frakcje

Częśći szkieletowe:

1. Frakcja kamieni -o średnicy cząstek powyżej 20 mm

2. Frakcje żwirowe -o średnicy cząstek 20- l mm

a) żwir gruby -o średnicy 20 -10 mm

b) żwir drobny- o średnicy 10 -1 mm

Części ziemiste:

3. Frakcje piaskowe o średnicy cząstek 1,0- 0,1 mm

a) piasek gruby -o średnicy cząstek 1,0- 0,5 mm

b) piasek średni -o średnicy cząstek 0,5- 0,25 mm

c) piasek drobny -o średnicy cząstek 0,25 -0,1 mm

4. Frakcje pyłowe -o średnicy cząstek 0,1 -0,02 mm

a) pył gruby -o średnicy cząstek 0,1 -0,05 mm

b) pył drobny -o średnicy cząstek 0,05- 0,02 mm

5. Frakcje spławialne (ilaste) o średnicy cząstek poniżej 0,02 mm

a) ił pyłowy gruby- o średnicy cząstek 0,02 -0,006 mm

b) ił pyłowy drobny- o średnicy cząstek 0,006 -0,002 mm

c) ił koloidalny -o średnicy cząstek mnięjszej od 0,002 mm.

Części szkieletowe

-Frakcja kamieni ( > 20 mm) jest najgrubszą frakcją szkieletową składającą się z

mało zmienionych odłamków skał macierzystych. Skład mineralny i chemiczny omawia-

nej frakcji zależy głównie od wieku i pochodzenia skały. Znaczna zawartość kamieni

utrudnia uprawę mechaniczną, a w skrajnych przypadkach nawet ją wyklucza.

-Frakcja żwiru (20 -1,0 mm) zawiera mało lub zupełnie niezwietrzałe odłamki

skał i minerałów. lm żwir jest drobniejszy, tym więcej zawiera trudno wietrzeją-

cych odłamków mineralnych. Szczególnie dużo kwarcu występuje we frakcji Żwi-

ru drobnego. Duża ilość żwiru zwiększa przepuszczalność i przewiewność gleb

lekkich. Na utworach żwirowych, a zwłaszcza żwirach gliniastych posiadających

dużą zwięzłość w stanie suchym oraz lepkość w stanie wilgotnym, tworzą się gle-

by trudne do uprawy.

Części ziemiste

-Frakcja piasku (1,0- 0,1 mm) składa się głównie z trudno wietrzejących minera-

łów, takich jak kwarc, miki i skalenie. Frakcja ta wpływa rozluźniająco na glebę

czyniąc ją bardziej przepuszczalną. Gleby o dużej zawartości frakcji piasku posia-

dająjednak małą pojemność wodną i ograniczoną podsiąkalność. Równocześnie są

one ubogie w składniki pokarmowe, co sprawia, że gleby piaszczyste należą do u-

tworówo względnie małej potencjalnej żyzności.

-Frakcja pyłu (0, 1 -0,02 mm) składa się głównie z ziarn kwarcu i bezpostaciowej

krzemionki. Frakcje pyłowe, zwłaszcza w lessach, zapewniają glebie zbliżone do

optymalnych właściwości fizyczne, dobrą przepuszczalność i jednocześnie wysoką

retencję wodną. Pył drobny (0,05 -0,02 mm) wpływa dodatnio na tworzenie się

gruzełków glebowych, ale powstające agregaty wykazują zbyt małą trwałość. Gleby

o dużej zawartości pyłu charakteryzują się dużą podatnością na procesy erozji.

-II pyłowy gruby (0,02 -0,006 mm) składa się głównie z amorficznej krzemionki i

nieznacznej ilości drobnego kwarcu. Ił pyłowy gruby, występujący w niedużej ilo-

Ści, wpływa korzystnie na strukturę gleby, zwiększa jej retencję wodną i kapilar-

noŚĆ. Zbyt duża jego ilość oddziaływuje niekorzystnie na właściwości fizyczne gle-

by, powodując zagęszczenie fazy stałej, co wpływa na zmniejszenie porowatości o-

gólnej, a zwłaszcza porowatości powietrznej. Omawiana frakcja wykazuje dużą zdolność sorpcji fizycznej i zwiększa sorpcję mechaniczną, posiada jednak małe

zdolności sorpcji wymiennej kationów.

-Ił pyłowy drobny (0,006 -0,002 mm) zawiera w swym składzie głównie amorficzną

krzemionkę oraz niewielkie ilości minerałów wtórnych (ilastych), najczęściej ka-

olinitu. Frakcja ta wykazuje zbliżone właściwości fizyczne i fizykochemiczne do

frakcji iłu koloidalnego, zwłaszcza gdy w swym składzie posiada więcej minerałów

ilastych.

-Ił koloidalny « 0,002 mm) składa się głównie z produktów wietrzenia minerałów

oraz z koloidów organicznych. Występują tu: minerały ilaste, koloidalna próchnica,

połączenia organiczno-mineralne, wodorotlenki żelaza i glinu oraz małe ilości bez-

postaciowej krzemionki. Koloidalne rozmiary wymienionych składników decydują

o ich dużej aktywności w procesach chemicznych i fizykochemicznych zachodzą-

cych w glebie. Cząstki te posiadają duże zdolności sorpcji wymiennej i jednocze-

Śnie dużą molekularną pojemność wodną. Ilość i jakość iłu koloidalnego wpływa na

lepkość, zwięzłość i plastyczność gleby, a jednocześnie w Znacznym stopniu decy-

duje o składzie 1 właściwościach masy glebowej. Duża zawartość iłu koloidalnego

wpływa niekorzystnie na właściwości fizyczne gleby, czyniąc ją trudną do uprawy

zarówno w stanie suchym, jak i zbyt wilgotnym.

Wyróżnia się następujące grupy granulometryczne:

l. Utwory kamieniste -zawierają powyżej 25% frakcji kamieni. Dzielone są na:

a) utwory silnie kamieniste > 75% frakcji kamienistych,

b) utwory średnio kamieniste- 75 do 50% frakcji kamienistych,

c) utwory słabo kamieniste -50 do 25% frakcji kamienistych.

