ГлавнаяГлинистые осадки субаэрального происхождения (эоловые), накапливаясь на поверхности суши, прежде всего подвергаются воздействию почвообразовательных процессов, которые преобразуют их в глинистые породы (лёссы) и наделяют характерными особенностями состава, состояния и свойств. Аналогичным преобразованиям подвергаются также н другие континентальные отложения, например делювиальные, пролювиальные и отчасти аллювиальные (пойменный аллювий). Из них также формируются глинистые породы, похожие на лёссы, называемые поэтому обычно лёссовидными.
Почвообразовательные процессы с геологической точки зрения можно рассматривать как процессы диагенетические, а почву, подобно илу, накапливающемуся на дне водоемов, как первую стадию изменений субаэральных осадков при литификации. В.И. Вернадский еще в 1904 г. указывал на некоторое сходство илов, слагающих дно океанов, с почвами, покрывающими сушу, потому что как те, так и другие «мало могут быть названы горными породами». «Почвы и морская грязь (илы,— В.Л.) покрывают весь Земной шар, все горные породы, но в отличие от последних, как и в их распространении, так и в их составе резко сказываются географические факторы Земного шара».
Естественно, что почвообразовательные процессы имеют диагенетическое значение только при нормальном развитии осадконакопления, при прогрессивном развитии литификации. При преобладании денудации над аккумуляцией осадков, т. е. при регрессивном развитии литификации, почвообразовательные процессы активно участвуют в формировании коры выветривания. Таким образом, они могут иметь двойственное значение в формировании свойств глинистых пород: одно при литификации осадков, другое при выветривании горных пород.
Следовательно, при образовании субаэральных осадочных пород диагенетические процессы суть процессы почвообразовательные. Почвы как среда, в которой протекает диагенез, отличаются интенсивным развитием биогенных и физико-химических процессов, высоким содержанием перегнойного вещества, органических коллоидов, повышенной минерализацией почвенных вод. Они постоянно находятся под влиянием суточных, сезонных и многолетних изменений физико-географических, климатических условий, регулирующих интенсивность диагеиетических процессов (рис. IV-9).Изменения состава глинистых осадков субаэрального происхождения при диагенезе проявляются прежде всего в степени их дисперсности. Атмосферная пыль, попадая на поверхность суши, сравнительно быстро вовлекается в сферу воздействия как экзогенных, в том числе морозных, так и биогенных процессов при почвообразовании. В результате этого в свежеотложившемся осадке получают развитие противоположно направленные процессы — раздробление частиц н образование микро- и макроагрегатов. Последнему способствует уплотнение осадка под влиянием давления фильтрационных потоков воды, поступающей в почву из атмосферы, давления, возникающего от усадки почвы при испарении влаги, давления, оказываемого корнями растений н микроорганизмами, пронизывающими почву. Образование агрегатов происходит в результате коагуляции коллоидов при замерзании и высыхании почвы, а также в результате склеивания минеральных частиц почвенными коллоидами, перегноем и другими органическими и минеральными соединениями. Возникновению агрегатов могут способствовать и другие факторы, например, некоторые первичные минералы (полевые шпаты, слюды, амфиболы и др.) при почвообразовательных процессах оказываются неустойчивыми и разлагаются. В результате этого в почве увеличивается содержание вещества в тонкодисперсном коллоидном состоянии, которое и усиливает процессы образования агрегатов, т. е. процессы интеграции частиц.
Микро- и макроагрегаты изменяют дисперсность осадков, их гидрофизические свойства. Такие изменения наиболее заметны в самых верхних горизонтах почвенного покрова. С глубиной часть агрегатов, менее устойчивых и прочных, под воздействием влаги разрушается и дисперсность отложений вновь частично увеличивается. Все это в совокупности и приводит к вызреванию их гранулометрического состава.
