ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXI, N r 2, WARSZAWA 1980
JERZY WEBER
G ENEZA I W ŁAŚCIW OŚCI GLEB W YTW ORZONYCH Z SER PEN TY N ITÓ W DOLNEGO Ś L Ą SK A
CZĘŚĆ II. WŁAŚCIWOŚCI MIKROMORFOLOGICZNE
Zakład Gleboznawstwa Instytutu Chemii Rolniczej, Gleboznawstwa i Mikrobiologii AR we W rocławiu
P rocesy gleb otw órcze d eterm in ujące kierunki rozw oju g leb y zazna czają się w m niej lub bardziej trw ały sposób w m ikrom orfologii p oszcze gó ln ych poziom ów g en etyczn ych . N iezm iern ie isto tn y jest fak t, iż w budow ie m ikrom orfologicznej p ozostaw iają sw oje piętno n ie tylk o obec nie zachodzące, lecz rów nież m in ione p rocesy gleb ow e i gleb otw órcze. Stw arza to dodatkow e m ożliw ości w yjaśn ien ia g en ezy g leb y oraz p rze śled zen ia jej ew olu cji. Z tych w zględ ów do poznania w łaściw o ści m i- k rom orfologiczn ych przyw iązuje się coraz w ięk szą uw agę [5, 6, 10, 16].
W polskiej literatu rze gleb ozn aw czej w zasadzie nie sp otyk a się pu blikacji om aw iających n atu ralne g leb y serp en tyn ito w e, a liczba pozycji zagranicznych zaw ierających ch arak terystyk ę m ikrom orfologiczną gleb tego rodzaju je st bardzo skrom na [1, 12].
Biorąc p ow yższe pod u w agę podjęto w n in iejszy m opracow aniu próbę w ykazania zm ian typ ologiczn ych gleb w ytw o rzo n y ch z serp en ty n itó w D oln ego Śląska, w oparciu o ok reślon y zespół w łaściw ości m ikrom or- fologiczn ych .
OBIEKTY I METODYKA BADAŃ
B adaniam i objęto 14 profilów gleb o w ych różnych k ategorii u żytk o w ych , k tórych dokładną lokalizację zam ieszczono przy ch a rak tery styce skał m acierzystych badanych gleb [15]. A nalizow an e ob iekty zw iązane są z w ystą p ien iam i serp en ty n itó w W zgórz K iełczyń sk ich , Raduni, W in nej Góry, T om ickich, N asław ick ich , O leszn eń skich oraz okolic Szklar i G rochow ej k. Z ąbkow ic Śląskich. O dkryw ki gleb ow e lokalizow ano tak, aby w m iejscach w y ty p o w a n y ch do badań znajdow ało się jak najm niej
78 j. Webei*
m ateriału d elu w ialn ego, a badane g leb y b y ły w y tw o rzo n e z m ateriału w ietrzeją cego in situ.
W arunki k lim atyczn e obszaru badań ch arak teryzu ją dane n ajb liżej położonych stacji m eteorologiczn ych , obliczone za lata 1955-1971. D ane k lim atyczn e dla W rocław ia, w yliczon o za okres 1891-1930 (tab. 1).
T a b e l a 1 Charakterystyka klimatyczna rejonu, w którym występują gleby serpentynitowe.
Climatic data of a few meteorological stations in the region o f eerpentinite-derived soils occurence
Stacja meteorologiczna Meteorological station
Średnia roczna
Mean annual Humery profilów położonych w pobliżu stacji Profile Nos located near
the station ilość opadów percipitation mm temperatura temperature °C Sobótka 5 5 2 ,0 8 , 6 1» 2 , 4» 5# 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 12 Ślęża 7 6 9 ,9 5 ,8 11 Przedborowa 6 0 8 ,2 -Srebrna Góra 7 3 7 ,5 - 1 3 , 1 4 , 15 Ząbkowice Śląskie 5 2 7 ,0 -Dobrogoszcz - 7 , 4 Wrocław 5 9 2 ,0 8 , 7
-W teren ie opisano m orfologię p rofilów g leb o w y ch oraz z każdego poziom u gen etyczn ego pobrano próbki o nie naruszonej struk tu rze, w ie l kości około 6 X1 1 cm, które n astęp n ie im pregnow ano żyw icą polim al 109. Do badań m ik rom orfologiczn ych stosow ano szlify gleb ow e tra d y cyjn y ch rozm iarów w yk on an e m etodą K o w a l i ń s k i e g o i B o g d y [9] oraz zaim pregnow ane, jedn ostron n ie oszlifow an e bloki o dużych rozm iarach, w yk on an e w ed łu g m etod y F i t z P a t r i c k a [7]. W łaści w ości m ik rom orfologiczn e p oszczególnych poziom ów opisano w oparciu o term in ologię podaną przez B r e w e r a f[4] i zm odyfik ow an ą przez В i s d o m a [3], przy czym stosu nk i zachodzące m ięd zy głów n ym i sk ład n ikam i g leb ow ym i określono w ed łu g k oncep cji B a r r a t t [2] oraz S t o o p s a i J o n g e r i u s a [14]. B arw ę p lazm y oraz n iek tóry ch cech gleb o w y ch określono przy m ałych p ow ięk szen iach w św ietle prze chodzącym , porów nując ją z barw am i odgórnie ośw ietlo n ej sk ali barw gleb M unsella.
BUDOWA PROFILÓW GLEBOWYCH
C harak terystyk a m orfologiczna an alizow anych gleb, k tórych ty p o logię ustalono w oparciu o w łaściw ości m akro- i m ikrom orfologiczne, jak rów nież w oparciu o w łaściw ości fizyk och em iczn e, przedstaw ia się n a stępująco.
