Материал, из которого образовалась почва

Материал, т. е. горнокаменные породы, из которых образовались почвы, весьма разнообразны, как этому учит нас геогнозия, хотя число таких, которые, выходя на поверхность земной коры, занимают более обширные площади, не так велико.

Все горнокаменные породы можно различить на
1) породы плутонические, вулканического, огненного происхождения, всегда кристаллические во всей своей массе, иначе называемые массовыми, так как не образуют пластов или слоев; или первозданными, так как из них уже образовались
2) осадочные породы водного, нептунического происхождения некристаллические в главной своей массе, иначе называемые пластовыми, так как в земней коре располагаются пластами. Из них, а частью из плутонических пород особенными процессами, в рассмотрение которых мы не можем входить здесь, образовались
3) метаморфические породы; большей частью кристаллические и большей частью имеющие слоистое сложение.

Плутонические (гранит, сиенит, грюнштейн, трахит, порфир, серпентин-змеевик, базальт) и метаморфические (слюдяной сланец, гнейс, хлоритовый сланец) породы состоят, главным образом, из кремневой кислоты, свободной, в виде минерала - кварца, или соединенной с основаниями: щелочами (кали, натром и литием), щелочными землями (известью и магнезией), землями (глиноземом) и окислами тяжелых металлов (железа и марганца), в виде различных минералов, называемых силикатами. Эти силикаты мы должны различить на не содержащие воды и содержащие ее; первые различаются далее потому, содержат ли они более или менее кремневой кислоты, а между основаниями, соединенными с этой последней, содержат ли они о бок с глиноземом более щелочей или же более, щелочных земель и окислов тяжелых металлов.

К силикатам, содержащим более кремневой кислоты и между основаниями о бок с глиноземом более щелочей, принадлежат полевые шпаты (ортоклаз, санидин, олигоклаз, альбит и т. д.), в которых содержится: кремневой кислоты от 62 до 69%, глинозема от 17 до 24%, щелочей (кали или натра, или обоих вместе) от 6 до 13%. Из полевых шпатов составляет как бы исключение, по своему составу, известковый полевой шпат (лабрадор) с 53% кремневой кислоты, 28% глинозема и 10% приблизительно извести.

К силикатам, содержащим менее кремневой кислоты и между основаниями о бок с глиноземом преимущественно известь, магнезию и окислы железа, принадлежат минералы (авгит, роговая обманка, гранат), в которых содержится: кремневой кислоты от 37 до 52%, глинозема от 1/2 до 22%, извести от 3 до 21%, магнезии от 12 до 21%, закиси железа от 8 до 34% и окиси железа от 0 до 26%. Переход к этим минералам от полевых шпатов составляет слюда, которая содержит кремневой кислоты от 36 до 71%, глинозема от 6 до 38%, закиси и окиси железа от 0 до 36%, магнезии от 0 до 29% (магнезиальная), кали от 2 до 14% (калиевая) и лития от 0 до 6% (литиевая слюда).

В содержащих воду силикатах, кремневая кислота соединена или исключительно с магнезией (тальк, серпентин-змеевик), или с глиноземом, магнезией и закисью железа (хлорит) или, наконец, с глиноземом и известью или щелочами (цеолиты).

Смотря потому, которые из приведенных минералов и в каком относительном между собой количестве входят в состав той или другой из плутонических и метаморфических пород, можно эти последние различить на богатые и бедные кремневой кислотой и щелочами, на кремнисто-глиноземно-щелочные и кремнисто-железисто-известковые, или рассматривать первые как кислотные силикаты, по сравнительно большому содержанию в них кислоты (кремневой), а вторые как основные силикаты, вследствие сравнительно большого содержания в них оснований. К тому же в породах последней группы кремневая кислота никогда не является характерной составной частью в виде свободной, кристаллически выделенной кремневой кислоты — кварца, характеризующего состав пород первой группы.

Химический состав горнокаменных пород этих двух групп изменяется в следующих характерных для них пределах:

Из принадлежащих к первой группе плутонических и метаморфических пород, наибольшую площадь занимают, выходя на поверхность земли (напр, в Финляндии): гранит, гнейс и слюдяной сланец, в особенности последние две. Первые две состоят, главным образом, из трех минералов: полевого шпата (преимущественно калиевого — ортоклаза, но также и натрового олигоклаза), кварца и слюды (преимущественно калиевой, но также и магнезиальной); причем в гнейсе сланцеватого сложения несколько меньше полевого шпата, чем в граните. Слюдяной же сланец состоит только или почти только из двух последних названных минералов с небольшой лишь примесью, в последнем случае, первого. На значительно меньших пространствах и реже выходят на поверхность (Финляндия, Урал) порфир и трахит, которые, в главной своей массе, представляют: первый весьма тесную смесь калиевого полевого шпата (ортоклаза) и кварца, а второй — калиевый полевой шпат (санидин) один или в смеси с натровым полевым шпатом (олигоклазом). Кроме того из главной массы у обеих пород выделяются кристаллы или зерна. У первой — калиевого полевого шпата (ортоклаза) и кварца, иногда же и натрового полевого шпата (олигоклаза) или слюды; у второй же — калиевого полевого шпата (санидина), роговой обманки или слюды.

