Петромагнітні дослідження пісків і піщаних ґрунтів Київського Полісся
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.113.05Ключові слова:
магнітна сприйнятливість, піщаний ґрунт, дерново-підзолистий ґрунт, магнітні мінерали, палеокліматАнотація
Вступ. Пізньоплейстоценові і голоценові відклади на території України традиційно детально досліджені магнітними методами, однак піски і піщані ґрунти вивчені недостатньо. Метою статті є надання петромагнітної характеристики пісків і піщаних ґрунтів півночі України – Київського Полісся.
Методи. Проводились польові роботи з відбором зразків із міні-шурфів, стандартні лабораторні петромагнітні дослідження (Evans, & Heller, 2003; Maxbauer, Feinberg, & Fox, 2016).
Результати. Середні значення магнітної сприйнятливості розрізів Демидів і Озера коливаються в незначних межах (1–10·10⁻⁸ m³/kg), підвищені значення спостерігаються у ґрунтових горизонтах порівняно з пісками. Високі значення частотно-залежної магнітної сприйнятливості гумусових горизонтів піщаних ґрунтів (11–13 %) вказують на наявність суперпарамагнітних зерен магнетиту, утворених унаслідок педогенних процесів. Параметр S теж вказує на домінацію магнетиту, однак для кривих залежності магнітної сприйнятливості від температури характерна точка Кюрі 675 °C і типовий гематитовий "хвіст". Величини SIRM та χARM для пілотних зразків вказують на їх залежність від концентрації феримагнітного матеріалу: підвищені значення спостерігаються у upper частинах розрізів (гумусових горизонтах ґрунтів), понижені – у пісках. Така поведінка петромагнітних властивостей пояснюється місцевими геоморфологічними умовами, слабшим впливом педогенних процесів і суттєвою дією процесів фізичного та хімічного вивітрювання.
Висновки. Піщані відклади Поліської низовини формувались в умовах "перехідної" моделі запису магнітних властивостей, яка притаманна також лесово-ґрунтовим відкладам Волинської височини. Встановлено чутливість магнітно-мінералогічних властивостей порід до місцевих кліматичних умов, а саме ступеня зволоження і підтоплення, які у випадку "перехідної" моделі зворотно корелюють із вмістом суперпарамагнітних зерен. Для Київського регіону класична педогенна модель магнітних властивостей (ріст вмісту магнетиту із ступенем педогенезу) спостерігається лише для лесово-ґрунтових розрізів Придніпровської височини.
Посилання
Ahn, H.-S., Lim, J., & Kim, S. W. (2021). Magnetic Properties of a Holocene Sediment Core from the Yeongsan Estuary, Southwest Korea: Implications for Diagenetic Effects and Availability as Paleoenvironmental Proxies. Frontiers in Earth Science, 9. https://doi.org/10.3389/feart.2021.593332.
Ahn, H.-S., Park, S., & Lim, J. (2024). Magnetic enhancement in paleosols with hydroclimatic and vegetation cover variabilities (Holocene vs. Late MIS 3) in the central Korean Peninsula. Scientific Reports, 14(1), 21323. https://doi.org/10.1038/s41598-024-72347-6.
Anwar, T., Kravchinsky, V. A., Zhang, R., Koukhar, L. P., Yang, L., & Yue, L. (2018). Holocene climatic evolution at the Chinese Loess Plateau: Testing sensitivity to the global warming-cooling events. Journal of Asian Earth Sciences, 166, 223–232. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.07.032.
Bakhmutov, V., Hlavatskyi, D., & Poliachenko, I. (2023). Magnetostratigraphy of the Pleistocene loess-palaeosol sequences in Ukraine and Moldova: A historical overview and recent developments. Geological Quarterly, 67(4), 1–19. https://doi.org/10.7306/gq.1705.
Bogutskyi, A. B. (1986). Quaternary cover sediments in Volyn-Podillia. In: D. E. Makarenko (Ed.), Quaternary deposits of Ukraine (pp. 121–132). Naukova Dumka [in Russian]. [Богуцкий, А. Б. (1986). Антропогеновые покровные отложения Волыно-Подолии. В Д. Е. Макаренко (Гл. ред.), Антропогеновые отложения Украины (c. 121–132). Наук. думка.].
