Анотація до роботи:

Кармазиненко С.П. Особливості зональних змін верхньоплейстоценових ґрунтів басейну Дніпра на території України – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.04 – геоморфологія та палеогеографія – Інститут географії НАН України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена палеопедологічному (макро- і мікроморфологічному) дослідженню верхньоплейстоценових ґрунтів і лесів басейну Дніпра на території України. Мікроморфологічний аналіз адаптовано до визначення первинних ґрунтоутворювальних процесів і генезису ґрунтів пізнього плейстоцену. Визначено основні діагностичні макро- і мікроморфологічні ознаки ґрунтів і лесів за результатами дослідження відкладів 24 розрізів верхнього плейстоцену для встановлення особливостей їх зональних змін в межах сучасних фізико-географічних зон мішаних (хвойно-широколистяних) лісів, лісостепової і степової території дослідження. Використано нові дані термолюмінісцентного датування окремих ґоризонтів верхнього плейстоцену. На основі проведених палеопедологічних досліджень виконані реконструкції зональних ґрунтових покривів, прослідковано зміни меж їх поширення для кайдацького, прилуцького, витачівського і дофінівського палеогеографічних етапів. Простежено динаміку змін верхньоплейстоценових ґрунтів у часі і просторі, відзначено спрямованість у розвитку ґрунтів кожного стратиграфічного горизонту. Виявлено, що грунти кожного палеогеографічного етапу мають індивідуальні макро- і мікроморфологічні ознаки. Визначені можливості використання палеогрунтів як стратиграфічних і корелятивних показників та індикаторів для відтворення фізико-географічних обстановок минулого.

У дисертації розв’язано важливе наукове завдання – виявлено особливості зональних змін верхньоплейстоценових відкладів на основі макро- і мікроморфологічних даних в межах басейну Дніпра на території України.

1. Встановлено мікроморфологічні ознаки верхньоплейстоценових ґрунтів, з’ясовано їх генезис та особливості зональних змін по кожному палеогеографічному етапу:

- наявність «відмитих» ділянок в елювіальних горизонтах; натьоків, лусочок і виокремлень коломорфних глин – в ілювіальних є підтвердженням формування у першу стадію кайдацького ґрунтоутворення (kd_b1) дерново-підзолистих ґрунтів Полісся, сірих лісових в межах сучасного лісостепу, бурих лісових на півночі та бурих лісових остеповілих на півдні сучасного степу. Губчаста мікробудова, складні мікроагрегати до IV порядку розділені сіткою звивистих пор, різні види виокремлень карбонатів – крупно- і мікрокристалічний кальцит свідчать про розповсюдження в стадію kd_b2 чорноземів: опідзолених, близьких до звичайних і південних (виявлених вперше);

- розвиток складних мікроагрегатів до III-IV порядків, основою яких є первинні агрегати-грудочки і згустки мулевого гумусу, розділених порами, різні форми виокремлень карбонатів є особливостями прилуцьких ґрунтів чорноземного ряду: типових, опідзолених, звичайних і південних. На півночі мішаних лісів і в межах північного лісостепу встановлено формування темно-сірих лісових ґрунтів та чорноземів лучних і вилугуваних (pl_b1). Вперше в межах сучасного лісостепу і півдня сучасної лісової зони мікроморфологічно охарактеризовані ґрунти оптимальної стадії pl_b2 – чорноземи типові і міцелярно-карбонатні. В межах сучасної степової зони підтверджено поширення чорноземних ґрунтів: чорноземоподібних, сірувато-коричневих (pl_b1); буроземовидних, коричнювато-сірих, південних і солонцюватих (pl_b2);

- сегрегаційні утворення органо-глинистої речовини концентричної будови (нодулі, ооїди), компактна плазменно-пилувата переважно щільна блокова мікробудова, гумус типу муль в сполученні із залізом, зерна мінерального скелету щільно упаковані в плазмі і кожен мінерал має гумусову оболонку, чисельні мікроортштейни є спільними ознаками для витачівських бурих (vt_b2), темно-бурих (vt_b1), коричнево-бурих (vt_b2), сірувато-коричневих ґрунтів (vt_b1) і червонувато-бурих у комплексі з солонцюватими (vt_b1+b2);

- проста невиразна мікроагрегованість, ознаки незначної рухливості органо-глинистої речовини притаманні дофінівським малопотужним бурим лісовим, дерновим (df_b2, df_b1) і бурим оглеєним (df_с) ґрунтам в межах сучасної зони мішаних лісів. Вперше у межах сучасного лісостепу, крім чорноземоподібних (df_b2) і дерново-карбонатних (df_c), встановлено формування ґрунтів з ознаками чорноземів опідзолених (прості мікроагрегати і «відмиті» ділянки у верхній частині профілю, лускувата структура коломорфних глин – в середній). Невелика потужність сірого або бурокольорного профілю, його карбонатність свідчить про формування у степовій зоні короткопрофільних чорноземоподібних, чорноземів південних (df_b2) вперше досліджених і світло-бурих напівпустельних ґрунтів (df_c).