M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów
79
G l e b y b r u n a t n e w ł a ś c i w e
P r o f i l 14 — B raszow ice, 360 m n.p.m ., sła b y stok, las m ieszan y
A a 0 - 2 cm — ty p u m oder, barwa czarna (5YR 2,5/1), po w y sch n ię ciu (10YR 3/1),
A 1 2-17 cm — glin a ciężka p ylasta , barw a czarna (5YR 2,5/1), po w y sch n ięciu (10YR 4/1),
(B) 17-32 cm — żw ir g lin ia sty , barwa żółtaw oczerw on a (5YR 4/6), po w y sch n ięciu (10YR 6/4),
(B)/CR 32-50 cm — rum osz sk aln y, barw a żółtaw oczerw on a (5YR 5/8),
po w y sch n ięciu (7,5YR 5/4) С < 50 cm — spękana skała serp en ty n ito w a .
P r o f i l 13 — S zk lary, 320 m n.p.m ., słab y stok, gleba darniow a
A d 0 - 2 cm — barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sc h n ię ciu (10YR 4/2),
А г 2 -1 8 cm — glina średnia pylasta, barw a ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sch n ięciu (10YR 5/3),
(B) 18-30 cm — żw ir g lin ia sty , barwa żółtoczerw ona (5YR 4/6), po w y sch n ięciu (10YR 5/4),
(B)/ CR 30-40 cm — rum osz sk aln y, barwa żółtoczerw ona (5YR 4/6), po w ysch n ięciu (10YR 5/4),
С < 4 0 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
P r o f i l 6 — T om ice, 210 m n.p.m ., słaby stok, gleb a darniow a
A d 0 - 3 cm — barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2) po w y sch n ięciu (10YR 6/3),
Ai 4-15 cm — glin a średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/3),
(B) 15-36 cm — żw ir g lin ia sty , barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/4),
(B)/ CR 36-48 cm — rum osz szk aln y, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/4), po w y sch n ięciu (10YR 4/4),
С < 4 8 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
P r o f i l 7 — N asław ice, 200 m n.p.m ., sła b y stok, gleb a darniow a
A a 0 - 3 cm — barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sch n ię ciu (10YR 5/2),
A i 3-13 cm — żw ir g lin ia sty , barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/2),
(B) 13-23 cm — żw ir g lin ia sty , barwa brunatna (7,5YR 4/2), po po w y sch n ięciu (10YR 5/2),
(B)/CR 23-36 cm — rum osz sk aln y, barwa brunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/3),
80 J. Weber
P r o f i l 2 — K arolin, 250 m n.p.m ., bardzo słab y stok, gleba orna Ap(B) 0-25 cm — glina średnia p ylasta, barwa brunatna (10YR 4/3),
po w ysch n ięciu (10YR 6/4),
(B)/CR 25-40 cm — rum osz sk aln y, barwa żółtaw oczerw ona (5YR 5/7),
po w ysch n ięciu (7,5YR 5/5), С < 40 cm — spękana skała serp en tyn itow a .
P r o f i l 12 — Trzebnik, 200 m n.p.m ., bardzo słaby stok, gleba orna
Ap(B) 0-27 cm — glina średnia p ylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3),
(B)/C 27-40 cm — rum osz sk aln y, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3),
С < 4 0 cm — spękana skała serpentynitow a.
P r o f i l 4 — Jęd rzejow ice, 250 m n.p.m ., słaby stok, gleba orna
Ap(B) 0-30 cm — glina średnia p ylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/3),
(B)/C 30-45 cm — rum osz sk aln y, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3),
С < 4 5 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
G l e b a b r u n a t n a w ł a ś c i w a , o d g ó r n i e o g l e j o n a
P r o f i l 15 B ud zćw K olonia, 360 m n.p.m ., słaby stok, gleba darniow a
A d 0 - 3 cm — barwa szarobrunatna (10YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 4/2),
A x 3-20 cm — glina średnia p ylasta, barwa szarobrunatna (10YR 3/2), po w y sch n ięciu (10YR 4/2),
(B)g 20-40 cm — żw ir g lin ia sty , barwa różow oszara (7,5YR 6/2), po w y sch n ięciu (10YR 7/1),
(B)g/C 40-60 cm — rum osz sk aln y, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w y sch n ięciu (10YR 7/1),
С < 6 0 cm — spękana skała serp etyn itow a.
G l e b y b r u n a t n e w y ł u g o w a n e
P r o f i l 9 — Tąpadła, 350 m n.p.m ., położę nie grzbietow e, las m ieszany
A 0 0 - 4 cm — typu m oder, barwa żółtaw obrunatna (10YR 6/4), po w ysch n ięciu (10YR 6/3),
A x 4 - 8 cm — glina średnia pylasta, barwa czarna (N 2,5/0), po . w ysch n ięciu (10YR 3/1),
(B)/C 8-15 cm — żw ir glin ia sty , barwa żółtaw obrunatna (10YR 5/4), po w ysch n ięciu (10YR 7/3),
С < 15 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
P r o f i l 10 — Góra Radunia, 570 m n.p.m ., położenie grzb ietow e, las m ieszany
M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 81
A 0 0 - 5 cm — typ u m oder, barwa szarobrunatna (10YR 3/2) w sta nie św ieży m i su ch ym ,
A x 5-22 cm — żw ir glin ia sty , barwa czarna (10YR 2,5/1), po w y sch n ięciu (10YR 4/1),
(B) 22-30 cm — żw ir g lin ia sty , barwa brunatna (10YR 4/3), po w y sch n ięciu (10YR 7/3),
(B)/C 30-40 cm — rum osz sk aln y, barwa bladobrunatna (10YR 6/3), po w ysch n ięciu (10YR 7/3),
С < 4 0 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
P r o f i l 11 — S u listrow ice, 380 m n.p.m ., słaby stok, las m ieszan y
A 0 0 - 3 cm — typ u m oder, barwa ciem noszara (10YR 3/1), w sta nie św ieży m i su ch ym ,
A x 3-16 cm — p ył ilasty, barwa czarna (10YR 2,5/1), po w y sch n ię ciu (10YR 5/1),
(B) 16-32 cm — żw ir glin ia sty , barwa żółtaw obrunatna (10YR 4/4), po w y sch n ięciu (10YR 6/3),
(B)/C 32-45 cm — rum osz sk aln y, barwa żółtaw obrunatna (10YR 5/4), po w y sch n ięciu (10YR 7/3),
С < 4 5 cm — spękana skała serp en tyn itow a .
