GENEZA I WŁAŚCIWOŚCI GLEB WYTWORZONYCH Z SERPENTYNITÓW DOLNEGO ŚLĄ SK A

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXI, Nr 2, WARSZAWA 1980 JERZY WEBER GENEZA I WŁAŚCIWOŚCI GLEB WYTWORZONYCH Z SERPENTYNITÓW DOLNEGO ŚLĄ SK A CZĘŚĆ II. WŁAŚCIWOŚCI MIKROMORFOLOGICZNE Zakład Gleboznawstwa Instytutu Chemii Rolniczej, Gleboznawstwa i Mikrobiologii AR we Wrocławiu P rocesy glebotw órcze determ inujące kierunki rozwoju gleb y zaznaczają się w mniej lub bardziej trw ały sposób w m ikrom orfologii poszczególnych poziomów genetycznych. Niezm iernie istotny jest fakt, iż w budowie m ikrom orfologicznej pozostaw iają sw oje piętno nie tylko obecnie zachodzące, lecz rów nież m inione procesy glebow e i glebotwórcze. Stw arza to dodatkowe m ożliw ości w yjaśnienia gen ezy gleb y oraz prześledzenia jej ewolucji. Z tych względów do poznania w łaściwości m i- krom orfologicznych przyw iązuje się coraz w iększą uwagę [5, 6, 10, 16]. W polskiej literaturze gleboznaw czej w zasadzie nie spotyka się publikacji om awiających naturalne gleby serpentynitow e, a liczba pozycji zagranicznych zawierających charakterystykę mikromorfologiczną gleb tego rodzaju jest bardzo skrom na [1, 12]. Biorąc powyższe pod uwagę podjęto w niniejszym opracowaniu próbę wykazania zmian typologicznych gleb wytw orzonych z serpentynitów Dolnego Śląska, w oparciu o określony zespół właściwości mikromorfologicznych. OBIEKTY I METODYKA BADAŃ Badaniam i objęto 14 profilów glebow ych różnych kategorii u żytk o wych, których dokładną lokalizację zamieszczono przy charakterystyce skał m acierzystych badanych gleb [15]. Analizowane obiekty związane są z w ystąpieniam i serpentynitów W zgórz K iełczyńskich, Raduni, W innej Góry, Tomickich, Nasławickich, Oleszneńskich oraz okolic Szklar i Grochowej k. Ząbkowic Śląskich. Odkrywki glebowe lokalizowano tak, aby w m iejscach w ytyp ow an ych do badań znajdowało się jak najm niej

2 78 j. Webei* m ateriału deluwialnego, a badane gleby były w ytw orzone z materiału w ietrzejącego in situ. Warunki klim atyczne obszaru badań charakteryzują dane najbliżej położonych stacji m eteorologicznych, obliczone za lata Dane klim atyczne dla W rocławia, w yliczono za okres (tab. 1). Tabela 1 Charakterystyka klimatyczna rejonu, w którym występują gleby serpentynitowe. Climatic data of a few meteorological stations in the region of eerpentinite-derived soils occurence Stacja meteorologiczna Meteorological station ilość opadów percipitation mm Średnia roczna Mean annual temperatura temperature C Humery profilów położonych w pobliżu stacji Profile Nos located near the station Sobótka 552,0 8,6 1» 2, 4» 5# 6, 7, 8, 9, 10, 12 Ślęża 769,9 5,8 11 Przedborowa 6 0 8,2 - Srebrna Góra 7 3 7,5-13, 14, 15 Ząbkowice Śląskie 5 2 7,0 - Dobrogoszcz - 7,4 Wrocław 5 9 2,0 8,7 - W terenie opisano m orfologię profilów glebow ych oraz z każdego poziomu genetycznego pobrano próbki o nie naruszonej strukturze, w ielkości około 6X11 cm, które następnie im pregnowano żywicą polim al 109. Do badań m ikrom orfologicznych stosow ano szlify glebow e tradycyjnych rozmiarów wykonane metodą Kowalińskiegoi Bogdy [9] oraz zaimpregnowane, jednostronnie oszlifowane bloki o dużych rozmiarach, wykonane w edług m etody FitzPatricka [7]. W łaściwości m ikrom orfologiczne poszczególnych poziomów opisano w oparciu o term inologię podaną przez B r e w e r a f[4] i zm odyfikowaną przez В i s d o m a [3], przy czym stosunki zachodzące m iędzy głów nym i składnikami glebow ym i określono w edług koncepcji Barra tt [2] oraz Stoopsa i Jongeriusa [14]. Barwę plazmy oraz niektórych cech gleb ow ych określono przy m ałych pow iększeniach w św ietle przechodzącym, porównując ją z barwami odgórnie oświetlonej skali barw gleb M unsella. BUDOWA PROFILÓW GLEBOWYCH Charakterystyka m orfologiczna analizow anych gleb, których typ o logię ustalono w oparciu o w łaściwości makro- i m ikromorfologiczne, jak rów nież w oparciu o w łaściw ości fizykochem iczne, przedstawia się następująco.

