Т. М. Блисов, Н. Е. Калимов, Т. И. Чехова

 

23 

Сол  кездерде  онымен  бірге  жұмыс  істеген  топырақтанушы  ғалымдар 

К.Ш.Фаизов,  И.В.Матыщук,  П.И.  Тимошин,  Ш.А.Шолақов,  А.М.Дурасов, 

Н.П.Панов. 

Кейінгі жылдары елімізде топырактану ғылымы одан әрі алға басып дамып 

келеді. 

 

Әдебиет: 

       1, с.5-17; 37-45; 2, с. 6-14.; 42-61; 9, 5-12; 29-32; 11, 200б. 

       Бақылау сұрақтары 

1 Топырақ деген не? 

2 Топырақты неге ерекше табиғи дене деп қараймыз? 

3 Топырақтың табиғаттағы басты қызметтері қандай? 

4 Топырақтың негізгі экологиялық қызметтерін атап көрсетіңіз. 

5 Топырақтанудың негізгі салаларын атап өтіңіз. 

6 Қазақстан топырақтарын зерттеу тарихына қысқаша сипаттама беріңіз.                                                                     

7 Топырақтанудың негізгі даму сатыларын атаңыз. 

8 Топырақтану ғылымының дамуына В. В. Докучаев үлесі қандай? 

9 Топырақтану қандай ғылыми және тәжірибелік міндеттерді атқарады? 

 

3 Тақырып Үгілу және топырақ түзілу процестері 

 

Мақсаты:  Студенттерді  топырақ    түзілу  процесінің  маңызымен,үгілу 

типтері    мен  осы  процеске  әсер  етуші  экологиялық    және  биологиялық  

факторлармен таныстыру. 

Дәріс сұрақтары: 

3.1 Үгілу, үгілу типтері 

3.2 Топырақ  түзу жыныстары 

3.3 Топырақ түзілу  процесінің жалпы схемасы, геологиялык, биологиялық 

және биогеохимиялық айналымдар 

3.4 Топырақ құрылу процестері және құбылыстары 

 

3.1  Топырақ    тау  жыныстарынан  үгілу  процестерінің  нәтижесінде 

түзіледі.  В.В.Докучаев  топырақ  пен  тау  жынысының  арасындағы  шекті 

анықтайды,  тау  жынысы  судың,  ауаның,  әр  түрлі  органикалық    түрлерінің  

әсерлеріне  ұшырауынан ғана топыраққа айналады. 

Үгілу    тау  жыныстарын    топырақ    түзуге  дайындайды  және  олардың 

қалыптасу  процесіндегі ең маңызды бөлімі болып табылады. 

Үгілуді  тау  жыныстары  минералдарының  химиялық  өзгеруі  мен 

механикалық бүліну деп  түсіндіріледі. 

Тау  жыныстарының  үгілу    процесі  өтетін    сыртқы  горизонттары    үгілу  

қабаты    деп  атайды.  Мұнда    2  зона    ажыратылады:  беткі  зона  немесе  осы 

заманғы үгілу және терең зона немесе ғасырлық үгілу. 

Топырақ  түзілу процесі өтетін осы заманғы үгілу қабатының қалыңдығы  

бірнеше см-ден 2-10м аралығында ауытқиды. 

 

24 

Үгілудің бірыңғай  процесінде басым  әрекеті  бойыша  факторлардың  3 

түрін  ажыратады. Олар: физикалық, химиялық  және  биологиялық. 

Физикалың    үгілу    деп  –тау  жыныстарының    әр  түрлі    көлем    мен  

формадағы    минералдардың    химиялық    құрамының    өзгермей,  механикалық  

бөлшектерге    бөлінуін    айтамыз.  Физикалың    үгілу  процесінің  жүруіне 

температураның    өзгеруі,  судың    қатты    және    сүйық    күйі,  жел,  басқа 

факторлар  әсер  етеді.    Күндіз    тау  жынысының    беткі  қабаты    қызып,  соның 

нәтижесінде  процесі  ұлғайтып,ал  ішкі    қабат  төмен  жылу    өткізгіш  күшінен 

азырақ  жылынады,  нәтижесінде  беткі  және ішкі  жыныс  қабатында  түрлі 

молекулярлық тарту  пайда болып, үстіңгі жарықтармен параллель  жазылады. 