Основними особливостями зональних змін верхньоплейстоценових ґрунтів є: зростання ознак складної мікроагрегованості, пористості, карбонатності (на півдні – загіпсованості), зменшення щільності і менший прояв ознак рухливості органо-глинистої речовини у напрямку з півночі на південь.

2. Основними мікроморфологічними діагностичними ознаками верхньоплейстоценових ґрунтів визначені:

- для кайдацьких ґрунтів оптимальної стадії kd_b1 характерна наявність «відмитих» ділянок плазми без плівок і оболонок у гумусово-елювіальних і елювіальних горизонтах, формування різних виокремлень глинистої речовини у вигляді лусочок, натьоків та ін. – в ілювіальних. У оптимальну стадію kd_b2 сформовані ґрунти з характерним розвитком складних мікроагрегатів до ІІІ-ІV порядку, розділених різноманітними типами пор за формою і походженням; переважно губчаста мікробудова, різні види виокремлень карбонатів (мікро-, дрібнокристалічний кальцит), що в залежності від типу ґрунту скупчуються на різній глибині;

- для прилуцьких чорноземоподібних ґрунтів – пухка губчаста мікробудова, розвиток складних мікроагрегатів до IV порядків, розділених сіткою розгалужених пор, плазма рівномірно профарбована гумусом без ознак рухливості, на певній глибині скупчуються карбонати (крупно-, дрібно- і мікрокристалічний кальцит);

- для витачівських ґрунтів – блокова мікробудова, що утворена в результаті розвитку ооїдоподібних (нодульних) стяжінь органо-глинистої речовини, наявність залізисто-марганцевих мікроортштейнів, кількість яких збільшується у південних розрізах, що вказує на зростання аридизації умов у порівнянні з попередніми палеогеографічними етапами;

- для дофінівських ґрунтів (df_b2), в межах сучасного степу, - переважно пухка мікробудова, розвиток нечітких освітлених складних округлих мікроагрегатів ІІ-ІІІ порядку, розділених порами; в нижній частині профілю переважає мікрокристалічний кальцит, що цементує плазму. У світло-бурих напівпустельних (df_с) ґрунтах помітно зменшується мікроагрегованість органо-мінеральної маси, плазма рівномірно профарбована гумусом.

3. На основі мікроморфологічних досліджень басейну Дніпра на території України проведено реконструкцію зональних ґрунтових покривів, встановлено межі поширення ґрунтів та їх зміни у порівнянні з сучасними для кайдацького, прилуцького, витачівського і дофінівського палеогеографічних етапів:

- ґрунтовий покрив оптимальної стадії kd_b2, найбільш схожий із сучасним, а їх зональність є дуже близькою. Протягом оптимальної стадії kd_b1 межі лісової зони змістилися на південь, про що свідчить формування бурих лісових ґрунтів у межах північного степу;

- ґрунтовий покрив прилуцького часу був подібним до сучасного, але межі ґрунтових зон були помітно зміщені на північ, що підтверджується поширенням чорноземів у північних розрізах;

- ґрунтовий покрив витачівського часу характеризується простою зональністю, що не має різких меж. Межі лісової і степової зон змістилися на північ у порівнянні з прилуцьким і кайдацьким етапом;

- ґрунтовий покрив дофінівського часу відрізняється ще меншою зональністю, ніж витачівський. Переважали ґрунти сформовані в лісостепових і степових умовах, а межа лісової зони була зміщена на північ порівняно із сучасною. Дофінівські ґрунти чіткіше виражені на півдні, де виділялася сухостепова підзона.

4. Виявлена тенденція змін палеогеографічних умов формування верхньоплейстоценових ґрунтів від помірних – (кайдацькі, прилуцькі – бурі, сірі лісові, чорноземовидні і чорноземні ґрунти дещо рівномірно-вологіших умов формування у порівнянні з сучасними), більш теплих і контрастних (витачівські – бурі, темно-бурі, червонувато-бурі) до помірно-континентальних та більш аридних (дофінівські – чорноземи звичайні і південні, світло-бурі напівпустельні грунти). Кожний новий теплий етап був більш аридним, ніж попередній (найбільш гумідним етапом є кайдацький, аридним – дофінівський). Макро- та мікроморфологічні ознаки ґрунтів різних стадій формування (початкової, оптимальної і заключної) відображають зміни умов ґрунтоутворення від холодніших у початкову фазу (kd_a), вологіших і тепліших в оптимальні (kd_b1, kd_b2, pl_b1, pl_b2, vt_b1, vt_b2, df_b1, df_b2) до більш континентальних і аридних в кінці етапу (pl_c, vt_c, df_c). Протягом кожного палеогеографічного етапу нижні ґрунти оптимальної стадії, у порівнянні з верхніми, відображають сліди гуміднішого ґрунтоутворення.