3 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 79 Gleby brunatne właściwe Profil 14 Braszowice, 360 m n.p.m., słaby stok, las m ieszany Aa 0-2 cm typu moder, barwa czarna (5YR 2,5/1), po w yschnięciu (10YR 3/1), A cm glina ciężka pylasta, barwa czarna (5YR 2,5/1), po w ysch n ięciu (10YR 4/1), (B) cm żw ir gliniasty, barwa żółtaw oczerw ona (5YR 4/6), po w ysch n ięciu (10YR 6/4), (B)/CR cm rumosz skalny, barwa żółtawoczerwona (5YR 5/8), po w ysch n ięciu (7,5YR 5/4) С < 50 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 13 Szklary, 320 m n.p.m., słaby stok, gleba darniowa Ad 0-2 cm barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w yschnięciu (10YR 4/2), Аг 2-18 cm glina średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/3), (B) cm żwir glin iasty, barwa żółtoczerw ona (5YR 4/6), po w ysch n ięciu (10YR 5/4), (B)/CR cm rumosz skalny, barwa żółtoczerwona (5YR 4/6), po w ysch n ięciu (10YR 5/4), С < 4 0 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 6 Tomice, 210 m n.p.m., słaby stok, gleba darniowa Ad 0-3 cm barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2) po w yschnięciu (10YR 6/3), Ai 4-15 cm glina średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3), (B) cm żw ir gliniasty, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/4), (B)/CR cm rumosz szkalny, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/4), po w ysch n ięciu (10YR 4/4), С < 4 8 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 7 N asław ice, 200 m n.p.m., słaby stok, gleba darniowa Aa 0-3 cm barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w yschnięciu (10YR 5/2), Ai 3-13 cm żwir gliniasty, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/2), (B) cm żwir glin iasty, barwa brunatna (7,5YR 4/2), po po w ysch n ięciu (10YR 5/2), (B)/CR cm rumosz skalny, barwa brunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/3), С < 3 6 cm spękana skała serpentynitow a.

4 80 J. Weber Profil 2 Karolin, 250 m n.p.m., bardzo słaby stok, gleba orna Ap(B) 0-25 cm glina średnia pylasta, barwa brunatna (10YR 4/3), po w yschnięciu (10YR 6/4), (B)/CR cm rumosz skalny, barwa żółtawoczerwona (5YR 5/7), po w ysch n ięciu (7,5YR 5/5), С < 40 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 12 Trzebnik, 200 m n.p.m., bardzo słaby stok, gleba orna Ap(B) 0-27 cm glina średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3), (B)/C cm rumosz skalny, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w yschnięciu (10YR 6/3), С < 4 0 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 4 Jędrzejowice, 250 m n.p.m., słaby stok, gleba orna Ap(B) 0-30 cm glina średnia pylasta, barwa ciemnobrunatna (7,5YR 4/2), po w ysch n ięciu (10YR 6/3), (B)/C cm rum osz skalny, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 4/2), po w yschnięciu (10YR 6/3), С < 4 5 cm spękana skała serpentynitow a. Gleba brunatna właściwa, odgórnie oglejona Profil 15 Budzćw Kolonia, 360 m n.p.m., słaby stok, gleba darniowa Ad 0-3 cm barwa szarobrunatna (10YR 3/2), po w yschnięciu (10YR 4/2), Ax 3-20 cm glina średnia pylasta, barwa szarobrunatna (10YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 4/2), (B)g cm żwir gliniasty, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w yschnięciu (10YR 7/1), (B)g/C cm rumosz skalny, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w yschnięciu (10YR 7/1), С < 6 0 cm spękana skała serpetynitow a. Gleby brunatne wyługowane Profil 9 Tąpadła, 350 m n.p.m., położę nie grzbietowe, las m ieszany A0 0-4 cm typu moder, barwa żółtawobrunatna (10YR 6/4), po w yschnięciu (10YR 6/3), Ax 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 żwir gliniasty, barwa żółtawobrunatna (10YR 5/4), po w yschnięciu (10YR 7/3), С < 15 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 10 Góra Radunia, 570 m n.p.m., położenie grzbietowe, las m ieszany