2. Żwiry -utwory zawierające ponad 50% frakcji żwirowych. Dzielone są na:

a) żwiry piaszczyste, w których części ziemiste wykazują skład granulometryczny

piasku (tj. ilość części spławialnych nie przekracza w nich 20%),

b) żwiry gliniaste, w których części ziemiste wykazują skład granulometryczny

glin (tj. ilość części spławialnych przekracza w nich 20%).

3 . Piaski -są to utwory, w których przeważa frakcja piasku, a ilość części spławialnych

w częściach ziemistych wynosi od O do 20%. Piaski dzielone są na:

a) piaski luźne, zawierające od 0 do 5% części spławialnych,

b) piaski słabogliniaste, zawierające od 5 do 10% części śpławialnych,

c) piaski gliniaste lekkie, zawierające od 10 do 15% części spławialnych,

d) piaski gliniaste mocne, zawierające od 15 do 20% części spławialnych.

Piaski zawierające 25 -40% frakcji pyłowych określane są dodatkowo jako

"pylaste", np. piasek gliniasty lekki pylasty.

4 . Pyły -są to utwory, które zawierają w częściach ziemistych ponad 40% frakcji

pyłowych ido 50% części spławialnych. Pyły dzielone są na:

a) pyły zwykłe zawierające do 35% części spławialnych,

b) pyły ilaste zawierające od 35 do 50% części spławialnych.

5. Ily -są to utwory zawierające ponad 50% części spławialnych. Nie zawierają

one prawie wcale części szkieletowych i mogą zawierać tylko niewielką

domieszkę piasku (do 9%). Wyróżnia się:

a) iły właściwe, zawierające poniżej 25% frakcji pyłowych,

b) iły pylaste -zawierające od 25% frakcji pyłowych.

6. Gliny -są to utwory różnoziarniste, zawierające w częściach ziemistych ponad

20% części spławialnych (i do 40% części pyłowych). Gliny dzielone

są na:

a) gliny lekkie -zawierające 20 do 35% frakcji spławialnych,

b) gliny średnie- zawierające od 36 do 50% frakcji spławialnych,

c) gliny ciężkie -zawierające ponad 50% części spławialnych.

Gliny zawierające 25 -40% frakcji pyłowych określane są dodatkowo jako

"pylaste", np. glina lekka pylasta.

Skład granulometryczny decyduje o trudności uprawy gleby. Pod tym kątem utwory

mineralne dzielone są na następujące kategorie ciężkości:

-gleby bardzo lekkie zawierające do 10% części spławialnych,

-gleby lekkie zawierające 11-20% części spławialnych,

-gleby średnie zawierające 21-35% części spławialnych,

-gleby ciężkie zawierające > 36% części spławialnych.

Gnejsy są jedną z ważniejszych grup skał metamorficznych. Powstały one w średnio

głębokich strefach metamorfizmu, w wyniku przeobrażenia skał magmowych przesyco-

nych i nasyconych krzemionką lub skał osadowych (ilastych, szarogłazów i arkoz). W

składzie mineralogicznym tych skał występuje: kwarc, skalenie i łyszczyki. Wyróżniają

się one charakterystyczną teksturą gnejsową, której odmiana może decydować o dodat-

kowym określeniu skały, np. gnejsy oczkowe, laminowane itp.

Z gnejsów powstają najczęściej gleby lekkie, zasobne w potas, wykazujące natomiast

niedostatek Mg, Ca i fosforu.

Łupki krystaliczne są skałami wykazującymi bardzo różnorodny skład mineralny i

chemiczny. Cechą wspólną tych skał jest charakterystyczna tekstura łupkowa oraz wyraź-

ne złupkowacenie. Często przeważa jeden składnik mineralny, nadający specyficzne wła-

ściwości skale i decydujący o jej nazwie. Do najpospolitszych należą łupki: serycytowe,

mikowe, talkowe, grafitowe.

Z łupków krystalicznych tworzą się różne gleby, których zasobność zależy od ich

składu mineralnego. Na ogół wietrzeją one łatwo, dając zwietrzelinę obfitującą w

łupkowe odłamki.

Kwarcyty (meta kwarcyty) powstają w wyniku metamorfozy piaskowców kwarco-

wych lub analogicznych mułowców. Zbudowane są głównie z kwarcu, któremu czasem

towarzyszą mniejsze ilości skaleni i łyszczyków; barwa biała z różnymi odcieniami lub

zabarwiona przez domieszki. Niekiedy zaznacza się tekstura łupkowa -mówimy wtedy o

łupkach kwarcytowych.

Kwarcyty bardzo trudno ulegają wietrzeniu dając płytkie, szkieletowe gleby, ubogie

we wszystkie składniki pokarmowe dla roślin.

Marmury powstają we wszystkich strefach metamorfizmu z przeobrażenia skał wę-

glanowych (marmury kalcytowe i marmury dolomitowe). Jeżeli skałą wyjściową był czy-

sty wapień, to marmury składają się wyłącznie z kalcytu, gdy natomiast były nią wapienie z domieszkami, to marmury zawierają ponadto łyszczyki, chloryty, kwarc, skalenie i inne minerały. Struktura ich jest krystaloblastyczna, tekstura bezładna, a barwa od białej, żółtawej, różowej do czarnej. Powstają z nich płytkie, gliniaste gleby o dużej zawartości wapnia, tzw .rędziny.

Zieleńce powstają w wyniku płytkiej metamorfozy bazaltów. Posiadają strukturę

drobnoblastyczną, teksturę łupkową, barwę ciemnozieloną z odcieniem niebieskim.

Głównymi składnikami są: albit, epidot i chloryt. Tworzą się z nich gleby gliniaste, za-

sobne w główne składniki pokarmowe dla roślin.

Fyllity powstają w wyniku płytkiej metamorfozy skał ilastych, czasem także mułow-

-ców, skał piaszczystych i arkozowych. Struktura drobnoblastyczna, tekstura łupkowa z

charakterystyczną podzielnością na cienkie płytki. Głównymi składnikami są: kwarc, se-

rycyt, chloryty. W wyniku wietrzenia fyllitów powstają gleby gliniaste, zasobne w potas,

z dużą domieszką łupkowej zwietrzeliny.