Bonchkovskyi, O. (2025). Late Pleistocene pedogenesis response to millennial-scale climate variability: Evidence from the Volyn sequences (NW Ukraine). CATENA, 252, 108836. https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.108836.
Bonchkovskyi, O., & Hlavatskyi, D. (2025). Late Pleistocene pedogenesis and loess magnetism in northwestern Ukraine. Quaternary Research, 125, 56–86. https://doi.org/10.1017/qua.2024.51.
Bonchkovskyi, O., Hlavatskyi, D., Kuraieva, I., Kravchuk, I., & Bonchkovskyi, A. (2023). Lithology, Geochemistry and Magnetic Susceptibility of the Best Developed Late Pleistocene Loess-Palaeosol Sequence in North-Western Ukraine, Novyi Tik. International Conference of Young Professionals "GeoTerrace-2023", 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023510099
Bondar, K. M., Bakhmutov, V., Poliachenko, I., Hlavatskyi, D., & Menshov, O. (2025). Magnetic and chemical signals of post-blast residue in soil: A case study from northern Ukraine. Science of The Total Environment, 977, 179342. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.179342.
Bondar, K. M., Tsiupa, I. V., Sachko, A. V., & Nasiedkin, I. I. (2024). Pre-war situation with soil pollution in the city of Zaporizhzhia: Metallurgical industry center in Ukraine–characterized by magnetic, geochemical and microscopy methods. Acta Geophysica, 72(2), 1355–1375. https://doi.org/10.1007/s11600-024-01297-4.
Bondar, K., Bakhmutov, V., Menshov, O., Poliachenko, Ie., & Hlavatskyi, D. (2023). Detecting War-Related Pollution of Soils Using Magnetic and Geochemical Methods. First Results from Recaptured Outskirts of Kyiv. 17th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment, 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520209.
Buynevich, I. V., Tõnisson, H., Rosentau, A., Hang, T., Kont, A., Tamura, T., Suuroja, S., Palginõmm, V., & Döring, S. F. S. (2023). Rapid Magnetic Susceptibility Characterization of Coastal Morphosedimentary Units at Two Insular Strandplains in Estonia. Journal of Marine Science and Engineering, 11(2), 232. https://doi.org/10.3390/jmse11020232.
Chen, D., Lu, R., Ma, L., & Ding, Z. (2024). Holocene climate change in the Hunshandake Sandy Land, Northeast China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 643, 112182. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112182.
Dearing, J. A. (1999). Environmental Magnetic Susceptibility Using the Bartington MS2 System, 2nd ed. Chi Publishing.
Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. (2017). Landsat 8 Operational Land Imager / Thermal Infrared Sensor Level-1, Collection 1 [Tiff]. U.S. Geological Survey. https://doi.org/10.5066/F71835S6.
Evans, M., & Heller, F. (2003). Environmental magnetism: principles and applications of enviromagnetics. Elsevier.
Eyre, J. K., & Shaw, J. (1994). Magnetic enhancement of Chinese loess – the role of γFe2O3? Geophysical Journal International, 117(1), 265–271.
Faust, D., Pachtmann, M., Mettig, G., Seidel, P., Bouaziz, M., Espejo, J. M. R., Olmo, F. D. D., Roettig, C., Kreutzer, S., Hambach, U., & Meszner, S. (2020). Sandy soils in silty loess: The loess system of Matmata (Tunisia). Quaternaire, 31/3, 175–186. https://doi.org/10.4000/quaternaire.14217.
Gerasimenko, N. (2006). Upper Pleistocene loess–palaeosol and vegetational successions in the Middle Dnieper Area, Ukraine. Quaternary International, 149(1), 55–66. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2005.11.018.
Gerasimenko, N. P. (2022). Paleogeography of the Quaternary period of Ukraine (paleolandscapes). Print-Servis [Ukrainian]. [Герасименко, Н. П. (2022). Палеогеографія четвертинного періоду України (палеоландшафти). Принт-Сервіс].
Gozhyk, P. F., Gerasimenko, N. P., & Bortnyk, S. P. (2019). Quaternary geology. PPC "Kyivskyi University" [in Ukrainian]. [Гожик П. Ф., Герасименко Н. П., Бортник С. Ю. (2019). Четвертинна геологія. ВПЦ "Київський університет"].