5 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 81 A0 0-5 cm typu moder, barwa szarobrunatna (10YR 3/2) w stanie św ieżym i suchym, Ax 5-22 cm żwir gliniasty, barwa czarna (10YR 2,5/1), po w y schnięciu (10YR 4/1), (B) cm żwir gliniasty, barwa brunatna (10YR 4/3), po w y schnięciu (10YR 7/3), (B)/C cm rumosz skalny, barwa bladobrunatna (10YR 6/3), po w ysch n ięciu (10YR 7/3), С < 4 0 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 11 Sulistrow ice, 380 m n.p.m., słaby stok, las m ieszany A0 0-3 cm typu moder, barwa ciemnoszara (10YR 3/1), w stanie św ieżym i suchym, Ax 3-16 cm pył ilasty, barwa czarna (10YR 2,5/1), po w yschnięciu (10YR 5/1), (B) cm żwir gliniasty, barwa żółtawobrunatna (10YR 4/4), po w ysch n ięciu (10YR 6/3), (B)/C cm rumosz skalny, barwa żółtawobrunatna (10YR 5/4), po w ysch n ięciu (10YR 7/3), С < 4 5 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 1 Przem iłów, 310 m n.p.m., położenie grzbietowe, las m ieszany A0 0-4 typu moder, barwa ciemnobrunatna (5YR 2,5/2), po w yschnięciu (10YR 3/2), A : 4-13 cm glina ciężka, barwa ciem noszara (10YR 3/1), po w y schnięciu (10YR 4/1), (B) cm żwir gliniasty, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w yschnięciu (10YR 6/2), (B)/C cm rumosz skalny, barwa ciemnobrunatna (7,5YR 4/2), po w yschnięciu (10YR 6/2), С < 3 5 cm spękana skała serpentynitow a. Gleby brunatne wyługowane, odgórnie oglejone Profil 8 K iełczyn, 400 m n.p.m., słaby stok, las m ieszany A0 0-4 cm typu moder, barwa ciemnobrunatna (7,5YR 3/2), po w ysch n ięciu (10YR 5/2), Ax 4-17 cm glina średnia pylasta, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w yschnięciu (10YR 6/1), - (B)g cm glina ciężka, barwa różowosżara (7,5YR 6/2), po w y schnięciu (10YR 7/2), (B)glCg cm żwir gliniasty, barwa różowosżara (7,5YR 6/2), po w ysch n ięciu (10YR 7/1), 6 Roczniki Gleboznawcze

6 82 J4. Weber Cg cm rumosz skalny, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w ysch n ięciu (10YR 7/1), С < 5 5 cm spękana skała serpentynitow a. Profil 5 Słupice, 330 m n.p.m., słaby stok, las m ieszany A q 0-6 cm typu m oder, barwa czarna (N 2,5/0), po w ysch n ięciu (10YR 3/2), A± 6-10 cm żwir gliniasty, barwa ciem nobrunatna (7,5YR 3/2), po w yschnięciu (N 6/0), (B)g cm żwir gliniasty, barwa czerwonawobrunatna (5YR 5/3), po w yschnięciu (10YR 7/3), (B)g/Cg cm żwir gliniasty, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w ysch n ięciu (10YR 7/1), Cg cm rumosz skalny, barwa różowoszara (7,5YR 6/2), po w ysch n ięciu (10YR 7/1), С < 5 0 cm spękana skała serpentynitow a. CHARAKTERYSTYKA MIKROMORFOLOGICZNA W poziom ach A 0 gleb leśn ych w ystęp u je gąbczasto porow aty m a teriał złożony praw ie w yłącznie ze słabo i średnio rozłożonych szczątków roślinnych oraz owalnych m ikrokoprolitów, w edług B r e w e r a [4] fecal p ellets, w ielkości do 100 im (rys. 1). Substancja organiczna w ystępuje zarówno w form ie słabo rozłożonej, jak też amorficznej w edług B a r r a 11 [2] hum iskel oraz hum icol (rys. 2). W poziomach akum ulacyjnych gleb leśnych i darniowych m ateriał glebow y składa się z dużej ilości m ikrokoprolitów o w ielkości fxm, które są wym ieszane z nieregularnym i, porowatym i gruzełkam i, ziarnam i szk ieletow ym i i szczątkam i roślinnym i o zróżnicowanym stopniu rozkładu (rys. 3). Tego typu budowa m ikrom orfologiczna określana jest przez Brewera [4], a także В i s d o m a [3] jako in tertextic. Zgodnie z koncepcją podziału w edług w zajem nego przestrzennego rozmieszczenia składników grubszych i drobnych (related distribution c/f) tego rodzaju układ odpowiada wyróżnionem u przez Stoopsa i Jongeriusa [14] typow i enaulo-gefuric. M iejscam i w ystępu ją kłaczki am orficznej substancji organicznej typu hum icol, najczęściej jednak substancja organiczna tworzy kom pleksy z koloidami ilastym i w edług B a r r a t [2] m ullicol, i stanowi plazmę glebową. Plazm a ma barwę zróżnicowaną w poszczególnych profilach od ciem nobrunatnej (10YR 3/2), przez żółtawobrunatną (10YR 5/4), do bladobrunatnej (10YR 6/3). W ykazuje ona strukturę silasepic (rys. 4b), aczkolw iek w niektórych profilach lokalnie w ystępuje struktura insepic (rys. 3b). P ory na ogół stanow ią ciągłe m iędzy- i w ew nątrzgruzełkow e

7 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 83 Rys. 1. Materiał glebowy składajacy sie^ z mikrokoproiiiów wymieszanych ze szczątkami roślin, nikole równoległe. Profil 14, poziom A 0 Soil material composed of fecal pellets mixed with plant remains, parallel nicols. Profile 14, A q horizon I?ys. 2. Substancja organiczna t y p u h u m i s k e l oraz humicol, nikole równoległe. Profil 1, p o z i o m A Q H u m i s k e l a n d h u m i c o l organic matter, parallel nicols. Profile 1, A Q horizon