P r o f i l 1 — P rzem iłów , 310 m n.p.m ., p ołożen ie grzb ietow e, las m ie szan y
A 0 0 - 4 — typu m oder, barwa ciem nobrunatna (5YR 2,5/2), po w ysch n ięciu (10YR 3/2),
A : 4-13 cm — glina ciężka, barwa ciem noszara (10YR 3/1), po w y sch n ięciu (10YR 4/1),
(B) 13-23 cm — żw ir glin iasty, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/2),
(B)/C 23-35 cm — rum osz sk aln y, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/2),
С < 3 5 cm — spękana skała serp en tyn ito w a.
G l e b y b r u n a t n e w y ł u g o w a n e , o d g ó r n i e o g l e j o n e
P r o f i l 8 — K iełczyn , 400 m n.p.m ., słaby stok, las m ieszany
A 0 0 - 4 cm — typ u m oder, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/2),
A x 4-17 cm — glina średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w y sch n ięciu (10YR 6/1), -
(B)g 17-25 cm — glina ciężka, barwa różow osżara (7,5YR 6/2), po w y sch n ięciu (10YR 7/2),
(B)glCg 25-40 cm — żw ir g lin ia sty , barwa różow osżara (7,5YR 6/2), po
w ysch n ięciu (10YR 7/1), 6 — R oczniki G leboznaw cze
82 J4. Weber
Cg 40-55 cm — rum osz sk aln y, barwa różow oszara (7,5YR 6/2), po w y sch n ięciu (10YR 7/1),
С < 5 5 cm — spękana skała serp en ty n ito w a.
P r o f i l 5 — S łu p ice, 330 m n.p.m ., słaby stok, las m ieszan y
Aq 0 - 6 cm — typ u m oder, barwa czarna (N 2,5/0), po w y sc h n ię ciu (10YR 3/2),
A± 6-10 cm — żw ir g lin ia sty , barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (N 6/0),
(B)g 10-17 cm — żw ir g lin ia sty , barwa czerw onaw ob ru n atn a (5YR 5/3), po w ysch n ięciu (10YR 7/3),
(B)g/Cg 17-35 cm — żw ir g lin ia sty , barwa różow oszara (7,5YR 6/2), po
w ysch n ięciu (10YR 7/1),
Cg 35-50 cm — rum osz sk aln y, barwa różow oszara (7,5YR 6/2), po w ysch n ięciu (10YR 7/1),
С < 5 0 cm — spękana skała serp en tyn itow a.
CHARAKTERYSTYKA MIKROMORFOLOGICZNA
W poziom ach A 0 gleb leśn y ch w y stę p u je gąbczasto porow aty m a teriał złożon y praw ie w yłączn ie ze słabo i średnio rozłożonych szcząt ków roślin n ych oraz ow aln ych m ikrokoprolitów , w ed łu g B r e w e r a [4] „fecal p e lle ts ”, w ielk o ści do 100 |im (rys. 1). S ub stan cja organiczna w y stę p u je zarów no w form ie słabo rozłożonej, jak też am orficznej — w ed łu g B a r r a 11 [2] h u m isk el oraz h um icol (rys. 2).
W poziom ach a k u m u lacyjn ych gleb leśn y ch i d arn iow ych m ateriał g leb o w y składa się z dużej ilości m ik rok oprolitów o w ielk o ści 100-200 fxm, które są w y m iesza n e z n ieregu larn ym i, p orow atym i gru - zełkam i, ziarnam i szk ieleto w y m i i szczątkam i ro ślin n ym i o zróżnico w an ym stop n iu rozkładu (rys. 3). Tego typ u budow a m ik rom orfologicz- na określana je st przez B r e w e r a [4], a także В i s d o m a [3] jako in tertex tic. Z godnie z koncepcją podziału w edłu g w zajem n ego p rze strzen n ego rozm ieszczenia sk ład n ików gru b szych i drobnych (related d istribu tion c/f) tego rodzaju układ odpow iada w yróżn ion em u przez S t o o p s a i J o n g e r i u s a [14] ty p ow i en a u lo-gefu ric. M iejscam i w y stęp u ją k łaczk i am orficznej su bstan cji organicznej typ u h um icol, n aj częściej jedn ak substancja organiczna tw orzy k om p lek sy z koloidam i ila sty m i — w ed łu g B a r r a t [2] m u llicol, i stan ow i plazm ę glebow ą.