Түнде  жыныстың  беткі  қабаты  салқындайды,  ол  ішкі    қабат    беткі  қабатпен  

салыстырғанда    төмен  жылу  өткізгіш    күші  әсернен  біркелкі    жоғары  

температурада болады. Түнгі  салқындау  нәтижесінде  жыныста  тік жарықтар  

пайда  болады.  

Үгілу үстіңгі  қабаттан  басталып, осы  жерде  тәуліктік  және  мерзімдік  

температураның  үлкен        градиенті   пайда  болады. Үгілу  процесі  біртіндеп  

жыныстың  тереңдеу    қабаттарына    еніп,  тұрақты    температура    белдеуінде  

сөнеді. 

Физикалың    үгілу    ерекше    қарқынмен    температура    тербелісінің    ең  

үлкен  амплитудасында    жүреді.  Мысалы    ыстық  шөл    аймағында    жыныстың  

беткі қабаты кейде 60-70

0

С дейін ысып,ал  түнде шамамен  0

0

С дейін сууыйды. 

Физикалың    үгілу    тау    жыныстарының        жарықтарында    болатын  судың  

әсерінен    тездетіліп,  үлкен    күштің    капиллярлық    қысымын    туғызады 

(жарықтарда 1мк  көлемі  шамамен 1,5кг/см

2

   қысымды  құрайды , жарықтарда  

1ммк 1500кг/см

2

  дейін). Судың  бұзушы  күші  қату  кезінде  көп  байқалады. 

Су    қату  кезінде    өзінің    көлемінен    7  есеге    үлғайып,    тау    жыныстарының   

жарықтар  қабырғаларында  890 кг/см

2

  және   одан   да  көп қысым   көрсетеді.  

Құрғақ    климат      аймақтарында    аналогиялық    рөлді        жарықтарда  

кездесетін және  сонда  кристалданатын  тұздар  атқарады,  сонымен  ангидрид  

(

CaSO

2

)    сумен      байланыса    отырып,  гипске  (

CaSO

4

*2H

2

O

)    айналады,  33

0

/

0

  

көлемге  көбитеді.  Физикалық  үгілу  нәтижесінде   тау  жынысы  ауа  мен суды  

өткізгіш      және    судың    кейбір    мөлшерге      ұстап    қалатын      қабілеті    бар   

жұмсақ массамен   жабылады.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

Химиялық      үгілу  -  тау      жыныстары  мен  оның  минералдарының  

химиялық  өзгеру  процесінде    жаңа      минералдар      және    қосылғыштардың 

түзілуі. Химиялық   үгілуге  газ  тәрізді  оттегі  мен  судың   жетіспеуінен  пайда  

болатын,    қысым        мен    жоғары    температура  жағдайында  қалыптасқан 

магмалық  жыныс  қатысады.  Жердің  беткі  қабатында  бұл  жыныстар  мүлде 

басқа  жағдайда  болады:  төмен  температура  мен  қысым,  оттегі  және  сұйық 

күйіндегі  судың  көп  мөлшері  бұл  жынысты  химиялық  тұрақсыз  етеді. 

Химиялық үгілудің маңызды факторы болып су, көмірқышқыл газы және оттек 

болып табылады. Су тау жыныстары  мен минералдардың еріткіші.  

Минералдардың  сумен  ыдырауы  температура  жоғарлағанда  және 

көмірқышқыл  газына  қаныққанда  күшейеді.  Соңғысы  суда  минералды 

талқандаушы әсерін күшейтетін қышқыл реакцияны көбейтеді. 

 

25 

Минералдардың  химиялық  ыдырау  жолына  температура  әсер  етеді. 

Температураны 10

0 

С көтерген сайын химиялық реакция 2-2,5 есеге тездетіледі. 

Мұнымен  химиялық  үгілудің  экваторлық  аймақтағы  қарқындылығы  мен 

полярлық аймақтағы бәсеңділігі түсіндіріледі. 