Serpentynity powstają w rezultacie metamorfozy skał ultrazasadowych (np. perydo-

tytów). Jest to skała monomineralna zbudowana z minerałów z grupy serpentynu. Wyka-

zuje strukturę drobnoblastyczną, teksturę bezładną, barwę od ciemnozielonej do brunat-

nej. Serpentynity dają w wyniku wietrzenia płytkie, silnie szkieletowe gleby o bardzo

dużej zawartości magnezu.

Amfibolity są produktami zaawansowanej metamorfozy skał magmowych typu gabra,

jak też osadowych o charakterze margli dolomitycznych. Składają się głównie z amfiboli,

plagioklazów i epidotu. Posiadają barwę ciemnozieloną do czarnej, strukturę drobnobla-

styczną, teksturę bezładną lub łupkową. Wietrzejąc dają gleby zasobne w wapń, a ubogie

w potas.

Eklogity zbudowane są z piroksenów i granatów. Są to ciemne skały o strukturze

drobnoblastycznej i teksturze bezładnej. Powstają w wyniku głębokiej metamorfozy za-

sadowych i ultrazasadowych skał magmowych.

II, Siarczki i siarkosole

Należy tu piryt i markasyt PeS2, galena PbS, sfaleryt (blenda cynkowa) ZnS i wiele

innych, mniej pospolitych minerałów. Najpowszechniej, lecz w małych ilościach, wystę-

pują siarczki żelaza (piryt i markasyt). Są to minerały typowe dla warunków redukcyj-

nych. Można je spotkać w glebach o wadliwych stosunkach powietrzno-wodnych,

tj. stale nadmiernie uwilgotnionych.

111, Halogenki (solowce)

Obejmują związki metali z chlorowcami, a zwłaszcza z chlorem, fluorem, bromem i

jodem. Reprezentowane są m.in. przez: halit NaCI, karnalit KMgCI) .6H2O, sylwin

KCI, fluoryt CaF2. Występują one niekiedy w większych skupieniach, tworząc złoża skał

osadowych, czasem eksploatowanych jako nawozy mineralne, np. karnalit, sylwin.

IV, Tlenki i wodorotlenki

I) Tlenki i wodorotlenki Fe

Tlenki i wodorotlenki żelaza występują w wielu skałach. Magnetyt PeO' Pe2O) na-

daje czarne zabarwienie bazaltom, hematyt Pe2O) -zabarwia na czerwono ryolity, mela-

tiry oraz niektóre piaskowce i zlepieńce. Na podmokłych terenach, w wyniku procesów

biochemicznych i oksydacyjnych często tworzy się limonit Pe2O)' nH2O, stanowiący

mieszaninę minerałów o różnym stopniu uwodnienia (getyt aPeOOH, lepidokrokit yPe-

OOH i inne). Związki żelaza są również pospolite w glebach, gdzie odgrywają dużą rolę

w procesach oksydoredukcyjnych. Ponadto hematyt, getyt, limonit i inne wodorotlenki

Fe nadają niektórym poziomom glebowym charakterystyczne czerwone lub brunatne

zabarwienie.

2) Tlenki i wodorotlenki Al

Występują one w silnie zwietrzałych utworach, stanowiąc główne składniki boksytów.

Reprezentowane są m.in. przez: gibbsyt AI(OH)) (zwany też hydrargillitem) i diaspor

AIOOH (określany też jako bohemit). Do tej grupy tlenków należy również korund

AI2O), który odznacza się bardzo dużą twardością.

V, Sole kwasów tlenowych

Jest to najliczniejsza gromada minerałów, dzielona na podgromady w zależności od

kwasu, którego są solami. Spośród wielu wyróżnianych podgromad najważniejsze są:

Azotany , zwane też saletrami, mają powszechne zastosowanie w rolnictwie jako na-

wozy azotowe. Reprezentowane są przez saletrę chilijską NaNO3 i saletrę indyjską

KNO3. Charakteryzują się one bardzo łatwą rozpuszczalnością, toteż w warunkach klima-

tu umiarkowanego i wilgotnego ulegają szybkiemu wymywaniu ze zwietrzelin i gleb.

Natomiast w strefach klimatu suchego tworzą na powierzchni naskorupienia i złoża osa-

dowe, eksploatowane do celów nawozowych.

2) Węglany

Z minerałów tych największe znaczenie mają: kalcyt CaCO3 i dolomit CaMg(CO3)2.

Kalcyt jest głównym minerałem wapieni, margli i marmurów. Jest on bardzo ważnym

składnikiem gleb wpływającym na szereg ich właściwości, przede wszystkim przeciw-

działającym zakwaszaniu. Charakterystycznąjego cechąjest reakcja z 10% HCI (a nawet

z kwasem octowym), podczas której wydziela się CO2, powodując tzw. "burzenie".

Z 10% HCI reaguje również dolomit, ale dopiero po sproszkowaniu (np. po zarysowaniu

ostrzem) lub po "potraktowaniu gorącym kwasem. Mniej powszechnie występującymi

węglanami są: syderyt FeCO3 i magnezyt MgCO3.

3) Siarczany

Minerały te występują głównie w skałach osadowych. Głównym przedstawicielem

siarczanów jest gips CaSO4. 2H2O, który tworzy monomineralne skały gipsowe oraz wy-

stępuje w niektórych marglach i iłach. Innymi siarczanami są: anhydryt CaSO4, baryt

BaSO4, jarozyt KFe3(OH)6(SO4)2 oraz kainit KCI. MgSO4. 3H2O. Gips znajduje zasto-

sowanie w rolnictwie przy "gipsowaniu" gleb słonych, a kainit używany jest jako nawóz

potasowo-magnezowy (tab. 4).