Hamza, A. H., Menesi, A. M., Aalaf, A. H. E., Elbeltagi, A., Elwakeel, A. E., Salem, A., Dewidar, A. Z., Taha, M. F., El-Shinawy, D. M., Eid, M. H., Al-Othman, A. A., & Fekry, W. M. E. (2025). Influence of the magnetic field on the characteristics of sandy soil, groundwater, fruit quality, and peach water productivity at different irrigation distances in a desert environment. Applied Water Science, 15(9), 233. https://doi.org/10.1007/s13201-025-02593-0.
Hlavatskyi, D. V., & Bakhmutov, V. G. (2020). Magnetostratigraphy and magnetic susceptibility of the best developed Pleistocene loess-palaeosol sequences of Ukraine: Implications for correlation and proposed chronostratigraphic models. Geological Quarterly, 64(3), 723–753. https://doi.org/10.7306/gq.1544.
Hlavatskyi, D. V., Gerasimenko, N. P., Bakhmutov, V. G., Bonchkovskyi, O. S., Poliachenko, I. B., Shpyra, V. V., Mychak, S. V., Kravchuk, I. V., & Cherkes, S. I. (2021a). Significance of the Ukrainian loess-palaeosol sequences for Pleistocene climate reconstructions: Rock magnetic, palaeosol and pollen proxies. Geofizicheskiy Zhurnal, 43(3), 3–26. https://doi.org/10.24028/gzh.v43i3.236378.
Hlavatskyi, D. V., Stepanchuk, V. N., Kuzina, D. M., Poliachenko, I. B., Shpyra, V. V., Skarboviychuk, T. V., Yakukhno, V. I., & Bakhmutov, V. G. (2021b). Rock magnetic and palaeomagnetic studies of loess-palaeosol sections–Lower Palaeolithic sites within the Southern Bug Valley (Medzhybizh, Holovchyntsi). Geofizicheskiy Zhurnal, 43(1), 3–37. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225539
Hlavatskyi, D., Gerasimenko, N., Bakhmutov, V., Poliachenko, I., & Cherkes, S. (2023). Extremely Low Magnetic Susceptibility in the Lubny (S5, MIS 13) Pedocomplex at the Type Locality Vyazivok (Central Ukrainian Loess Belt). International Conference of Young Professionals "GeoTerrace-2023", 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023510080.
Hlavatskyi, D., Menshov, O., Poliachenko, Ie., Bakhmutov, V., & Bondar, K. (2024). Comparison of Magnetic and Geochemical Parameters in Soil for the Estimation of Heavy Metals Pollution Caused by Warfare. International Conference of Young Professionals "GeoTerrace-2024", 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510067.
Jeleńska, M., Hasso-Agopsowicz, A., Kądziałko-Hofmokl, M., Kopcewicz, B., Sukhorada, A., Bondar, K., & Matviishina, Z. (2008). Magnetic structure of polluted soil profiles from Eastern Ukraine. Acta Geophysica, 56(4), 1043–1064. https://doi.org/10.2478/s11600-008-0036-8.
Jordanova, D., & Jordanova, N. (2021). Updating the significance and paleoclimate implications of magnetic susceptibility of Holocene loessic soils. Geoderma, 391, 114982. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.114982.
Kurnikov, Y. A., & Orlyuk, M. I. (2011). Magneto-mineralogical characteristics, classification and use of natural magnetic sands. Geofizicheskiy Zhurnal, 33(1), 39–53 [in Russian]. [Курников, Ю. А., Орлюк, М. И. (2011). Магнитно-минералогическая характеристика, классификация и использование природных магнитных песков. Геофизический журнал, 33(1), 39–53].
Lyons, R., Oldfield, F., & Williams, E. (2010). Mineral magnetic properties of surface soils and sands across four North African transects and links to climatic gradients. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 11(8). https://doi.org/10.1029/2010GC003183.
Matviishyna, Zh. M., & Doroshkevych, S. P. (2019). Micromorphological peculiarities of the Pleistocene soils in the Middle Pobuzhzhya (Ukraine) and their significance for palaeogeographic reconstructions. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 28(2), 327–347.