8 84 j. Weber Rys. 3. Układ składników glebowych typu enaulo-gefuric, struktura plazmy insepic. Profil 7, poziom А г a nikole równoległe, b nikole skrzyżowane Enaulo-gefuric c/f related distribution, insepic plasmic fabric. Profile 7, A 1 horizon a parallel niçois, Ъ crossed niçois

9 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 85 Fys. 4. Gładkościenna pora typu biogenicznego, liczne ziarna kwarcu, struktura plazmy silasepic. Profil 6, poziom A l a nikole równoległe, Ъ nikole skrzyżow ane Smooth biogenic void (channal), abundant quartz grains, silasepic plasmic fabric. Profile б, А'г horizon a parallel nicols, b crossed nicols

10 86 J. Weber Rys. 5. Układ składników glebowych typu enaulic, struktura plazmy silasepic. Profil 11, poziom Л г a nikole równoległe, b nikole skrzyżowane Eunalic c/f related distribution, silasepic plasmic fabric. Profile 11, A x horizon a parallel nicols, b crossed nicols

11 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 87 Rys. 6. Słabo zwietrzały fragment serpentynitu obok drobnych ziarn kwarcu, nikole skrzyżowane. Profil 6, poziom A x Weakly weathered serpentinite fragment beside of small quartz detritial grains, crossed nicols. Profile 6, horizon przestrzenie, lecz występują również gładkościenne komory i korytarze typu biogenicznego (rys. 4). Szkielet stanowią drobne, średnio obtoczone ziarna kwarcu i antygorytu o wielkości pyłu (rys. 4). Występują ponadto okruchy serpentynitu, których ilość i wielkość wyraźnie wzrasta z głębokością (rys. 6). Fragmenty serpentynitu mają zaokrąglone naroża oraz wykazują bardzo zróżnicowany stopień zwietrzenia. Niektóre z nich pocięte są spękaniami wypełnionymi ciemnoczerwonobrunatną (2,5YR 3/4) substancją żelazistą. W niektórych glebach brunatnych właściwych spotyka się guzki typu nodule o barwie żółtawoczerwenej (5YR 5/6) do czerwonobrunatnej (2,5YR 5/4). Część z nich ma jednolitą budowę, a część zawiera drobne ziarna kwarcu. Nie wykazują one cech neoformacji, a budujący je materiał jest podobny do materiału wietrzeniowych otoczek występuiącyh w poziomach (B )/C R. Poziomy A x gleb brunatnych wyługowanych odznaczają się nieco mniejszym udziałem plazmy (rys. 5), która ponadto wykazuje bardziej jaskrawe zabarwienie. Poza tym gleby te odróżniają się od gleb brunatnych właściwych większym udziałem mikrokoprolitów, które niekiedy osiągają znaczne wielkości (rys. 7). Nieco inne właściwości wykazuje materiał glebowy w poziomach A p (B ) gleb ornych. Plazma tworzy tutaj znacznie mniej porowatą masę, w której tkwią duże, o wielkości do 10 mm, okruchy serpentynitu

12 88 J. Weber Rys. 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 brunatnej w y ł u g o w a n e j leśnej, nikole równoległe. Profil 1, p o z i o m Аг a nikole równoległe, b nikole skrzyżowane L a r g e fecal pellets occuring in leached b r o w n forest soil, parallel nicols. P r o file 1, horizon a parallel nicols, b crossed nicols oraz drobne ziarna kwarcu (rys. 8). We wszystkich przypadkach elementy te tworzą układ porfirowy porphyric według S t o o p s a i Jongeriusa [14], porphyroskelic według Brewera [4]. Plazma posiada barwę jasnobrunatnoszarą (10 YR 6/2) oraz strukturę silasepic. Wolne przestrzenie tworzą gładkościenne komory, szczeliny i korytarze, w których często występują silnie rozłożone szczątki roślinne (humicol oraz mullicol). We wszystkich poziomach brunatnienia, jak również w poziomach przejściowych do skały macierzystej ciaśniej ułożone gruzełki glebowe wymieszane ze szkieletem tworzą na ogół układ typu gefuro-porphyric według Stoopsa i Jongeriusa [14] oraz porphyroskelic-agglomeroplasmic według Brewera [4] (rys. 9). Mikrokoprolity licznie występujące w poziomach akumulacyjnych są tu nieobecne. Substancja organiczna w przeważającej mierze występuje w formie kompleksów z koloidami mineralnymi (mullicol), jednak w małych ilościach spotkać można również średnio i słabo rozłożone szczątki roślinne (humicol). Szkielet stanowią liczne okruchy serpentynitowe oraz kwarc, którego ilość zmniejsza się w miarę wzrostu głębokości. Odłamki skały serpentynitowej wykazują zróżnicowany stopień zwietrzenia, najczęściej są one mniej zmienione niż w wyższych poziomach.