Химиялық үгілу процестеріндегі маңызды рөлді  оттегі атқарады, ол тау 

жыныстарының  айтарлықтай  түбіне  еніп,  тотығу  процесін  қамтамасыз  етеді. 

Химиялық үгілу процесінде бірнеше қатарлар ажыратылады, олардың ішіндегі 

ең маңыздылары: еру, гидролиз, гидратация және тотығу процестері.  

Тау жыныстарының көмірқышқыл газымен басқа қосылыстардан тұратын 

сумен еру процесі табиғатта кең тараған: 

 

СаСО

3

+СО

2

+Н

2

О → Са(НСО

3

)

2

 

 

Құрамында хлорлы тұзы бар суда минералдардың ерігіштігі артады. 

Судың магмалық жыныс минералдармен әрекеттесуінде негізгі химиялық 

реакция-гидролиз  болып  табылады.  Гидролиз  реакциясы  сілтілік  және  жер 

сілтілік  металдардың  диссоциаланған  су  молекуласы-сутек  иондарының 

кристалл торлары катиондарынң алмасуына әсер етеді. 

Бұл реакцияныы ортоклаз үшін схемалық түрде көрсетуге болады: 

 

К

2

Аl

2

Si

6

O

16

+2H

2

O→H

2

Аl

2

Si

6

O

16

+2КОН 

 

Түзілген  КОН  кремнезем  бөлімінің  ыдырауымен  кристалдық  тордың 

бұзылуы  және  калонит  түзілуі  жүретін  сілтілік  реакция    ерітіндісіне  себепші 

болады. Мысалы: 

 

H

2

Аl

2

Si

6

O

16 

+ nH

2

O^ H

2

Аl

2

Si

6

O

8

H

2

O+4 SiO

2

 nH

2

O 

 

КОН СО

2 

– мен бірге карбонаттың түріне ауысады. 

 

2КОН+ СО

3 

→К

2

СО

3 

+H

2

O 

 

Тропикалық және субтропикалық климат жағдайында байқалатын жоғары 

температурамен  үйлескен  судың  көп  мөлшері  мен  СО

2 

газының  қатысында 

аллюминий  мен  кремнезм  тотықтырушы  бос  гидраттар  түзетін  гидроилз 

каолиниті байқалады. Мысалы: 

  

H

2

Аl

2

Si

2

O

5

H

2

O→ Аl

2

O

3

nH

2

O+ Si

2

O

2

nH

2

O 

 

Силикаттардың 

гидроилзі 

нәтижесінде 

жер 

бетінің 

үгілуінің 

термодинамикалық жағдайында химиялық тұрақты жаңа өнімдер түзіледі. 

Сонымен  қатар  гидратацил  су  қызметтеріне  байланысты,  яғни  су 

бөлшектерінің минералдар бөлшектерімен химиялық бірігу процесі. 

 

 

 

26 

 Мысалы: 

 

2Fe

2

О

3

+3H

2

O→2Fe

2

О

3*

3H

2

O 

  гематит                        лимонит 

 

Құрамы  күрделі  минералдар  –  силикаттар  мен  алюмосиликаттарда 

гидратация  байқалады.  Олар  қоршаған  ортаның  су  ерітіндісі,  газдар  және 

үгілудің  басқа  факторларымен  өзара  әрекеттестігін  қамтамасыз  етіп, 

минералдар бетінің борпылдақтануы әкеледі. 

Тотығу-үгілу  зонасында  өте  кең  таралған  реакция.  Тотығуға  құрамында 

шала тотыққан темір бар көптеген минералдар немесе тотығуға қабілетті басқа 

да элементтер қатысады. Мысалы ретінде сұйық ортағы молекулярлы оттектің  

сульфидтерімен әрекеттесуін айтуға болады. 