4) Fosforany

Należą do nich apatyty oraz fosforyty. Apatyt fluorowy Ca5F(PO4)3 stanowi

praźródło fosforu -jednego z najważniejszych składników pokarmowych roślin. Złoża

fosforytów (mieszaniny fosforanów Ca) eksploatowane sąjako surowce fosforowe (tab. 4). Do

fosforanów zaliczamy również wiwianit Fe3(PO4)2. 8H2O, który występuje w iłach, tor-

fach i rudach darniowych, w postaci niebieskich nalotów.

5) Krzemiany i glinokrzemiany

Podgromada krzemianów i glinokrzemianów stanowi najliczniejszą grupę minerałów,

odgrywających ogromną rolę w budowie skorupy ziemskiej. Należące tu minerały, takie

jak kwarc, skalenie, łyszczyki, minerały ilaste. w mniejszym stopniu pirokseny i amfi-

bole, stanowią najistotniej sze mineralne składniki materiału glebowego.

Systematyka krzemianów i glinokrzemianów opiera się na ich właściwościach krysta-

lochemicznych, tj. na budow,ie sieci krystalicznej. Jej podstawowymi elementami struktu-

ralnymi są ściśle obok siebie ułożone 4 aniony tlenu oraz zawarty między nimi kation

krzemu. Modelem przestrzennym tak ułożonego anionu [SiO4]4- jest tetraedr, czyli

czworościan foremny (rys. 1). Wewnątrz tetraedru w miejscu krzemu może występować

także glin. Różnice ładunków wywołane podstawieniem Si4+ przez AI3+ kompensowane

są przez przyłączanie dodatkowych kationów. Krzemiany, w których część anionów

[SiO4]4- jest zastąpiona anionami [A 104]5-, określane sąjako glinokrzemiany.

w zależności od sposobu łączenia tetraedrów i stopnia ich kondensacji krzemiany

dzieli się na następujące grupy:

5a) Krzemiany wyspowe

k Zawierają one nie połączone ze sobą tetraedry [SiO4]4-. Są to najprostsze wśród

l krzemianów związki, takie jak oliwiny, granaty , topaz, sillimanit, staurolit i inne.

Oliwiny -grupa minerałów będących składnikami skał magmowych niedosyconych

krzemionką. Ich przedstawicielami są: forsteryt Mg2[SiO4] oraz fojalit Fe2[SiO4].

Łatwo ulegają one wietrzeniu i z tego względu nie występują w skałach osadowych ani

w glebach.

Granaty -krzemiany Mg, Fe, Mn, Ca, Al, Cr stanowiące izostrukturalny szereg mi-

nerałów (czyli wykazujących bardzo podobną budowę, lecz różniących się składem che-

micznym). Występują ~poradycznie w skałach magmowych, osadowych oraz w niektó-

rych skałach metamorficznych.

Topaz A12(OH,F)2[SiO4J -minerał odznaczający się dużą twardością, wykorzystywany

w przemyśle jubilerskim.

Sillimanit (krzemian Al) i staurolit (uwodniony krzemian Al i Fe) są minerałami ty-

powymi dla skał metamorficznych.

5b) Krzemiany grupowe

Minerały te zawierają aniony [Si2O7J6-, powstałe wskutek kondensacji dwóch tetrae-

drÓw, posiadających jedno wspólne naroże. Należy tu m.in. epidot -krzemian Ca, Al

i Fe, występujący głównie w skałach metamorficznych.

5c) Krzemiany łańcuchowe

Zbudowane są z tetraedrów połączonych w wydłużone łańcuchy złożone z anionów

[Si2O6J4- (każdy tetraedr posiada 2 naroża wspólne z sąsiednimi tetraedrami). Do krze-

mianÓw łańcuchowych należą pirokseny: diallag Ca(Mg,Fe)[Si2O6J i augit (glino-

krzemian Ca, Mg, Ti, Al). Pirokseny występują w wielu skałach magmowych (np. diallag

jest głównym składnikiem gabra) oraz metamorficznyd1. Stosunkowo szybko ulegają one

wietrzeniu, dostarczając glebie wielu cennych składników (tab. 4).

5d) Krzemiany wstęgowe

Powstają one przez równoległe połączenie dwóch łańcuchów typu piroksenów i two-

rzą płaskie wstęgi zbudowane z anionów [Si4OlU6- .Należą tu amfibole, których przed-

stawicielem jest hornblenda (uwodniony glinokrzemian Ca, Mg, Na, K, Al). Amfibole

występują w wielu skałach magmowych oraz metamorficznych. Podobnie jak pirokseny

łatwo wietrzeją, wzbogacając materiał glebowy w składniki pokarmowe dla roślin (tab. 4).

5e) Krzemiany warstwowe

Posiadają one tetraedry połączone trzema narożami w płaską, sześcioboczną sieć,

utworzoną z warstwowych anionów [S40l0J4-. Pozostałe wierzchołki tetraedrów łączą się

z oktaedrami, tworzącymi kolejną warstwę. Krzemiany warstwowe zbudowane są z pakie-

tów utworzonych przez połączenie kolejno zmieniających się warstw tetraedrów i oktae-

drów. Należą tu m.in.: łyszczyki, niiiteraiy ilaste, chloryty, glaukonit i talk.

Łyszczyki (miki) wyróżniają się blaszkowym pokrojem, a ich najważniejszym i

przedstawicielami są:

-muskowit -uwodniony glinokrzemian Ki Al,

-serycyt -drobnołuseczkowa odmiana muskowitu,

-biotyt -uwodniony glinokrzemian K, Mg, Fe i Mn.

Wymienione łyszczyki występują powszechnie w wielu skałach. Należą do głównych

minerałów skał magmowych, są ważnymi składnikami skał metamorficznych i często

występują w skałach osadowych. Przeźroczysty muskowit jest kruchy, lecz bardzo od-

porny na wietrzenie chemiczne; łatwiej wietrzeje ciemny biotyt. Łyszczyki są pospolite w

wielu zwietrzelinach, zwracając na siebie uwagę charakterystycznym blaszkowym

kształtem i połyskliwością (tzw'. kocie złoto). Należą do ważnych minerałów występują-

cych w materiale glebowym.