P lazm a ma barw ę zróżnicow aną w p oszczególn ych p rofilach od ciem nobrunatnej (10YR 3/2), przez żółtaw obrunatną (10YR 5/4), do blado- brunatnej (10YR 6/3). W yk azu je ona struk tu rę silasep ic (rys. 4b), acz k olw iek w n iek tórych p rofilach lokaln ie w y stę p u je struk tu ra insepic (rys. 3b). P o ry na ogół stan ow ią ciągłe m ięd zy- i w ew n ątrzg ru zełk o w e
M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 83
Rys. 1. M ateriał glebow y składajacy sie^ z m ikrokoproiiiów w ym ieszanych ze szczątkami roślin, nikole rów noległe. Profil 14, poziom A 0
Soil m aterial composed of fecal pellets m ixed w ith plant remains, parallel nicols. Profile 14, Aq horizon
I?ys. 2. S u b s t a n c j a o r g a n i c z n a t y p u h u m i s k e l o r a z h u m i c o l , n i k o l e r ó w n o l e g ł e . Profil 1, p o z i o m A Q
84 j . Weber
Rys. 3. Układ składników glebow ych typu enaulo-gefuric, struktura plazm y insepic. Profil 7, poziom А г
a — nikole rów noległe, b — nikole skrzyżowane
Enaulo-gefuric c/f related distribution, insepic plasm ic fabric. Profile 7, A 1 horizon
Mikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 85
Fys. 4. Gładkościenna pora typu biogenicznego, liczne ziarna kwarcu, struktura plazmy silasepic. P rofil 6, poziom A l
a — nikole rów noległe, Ъ — nikole skrzyżow ane
Smooth biogenic void (channal), abundant quartz grains, silasepic plasm ic fabric. Profile б, А'г horizon
86 J. Weber
Rys. 5. Układ składników glebow ych typu enaulic, struktura plazmy silasepic. Profil 11, poziom Л г
a — nikole rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
Eunalic c/f related distribution, silasepic plasm ic fabric. Profile 11, A x horizon
Mikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 87
Rys. 6. Słabo zw ietrzały fragm ent serpentynitu obok drobnych ziarn kwarcu, nikole skrzyżowane. Profil 6, poziom A x
Weakly weathered serpentinite fragm ent beside of sm all quartz detritial grains, crossed nicols. P rofile 6, horizon
przestrzenie, lecz w y stę p u ją również gładkościenne kom ory i ko ry ta rze ty p u biogenicznego (rys. 4). Szkielet stanowią drobne, średnio obtoczo ne ziarna k w a rc u i a n ty g o ry tu o wielkości pyłu (rys. 4). W y stę p u ją ponadto okru chy serp e n ty n itu , k tórych ilość i wielkość w yraźn ie w z ra sta z głębokością (rys. 6). F r a g m e n ty s e rp e n ty n itu m ają zaokrąglone naroża oraz w y k azują bardzo zróżnicowany stopień zwietrzenia. Nie k tóre z nich pocięte są spękaniam i w ypełnionym i ciem noczerw onobru- n a tn ą (2,5YR 3/4) su bstancją żelazistą. W n iek tórych glebach b r u n a t nych właściwych spotyka się guzki ty p u nodule o barw ie żółtawoczer- wenej (5YR 5/6) do c z erw onobrunatnej (2,5YR 5/4). Część z nich m a jednolitą budowę, a część zawiera drobne ziarna kw arcu. Nie w y k a z u ją one cech neoformacji, a b ud u jąc y je m ate ria ł jest podobny do m a
teriału wietrzeniow ych otoczek w y stę p u ią c y h w poziomach (B )/C R .
Poziomy A x gleb b r u n a tn y c h w y ługow anych odznaczają się nieco
m niejszym udziałem plazm y (rys. 5), która ponadto w yk azu je b a r dziej jask ra w e zabarwienie. Poza ty m gleby te odróżniają się od gleb b r u n a tn y c h właściwych większym udziałem m ikrokoprolitów, k tó re n ie kiedy osiągają znaczne wielkości (rys. 7).
Nieco inne właściwości w y k azu je m ateriał glebowy w poziomach
A p ( B ) gleb ornych. Plazm a tw orzy tu ta j znacznie mniej porow atą m a sę, w której tkw ią duże, o wielkości do 10 mm, o k ruchy s e rp e n ty n itu
88 J. Weber
R y s . 7. D u ż e m i k r o k o p r o l i t y w y s t ę p u j ą c e w glebie b r u n a t n e j w y ł u g o w a n e j leśnej, n i k o l e r ó w n o l e g ł e . Profil 1, p o z i o m А г
a — nikole rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
L a r g e fecal pellets o c c u r i n g in l e a c h e d b r o w n forest soil, parallel nicols. P r o file 1, h o r i z o n
a — p a ra lle l nicols, b — crossed nicols
oraz drobne ziarna k w arcu (rys. 8). We wszystkich przyp adkach ele
m en ty te tworzą układ porfirow y — porphyric według S t o o p s a
i J o n g e r i u s a [14], p o rphyroskelic według B r e w e r a [4]. Plazm a posiada barw ę jasn obru natn oszarą (10 YR 6/2) oraz s tr u k t u r ę silasepic. Wolne przestrzenie tworzą gładkościenne komory, szczeliny i k orytarze, w k tó ry c h często w y stę p u ją silnie rozłożone szczątki roślinne (humicol oraz mullicol).
We wszystkich poziomach b ru natn ien ia, jak również w poziomach przejściowych do skały m acierzystej ciaśniej ułożone gruzełki glebowe wym ieszane ze szkieletem tworzą na ogół układ ty p u gefuro-porph yric według S t o o p s a i J o n g e r i u s a [14] oraz porphyroskelic-agglo- m eroplasm ic według B r e w e r a [4] (rys. 9). M ikrokoprolity licznie w ystęp ujące w poziomach a k u m u la cy jn y c h są tu nieobecne. S ubstan cja organiczna w przew ażającej mierze w y stę p u je w formie kom pleksów z koloidami m in e raln y m i (mullicol), jed n ak w m ałych ilościach spotkać można również średnio i słabo rozłożone szczątki roślinne (humicol). Szkielet stanow ią liczne okru ch y serp e n ty n ito w e oraz kwarc, którego ilość zmniejsza się w m iarę w zrostu głębokości. Odłam ki skały s e r pentyn itow ej w y kazują zróżnicowany stopień zwietrzenia, najczęściej są one mniej zmienione niż w wyższych poziomach.
Mikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 89
R y s . 8. Szkielet z ł o ż o n y g ł ó w n i e z z iarn k w a r c u , s t r u k t u r a p l a z m y silasepic. Profil 4, p o z i o m A P(B)
a — nikole rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
S k e l e t o n consisting of q u a t r z detritial g r a i n s m a i n l y , silasepic p l a s m i c fabric. Profile 4, Ap(B) h o r i z o n
90 J. Weber
R y s . 9. U k ł a d s k ł a d n i k ó w g l e b o w y c h t y p u g e f u r o - p o r p h y r i c , d u ż y f r a g m e n t nie- z w i e t r z a ł e g o s p e r p e n t y n i t u o r a z m a ł a ilość z i a r n k w a r c u . S t r u k t u r a p l a z m y t y p u
silasepic. Profil 13, p o z i o m (B) a — n ikole rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
G e f u r o - p o r p h y r i c c/f related distribution large f r a g m e n t of u n w e a t h e r e d s e r p e n - tinite a n d s m a l l a m o u n t of q u a r t z grains. Silasepic p l a s m i c fabric. Profile 13,
i (B) h o r i z o n
Mikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 91
R y s . 10. G ł a d k o ś c i e n n y p o r t y p u b i o g e n i c z n e g o , s t r u k t u r a p l a z m y m o s e p i c . P r o fil 14, p o z i o m (B)
a — nikole rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
S m o o t h b i o g e n i c v o i d (channal), m o s e p i c p l a s m i c fabric; Profile 14, (B) h o r i z o n a — p a ra lle l nicols, b — crossed nicols
92 J. Weber
W plaźm ie o struk tu rze silasepic (rys. 9) przechodzącej w m osepic (rys. 10) zw iększa się udział zw iązków żelaza. W pływ a to na zm ianę jej barw y, która najczęściej zbliżona jest do żółtaw obrun atn ej (10YR 5/4). W śród w o ln y ch p rzestrzen i, k tórych udział w porów naniu z poziom am i próch n iczn ym i jest m n iejszy, w ystęp u ją gładk ościenn e pory b iogeniczn e (rys. 10) oraz pory m ięd zy- i w ew n ątrzgru zełk o w e.