13 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 89 Rys. 8. Szkielet złożony głównie z ziarn k w a r c u, struktura p l a z m y silasepic. Profil 4, p o z i o m AP(B) a nikole równoległe, b nikole skrzyżow ane S k e l e t o n consisting of q uatrz detritial grains mainly, silasepic p l a s m i c fabric. Profile 4, Ap(B) horizon a parallel nicols, b crossed nicols

14 90 J. Weber Rys. 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 gefuro-porphyric, d u ż y f r a g m e n t nie- zwietrzałego sperpentynitu oraz m a ł a ilość ziarn 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 nikole równoległe, 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 serpen- tinite a n d s m all a m o u n t of q u a r t z grains. Silasepic plasmic fabric. Profile 13, i (B) horizon a parallel nicols, b crossed nicols

15 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 91 Rys. 10. G ł a d k o ś c i e n n y por t y p u biogenicznego, struktura p l a z m y mosepic. P r o fil 14, p o z i o m (B) a nikole równoległe, b nikole skrzyżow ane S m o o t h biogenic void (channal), mo s ep i c plasmic fabric; Profile 14, (B) horizon a parallel nicols, b crossed nicols

16 92 J. Weber W plaźmie o strukturze silasepic (rys. 9) przechodzącej w mosepic (rys. 10) zwiększa się udział związków żelaza. W pływa to na zmianę jej barwy, która najczęściej zbliżona jest do żółtawobrunatnej (10YR 5/4). Wśród w olnych przestrzeni, których udział w porównaniu z poziomami próchnicznym i jest m niejszy, w ystępują gładkościenne pory biogeniczne (rys. 10) oraz pory m iędzy- i w ew nątrzgruzełkow e. Odm iennymi w łaściwościam i m ikrom orfologicznym i odróżniają się poziom y brunatnienia gleb objętych procesam i odgórnego oglejenia. W y stępuje tu porow aty m ateriał gleb ow y o układzie zbliżonym do porfirow ego, w którym tkw ią ziarna szk ieletow e i nieliczne szczątki organiczne porphyroskelic i m iejscam i intertextic według Brewera [4], gefuric i porphyric według Stoop sa i Jongeriusa [14]. W w yższych partiach tych poziomów czasami występują nieregularne gruzełki o lekko zaokrąglonych krawędziach i zróżnicowanej w ielkości, które są ciasno ułożone i w ym ieszane z dużym i okrucham i serpentynitow ym i. Plazma ma barwę oliwkowobrunatną (2,5Y 4/4) do oliwkowej (5Y 5/3) oraz w ykazuje strukturę silasepic. W olne przestrzenie stanowią szczeliny, szorstko- i gładkościenne kom ory oraz korytarze. Cechą charakterystyczną tych poziom ów jest w ystępow anie licznych, nieprzezroczystych w ytrąceń żelazistych w formie guzków (rys. 11). Osiągają one w ielkość do 3 mm, a ich barwa różnicuje się od żółtawoczerwonej (5YR 5/8) do czarnej (5YR 2,5/1). Mają kształt owalny, ostro zarysowane kontury oraz wykazują niejednolitą budowę w ewnętrzną. Opisane neoformacje żelaziste osiągają największe rozmiary oraz są najliczniejsze w profilu 5. W w iększości gleb brunatnych w łaściw ych bezpośrednio nad spękaną skałą m acierzystą w ystępuje poziom (B)/CR o specyficznych w łaściwościach m ikrom orfologicznych. Materiał glebow y tych poziomów składa się z dużych ziarn szkieletow ych w ielkości do 30 mm, które są pow leczone żelazistym i, a m iejscam i ilasto-żelazistym i otoczkam i o barw ie czerwonawożółtej (7,5YR 6/8) do czerwonobrunatnej (5YR 5/4) (rys. 12). W poziom ie tym w ystęp u je układ składników glebow ych charakterystycznych dla typu chitonic [14]. Szkielet stanowią w yłącznie słabo zw ietrzałe fragm enty serpentynitu. M ateriał tw orzący otoczki czasami w ypełnia rów nież szczeliny m iędzy okrucham i, a sporadycznie tw o rzy drobne, ostrokraw ędziste gruzełki. W ystępujące otoczki są m iejscam i przerwane oraz mają zróżnicow a ną grubość. Ubogie w wodę tlenki żelaza, budujące te form y wykazują bardzo słaby pleochroizm, a przy skrzyżowanych nikolach ich barwy in terferencyjn e m askow ane są przez żółtaw oczerw one zabarw ienie plazm y. M iejscam i otoczki są w yraźnie odgraniczone od okruchów, do k tórych przylegają, a m iejscam i w ystępu ją łagodne przejścia do n iezm ienionego serpentynitu. Nie mają uporządkowanej budowy wew nętrznej, tak charakterystycznej dla otoczek iluw ialnych. Na podstaw ie w y stę-

17 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 93 Rys. 11. Nieregularna, ostro odgraniczona neoformacja półtoratlenkowo-żelazista w formie guzka. Plazma o strukturze silasepic. Profil 5, poziom (B)g a nikole równoległe, b nikole skrzyżow ane Irregular, sharp ferri-sesquioxidic nodule. Silasepic plasmic fabric. Profile 5, (B)g horizon a parallel nicols, b crossed nicols