Minerały ilaste powszechnie występują w wielu skałach osadowych, a należące do

nich minerały, takie jak kaolinit, illit, wermikulit i montmorillonit,są najbardziej istot-

nymi mineralnymi składnikami materiału glebowego. Powstają one najczęściej w wyniku

wietrzenia chemicznego innych krzemianów i dlatego określane sąjako minerały wtórne.

Niekiedy do minerałów ilastych zaliczane są chloryty (glinokrzemiany Mg, Fe i Al)

oraz glaukonit (uwodniony glinokrzemian K, Na, Ca, Mg, Fe i Al) -typowy minerał

środowiska morskiego, o charakterystycznym zielonym zabarwieniu.

Talk -o wzorze Mg3(OH)2[Si4Olo], wyróżnia się bardzo niską twardością. Jest

wzorcowym minerałem w skali Mohsa, w której określa twardość l.

5t) Krzemiany szkieletowe (przestł;zenne)

Stanowią one produkt najsilniejszej kondensacji tetraedrów, które łączą się narożami

równomiernie we wszystkich kierunkach. W ten sposób każdy atom tlenu występujący w

narożu jest wspólny dla dwóch tetraedrów. Większość krzemianów szkieletowych sta-

nowią glinokrzemiany, które zbudowane są z anionów [(Al,Si)xO2x]-il. Należą tutaj mine-

raly z grupy krzemionki, skalenie oraz skaleniowce.

Minerały z grupy krzemionki (SiO2)

Minerały te reprezentowane są przez kwarc, chalcedon i opal.

Kwarc , o wzorze SiO2, jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych minerałów.

W dużych ilościach występuje w skałach magmowych przesyconych krzemionką, jest

częstym składnikiem skał metamorficznych, a także tworzy samodzielne żyły przecinają-

ce inne utwory. Kwarc jest głównym minerałem skał osadowych okruchowych, niemal

wyłącznym składnikiem niektórych piasków i piaskowców. Jego okruchy mogą wykazy-

wać różny stopień rozdrobnienia; od bardzo drobnych ziarn występujących w iłach do

dużych odłamków żwirowych i kamienistych. Kwarc charakteryzuje się największą spo-

śród minerałów skałotwórczych odpornością na wietrzenie, co decyduje, iż jest on domi-

nującym składnikiem materiału glebowego.

Odmiany zabarwione kwarcu wykorzystywane są jako kamienie ozdobne (np. ame-

tyst, cytryn, kwarc dymny, kwarc różowy).

Chalcedon stanowi skrytokrystaliczną odmianę kwarcu. Posiada wiele odmian o róż-

nym zabarwieniu (np. agat, chryzopraz).

Opal , o wzorze SiO2 .nH2O, jest koloidalną, bezpostaciową krzemionką zawierającą

zmienne ilości wody.

Skalenie

Są to glinokrzemiany K, Na i Ca. Dzielone są na skalenie potasowe i plagioklazy,

czyli skalenie sodowo-wapniowe. Często używane jest określenie skalenie alkaliczne, do

których zalicza się skalenie potasowe i albit.

Do skaleni potasowych należą ortoklaz i mikroklin . Oba minerały posiadają wzór

K[AlSi3O8], różnią się natomiast budową krystalograficzną.

Plagioklazy stanowią szereg izomorficzny 'minerał ÓW, które wykazują podobne wła-

ŚciwoŚci krystalograficzne, lecz różnią się składem chemicznym. Stanowią one mieszani-

nę glinokrzemianu sodu (albit) i wapnia (anortyt).

Plagioklazy zasobne w albit określane sąjako plagioklazy kwaśne (albit, oligoklaz,

andezyn), a zasobne w anortyt- jako plagioklazy zasadowe (labrador, bytownit, anortyt).

Skalenie są głównymi minerałami skał magmowych, stanowiąc często ponad 50% ich

składu mineralogicznego. Na podstawie obecności skaleni potasowych i poszczególnych

plagioklazów wyróżniane są klasy systematyczne skał magmowych. Skalenie występują

też w wielu skałach metamorficznych i osadowych. Należą one do minerałów bardziej

odpornych na wietrzenie i są ważnymi składnikami materiału glebowego. Skalenie pota-

sowe są bardziej odporne na wietrzenie od plagioklazów, z których najszybciej rozpadają

się plagioklazy zasadowe. W wyniku wietrzenia skaleni -gleby wzbogacają się w potas i

wapń.

Skaleniowce

Pod względem chemicznym skaleniowce są uboższe od skaleni w krzemionkę. Należy

tu leucyt K(AISi2O6J i nefelin KNa3(AISiO4J4. Skaleniowce występują w skałach mag-

mowych nie dosyconych krzemionką. Bardzo łatwo ulegają one wietrzeniu, stąd rzadko

spotykane są w glebach.

VI. Minerały organiczne

Należą tu:

-sole kwasów organicznych, np. szczawiany;

-węglowodory, wśród których występują składniki węgli, torfów, ropy naftowej itp.;

-kompleksy organiczno-mineralne, do których zaliczyć można występujące w gle-

bach substancje próchniczno-mineralne.

Minerały ilaste dzieli się na podstawie budowy na:

-dwuwarstwowe:

grupa kaolinitu (kandyty) -kaolinit, hydrohaloizyt, dickit,

-trójwarstwowe:

grupa hydromik- illit, hydromuskowit,

grupa montmorillonitu (smektyty) -montmorillonit, beidellit,

grupa wermikulitu -wermikulit.

W minerałach dwuwarstwowych poszczególne pakiety związane są trwale wiąza-

niami wodorowymi (wodór z grup OH oktaedrów). Wiązania te są na tyle silne, że nie

dopuszczają do zwiększania przestrzeni międzypakietowych kandytów, uniemożliwiają

wchodzenie wody i dodatkowych kationów. Zdolności sorpcyjne tych minerałów ograni-

czone są tylko do ich powierzchni zewnętrmych.

Odmienne właściwości posiadają minerały trójwarstwowe .