Пириттің тотығуы кезінде сульфаттар және темір тотығының гидраттары 

қатар жаңа минералдар түзуге қатысатын күкірт қышқылы қалыптасады: 

  

2FeS

2

+ 7O

2

 + 2H

2

O = 2FeSO4+2H

2

SO

4

,  

12FeSO

4

 + 6H

2

O + 3O

2

 = 4Fe

2

(SO

4

)

3

 + 4Fe(OH)

3

,  

2Fe

2

 (SO

4

) з + 9H

2

O = 2Fe

2

O

3

 • 3H

2

O + 6H

2

SO

4

. 

 

Тотығу процесі кезінде тау жыныстарының бастапқы реңі өзгеріп, сары, 

қошқыл,  қызыл  түстер  пайда  болады.  Қатты  тотыққан  жыныстар  әдетте 

топырақты кеуекті құрылымға әкеліп соқтырады (үгілудің қызыл түсті қабығы). 

Химиялық  үгілу  нәтижесінде  физикалық  күйі  мен  минералдардың 

кристалдық  торларынң  бұзылуы  жүреді.  Жыныс  жаңа  минералдармен 

байытылып, ылғал сыйымдылық, сіңіру қабілеттеріне ие болады.  

Биологиялық үгілу – тау жыныстарының ағзалардың тіршілік әрекеті мен 

олардың  өнімдері  әсерінен  механикалық  бұзылу  процесі.  Жердің  беткі 

қабатындағы  тау  жыныстарының  бұзылу  процесі  ағзалардың  белсенді 

қатысуымен өтеді. Абиотикалық үгілу жерде өмір пайда болғанға дейін жүреді. 

Биологиялық үгілу  кезінде  ағзалар  құрылысына  қажетті  минералдық  заттарды 

жыныстан  алады,  топырақ  түзілу    және  топырақтың  қалыптасуына  жағдай 

жасай отырып, жыныстың беткі горизонттарына шоғырланады. Ағзалардың тау 

жынысына  шоғырлануынан  олардың  үгілуі  бірталай  күшейеді.  Өсімдік 

тамырлары  мен  микроорганизмдер  тіршілік  әрекеті  процесінде  сыртқы  ортаға 

минералдарды  жоятын  көмірқышқыл  газы  мен  әр  түрлі  қышқылдарды  бөліп 

шығарады.  Нитрификация  процесінде  азот  қышқылы  пайда  болады, 

күкіртбактериялар  мен  тион  бактериялардың  әрекеті  күкірт  қышқылының 

түзілуіне  әкеледі.  Бұл  қышқылдар  көптеген  минералдық  қосылыстарға 

ерігіштік  әрекет  көрсетіп,  үгілу  процесін  күшейтеді.  Диатомды  балдырлардың 

кремнеземнен тұратын сауыты алюмосиликаттарды бүлдіруге қабілетті екендігі 

экспериментальды  дәлелденген.    Meghatherium  туысына  жақын  силикат 

бактериялардың  шырышты  бөлінісі  далалық  шпаттарды  бүлдіруге  қабілетті.                            

Penicillium  туысына  жататын  саңырауқұлақтар  біріншілікті  минералдардың 

бұзылуына қабілетті гумустың фульвоқышқылына ұқсас зат бөледі.  

 

27 

     Үлкен  жыныстарды  бұзатын  қыналар  көмірқышқылы  мен  ерекше  қына 

қышқылын  бөледі.    Қыналар  жыныстарды  тек  химиялық  емес,  механикалық 

бұзады, олар сонымен қатар біріншілікті минералдардың түйіршіктеріне бірігу 

жазықтығы  бойынша  гифалардың  енуін  қамтамасыз  етеді.  Жануарлар 

өсімдіктер  сияқты  тау  жыныстарын  механикалық  қопсытып,  өздерінің 

бөліністерімен  өзгеріске  ұшыратады.  Үгілу  кезіндегі  тау  жыныстарының 

бұзылу  сипаты  минералдық  құрамнан  жынысқа  өтетін  орта  жағдайларына 

байланысты.  Соңғысы  үгілу  өсімдіктерінің  құрамында  байқалады.  Қышқыл 

жыныстардың үгілуінде құм мен құмдақ, ортасында саздақ және негізгісінде – 

ауыр саздақ пен саз түзіледі.  