Из принадлежащих ко второй группе плутонических и метаморфических пород, встречающихся реже и занимающих меньшие пространства земной поверхности, чем гранит, гнейс или слюдяной сланец, несколько распространеннее: сиенит, состоящий в главной массе из калиевого (ортоклаза) или натрового (олигоклаза) полевого шпата и роговой обманки, и в особенности базальт, который, главным образом, состоит из самых мелких кристаллов известкового полевого шпата (лабрадора) и авгита; менее же распространены (напр. в Финляндии, на Урале): грюнштейны — зеленые камни (диорит, гиперит), состоящие из известкового (лабрадора) или натрового (олигоклаза) полевого шпата и роговой обманки, и хлоритовый сланец, представляющий смесь, главным образом, из хлорита, кварца и калиевого полевого шпата (ортоклаза), к которым примешиваются иногда слюда и тальк.

В состав осадочных пород входят кроме минералов, образующих плутонические и метаморфические породы, т. е. кварца и разных силикатов, главным образом следующие еще минералы известковый шпат (углекислая известь), доломит или горкий шпат (углекислая известь 55—63% и углекислая магнезия 33—47%) и глина (главным образом, водный кремнекислый глинозем).

По участию и преобладанию в осадочных породах тех или других из названных частей, мы можем различить между ними.
1) Известняки (оолитовый, битуминозный, кремнистый, глинистый известняки, мел, известковый туф) весьма разнообразного строения пластовые породы, состоящие, главным образом, из известкового шпата, к которому примешиваются: доломит, железный шпат (углекислая закись железа), глина, а иногда и разного рода песчинки.
2) Доломиты, состоящие иногда из чистого доломита, т. е. углекислой извести и углекислой магнезии, но часто с примесью известкового и железного шпатов, бурого железняка или органического вещества.
3) Глинистые породы (глина, сланцевая глина, глинистый и кварцевый сланцы), состоящие, главным образом, из глины, т.е. водного кремнекислого глинозема, к которому примешиваются зерна: полевого шпата, слюды, кварца, углекислая известь, бурый железняк, углистые вещества.
4) Мергели (глинистый, известковый, доломитовый) содержат, главным образом, составные части известковых пород с примесью большого или меньшего количества углекислой извести и углекислой магнезии.
5) Песчаники (кристаллический — кварцит, кремнистый, глинистый, мергелистый, известковый, железистый песчаники, серовакковый сланец), состоящие из мелких, иногда едва заметных зерен, преимущественно кварца, между которыми блестят иногда листочки слюды и попадаются зерна других силикатов и горнокаменных пород и которые сплочены в одну более или менее плотную массу различным цементом: кремнистым, глинистым, известковым, мергелистым, железистым или, как напр. в нашем курском самороде, фосфорнокислым известковым.

Следующая таблица анализов ближе характеризует химический состав этих пород:

Из выходящих на поверхность земли осадочных пород наибольшие площади занимают: глинистый сланец (напр. в Финляндии, на Урале и на Кавказе), известняки (напр. силлурийские в Финляндии, Эстляндии), затем песчаники, наконец, мергели и доломиты.

В приведенных горнокаменных породах, кроме указанных главных составных частей, всегда еще встречаются различные примеси, менее значительные по количеству, чем названные нами в некоторых породах выше, не характерные для содержащих их пород, но тем не менее важные, как составные части почвообразовательного материала. Между этими примесями часто встречаются те или другие из названных уже минералов, из которых важны по их быстрой разложимости, упомянутые нами выше цеолиты (водные силикаты), встречающиеся преимущественно в базальтах. Но, кроме названных уже, мы должны привести здесь еще некоторые минералы, между которыми первое место принадлежит апатиту (фосфорнокислой извести преимущественно), в виде которого, по всей вероятности, содержится фосфорная кислота во многих горных породах (гранитах, гнейсах, сиените, базальте, порфире), и даже в минерале полевом шпате, где она найдена в количестве от 0,18%, в одном из саксонских сиенитов, до 1,70% в полевом шпате из Роксбурга. После апатита следует назвать еще весьма распространенные в составе различных горных пород: пирит (сернистое железо) и в особенности магнитный железняк (закись-окись железа), которых присутствие в горных породах важно потому, что они служат, так сказать, проводниками разрушения в горные породы; причем первый снабжает продукты разрушения заключающих его горных пород серой.

Для полноты обзора почвообразовательного материала, мы должны указать в заключение еще на три простые горные породы, участвующие в строении нашей земной коры; ангидрит (безводную) и гипс (водную сернокислую известь) и поваренную соль (хлористый натрий), которые принадлежат ближе нептуническим водным образованиям земной коры, к тому же, в особенности последние две, встречаются, преимущественно в сравнительно новой части коры; в самой же древней части её они очень редки.