O dm iennym i w łaściw ościam i m ikrom orfologiczn ym i odróżniają się poziom y brunatnienia gleb ob jętych procesam i odgórnego oglejenia. W y stęp u je tu p orow aty m ateriał g leb o w y o układzie zb liżon ym do p orfi row ego, w k tórym tkw ią ziarna szk ieleto w e i n ieliczn e szczątki organicz ne — porphyroskelic i m iejscam i in tertex tic w ed łu g B r e w e r a [4], gefuric i porphyric w ed łu g S t o o p s a i J o n g e r i u s a [14]. W w y ż szych partiach tych poziom ów czasam i w y stęp u ją n ieregu larn e g ru zeł- ki o lekko zaokrąglonych kraw ędziach i zróżnicow anej w ielk ości, które są ciasno ułożone i w ym ieszan e z dużym i okrucham i serp en tyn itow ym i.
Plazm a ma barwę oliw kow obrun atn ą (2,5Y 4/4) do oliw kow ej (5Y 5/3) oraz w yk azu je struk tu rę silasepic. W olne p rzestrzen ie stan ow ią szczelin y, szorstko- i gładk ościenn e kom ory oraz k orytarze. Cechą ch a rak terystyczn ą tych poziom ów je st w ystęp ow an ie liczn ych , n ieprzezro cz y sty ch w ytrąceń żelazistych w form ie guzków (rys. 11). O siągają one w ielk ość do 3 mm , a ich barwa różnicuje się od żółtaw oczerw on ej (5YR 5/8) do czarnej (5YR 2,5/1). Mają k ształt ow aln y, ostro zarysow ane k ontury oraz w yk azu ją n iejed n olitą budow ę w ew nętrzną. O pisane n eo- form acje żelaziste osiągają n ajw ięk sze rozm iary oraz są n ajliczn iejsze w p rofilu 5.
W w ięk szości gleb b runatnych w ła ściw y ch bezpośrednio nad sp ęk a ną skałą m acierzystą w y stę p u je poziom (B)/CR o sp ecyficzn y ch w ła ś ciw ościach m ik rom orfologiczn ych . M ateriał g leb o w y tych poziom ów składa się z dużych ziarn szk ieleto w y ch w ielk o ści do 30 mm, które są p ow leczone żelazistym i, a m iejscam i ila sto -żela zisty m i otoczkam i o bar w ie czerw onaw ożółtej (7,5YR 6/8) do czerw onobrunatnej (5YR 5/4) (rys. 12). W poziom ie tym w y stę p u je układ sk ładników g leb ow ych cha rak tery sty czn y ch dla typu chitonic [14]. S zk ie let stan ow ią w y łą czn ie słabo zw ietrzałe fr agm en ty serp en tyn itu . M ateriał tw orzący otoczki cza sam i w yp ełn ia rów nież szczelin y m ięd zy okrucham i, a sporadycznie tw o rzy drobne, ostrokraw ęd ziste gruzełki.
W ystęp u jące otoczki są m iejscam i przerw ane oraz m ają zróżnicow a ną grubość. U bogie w w odę tlen k i żelaza, budujące te form y w yk azu ją bardzo słab y pleochroizm , a przy sk rzyżow an ych nikolach ich barw y in terferen cy jn e m askow ane są przez żółtaw oczerw on e zabarw ienie plaz m y. M iejscam i otoczki są w yraźn ie odgraniczone od okruchów , do k tó rych p rzylegają, a m iejscam i w y stęp u ją łagodne przejścia do n ie zm ie nionego serp en tyn itu . N ie mają uporządkow anej b udow y w ew n ętrzn ej, tak ch arak terystyczn ej dla otoczek ilu w ia ln ych . Na podstaw ie w y s tę
-M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 93
Rys. 11. Nieregularna, ostro odgraniczona neoform acja półtoratlenkow o-żelazista w form ie guzka. Plazm a o strukturze silasepic. Profil 5, poziom (B)g
a— nik o le rów noległe, b — nikole skrzyżow ane
Irregular, sharp ferri-sesquioxidic nodule. Silasepic plasm ic fabric. Profile 5,
(B)g horizon
04 j. Weber
R y s . 12. F r a g m e n t y s e r p e n t y n i t o w e p o w l e c z o n e ilasto-żelazistymi o t o c z k a m i w i e t r z e n i o w y m i . Profil 13, p o z i o m (B) j Cl l
S e r p e n t i n i t e f r a g m e n t s c o v e r e d b y argille-ferrans (cutans) of w e a t h e r i n g origin. Profile 13, ( B) / CR h o r i z o n
M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów
p ujących cech m ożna w n ioskow ać, że otoczki te m ają charakter w ie trzen iow y oraz u tw o rzy ły się w w arunkach odm iennego n iż obecnie, bardziej gorącego klim atu.