            Үгілу типтері. Үгілу процесі тау жыныстарының құрамы мен сипатына 

ғана емес, олардың өтетін ортасына байланысты.  

     Концентрация 

және  ерітіндінің  тұзды  құрамы,  реакция,  тотығу-

тотықсыздану  жағдайлары  маңызды  роль  атқарады.  Үгілу  процестері  көп 

жағдайда  климатпен  байланыстырылады.  Үгілудің  ерігіш  өнімдері  құрғақ 

климат жағдайында қорғалып, ылғал климат жағдайында жуылады.  

    Үгілу  процесінің  қарқындылығы  бойынша  2  негізгі  түрін  ажыратады: 

аллитті және сиаллитті.  

Үгілудің  сиаллитті  түрі  екіншілікті  алюмосиликат  пен  ферросиликат 

түзілетін  орташа  мөлшердегі  ылғалды  қоңыржай  климат  жағдайында  дами 

алады.  Осыған  орай  үгілу  процесінде  тау  жыныстары  физикалық  және 

химиялық  төзімді  келіп,  өсімдіктер  өмірі  үшін  қолайлы  жаңа  қасиеттерге  ие 

болады.  

Үгілудің  аллитті  типі  ылғалды  тропикалық  климат  жағдайында    дами 

алады,  онда  гидролиз  және  кремний,  алюминий  және  темір  тотықтары 

гидраттарының пайда болу процестері қарқынды жүреді. 

Сонымен үгілу кезінде тау жыныстары терең физикалық және химиялық 

өзгерулерге  шалдығады  және  тау  жынысы  өсімдіктер  тіршілігіне  қолайлы 

жаңа қасиеттерге ие болады. 

  

3.2  Тау  жыныстарының  топырақ  түзілетін  беткі  горизонттары  топырақ 

түзілуі  немесе  аналық  жыныс  деп  атайды.  Жер  қыртысын  қосып  тұратын  тау 

жынысы  шығу  тегі  бойынша  –  магмалық,  шөгінді,  метаморфтық  болып  3 

топқа бөлінеді.  

    Магмалық жыныс – жер қабатының ішіндегі балқыған сұйық массаның суу 

немесе жер бетіне лава күйінде шығу кезінде түзіледі. Бұл жыныстардың бәрі 

кристалдық  құрылымға  ие.  Үлкен  тереңдіктегі  магманың  баяу  суу  кезінде 

жыныстар ірі, жақсы ажыратылатын кристалдардан түзіледі (Мысалы, гранит). 

Магманың жылдам және тұрақсыз салқындауы кезінде жеке, ірі кристалдардың 

қосылуынан жасырын кристалды немесе ұсақ кристалды жыныстар түзіледі.  

      Магмалық  жыныс  литосфераның  95  %-ын  құрай  отырып,  топырақ  түзілуі 

жыныс  ретінде  шектелген  таралымға  ие  және  ең  бастысы  таулы  аймақтарда 

кездеседі (Кавказ, Орал). 

 

28 

   Шөгінді жыныс – жер бетінде үгілу жолымен және магманың, метаморфтың 

үгілу  өнімдерінің  немесе  әртүрлі  организмдер  қалдықтарының  ыдырауынан 

түзіледі.  

     Шөгінді жыныс 3 топқа бөлінеді:  

1)

 

сынғыш 

2)

 

сазды немесе балшықты  

3)

 

химиялық және органикалық шығу жынысы 

Сынғыш  немесе  кластикалық  жыныстар  түрлі  жыныстар  өнімдерінің 

механикалық  бұзылуын  көрсетеді.  Сынықтардың  көлемі  мен  пішіні  және 

қасиеттену  дәрежесі  бойынша  олар  тірі  сынықты  (псефиттер),  құмды 

(псаллитті)  және  алевритті  жыныстар  көлемі  мен  пішіні  бойынша  бөлімдерді 

құрайтын бірнеше топтарға бөлінеді.  

