Введение
Глава 1. Методы исследования и эволюция представлений о формах со единений железа в почвах 11
1.1. Основные этапы и направления развития методов исследования почвенного железа 12
1.1.1. От субъективного описательного начала к объективным показателям 12
1.1.2. От общего анализа к дифференцированному исследованию 14
1.1.3. Диагностика состояния железа в почвах с помощью физических методов исследования 16
1.2. Ядерная гамма-резонансная спектроскопия в минералогических и почвенных исследованиях 17
1.2.1. Диагностика и характеристика окислов и гидроокислов железа почв 18
1.2.2. Железистые новообразования 22
1.2.3. Модельные системы "глинистые минералы - гидроокиси железа" 23
1.2.4. Железо в структуре гумусовых веществ 24
1.2.5. Явления на поверхности минеральной фазы почв 25
1.2.6. Исследования выветривания слюд в почвах 27
1.3. Магнитные исследования почв 28
1.3.1. Основные закономерности распределения магнитной восприимчивости в профиле почв 28
1.3.2. Связь магнитной восприимчивости с химическими свойствами почв 29
1.3.3. Магнитные свойства фракций гранулометрических элементов почв 31
1.3.4. Устойчивость магнитной восприимчивости во времени 33
1.3.5 Устойчивость магнитной восприимчивости к прокаливанию . 34
1.3.6. Использование магнитной восприимчивости для оценки за грязнения почв 35
1.4. Оценка экстрагирующей способности селективных вытяжек 37
1.5. Возможности магнитных и мессбауэровских исследований почв . 38
Глава 2. Основы физических методов исследования состояния железа в почвах 40
2.1. Магнитные измерения 40
2.1.1. Магнитное поле, магнитные свойства и характеристики атомов и вещества 40
2.1.2. Классификация и характеристики магнитных свойств твердых тел 43
2.1.3. Температурные характеристики магнитных свойств 47
2.1.4. Особенности методов измерения магнитных свойств 48
2.1.5. Установка для магнитных измерений методом Фарадея 49
2.1.6. Требования к подготовке образцов для исследования 51
2.2. Физические основы эффекта Мессбауэра и параметры мессбау-эровских исследований 52
2.2.1. Особенности излучения и поглощения у-квантов ядрами сво-бодных и связанных атомов 52
2.2.2. Мессбауэровский спектрометр 54
2.2.3. Параметры мессбауэровских спектров 57
2.2.4. Требования к подготовке образцов для исследования 66
2.3. Мессбауэровская и магнитная характеристика железосодержащих соединений 66
2.3.1. Оксиды и гидроксиды железа 67
2.3.2. Силикатные минералы и органическое вещество 73
2.3.3. Оценка валентного состояния и катионного распределения железа в структуре минеральных соединений 79
Глава 3. Мессбауэровские исследования состояния железа в почвах 81
3.1. Типичные спектры ЯГР почв и связь их параметров с формами соединений железа 81
3.2. Валентное и магнитное состояние железа в почвах 84
3.2.1. Дерново-подзолистые почвы 84
3.2.2. Обыкновенный чернозем 89
3.2.3. Темно-каштановая почва 90
3.2.4. Солодь луговая оглеенная 98
3.2.5. Бурая лесная типичная почва 101
3.2.6. Почвы полусухих субтропиков 105
3.2.7. Почвы на древних корах выветривания сухостепной зоны 111
3.2.8. Почвы тропического пояса 116
3.3. Валентное состояние и координация атомов железа во фракциях гранулометрических элементов почв 118
3.3.1. Мессбауэровские спектры фракций гранулометрических элементов почв и их особенности 118
3.3.2. Характеристика лигандного окружения атомов железа в почвенных алюмосиликатах 126
3.3.3. Модель для расчета распределения атомов железа по неэквивалентным позициям в илистых фракциях почв 130
3.3.4. Сравнительный анализ физического и химического выветривания в почвах 137
3.3.5. Валентное состояние Fe в структуре слоистых минералов и его связь с коллоидными свойствами почв 142
Глава 4. Генезис магнитных соединений железа в почвах 146
4.1. Проблема повышенного содержания магнетита в почвах 146
4.2. Геохимическая оценка вклада химических элементов земной коры в магнетизм почв 149
4.3. Процессы выветривания и магнетизм почв 152
4.3.1. Магнетизм горных пород и рыхлых осадочных отложений 153
4.3.2. Типы выветривания и магнетизм почв 156
4.4. Магнетизм и морфология магнитных фракций из почв 159
4.5. Дисперсное космическое вещество на поверхности Землии его свойства 169
4.6. Поступление магнитных сферических частиц из атмосферы в почву 178
4.7. Техногенные магнитные осадки в почвах 186
4.8. Влияние твердой дисперсной фазы почв на дисперсность частиц оксидов железа, образующихся из растворов 200
4.8.1. Кристаллизация минералов железа в отсутствии дисперсной фазы 201
4.8.2. Кристаллизация минералов железа в присутствии каолинита 203
4.8.3. Кристаллизация соединений железа в присутствии гуминовой кислоты 204
4.8.4. Свойства магнетита, образующегося в присутствии дисперсной фазы 206
4.8.5. Механизм формирования и дисперсность новообразованных минералов железа 206
4.9. Биогенный синтез магнитных соединений железа в почвах 210
4.10. Кинетика изменения магнитных свойств почв в условиях переменного окислительно-восстановительного режима 219
4.11. Генезис магнитных соединений железа в почвах и магнитный профиль почв 226
Выводы 233
Список использованной литературы 236
Приложения 267
