеннях. Завдяки активності живих організмів вміст вуглецю в ґрунтах становить у 20 разів більше, ніж у земній корі, а кількість азоту - більше у 10 разів. Природний процес утворення ґрунту триває вкрай повільно, але людська сільськогосподарська діяльність та облагородження земель прискорюють її формування, збагачують та змінюють склад.

Метаморфічні процеси мінералоутворення

Вони пов'язані з переродженням раніше утворених мінералогічних компонентів екзогенного та ендогенного походження під впливом фізичних і хімічних умов, що змінилися. Основну роль у зміні старих та виникненні нових мінералів відіграє тиск, а також зміни температурного режиму.

Такі впливи займають вражаючі часові рамки, що вимірюються не тисячами, а мільйонами і навіть мільярдами років. Однак специфіка метаморфізму полягає в тому, що поряд з тривалим впливом на стан мінералів можуть впливати і миттєві, з погляду історії та мінералогії, процеси.

Існують такі типи метаморфізму:

1. Автометаморфізм.
2. Динамометаморфізм.
3. Контактовий.
4. Регіональний.

Метаморфізм при високих температурах і тиску найчастіше не викликає розплавлення, проте здатний змінювати хімічний склад вихідної «сировини» та її фізичні характеристики, а також форму майбутніх відкладень мінералів. Ця дія забезпечує різноманітність мінералів на планеті і призводить до формування покладів корисних копалин.

Освіта гірських порід

За походженням гірські породи поділяються на такі:

1. Магматичні - можуть бути ефузивними, тобто утвореними застиглою на поверхні магмою, що вилилася, або інтрузивні, тобто застигли і кристалізувалися всередині земної кори і мантії. Вони є основою літосфери, займаючи до 95% загальної маси. У ролі почвообразующих вони проявляються слабко, переважно, залягаючи в гористих місцевостях. Залежно від співвідношень мінеральних речовин можуть бути кислими, з високим відсотком вмісту кремнезему, та основними (нейтральними та лужними).Кислі - пухкі, містять гравій, багаті на калій, але через свій рівень pH відрізняються низькою поживністю для рослин. Основні ж містять багато основ і гумусу, відрізняються темним кольором і високою родючістю.
2. Метаморфічні - формуються в результаті переродження вже існуючих мінералів.
3. Осадові - є продуктом вивітрювання та руйнування інших гірських порід, випадання осаду з води, життєдіяльності біологічних організмів.

Таким чином, у освіті гірських порід задіяні численні та різноманітні сили.

Класифікація, поширення та основна характеристика грунтоутворюючих порід

Материнськими, або грунтоутворюючими, породами називаються пухкі гірські породи, що вивітрюються. У процесі подальшого ґрунтоутворення вони стають основами для різних типів ґрунтів.

Головним фактором формування материнських порід стає вивітрювання. Всі породи руйнуються з різною швидкістю та інтенсивністю, завдяки чому мають неоднакові характеристики та властивості.

Грунтоутворюючі породи:

1. Елювій.
2. Еолові відкладення.
3. Леси.
4. Делювіальні відкладення.
5. Пролювіальні відкладення.
6. Алювіальні відкладення.
7. Озерні відкладення.
8. Морські прибережні відкладення.
9. Льодовикові відкладення.
10. Флювіогляційні відкладення.
11. Стрічкові глини.
12. Покривні суглинки.
13. Лісовидні суглинки.

В залежності від походження діляться на:

1. Осадові, що утворюються на дні водойм - прісних та солоних.
2. Уламкові, що виникають при фізичному та хімічному вивітрюванні.
3. Метаморфічні, на базі речовини мантії Землі.

Материнські гірські породи значною мірою визначають хімічний, мінералогічний, механічний склад, родючість та фізичні характеристики ґрунтів. Поширення та якість сучасних грунтів безпосередньо пов'язані з тим, які мінерали знаходяться під ними.

Напластування опадів у місцях стародавніх водойм дають поживні родючі або піщані ґрунти, місця, в які змивалися компоненти, що руйнуються, з прилеглих пагорбів, характеризуються товстими шарами ґрунтів.

Рекомендуємо