18 04 j. Weber Rys. 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 trzeniowymi. Profil 13, p o z i o m (B)jCll Serpentinite fr a gments covered b y argille-ferrans (cutans) of w ea t hering origin. Profile 13, (B)/CR horizon

19 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów pujących cech można w nioskow ać, że otoczki te mają charakter w ietrzeniowy oraz utw orzyły się w warunkach odmiennego niż obecnie, bardziej gorącego klim atu. PODSUMOWANIE I DYSKUSJA WYNIKÓW Zróżnicowanie m ikromorfologiczne badanych gleb serpentynitow ych św iadczy o zm ienności procesów gleb ow ych zachodzących w poszczególnych profilach. Szczególnie wyraźnie zaznaczyły się nakładające się na proces brunatnienia procesy odgórnego oglejenia oraz niektóre procesy glebotw órcze zachodzące w przeszłości. P rocesy w ym yw ania, znajdujące sw oje odzw ierciedlenie w e w łaściw ościach chem icznych gleb brunatnych w yługow anych, są słabo zaawansowane, gdyż nie zaznaczały się wyraźnie w m ikrom orfologii tych gleb. Odróżniają się one od gleb brunatnych w łaściw ych jedynie nieco m n iejszym udziałem plazm y oraz nieco bardziej jaskraw ym jej zabarw ieniem w poziomach akum ulacyjnych. Procesy te nie doprowadziły jednak jeszcze do w ytw orzenia ilastych otoczek iluw ialn ych, charakterystyczn ych dla procesów przem yw ania [1, 5, 6, 10, 11]. L icznie w ystępu jące n ow otw ory żelaziste w form ie guzków potw ierdzają okresow e w ystępow anie w arunków anaerobow ych w profilach objętych procesam i odgórnego oglejenia. Stosunkow o duża zaw artość żelaza w serpentynitow ej skale m acierzystej może przyczynić się do szyb szego i łatw iejszego tworzenia się konkrecji żelazistych, których ilość i rozmiary, według Zasońskiego [16], zwiększają się wraz z nasileniem procesów pseudoglejow ych. Na tej podstawie można stwierdzić, гг intensyw ność tych procesów w poszczególnych profilach jest zróżnicow ana, a najbardziej zaaw ansow ane są one w profilu 5. G leby objęta procesami pseudoglejow ym i odznaczają się w ystępow aniem poziomów gen etyczn ych o budowie zbliżonej do porfirow ej, co sprzyja pow stawaniu warunków beztlenow ych. Plazma występująca w tych poziomach o iznacza się ponadto barwą szarą i oliwkową, co wredług F i t z P a- tricka [7] powodowane jest obecnością żelaza dwuwartościowego i j<3st typow e dla poziom ów czasowo lub stale nasyconych wodą. W w iększości gleb brunatnych w łaściw ych w ystępują reliktow e poziom y o sp ecyficznych w łaściw ościach m ikrom orfologicznych. Zbudowane są one z odłamków serpentynitow ych pow leczonych otoczkami wietrzeniow ym i. N ietypow y charakter m ateriału tworzącego otoczki, składającego się głów nie z ubogich w wodę tlenków żelaza, wyklucza tworzenie się tych form w warunkach klim atu obecnie panującego w Polsce. FitzPatrick [7] opisuje otoczki o podobnych cechach jako typ ow e dla poziom ów, w których gw ałtow nie zachodzą procesy w ietrzenia. Krauze [12] przedstawia natom iast w łaściw ości mikromor-