При почвообразовательных процессах под влиянием организмов и почвенных растворов некоторым изменениям подвергается и минеральный состав осадков. Происходящие при этом процессы отличаются сложностью и разнообразием. С изменением минерального состава осадков изменяются и их свойства. С этой точки зрения важно прежде всего выяснить, какие парагенетические группы глинистых минералов могут возникать и сохраняться в рассматриваемых почвах, в своеобразных условиях зоны диагенеза.
В составе субаэральных осадков, поступающих на поверхность суши, могут встречаться различные глинистые минералы, но физико-химические условия в почвах степной зоны благоприятны для сохранения и развития минералов из группы монтмориллонита и гидрослюд, что подтверждается многочисленными исследованиями. Окислы, образующиеся в результате разложения растительных остатков и разрушения некоторых минералов, могут вступать во взаимодействие друг с другом, в результате чего возникают минералы, более устойчивые в данных физико-химических условиях среды, например, из глинистых — минералы группы монтмориллонита и гидрослюд. Эти минералы наряду с перегноем и определяют основные свойства черноземных и сероземных почв, в том числе высокую емкость поглощения.
В почвах степной зоны создаются благоприятные условия для образования карбонатов. Эти почвы постоянно обогащаются значительным количеством углекислоты, выделяющейся при распаде органических остатков, а также в процессе жизни населяющих почву организмов. В результате взаимодействия углекислоты с основаниями, освобождающимися при разложении органических остатков и некоторых минералов, происходит образование солей угольной кислоты. Они выделяются в различной форме, особенно разнообразны отложения углекислого кальция. Они равномерно пронизывают (цементируют) почву, не обнаруживая заметных скоплений, или образуют налеты, натеки, пятна, разнообразной формы стяжения. Обогащение почвы карбонатами обусловливает насыщенность ими почвенных растворов, а поглощающего комплекса кальцием и магнием. Это ослабляет проявление глинистых свойств у почвы, способствует образованию агрегатов, упрочнению структурных связей. При почвообразовательных процессах происходят и другие сложные и разнообразные изменения минерального состава глинистых осадков, однако их значение в формировании свойств глинистых отложений пока недостаточно изучено.
В вещественном составе почвенного покрова зоны степей высоко содержание органического вещества, особенно в самой верхней его части, что обусловливает интенсивность биогенных и геохимических процессов. В ходе этих процессов происходит разложение органического вещества, и поэтому с глубиной его содержание постепенно уменьшается, часто до долей процента на глубине 1,0—1,5 м. С уменьшением органического вещества заметно изменяются и свойства почвенных отложений.Из приведенного видно, что в зоне диагенеза осадков субаэрального происхождения наблюдаются явления, сходные с явлениями, происходящими в осадках субаквальных.
Особенности состава почвенного слоя субаэральных осадков обусловливают большую их влагоемкость, липкость, пластичность, набухаемость и значительную деформируемость при увлажнении. С глубиной заметно увеличивается плотность почвенных отложений и уменьшается их пористость (рис. IV-10). В самых верхних горизонтах, где сосредоточена основная масса корней растений, пористость достигает 50—60 % и характеризует значительную рыхлость отложений. В нижних горизонтах она заметно уменьшается с уменьшением количества корней растений (рис. IV-11). После их отмирания и разложения в почвенном слое и подстилающих его породах остаются пустоты — канальцы, пронизывающие их главным образом в вертикальном направлении. По этим канальцам — макропорам — облегчается инфильтрация почвенных растворов, при испарении которых на стенках макропор образуются натеки, налеты, а часто макропоры оказываются полностью выполненными теми или иными соединениями, среди которых обычно преобладают карбонаты. Так возникает макропористость в субаэральных и некоторых других континентальных отложениях, являющаяся основным диагностическим признаком лёссов и лёссовидных пород. При увеличении плотности отложений с глубиной возрастает и прочность структурных связей.
В результате диагенетических изменений субаэральные осадки превращаются в глинистые породы, обладающие определенными внешними признаками и своеобразными физико-механическими свойствами.