Matviishyna, Zh. M., Gerasimenko, N. P., Perederyi, V. I., Bragin, A. M., Ivchenko, A. S., Karmazinenko, S. P., Nagirnyi, V. M., & Parkhomenko, O. G. (2010). Spatio-temporal correlation of Quaternary palaeogeographic conditions on the territory of Ukraine. Naukova Dumka [in Ukrainian]. [Матвіїшина, Ж. М., Герасименко, Н. П., Передерій, В. І., Брагін, А. М., Івченко, А. С., Кармазиненко, С. П., Нагірний, В. М., & Пархоменко, О. Г. (2010). Просторово-часова кореляція палеогеографічних умов четвертинного періоду на території України. Наукова думка].
Maxbauer, D. P., Feinberg, J. M., & Fox, D. L. (2016). Magnetic mineral assemblages in soils and paleosols as the basis for paleoprecipitation proxies: A review of magnetic methods and challenges. Earth-Science Reviews, 155, 28–48. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.01.014
McElhinny, M. W., & McFadden, P. L. (2000). Paleomagnetism: Continents and Oceans. Academic Press.
Menshov, O., Bondar, K., Bakhmutov, V., Hlavatskyi, D., & Poliachenko, I. (2024). Magnetic mineralogical properties of Kyiv region soils, affected by war. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 3(106), 5–12 [in Ukrainian]. [Меньшов, О., Бондар, К., Бахмутов, В., Главацький, Д., & Поляченко, Є. (2024). Магнітно-минералогічні властивості ґрунтів Київщини, уражених військовими діями. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 3(106), 5–12]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.106.01
Menshov, O., Spassov, S., Camps, P., Vyzhva, S., Pereira, P., Pastushenko, T., & Demidov, V. (2020). Soil and dust magnetism in semi-urban area Truskavets, Ukraine. Environmental Earth Sciences, 79(8), 182. https://doi.org/10.1007/s12665-020-08924-5.
Menshov, O., Vyzhva, S., Horoshkova, L., Tonkha, O., Ivanik, O., Pereira, P., Dindaroglu, T., Pastushenko, T., & Eiben, H. (2023). Distribution of soil magnetic susceptibility as a pollution indicator in the urban and tourist city of Lviv, Ukraine. Environmental Earth Sciences, 82(21), 486. https://doi.org/10.1007/s12665-023-11176-8.
Nawrocki, J., Bogucki, A. B., Gozhik, P., Łanczont, M., Pańczyk, M., Standzikowski, K., Komar, M., Rosowiecka, O., & Tomeniuk, O. (2019). Fluctuations of the Fennoscandian Ice Sheet recorded in the anisotropy of magnetic susceptibility of periglacial loess from Ukraine. Boreas, 48(4), 940–952. https://doi.org/10.1111/bor.12400.
Sirenko, N. A., & Turlo, S. I. (1986). Successions of soils and vegetation of Ukraine during the Pliocene and Pleistocene. Naukova Dumka [in Russian]. [Сиренко, Н. А., Турло, С. И. (1986). Развитие почв и растительности в плиоцене и плейстоцене. Наукова думка]
Sirenko, O. (2019). Changes in Pleistocene vegetation and climate of Ukraine in the range of 1.8–0.4 million years. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 28, 355–366. https://doi.org/10.15421/111934.
Song, H., Duan, M., Liu, M., Liu, L., Chen, Z., Xin, Y., Zhao, X., Zhang, H., & Han, S. (2024). Grain size and magnetic susceptibility characteristics of Bei'an loess in northern Songnen Plain and their palaeoenvironmental significance. Fifth International Conference on Green Energy, Environment, and Sustainable Development (GEESD 2024), 13279, 688–698. https://doi.org/10.1117/12.3044502.
Veklich, M. F. (1982). Paleostages and stratotypes of the soil formations of the Upper Cenozoic. Naukova Dumka [in Russian]. [Веклич, М. Ф. (1982). Палеоэтапность и стратотипы почвенных формаций верхнего кайнозоя. Наукова думка].
WRB. (2022). World Reference Base for Soil Resources. International Soil Classification System for Naming Soils and Creating Legends for Soil Maps. 4th Edition, International Union of Soil Sciences (IUSS).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Дмитро Главацький, Віктор Якухно
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