20 96 J. Weber fologiczne m ateriału glebow ego o podobnym charakterze plazm y, w y stępującego w terra fusca w ykształconej z serpentynitu w Grecji. P ow szechnie przyjm uje się, że złoża rud niklu zw iązane z m asyw am i serpentynitow ym i Szklar, Braszow ic i G ogołowa pow stały w w y niku skoncentrow ania tego składnika wr warunkach laterytow ego w ietrzenia w trzeciorzędzie. Na tej podstawie można przypuszczać, że w spom niane otoczki w ietrzeniow e są reliktow ym i form am i trzeciorzędow ych procesów laterytow ych. W spom niane procesy m ogły doprowadzić do w ytw orzenia głębokiej zw ietrzeliny, bogatej w słabo uw odnione zw iązki żelaza. W skutek zachodzących zm ian klim atyczn ych procesy lateryzacji uległy zahamowaniu. P okryw y laterytow e m ogły być częściowo zerodowane, a następnie przykryte utworam i lodow cow ym i i lessow7ymi. Po ustąpieniu lodowtca mogło dojść do usunięcia nadkładu i odsłonięcia starych profilów glebowych, które w dalszej kolejności m ogły być przekształcone w warunkach klim atu um iarkowanego. W celu w yelim inow ania m ateriału deluw ialnego w szystkie badane profile lokalizow ane b yły w w yżej położnych partiach terenu. W zw iązku z tym należy liczyć się z m ożliw ością w ystępow ania lepiej w yk ształconych relik tow ych poziom ów laterytow ych w obniżeniach terenow ych. Odłamki serpentynitow e, dookoła których w ystępują otoczki, nie wykazują oznak zbyt zaaw ansow anego procesu w ietrzenia. Można przypuszczać, iż otoczki te oddziałują ochronnie na odłam ki skalne, izolując je przed destrukcyjnym w pływ em czynników w ietrzeniow ych. Na taką m ożliwość zwraca uwtagę Sequeira [13]. Podaje on, że tempo wietrzenia serpentynitów zależy głów nie od przepuszczalności gleby, gdyż im większa przepuszczalność m ateriału glebowego, tym łatwiej i szybciej w ietrzeje skała m acierzysta. Analizowrane gleby, zwłaszcza gleby brunatne w yługow ane będące glebam i leśnym i, odznaczają się w ystępow aniem w w ierzchnich poziomach dużej ilości m ikrokoprolitów oraz znaczną porowatością m ateriału glebowego. Tego typu budowa mikromorfologiczna świadczy według Kowalińskiego [8] o w ysokiej aktywności biologicznej gleby. Również w ystępow anie struktury plazm y, typu silasepic może wiązać się według Brewera [4j z działalnością fauny glebow ej, która zapobiega tworzeniu się struktur o wzajem nie zorientowanych m ikroagregatach ilastych. Brak wyraźnej ew idencji w ysokiej aktyw ności biologicznej w glebach ornych prawdopodobnie należy w7iązać z zaburzeniem naturalnej struktury, spow odow anym zabiegam i agrotechnicznym i. Okruchy skalne, licznie w ystępujące w badanych glebach, mają na ogół zaokrąglone naroża, nie w ykazują jednak cech m ateriału przetransportowanego. В i s d o m [3] zw7raca uwagę na fakt, że ze względu na n ajin ten syw n iejsze oddziaływ anie procesów w ietrzeniow ych na naroża odłam ków, okruchy te przyjm ują zaokrąglone k ształty. Za tą in terpretacją przem awia w ystępow anie w yraźnych oznak w ietrzenia ch e

21 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 97 m icznego w pobliżu kraw ędzi odłam ków serpentynitow ych. We w szy stkich profilach udział i wielkość fragm entów serpentynitow ej skały m acierzystej wzrasta w yraźnie z głębokością, co świadczy, iż gleby te w yk ształciły się z m ateriału w ietrzejącego in situ. W szystkie badane gleby, a zwłaszcza ich wierzchnie poziomy mają jednakże znaczną dom ieszkę obcego m ateriału. Są to głów n ie obtoczone drobne ziarna kwarcu oraz w profilu 15 odłam ki skały węglanow ej. Biorąc pod uwagę bliskość w ystępow ania utworów lessow ych w ydaje się nieunikniona obecność w badanych glebach domieszek lessopodobnych. W ystępujące natom iast odłamki skały węglanow ej w profilu 15 mogą pochodzić z w apieni w ystępu jących w Górach Bardzkich, na przedpolu których zlokalizowany jest ten profil. Z powyższego wynika, iż w badanych profilach m ateriał glebow y nie pow stał w yłącznie w w yniku akum ulacji produktów w ietrzenia serpentynitu, co m oże częściow o zacierać w p ływ serpentynitow ej sk ały m acierzystej na w łaściw ości w y tworzonej z niej gleby. WNIOSKI Na podstawie przeprowadzonych badań w ysunięto następujące wnioski. 1. Zróżnicowanie typologiczne gleb brunatnych w ytw orzon ych z serp en tyn itów D olnego Śląska znajduje częściow e potw ierdzenie w e w ła ś ciw ościach m ikrom orfologicznych. G leby brunatne w yłu gow an e nie w y kazują śladów przem ieszczania koloidów glebow ych, co św iadczy o m a łym zaaw ansow aniu procesów przem yw ania zachodzących w tych g le bach. 2. Obecność dobrze w ykształconych konkrecji żelazistych w n iektórych glebach serpentynitow ych objętych procesami pseudoglejowym i, jak również szara i oliwkowa barwa plazmy, wskazują na stosunkowo znaczne zaaw ansow anie tych procesów. 3. W ystępujące w glebach brunatnych w łaściw ych reliktow e poziomy lateryzacji św iadczą o odm iennej ew olucji gleb serpentynitow ych, zachodzącej w w arunkach klim atu trzeciorzędow ego. 4. G leby wytw orzone z serpentynitów Dolnego Śląska nie są glebam i serpentynitow ym i w pełnym tego słowa znaczeniu,gdyż w ytw orzyły się z w ietrzejącego in situ m ateriału przy obecności pew nej dom ieszki m a teriału lessopodobnego o charakterze allogenicznym, który m odyfikował częściowo w pływ serpentynitow ej skały m acierzystej na w łaściw ości gleby. 7 Roczniki Gleboznawcze