W pakietach illitu około 20% Si4+ jest zastąpione przez AP+. Wywołane tym podsta-

wieniem ładunki ujemne są rekompensowane występującymi w przestrzeniach międzypa-

kietowych jonami potasu. Wielkość promienia jonowego potasu zbliżona jest do odległo-

Ści międzypakietowej, dzięki czemu jony te są zasorbowane trwale, usztywniają sąsiadu-

jące pakiety i uniemożliwiają wchodzenie wody. Struktura illitu nie jest zatem rozciągli-

wa, a związane jony potasu nie są dostępne dla roślin. Sorbowanie zachodzi tu głównie

na powierzchni zewnętrmej minerału.

Struktura wermikulitu jest do pewnego stopnia rozciągliwa. W przestrzeniach mię-

d z y pakietowych, oprócz jonów Mg2+ równoważących ujemny ładunek pakietów, miesz-

czą się dwie warstwy cząsteczek wody. Dzięki temu kationy wymienne mogą być sorbo-

wane również w przestrzeniach międzypakietowych.

Pomiędzy pakietami montmorillonitu występują słabe siły międzycząsteczkowe (siły

van der Waalsa), które nie są w stanie przeciwdziałać wnikaniu wody i innych kationów.

Odległości rniędzypakietowe tego minerału mogą się zwiększać nawet ponad 2-krotnie.

Łatwość, z jaką woda wnika i opuszcza przestrzenie międzypakietowe montmorillonitu,

jest powodem dużych zmian objętości tego minerału. Duża zawartość montmorillonitu w

glebach przyczynia się do wzrostu ich zdolności do pęcznienia i kurczliwości, a także

plastyczności i lepkości.

Skały okruchowe

Skały okruchowe dzieli się na:

-luźne,

-scementowane.

Skały o dużej zawartości cząstek ilastych trudno zdecydowanie zaliczyć do jednej z

wyżej wymienionych grup, ze względu na odmienne zachowanie w stanie suchym

(zwięzłe) i wilgotnym (plastyczne). Łupki ilaste wykazują wprawdzie właściwości takie

jak skały scementowane, lecz diageneza skał ilastych powodowana jest zagęszczeniem

cząstek, a nie cementacją.

W gleboznawstwie najczęściej do skał luźnych zalicza się iły i gliny, a do skał sce-

mentowanych- łupki ilaste i iłołupki.

Niezależnie od podziału na skały luźne i scementowane, skały okruchowe dzieli się

wg struktury, tj. wielkości dominujących okruchów na następujące grupy (tab. 6):

-grubookruchowe (psefity) -w których dominują okruchy większe od 2 mm,

- średniookruchowe (psamity) -dominują okruchy od 2 do 0,1 mm,

- drobnookruchowe (aleuryty) -dominują okruchy od 0,1 mm do 0,01 mm,

-bardzo drobnoziarniste (pelity) -dominują cząstki mniejsze niż 0,01 mm,

- różnoziarniste ( okruchowo-pelitowe ) -gdy występują nie przesortowane okruchy

wymieszane z częściami pelitowymi.

Skały grubookruchowe (psefity)

Reprezentowane są przez gruzy (ostrokrawędziste) i żwiry (okruchy obtoczone).

Żwiry najczęściej są pochodzenia zwałowego, aluwialnego lub fluwioglacjalnego.

Występują one lokalnie w różnych rejonach Polski. Tworzą się z nich gleby o niskiej

wartości użytkowej, trudne do uprawy, mało żyzne i suche.

Skały średniookruchowe (psarnity)

Skały te określane sąjako piaski. Występują one dość powszechnie na terenie Pol-

ski jako skały macierzyste wielu gleb. Według Polskiego Towarzystwa Gleboznawcze-

go piaski są to psa mity zawierające do 20% tzw .części spławialnych, tj. mniejszych od

0,02 mm. Wartość glebotwórcza tych utworów zależy od ich genezy .

Piaski eoliczne są dobrze obtoczone i przesortowane (prawie wyłącznie piasek drob-

noziarnisty), a ziarna ich mają matową powierzchnię. Na ogół wykazują warstwowanie

krzyżowe lub przekątne. Charakteryzują się dość zróżnicowanym składem mineralnym i

dlatego wykazują na ogół żółtawe zabarwienie.

Piaski aluwialne są średnio obtoczone, błyszczące, warstwowane, a w obrębie war-

stwy dość dobrze wysortowane. Piaski aluwialne wykazująjasną lub białą barwę pocho-

dzącą od dobrze przemytych ziarn kwarcu. Są one ubogie w tlenki i wodorotlenki żelaza,

skalenie, minerały ilaste oraz inne składniki.

Piaski zwałowe występują dość powszechnie na terenie Polski. Są one nie wysorto-

wane, nie wykazują warstwowania, a obok okruchów obtoczonych występują ziarna

ostrokrawędziste. Materiał zwałowy w porównaniu z innymi zwietrzelinami jest bogatszy

w niektóre ważne z punktu widzenia rolniczego składniki, np. Ca, Mg, K, P.

Piaski fluwioglacjalne są bardzo rozpowszechnione na terenie naszego kraju. Cha-

rakteryzują się słabym obtoczeniem, wykazują warstwowanie oraz mniejsze w porówna-

niu z utworami aluwialnymi wysortowanie i przemycie.

Wartość glebotwórcza piasków jest na ogół niska. Stanowią one skałę macierzystą

gleb lekkich, ubogich w składniki pokarmowe dla roślin. Charakteryzują się bardzo małą

retencją wodną. Piaski przedstawiają tym niższą wartość rolniczą, im bardziej są wysor-

towane. Stąd też najwyższą wartość glebotwórczą posiadają piaski zwałowe, a najniższą

wysortowane piaski eoliczne (!1p. piaski wydmowe) bądź przemyte piaski pochodzenia

wodnego. Z tych względów najczęściej nie są one zagospodarowane rolniczo i stanowią

naturalne siedliska dużych kompleksów leśnych. Puszcza Kurpiowska, Piska, Augustow-

ska, Bory Tucholskie oraz Rzepińskie występują na olbrzymich polach sandrowych.

Puszcze: Kampinoska, Sandomierska i Kozienicka, Bory Nadnoteckie, Zielonogórskie i

Dolnośląskie związane są natomiast z dużymi obszarami występowania piasków fluwio-

glacjalnych i aluwialnych.