  

Құмды жыныстар құрылысы бойынша борпылдақ-құм және цементтелген 

құмдақ  болып  бөлінеді.  Құмды  жыныстардың  минералдық  құрамы  әр  түрлі 

болады.  Олардың  арасында  мономикті,  олигомикті  және  полимикті  сияқты 

айырмашылықтарды  ажыратады.  Мономикті  жыныстар  кварц  пен  басқа 

минералдардың  аздаған  қоспаларынан  тұрады.  Олигомикті  жыныстарда 

минералдардың 75 – 45 % -ы кварц , ал қалғандары домалақ шпаттар слюдалар. 

Полимикті  жыныстарда  кварц,  далалық  шпаттар    немесе  түсті  минералдар 

түйіршіктері кездеседі.   

 

Алевритті  жыныстар  немесе  алевриттер  мөлшері  0,1-0,01мм  болатын 

жіңішке түйіршіктерден тұрады. Олар құм мен саз арасындағы аралық орынды 

алады. Оларға құмдақ, саздақ және сары топырақ жатады.  

 

Сазды  жыныстар  -  <0,01мм  шамадағы  бөлімдерден  тұратын,  олардың 

ішінде  <0,001мм  бөлімдерге  ие  шөгінді  жыныстар  тобы.  Саздың  түсі  өзінің 

құрамындағы  минералдар мен қоспаларға байланысты. 

 

Нығыздалу нәтижесінде түзілген тығыз, өте қатты сазды жыныстар және 

иілімді саздардың дегидраттану мен цементтенуі аргиллиталар деп аталады. 

 

Шөгінді жыныстар арасында химиялық және органикалық пайда болуына 

қарай  келесі  негізгі  топтарды  ажыратады:  карбонатты,  кремнийлі, 

күкіртқышқылды  және  галлоидты  (гипс,  тасты,  тұз,т.б.),  темірлі,  фосфорлы 

және  каустобиолит—органогенді

 

жанғыш  жыныстар  (шымтезек,  көмір,мұнай 

және т.б.). 

 

Топырақ  түзуші  жыныстардың  қалыптасуында  химиялық  және 

органикалық  пайда  болған  шөгінді  жыныста    маңызды  рөлді  карбонатты 

шөгінді  алады.  Карбонатты  жыныстардың  ішінен  әктастарды,  мергелдер, 

доломиттер және борды бөледі. 

 

Метаморфтық  жыныстар  үлкен  қысым  мен  жоғары  температура 

әсерінен  жер  қыртысының  терең  қабаттарында  магмалық  және  шөгінді 

жыныстарда түзіледі. Оларға әртүрлі тақтатастар (сазды, слюдалы, кремнийлі), 

мраморлар (ізбестен түзілген), кварцтар (құмдақтан түзілген) жатады. 

 

Метаморфтың жыныстың үгілу өнімдері топырақ үшін аналық жынысты 

сирек пайдаланады, олар магмалық жыныс сияқты таулы аймақтарда кездеседі. 

 

Барлық тау жыныстарын жасына қарай 2 үлкен топқа бөлуге болады: 

1)

 

көне немесе түпкілікті, көбіне тығыз жыныстар. 

 

29 

2)

 

төрттік немесе  осы заманғы,  ең  континентальдық немесе  теңізден  пайда 

болған борпылдақ шөгінді жыныс. 

Бірінші  топ  жыныстары  түрлі  геологиялық  дәуірлер  мен  кезеңдердегі 

магмалық  ,  шөгінді  және  метаморфтың  тау  жыныстарының  бүлдіру  өнімдері 

болып табылған. Олар таулы аймақтарда  кең таралған, ал жазықтық жерлерде 

салыстырмалы сирек кездеседі. 

 

Біздің  еліміздің,  әсіресе  Европалық  бөлігінің  жазық  кеңістікте    түгелдей 

дерлік топырақ қалыптасатын 2-топтың мықты тұнба қабаттарымен жабылған. 

 

Топырақ  түзуші  жыныстар  шығу  тегі  бойынша  келесі  негізгі 

категорияларға  бөлінеді:  элювиальды,  делювиальды,  пролювиальды, 

жүктеу/скачать 0,77 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: