Условия образования торфов

Торф представляет собой органическую горную породу, образующуюся в результате неполного разложения растений в условиях повышенного увлажнения при недостатке кислорода. Торф состоит из растительных остатков и гумуса и является сложной многокомпонентной полифракционной полуколлоидальной высокомолекулярной системой с некоторыми признаками полиэлектролитов и микромозаичной неоднородности. Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями генезиса, химическим составом растений-торфообразователей и степенью разложения торфа. Элементный состав торфа: углерод 50—60%, водород 5—6,5%, кислород 30—40%, азот 1—3%, сера 0,1—1,5% (иногда 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ 1—5%, битумов 2—10%, легкогидролизуемых соединений 20—40%, целлюлоза 4—10%, гуминовых кислот 15— 50%, лигнина 5—20%.

Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в общей массе торфа продуктов распада растительных тканей, утративших клеточную структуру, называют степенью разложения торфа. Различают торф слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20—35%) и сильноразложившийся (свыше 35%).

Торфообразование протекает в пределах так называемого торфогенного слоя, который представляет собой верхний (0.2— 0.7 м) слой торфяной залежи.

Торфяная залежь — геологическое тело, образованное напластованием торфов различных видов, закономерная смена которых отражает изменения условий водно-минерального питания, растительного покрова и процесса торфообразования. Основные характеристики торфяной залежи: генетический тип и вид, размеры (площадь) в границе промышленных глубин и в нулевой границе, глубина, мощность торфа, мощность минеральных прослоек, наличие и мощность сапропеля, влажность, степень разложения, зольность торфа, пнистость и др. 

Торфяные залежи подразделяются на четыре типа: низинный, переходный, смешанный и верховой. К низинному типу относятся залежи с мощностью низинных торфов свыше половины общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м; к переходному типу — залежи, сложенные переходными торфами не менее чем на половину общей глубины, слой верховых торфов не превышает 0,5 м. Смешанный тип включает залежи, в которых слой верховых торфов составляет менее половины общей глубины, но не менее 0,5 м; нижние слои могут быть сложены низинными или переходными торфами. Верховой тип включает залежи, где слой верховых торфов составляет не менее половины общей глубины; нижняя часть залежи может быть сложена переходными или низинными торфами.

Исследования Д. А. Бегака, И. М. Курбатова, М. В. Беликовой, Д.А.Герасимова и других показали, что торфообразование — сравнительно короткий биохимический и физический процесс, происходящий в периоды понижения уровней грунтовых вод. При высоком стоянии воды возникают анаэробные условия, при которых разложение замедлено. Дальнейшие изменения,  проявляющиеся в торфе, прошедшем стадию разложения в верхних слоях, уже незначительны.

Химические и биологические процессы торфообразования значительно сложнее. Разложение растительных остатков происходит с участием микроорганизмов - актиномицеты, плесневые и дрожжевые грибы, различные бактерии. В этом процессе принимают участие и многочисленные беспозвоночные, в том числе и дождевые черви. Все эти организмы-аэробные, поэтому процесс разложения растительных остатков протекает в самом поверхностном, наиболее аэрированном торфогенном слое. Глубина его в среднем составляет 50 см. Все основные свойства торф получает именно в этом слое, а глубже подвергается лишь незначительным морфологическим изменениям. Ниже торфогенного слоя разложение сильно замедляется, но не прекращается даже в глубоких слоях залежи (до 6 м), откуда выделяется метан, свидетельствующий об анаэробных процессах (вторичное разложение, диагенез).

Активность аэробных микроорганизмов обусловлена климатическими особенностями. В более сухие периоды жизнедеятельность их становится интенсивнее, они быстрее размножаются, и вследствие этого откладываются торфа более высокой степени разложения. Во влажные периоды активность аэробных организмов снижается, тогда откладываются менее разложившиеся торфа. Последующее потепление и понижение влажности усиливают интенсивность микробиологических процессов и обусловливают отложение более разложившихся торфов.

Таким образом причиной неравномерности, скачкообразности торфообразовательного процесса, что типично для верховых болот, получающих основное питание с атмосферными осадками является  изменения климата.   В низинных залежах не наблюдается скачкообразного распределения торфов по степени разложения, что объясняется более стабильным грунтовым питанием.

По условиям образования и свойствам торф подразделяют на низинный, переходный и верховой.

I — низинный тип. А — лесной подтип, 1 — лесная залежь; Б — лесо-топяной подтип, залежи: 2 — древесно-тростниковая, 3 — древесно-осоковая, 4 — топяно-лесная, 5 — лесб-топяная, 6 — многослойная лесо-топяная; В — топяной подтип, залежи: 7 — хвощовая, 8 — тростниковая, 9— осоковая, 10 — шейхцериевая, 11 —осоково-гипновая, 12 — осоково-сфагновая, 13 — гипновая, 14 — сфагновая, 15 — многослойная топяная.

II — переходный тип. А — лесо-топяной подтип, залежи: 16 — лесо-топяная; Б— топяной подтип, залежи: 17 — топяная.

III — cмешанный тип. А— лесной подтип, залежи: 18 — пушицево-лесная; Б — лесо-топяной подтип, залежи: 19 — лесо-топяная; В — топяной подтип, залежи: 20 — топяная.

IV — верховой тип . А — лесной подтип, залежи: 21 — сосново-пушицевая; Б — лесо-топяной подтип, залежи: 22 — магелланикум; В — топяной подтип, залежи: 23 — шейхцериево-сфагновая, 24 — комплексная, 25 — фускум-залежь.