Skały drobnookruchowe (aleuryty)

Do skał drobnookruchowych zaliczamy pyły, wśród których największe znaczenie

mają pyły pochodzenia wodnego (aluwialne i fluwioglacjalne) oraz eolicznego.

Pyły fluwioglacjalne powstają w wyniku przesortowania utworów zwałowych i in-

nych, a następnie przetransportowania ich przez wody polodowcowe i osadzenia w doli-

nach rzecznych i obniżeniach terenowych.

Pyły aluwialne osadzają się głównie w dolnym biegu rzek (np. na Żuławach) i od-

znaczają się dużą zasobnością w składniki pokarmowe dla roślin. Występująca w nich

często duża zawartość ziarn drobnych (mniejszych od 0,01 mm) wpływa na wadliwe sto-

sunki powietrzno-wodne. Niemniej stanowią one dobrą skałę macierzystą gleb.

Lessy są pyłami pochodzenia eolicznego, o barwie żółtej i odznaczają się piono,

łupliwością oraz brakiem warstwowania. Typowy less składa się z kwarcu (60-70%),

glinokrzemianów (20-30%), węglanów (8-12%), wodorotlenków żelaza i glinu oraz mi-

nerałów ilastych. Ziarna lessu są na ogół ostrokrawędziste, co przyczynia się do wy-

kształcenia dużej porowatości. W naturalnych odsłonięciach lessu widoczne są często

konkrecje węglanowe (tzw. laleczki lub kukiełki lessowe) oraz pionowe kanaliki po ro-

ślinności zasypywanej przez osadzany materiał lessowy .Osady lessowe wykazują bardzo

dobre właściwości fizyczne (zwłaszcza zdolności do magazynowania dużych zapasów

wody) i dobre właściwości fizykochemiczne, toteż stanowią jedną z najwartościowszych

skał macierzystych gleb. Mankamentem gleb lessowych jest stosunkowo łatwa podatność

na erozję. Lessy i utwory lessopodobne występują na Wyżynie Lubelskiej, Kielecko-

-Sandomierskiej i Miechowskiej, w pasie pogórzy przedkarpackich, na Płaskowyżu

Głubczyckim, Rybnickim oraz na Przedgórzu Sudeckim i Wzgórzach Trzebnickich.

Skały bardzo drobnoziarniste (pelity)

Obejmują one iły, które zawierają znaczne ilości drobnodyspresyjnych cząstek, będą-

cych głównie produktami wietrzenia chemicznego (minerały ilaste). Poszczególne ele-

menty skały są tak małe, że nie można ich makroskopowo rozróżnić.

Podziału iłów dokonuje się najczęściej w oparciu o ich genezę. Mogą być one utwo-

rami rezydualnymi, lecz przeważnie powstają w środowisku wodnym, w wyniku proce-

sów transportu i sedymentacji, np. iły rzeczne, jeziorne itp.

Iły rezydualne stanowią produkty chemicznego wietrzenia skał zasobnych w glino-

krzemiany (skalenie, łyszczyki, amfibole i inne). Przykładem rezydualnych skał ilastych

są skaolinizowane części masywów granitowych, np. złoża kaolinitu w Jaroszowie koło

Strzegomia. .

Iły pochodzenia lodowcowego reprezentowane są przez iły zastoiskowe (warwowe),

tworzące się w jeziorach zastoiskowych w pobliżu krawędzi ustępującego lądolodu.

Składają się one z naprzemianległych jaśniejszych (letnich) i ciemniejszych (zimowych)

warstewek o kilkumilimetrowej grubości. Warstwy ciemniejsze osadzone zimą są cień-

sze, a ich zabarwienie pochodzi od szczątków organicznych i tlenków żelaza. Wśród

składników ilastych dominuje w nich illit. Zawierają również dużo kalcytu (do 35%). W

Polsce występują one niezbyt dużymi płatami w pasie nizin oraz na pojezierzach.

Iły pochodzenia jeziornego reprezentowane są przez tzw. iły poznańskie, które po-

wstały w rozległym jeziorzysku słodkowodnym w trzeciorzędzie. Wykazują szare, zie-

lonkawe, niebieskawe lub brunatnawe zabarwienie. Są ubogie w węglany, a dominującym

w nich minerałem jest illit.

Z iłów różnej genezy powstają gleby zasobne, lecz o niekorzystnych właściwościach

fizycznych, słabej przewiewności i przepuszczalności. Są trudne do uprawy (lepkie i ma-

Żące wstanie wilgotnym i silnie zwięzłe wstanie suchym). Duże zdolności pęcznienia i

kurczenia się iłów w trakcie nawilgatniania i wysychania -dodatkowo obniżają ich war-

tość rolniczą.

Skały okruchowo-pelitowe (różnoziarniste)

Do utworów tych zaliczamy gliny. Obok dużej zawartości części spławialnych

(wg Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego ponad 20%), gliny zawierają domieszkę

większych ziarn allogenicznych, często widocznych gołym okiem. Należą zatem do

utworów różnoziarnistych. Zawartość większych okruchów i drobnych części może być

zróżnicowana, dlatego też gliny dzielone są w zależności od udziału części spławialnych.

Gliny mogą wykazywać różną genezę (rezydulane, deluwialne i inne), jednak największe znaczenie glebotwórcze mają pospolite na dużych obszarach Polski gliny zwałowe. Osadzone one były przez lodowiec plejstoceński, głównie w postaci moreny dennej.

Są to utwory charakteryzujące się złym wysortowaniem ziarn, wśród których występują otoczaki oraz fragmenty słabo obtoczonych bloków skalnych. Gliny zwałowe zawierają

często znaczne ilości węglanu wapnia.

Z glin zwałowych tworzą się gleby dobre i bardzo dobre, a ich skład chemiczny w po-

równaniu np. z utworami rezydualnymi jest bogatszy w niektóre ważne z rolniczego punktu widzenia składniki (np. P, Ca, Mg, K). Wartość glebotwórcza glin zwałowych związana jest z różnym wiekiem osadów. Najstarsze utwory związane ze zlodowaceniem krakowskim występują na niewielkich obszarach w Kotlinie Sandomierskiej. Uległy one silnemu rozmyciu i zwietrzeniu w okresach międzylodowcowych, a podczas następnych zlodowaceń nastąpiło dalsze pogorszenie ich wartości, związane ze spiaszczeniem i odwapnieniem. Mniej zdegradowane są gliny zlodowacenia środkowopolskiego, występujące na terenie nizin. Niemniej, strefa odwapnienia i spiaszczenia tych osadów jest często głębsza niż miąższość profilu glebowego. Najmłodsze gliny, związane ze zlodowaceniem bałtyckim, występują na terenie pobrzeża iw pasie pojezierzy. Są to utwory przeważnie nie wykazujące spiaszczenia i odwapnienia, co decyduje o ich bardzo wysokiej wartości glebotwórczej.

1.4.4.2. Skały okruchowe scementowane

Skały scementowane powstają w wyniku diagenezy (najczęściej cementacji) skał

okruchowych luźnych. Spoiwo (lepiszcze) może być:

-detrytyczne, gdy główną masę wypełniającą stanowi drobnoziarnisty, wzajemnie

zazębiający się materiał okruchowy;

-chemiczne, które powstaje przez wytrącanie masy cementującej na drodze pro-

cesÓw chemicznych. W zależności od składu chemicznego wyróżnia się następujące

rodzaje lepiszcza chemicznego:

-wapniste -złożone z kalcytu, o jasnej barwie, burzące z 10% HCI na zimno,

-margliste -złożone z kalcytu i minerałów ilastych, o barwie jasnej lub szarej,

burzące z HCI i pozostawiające osad po wyburzeniu,

-dolomityczne -złożone z dolomitu, o jasnej barwie, burzące z HCI ną gorąco

lub na zimno po sproszkowaniu,

-żelaziste -złożone z tlenków i wodorotlenków żelaza, o charakterystycznym

czerwonym lub brunatnym zabarwieniu,

-krzemionkowe -złożone z chalcedonu, opalu, o jasnej barwie i dużej zwięzłości,

-ilaste -złożone z minerałów ilastych, o małej zwięzłości,

-glaukonitowe -złożone z glaukonitu, o charakterystycznym zielonym zabarwieniu.

Rodzaj substancji wiążącej okruchy wpływa istotnie na wartość g]ebotwórczą skały.

Lepiszcze krzemionkowe przyczynia się do zwiększenia odporności skały na wietrzenie.

Ze skał takich powstają na ogół g]eby płytkie, ubogie w składniki pokarmowe d]a roś]in.

Ze skał o ]episzczu węg]anowym ]ub ilastym znacznie szybciej tworzą się zwietrze]iny,

które są głębsze i zasobniejsze w składniki minera]ne. Wartość g]ebotwórcza skał sce-

mentowanych, podobnie jak wszystkich okruchowych, za]eży także od rodzaju okruchów

budujących skałę. lm bardziej urozmaicony jest skład minera]ny okruchów, tym zwie-

trze]iny są bogatsze w składniki pokarmowe d]a roś]in.

Do najważniejszych skał scementowanych należą:

z]epieńce i brekcje, piaskowce (kwarcowe, arkozy i szarogłazy), mułowce łupki ilaste i iłołupki.

Zlepieńce (okruchy obtoczone) i brekcje (ostrokrawędziste okruchy) stanowią sce-

mentowane odpowiedniki żwirów i gruzów. G]eby powstające ze skał gruboziarnistych

scementowanych mają najczęściej charakter żwirów g]iniastych, a ich wartość w dużej

mierze warunkuje rodzaj lepiszcza.

Zlepieńce występują w małych i]ościach w Sudetach, Karpatach i Górach Świę-

tokrzyskich.

Piaskowce powstają w wyniku diagenezy piasków. Zależnie od składu minera]nego

wyróżnia się piaskowce kwarcowe, arkozy i szarogłazy .

Piaskowce kwarcowe , zbudowane głównie z dobrze obtoczonych i wysortowanych

ziarn kwarcu (około 80%), są najpowszechniejsze. Piaskowce kwarcowe o spoiwie

krzemionkowym, które u]egły rekrysta]izacji, zwane są piaskowcami kwarcytowymi

a]bo ortokwarcytami. Są to skały bardzo odporne na wietrzenie, z których powstają sil-

nie szkie]etowe, płytkie i bardzo ubogie g]eby.

Arkozy są odmianą piaskowców zawierającą ponad 20% skalenia potasowego.

Szarogłazy składają się z ostrokrawędzistych, si]nie ze sobą scementowanych okru-

chów skał drobnoziarnistych, ziarn minerałów ciemnych, kwarcu, łyszczyków i skaleni.

Barwa ich jest szara do prawie czarnej, a spoiwo najczęściej ilasto-krzemionkowe.

Z piaskowców tworzą się zwietrze]iny na ogół piaszczyste, o niezbyt wysokiej warto-

ści glebotwórczej, zróżnicowanej jednak w zależności od rodzaju okruchów i lepiszcza.

Piaskowce występują dość powszechnie na terenie Sudetów, Karpat, Gór Świętokrzy-

skich i na wyżynach. Szczegó]nie ]iczne odmiany tych skał znane są z Karpat fliszowych.

Flisz jest to zespół naprzemianległych warstw zlepieńców, piaskowców, pyłowców i łup-

ków ilastych, który w Karpatach posiada decydujące znaczenie jako skała macierzysta

gleb.

Mułowce mają zbliżony skład mineralny do piaskowców, ale zawierają więcej mine-

rałów ilastych. Charakteryzują się silniejszym scementowaniem i często ciemniejszym

zabarwieniem. Mułowce występują sporadycznie na telenach górskich.

Łupki ilaste , zwane niekiedy ilołupkami, powstają w wyniku sprasowania

(złupkowacenia) iłów pod wpływem nacisku warstw nadległych. Silnie sprasowane łupki, dzielące się na równe płyty, noszą nazwę łupków dachówkowych.