PODSUMOWANIE I DYSKUSJA WYNIKÓW
Z różnicow anie m ikrom orfologiczne badanych gleb serp en ty n ito w y ch św iad czy o zm ienn ości procesów gleb o w y ch zachodzących w poszczegól n ych profilach. S zczególn ie w yraźn ie zaznaczyły się nakładające się na proces brunatnienia p rocesy odgórnego oglejenia oraz n iektóre p rocesy g leb otw órcze zachodzące w p rzeszłości.
P rocesy w ym yw a n ia, znajdujące sw oje od zw iercied len ie w e w ła ści w ościach ch em iczn ych gleb b ru natnych w y łu g ow an y ch , są słabo za aw an sow an e, gd yż nie zaznaczały się w yraźn ie w m ik rom orfologii tych gleb. O dróżniają się one od gleb brunatnych w ła ściw y ch jed y n ie nieco m n iejszy m u działem plazm y oraz nieco bardziej ja sk raw y m jej zabar w ien iem w poziom ach ak u m u lacyjn ych . P ro cesy te nie doprow adziły jednak jeszcze do w y tw orzen ia ila sty ch otoczek ilu w ia ln y ch , ch arak te r y sty czn y ch dla procesów p rzem yw an ia [1, 5, 6, 10, 11].
L icznie w y stęp u ją ce n o w otw ory żelaziste w form ie guzków p otw ier dzają okresow e w y stęp o w a n ie w arun k ów anaerobow ych w p rofilach ob ję ty ch procesam i odgórnego oglejenia. S tosu nk ow o duża zaw artość że laza w serp en tyn itow ej sk ale m acierzystej m oże p rzyczyn ić się do szy b szego i ła tw iejszeg o tw orzen ia się k onk recji żela zisty ch , k tórych ilość i rozm iary, w ed łu g Z a s o ń s k i e g o [16], zw iększają się w raz z n a silen iem procesów p seu d oglejo w ych . Na tej podstaw ie m ożna stw ierd zić,
г г in ten sy w n o ść ty ch procesów w p oszczególn ych profilach je st zróż
n icow ana, a najbardziej zaaw ansow an e są one w profilu 5. G leb y ob ję ta procesam i p seu d oglejow ym i odznaczają się w y stęp o w a n iem poziom ów g en ety czn y ch o budow ie zbliżonej do p orfirow ej, co sprzyja p ow sta w aniu w arun k ów b eztlen ow ych . Plazm a w ystęp u ją ca w ty ch poziom ach o iznacza się ponadto barwą szarą i oliw kow ą, co wredług F i t z P a- t r i c k a [7] pow odow ane je st obecnością żelaza dw u w artościow ego i j<3st typ ow e dla poziom ów czasow o lub sta le n asycon ych wodą.
W w ięk szości gleb brunatnych w ła ściw y ch w y stęp u ją relik tow e po ziom y o sp ecyficzn ych w łaściw ościach m ik rom orfologiczn ych . Zbudo w ane są one z odłam ków ser p en ty n ito w y ch p ow leczon y ch otoczkam i w ietrzen io w y m i. N iety p o w y charakter m ateriału tw orzącego otoczki, składającego się g łów n ie z ubogich w w odę tlen k ów żelaza, w yk lucza tw orzen ie się tych form w w arunkach k lim atu obecnie panującego w P olsce. F i t z P a t r i c k [7] opisuje otoczki o podobnych cechach ja ko ty p o w e dla poziom ów , w k tórych g w ałtow n ie zachodzą p rocesy w ie trzenia. K r a u z e [12] p rzedstaw ia n atom iast w ła ściw o ści m ikrom
or-96 J. Weber
fologiczn e m ateriału gleb ow ego o podobnym ch arak terze plazm y, w y stępu jącego w terra fusca w yk ształcon ej z serp en tyn itu w G recji.
P ow szech n ie p rzyjm u je się, że złoża rud n ik lu zw iązane z m a sy w am i ser p en ty n ito w y m i Szklar, B raszow ic i G ogołow a p ow sta ły w w y niku sk oncen trow an ia tego składnika wr w arunkach la tery to w eg o w ie trzenia w trzeciorzędzie. Na tej p odstaw ie m ożna przypuszczać, że w spom niane otoczki w ietrzen iow e są relik tow ym i form am i trzeciorzę d ow ych procesów la tery to w y ch . W spom niane procesy m ogły doprow a dzić do w ytw orzen ia głębokiej zw ietrzelin y , bogatej w słabo u w od nione zw iązki żelaza. W skutek zachodzących zm ian k lim a ty czn y ch pro cesy lateryzacji u le g ły zaham ow aniu. P o k ry w y la ter y to w e m o gły być częściow o zerodow ane, a n astęp n ie p rzyk ryte u tw oram i lo d o w cow ym i i lessow7ym i. Po u stąp ien iu lodowTca m ogło dojść do usun ięcia nadkładu i odsłonięcia starych profilów gleb ow ych , które w dalszej k olejn ości m ogły być przekształcon e w w arunkach k lim atu u m iarkow anego.
W celu w yelim in ow an ia m ateriału d elu w ia ln ego w szy stk ie badane p rofile lok alizow an e b y ły w w yżej p ołożnych partiach teren u . W zw iąz ku z ty m n ależy liczy ć się z m ożliw ością w ystęp ow a n ia lep iej w y k sz ta ł con ych re lik to w y ch poziom ów la ter y to w y c h w obniżeniach teren o w y ch . O dłam ki serp en ty n ito w e, dookoła k tórych w y stęp u ją otoczki, nie w yk azu ją oznak zb yt zaaw ansow an ego procesu w ietrzen ia. M ożna p rzy puszczać, iż otoczki te oddziałują ochronnie na odłam ki sk aln e, izo lując je przed d estru k cyjn ym w p ły w em czynn ików w ietrzen iow ych . Na taką m ożliw ość zw raca uwTagę S e q u e i r a [13]. P od aje on, że tem po w ietrzen ia serp en ty n itó w zależy głó w n ie od przepuszczalności g leb y, g d yż im w ięk sza p rzepuszczalność m ateriału g leb ow ego, tym łatw iej i szybciej w ietrzeje skała m acierzysta.
Analizowrane gleb y, zw łaszcza g leb y brunatne w yłu g o w a n e będące gleb am i leśn ym i, odznaczają się w y stęp o w a n iem w w ierzch n ich p ozio m ach dużej ilości m ik rok oprolitów oraz znaczną porow atością m ateriału gleb ow ego. Tego typ u budowa m ikrom orfologiczna św iad czy w ed łu g K o w a l i ń s k i e g o [8] o w ysok iej ak tyw n ości biologicznej g leb y. R ów n ież w y stęp o w a n ie stru k tu ry p lazm y , typu silasep ic m oże w iązać się w ed łu g B r e w e r a [4j z działalnością fau n y g leb o w ej, która za pobiega tw orzen iu się struktur o w zajem n ie zorien tow an ych m ik ro- agregatach ilastych . Brak w yraźnej ew id en cji w ysok iej ak tyw n ości bio logicznej w gleb ach ornych praw dopodobnie n a leży w7iązać z zab u rze n iem naturalnej stru k tu ry, sp ow odow anym zabiegam i agrotech n iczn ym i. O kruchy sk aln e, liczn ie w ystęp u ją ce w badanych glebach, mają na ogół zaokrąglone naroża, nie w yk azu ją jednak cech m ateriału p rze transportow anego. В i s d o m [3] zw7raca u w agę na fak t, że ze w zględ u na n a jin ten sy w n ie jsze oddziaływ an ie procesów w ietrzen io w y ch na n a roża odłam ków , ok ru ch y te p rzyjm u ją zaokrąglone k ształty . Za tą in terp retacją przem aw ia w y stęp o w a n ie w yraźn ych oznak w ietrzenia c h e
M ikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 97
m icznego w pobliżu kraw ędzi odłam ków serp en ty n ito w y ch . W e w s z y stk ich p rofilach udział i w ielk ość frag m en tów serp en ty n itow ej sk ały m acierzystej w zrasta w yraźn ie z głębokością, co św iad czy, iż g leb y te w y k szta łc iły się z m ateriału w ietrzeją cego in situ.
W szystk ie badane gleb y , a zw łaszcza ich w ierzch n ie poziom y m ają jednakże znaczną dom ieszkę obcego m ateriału. Są to g łó w n ie obtoczo ne drobne ziarna kw arcu oraz w p rofilu 15 odłam ki sk a ły w ęg la n o w ej. Biorąc pod uw agę b liskość w ystęp ow an ia utw orów lesso w y c h w y d a je się n ieun ik nion a obecność w badanych gleb ach dom ieszek lessop odob - n ych. W ystęp u jące n atom iast odłam ki sk ały w ęglan ow ej w p rofilu 15 m ogą pochodzić z w ap ien i w y stęp u ją cy ch w Górach B ardzkich, na przed polu k tórych zlok alizow an y je st ten profil. Z p ow yższego w y n ik a , iż w badanych p rofilach m ateriał g leb o w y nie p ow stał w y łą czn ie w w y n ik u ak u m u lacji produktów w ietrzen ia serp en tyn itu , co m oże częściow o za cierać w p ły w serp en tyn itow ej sk a ły m acierzystej na w łaściw ości w y tw orzonej z niej gleb y.
WNIOSKI
Na p odstaw ie p rzeprow adzonych badań w y su n ięto n astęp u jące w n ioski.
1. Z różnicow anie typ ologiczn e gleb bru natnych w y tw o rzo n y ch z ser p en ty n itó w D oln ego Śląska znajduje częściow e p otw ierd zen ie w e w ła ś ciw ościach m ik rom orfologiczn ych . G leby b runatne w y łu g o w a n e nie w y kazują ślad ów przem ieszczania koloid ów g leb ow ych , co św iad czy o m a ły m zaaw ansow aniu p rocesów przem yw an ia zachodzących w ty ch g le bach.
2. O becność dobrze w yk szta łco n y ch k onk recji żela zistych w n iek tó rych gleb ach ser p e n ty n ito w y c h ob jętych procesam i p seu d o glejo w y m i, jak rów nież szara i oliw kow a barwa plazm y, w sk azu ją na stosu nk ow o znaczne zaaw ansow an ie ty ch procesów .
3. W ystęp u jące w gleb ach b ru natnych w ła ściw y ch relik to w e poziom y la tery za cji św iadczą o odm iennej ew olu cji gleb serp en ty n ito w y ch , za chodzącej w w arunkach k lim atu trzeciorzędow ego.
4. G leb y w ytw orzon e z serp en ty n itó w D olnego Śląska nie są gleb am i serp en ty n ito w y m i w p ełn ym tego słow a zn aczen iu ,gdyż w y tw o r z y ły się z w ietrzejącego in situ m ateriału p rzy obecności pew nej d om ieszki m a teriału lessopodobnego o charakterze allogen iczn ym , k tóry m od yfik ow ał częściow o w p ły w serp en tyn itow ej sk ały m acierzystej na w ła ściw ości g leb y.
9 8 J. Weber
LITERATURA
[1] A r i m u r a S., K a n n o I.: G enesis and characteristics of brown forest' soils derived from serpentine in Kyushu. Japan. Part. 4. Micromorphological features. Soil Sei. Plant Nutr. 11, 1965, 6, 11-20.
[2] B a r r a t t В. C.: A revised classification and nom enclature of m icroscopic soil m aterials w ith particular reference to organic components. Geoderma 2, 1969, 4, 251-271.
[3] B i s d o m E. B. A.: M icromorphology of a w eathering granite near the Ria de Arosa (NW Spain). Leidse Geol. M ededelingen, 7, 1967, 33-67.
[4] B r e w e r R.: Fabric and m ineral analysis of soils. N ew Y ork-L ondon-Sydney 1964.
[5] B r e w e r R.: Base interpretation of date of m icromorphological in v esti gations of soils. Geoderma 8, 1972, 2/3, 81-94.
[6] F i t z P a t r i c k E. A.: Pedology, a system atic approach to soil science. Edinburgh 1971.
[7] F i t z P a t r i c k E. A.: The preparation and interpretation of thin sections of soils. Dept, of Soil Science, U niversity of Aberdeen, 1973.