22 98 J. Weber LITERATURA [1] A r i m u r a S., Kanno I.: Genesis and characteristics of brown forest' soils derived from serpentine in Kyushu. Japan. Part. 4. Micromorphological features. Soil Sei. Plant Nutr. 11, 1965, 6, [2] Barr at t В. C.: A revised classification and nomenclature of microscopic soil materials with particular reference to organic components. Geoderma 2, 1969, 4, [3] Bisdom E. B. A.: Micromorphology of a weathering granite near the Ria de Arosa (NW Spain). Leidse Geol. Mededelingen, 7, 1967, [4] Brewer R.: Fabric and mineral analysis of soils. New York-London-Sydney [5] Brewer R.: Base interpretation of date of micromorphological investigations of soils. Geoderma 8, 1972, 2/3, [6] FitzPatrick E. A.: Pedology, a systematic approach to soil science. Edinburgh [7] FitzPatrick E. A.: The preparation and interpretation of thin sections of soils. Dept, of Soil Science, University of Aberdeen, [8] Kowaliński S.: Interdependence between micromorphological and chemical properties in some zonal soils of the Karkonosze mountains (Poland). Geoderma 2, 1969/70, 2, [9] Kowaliński S., Bogda A.: Przydatność polskich żywic syntetycznych do sporządzania mikroskopowych szlifów gleb. Rocz. glebozn. 16, 1966, 2, ] Kowaliński S., Pons L. J., S lager S.: Micromorphological comparison of tree soils derived from loess in different climatic regions. Geoderma 7, 1972, 3/4, ] Kubiena W. L.: The soils of Europe. Thomas Murby, London [12] Krauze W.: A contribution to the knowledge of the flora and vegetation of serpentine habits in the Balkans. Micropreparates of serpentine soils from Greece. Ztsch. Pflanzenernähr. Düng. 99, 1962, [13] Sequeira E. M.: Toxity and movement of heavy metals in serpentine soils (north-eastern Portugal). Agr. Lusitana 30, 1968, [14] Stoops G., Jongerius A.: Proposal for a micromorphological classification of soil materials. I. A. classification of the related distributions of fine and coarse particles. Geoderma 13, 1975, i l 5] Weber J.: geneza i właściwości gleb wytworzonych z serpentynitów Dolnego Śląska. Część I. Charakterystyka skały macierzystej. Rocz. glebozn. 31, 1979, 1, [16] Zasoński S.: Mikromorfologiczno-chemiczna charakterystyka procesu odgórnego oglejenia na utworach pyłowych. Rocz. glebozn. 26, 1975, 3, E. В Е Б Е Р ГЕНЕЗИС И СВОЙСТВА ПОЧВ ОБРАЗОВАННЫХ ИЗ СЕРПЕНТИНИТОВ НИЖНЕЙ СИЛЕЗИИ Часть 2-я. Микроморфологические свойства Отделение почвоведения Института агрохимии почвоведения и микробиологии, Сельскохозяйственная академия во Вроцлаве

23 Mikromorfologia gleb wytworzonych z serpentynitów 99 Резюме 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 железистых конкреций. Одинаково ясно проявились в некоторых профилях 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 железа. Это реликтовые латеритные горизонты свидетельствуют о ином ходе эволюции изучаемых почв, протекавших в условиях третичного климата. Дифференциация типичных и выщелоченных бурых почв относительно невелика. Изучаемые почвы не обнаруживают следов дислокации почвенных коллоидов, что говорит в пользу малой интенсивности процесса выщелачивания. Аккумуляционные горизонты бурых выщелоченных почв отличаются лишь несколько меньшим участием плазмы, которая имеет чуть более яркую окрасу. Все анализированные почвы отличаются высокой биологической активностью 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 некоторой 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 Microbiology, Agricultural University of Wrocław Summary An attempt of proving typological changes of brown soils developed from Lower Silesia serpentinites on the basis of a definite complex of micromorphological features is undertaken in the work. The respective investigations have proved some micromorphological differentation, bearing evidence of variability of soil processes occurring in particular profiles. That were the pseudogley processes overlapping the browning process, which were marked particularly clearly. These processes resulted in the formation of ferrugineous concretions. Also clearly were marked soil-forming processes occurring in the past. In most proper brown soils close above the solid

24 1Û0 J. Weber parent rock, weathered cutans occur, built mainly 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 climate. The differentiation of proper and leached brown soils is relatively little. The soils examined do not prove any traces of translocation of soil colloids, what bears evidence of a slow advance of the leaching process. Accumulation horizons of leached brown soils differ only with a somewhat less percentage of plasma, which is of a more intensive colour. All the soils analyzed are distinguished by an intensive biological activity and by a high amount of serpentinite fragments, the number and size of which increase along with the depth. However, soils developed from Lower Silesia serpentinites are not serpentinite soils in the full sense of the word. They had been developed from the material weathering in situ at presence of a loess-like material of allogenic character, which partly modified the effect of the serpentinite parent rock on soil properties. Dr Jerzy Weber Instytut Chemii Rolniczej, Gleboznawstwa i Mikrobiologii AR Wrocław, ul. Grunwaldzka 53