5. Результати макро- і мікроморфологічних досліджень ґрунтів верхнього плейстоцену можуть бути використані при проведенні геолого-пошукових робіт, при довивченні четвертинних відкладів, їх стратифікації та ін.

Публікації автора:

Статті

1. Матвіїшина Ж.М. Мікроморфологічний аналіз в дослідженні генезису ґрунтів / Ж.М. Матвіїшина, О.Г. Пархоменко, С.П. Кармазиненко // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. – 2005. - № 259. - С. 29-34. (Особистий внесок: аналіз літературних джерел, схема мікроморфологічного аналізу).

2. Матвіїшина Ж.М. Можливості мікроморфологічного аналізу у виявленні генезису верхньоплейстоценових ґрунтів / Ж.М. Матвіїшина, С.П. Кармазиненко // Наук. часопис Нац. пед. ун-ту ім. М.П. Драгоманова. Серія 4. Географія і сучасність. – 2005. – Вип. 14. - С. 94-102. (Особистий внесок: аналіз попередніх матеріалів, фотографування шліфів).

3. Кармазиненко С.П. Макро- і мікроморфологічні особливості верхньоплейстоценових ґрунтів і лесів розрізу с. Пирогове / С.П. Кармазиненко // Наук. часопис Нац. пед. ун-ту ім. М.П. Драгоманова. Серія 4. Географія і сучасність. – 2006. – Вип. 16. - С. 62-73.

4. Кармазиненко С.П. Палеопедологічна характеристика верхньоплейстоценових відкладів в районі м. Василівка Запорізької області / С.П. Кармазиненко // Фізична географія та геоморфологія. – К.: ВГЛ Обрії. – 2006. – Вип. 51. - С. 189-195.

5. Кармазиненко С.П. Макро- і мікроморфологічні ознаки верхньоплейстоценових викопних ґрунтів долини Дніпра в межах території України / С.П. Кармазиненко // Український географічний журнал. - 2007. - № 4. – С. 12-17.

6. Кармазиненко С.П. Реконструкція пізньокайнозойських ландшафтів долини Дніпра / С.П. Кармазиненко // Річкові долини. Природа – ландшафти – людина. Зб. наук. праць. – Чернівці. – Сосновець, 2007. - С. 106-114.

7. Кармазиненко С.П. Мікроморфологічний аналіз при дослідженні сучасних чорноземів України / С.П. Кармазиненко // Агрохімія і ґрунтознавство. – Харків. – 2008. – Вип. 69. – С. 171-176.

Матеріали конференцій, тези

8. Кармазиненко С.П. Нові дані з дослідження мікроморфології верхньоплейстоценових ґрунтів і лесів м. Дніпропетровська. / С.П. Кармазиненко // Географія, екологія, геологія: перший досвід наукових досліджень: матеріали Міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів, присвяченої 155-річчю видатного дослідника Придніпров’я В.О. Домгера (Дніпропетровськ, 20-21 квітня 2006 р.). – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2006 – Вип. 3. - С. 28-32.

9. Кармазиненко С.П. Особливості мікроморфологічної будови викопних ґрунтів верхнього плейстоцену долини Дніпра території України / С.П. Кармазиненко // Географія в інформаційному суспільстві: матеріали X з’їзду українського географічного товариства (Київ, 26-29 березня 2008 р.). – К.: – 2008. - С. 299-302.

10. Кармазиненко С.П. Макро- і мікроморфологічні особливості чорноземів звичайних південних в межах степової зони України / С.П. Кармазиненко // Природно-територіальні та суспільно географічні комплекси регіонів: історія формування, стан, проблеми, перспективи: матеріали всеукраїнської науково-практичної конференції (Луганськ, 27-29 травня 2008 р.). – Луганськ – 2008. - С. 42-45.

11. Кармазиненко С.П. Можливості мікроморфологічного аналізу при дослідженні чорноземів лісостепової і степової зон України / С.П. Кармазиненко // Проблеми розвитку наук про Землю в баченні молодих науковців: матеріали міжнародної наукової конференції (Київ, 29-30 травня 2008 р.). – К.: – 2008. - С. 25-26.