[8] K o w a l i ń s k i S.: Interdependence betw een m icromorphological and che m ical properties in some zonal soils of the Karkonosze mountains (Poland). Geoderma 2, 1969/70, 2, 89-115.
[9] K o w a l i ń s k i S., B o g d a A.: Przydatność polskich żyw ic syntetycznych do sporządzania m ikroskopow ych szlifów gleb. Rocz. glebozn. 16, 1966, 2, 327-336.
110] K o w a l i ń s k i S., P o n s L. J., S l a g e r S.: M icromorphological com pa rison of tree soils derived from loess in different clim atic regions. Geoderma 7, 1972, 3/4, 141-158.
111] K u b i e n a W. L.: The soils of Europe. Thomas Murby, London 1953. [12] K r a u z e W.: A contribution to the know ledge of the flora and vegetation
of serpentine habits in the Balkans. M icropreparates of serpentine soils from Greece. Ztsch. Pflanzenernähr. Düng. 99, 1962, 97-107.
[13] S e q u e i r a E. M.: T oxity and m ovem ent of heavy m etals in serpentine soils (north-eastern Portugal). Agr. Lusitana 30, 1968, 115-154.
[14] S t o o p s G., J o n g e r i u s A.: Proposal for a m icrom orphological clas sification of soil m aterials. I. A. classification of the related distributions of fine and coarse particles. Geoderma 13, 1975, 189-199.
i l 5] W e b e r J.: geneza i w łaściw ości gleb w ytw orzonych z serpentynitów D ol nego Śląska. Część I. Charakterystyka skały m acierzystej. Rocz. glebozn. 31, 1979, 1, 143-161.
[16] Z a s o ń s k i S.: M ikrom orfologiczno-chem iczna charakterystyka procesu odgórnego oglejenia na utworach pyłowych. Rocz. glebozn. 26, 1975, 3, 154-161.
E. В Е Б Е Р ГЕНЕЗИС И СВОЙСТВА ПОЧВ ОБРАЗОВАННЫ Х И З СЕРПЕНТИНИТОВ НИЖ НЕЙ СИЛЕЗИИ Часть 2-я. Микроморфологические свойства Отделение почвоведения Института агрохимии почвоведения и микробиологии, Сельскохозяйственная академия во Вроцлаве
Mikromorfologia gleb w ytw orzonych z serpentynitów 99 Р е з ю м е В статье сделана попытка показать типологические изменения бурых почв образованных из серпентинитов Нижней Силезии, базируясь на определённой группе микроморфологических свойств. Проведённые исследования обнаружили некоторую микроморфологическую дифференциацию, свидетельствующую о изменчивости почвенных процессов, протекающих в отдельных профилях. Особенно отчетливо проявились псевдо_ глеевые процессы накладывающиеся на процесс бурения, которые привели к формированию ж елезисты х конкреций. Одинаково ясно проявились в некото рых проф илях почвообразовательные процессы, имевшие место в прошлом. В большей части бурых типичных почв непосредственно над горной материнской породой выступают оболочки вывертивания, в основном состоящие из бедных водой окисей ж елеза. Это реликтовые латеритные горизонты свидетельствуют о ином ходе эволюции изучаемых почв, протекавших в условиях третичного климата. Дифференциация типичных и выщелоченных бурых почв относительно н е велика. Изучаемые почвы не обнаруживают следов дислокации почвенных кол лоидов, что говорит в пользу малой интенсивности процесса выщелачивания. А к кумуляционные горизонты бурых выщелоченных почв отличаются лишь не сколько меньшим участием плазмы, которая имеет чуть более яркую окрасу. Все анализированные почвы отличаются высокой биологической активно стью и высоким содержанием серпентинитовых обломков, количество и размеры которых увеличиваются с глубиной. Почвы образовавшиеся из серпентинитов Нижней Силезии не является серпентинитовыми в полном значении этого слова. Они формировались из вывертивающегося in situ материал при наличии неко торой прибавки лессовидного субстрата аллогенной природы, который частично модифицировал влияние серпептинитовой материнской породы на свойства почвы. J. WEBER
GENESIS AND PROPERTIES OF SOIL DERIVED FROM SERPENTINITES IN LOWER SILESIA
PART II. MICROMORPHOLOGICAL FEATURES
Department of Soil Science of the Institute of Agricultural Chemistry, Soil Science and M icrobiology, Agricultural University of Wrocław
S u m m a r y
An attempt of proving typological changes of brown soils developed from Lower Silesia serpentinites on the basis of a definite com plex of micromorpho- logical features is undertaken in the work.
The respective investigations have proved some m icromorphological d iffe- rentation, bearing evidence of variability of soil processes occurring in particular profiles. That were the pseudogley processes overlapping the browning process, w hich were marked particularly clearly. These processes resulted in the for m ation of ferrugineous concretions. Also clearly were marked soil-form ing pro cesses occurring in the past. In most proper brown soils close above the solid
1Û0 J. Weber
parent rock, w eathered cutans occur, built m ainly from water-poor iron oxides. They are relic laterite horizons, bearing evidence of a different evolution of the soils under study, occurring under conditions of the Tertiary clim ate.
The differentiation of proper and leached brown soils is relatively little. The soils exam ined do not prove any traces of translocation of soil colloids, what bears evidence of a slow advance of the leaching process. Accum ulation hori zons of leached brown soils differ only w ith a som ewhat less percentage of plasma, w hich is of a more intensive colour.
A ll the soils analyzed are distinguished by an intensive biological activity and by a high amount of serpentinite fragm ents, the number and size of w hich increase along w ith the depth. H ow ever, soils developed from Lower Silesia serpentinites are not serpentinite soils in the fu ll sense of the word. They had been developed from the m aterial w eathering in situ at presence of a loess-lik e m aterial of allogenic character, w hich partly m odified the effect of the serpen tinite parent rock on soil properties.
D r Jer z y W e b er
I n s t y t u t Chemii Rolniczej,
G lebozn aw st w a i Mikrobiologii A R Wrocław, ul. G r u n w a ld z ka 53
