Issue # / Випуск №

Pages / Сторінки

Received: 18.12.2020
Revised: 06.05.2021
Accepted: 07 June 2021
Available online: 01 August 2021

©2021, O.V. Kruglov, S.A. Popov
Agrochemistry and Soil Science. Collected papers. No.91. 2021. NSC ISSAR. Kharkiv. P.4-11
Отримано 18.12.2020
Отримано після доопрацювання 06.05.2021
Затверджено до друку 07.06.2021
Доступно онлайн 01.08.2021

©2021, О. В. Круглов, С. А. Попов
Агрохімія і ґрунтознавство. Mіжвід. тем. наук. зб. Вип. 91. Харків: ННЦ ІГА. 2021. С.4-11


Google:Yahoo:MSN:

DOI: https://doi.org/10.31073/acss91



91
Contact us / Контакти
Agrochemistry and Soil Science. Collected papers. No. 91. 2021. NSC ISSAR. Kharkiv. P.4-11
doi: https://doi.org/10.31073/acss91-01


UDC 631.551.321

Rock magnetism and soil magnetic susceptibility

O.V. Kruglov1*, S.A. Popov2
1National Scientific Center «Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N. Sokolovsky», Kharkiv, Ukraine
2Institute of Geology, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine
*E-mail: alex_kruglov@ukr.net


Keywords: crystalline rocks; magnetic susceptibility; magnetometry; pedogenesis; soil

Abstract. Information support of modern agriculture and ecology forms a demand for ever higher requirements for efficiency and density of the sampling network. This fact determines the spread of high-performance methods of soil research, among which are magnetometric ones. However, these methods have a number of limitations associated with the existence in soils of ferromagnets of non-pedogenic nature. The purpose of the study is to show the patterns of spatial and profile distribution of soils with high values of magnetic characteristics, inherited from parent rocks as a result of pedogenesis. The research used: determination of specific magnetic susceptibility using kappabridge KLY-2, determination of volumetric magnetic susceptibility with kappameter KT-5 and induction of magnetic field by proton magnetometer MP 203. The study was conducted at two objects located in the central part of the Ukrainian shield region. Studies have shown that soils developed on the weathering crust are characterized by certain features of their magnetic properties. First of all, it depends on the petromagnetic parameters of the source rocks. On magnetic rocks, the MS of soils is determined primarily by inherited magnetic minerals. The magnetic susceptibility of such soils has two maxima. The first is in the upper part of the profile, where it is determined by the sum of pedogenic and terrigenous magnets. The second is located in the lower part of the profile, which consists almost entirely of weathering products.

References
 1. Menshov O., Kruglov O., Sukhorada A. Informational content of the soil magnetism indicators for solvin agrogeophysical and soil science tasks. Scientific Bulletin of the National mining University. 2012. №3. Р. 7-12.
 2. Magnetic properties of the profiles of polluted and non-polluted soils. A case study from Ukraine / M. Jeleñska, A. Hasso-Agopsowicz, B. Kopcewicz [et al.]. Geophys. J. Int. 2004. №159. Р.104–116.https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02370.x.
 3. Integration of geophysical, soil science and geospatial methods in the study of eroded soil / O. Kruglov, O. Menshov, M. Miroshnychenko, M. Shevchenko. Conference Proceedings, Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects. 2020, (May 2020, Kyiv). P.1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2020geo120.
 4. Mitskevych B.F. 1971. Geochemical landscapes of the Ukrainian Shield. Kyiv: Naukova dumka. 175 p. [in Russian].
 5. Vadyunina A.F., Korchahina Z.A. 1986. Methods for determining of the physical properties of soils. Moscow: Agropromizdat. 416 p. [in Russian].
 6. Nikitsʹkyy V.Y., Glebovsky Y.S. 1990. Magnetic Exploration: A Handbook of Geophysics. Moscow: Nedra. 470 p. [in Russian].
 7. Dortman N.B. 1984. Physical properties of rocks and minerals (petrophysics). Handbook of Geophysics. Moscow: Nedra. 455 p. [in Russian].
 8. Le Borgne E. 1955. Susceptibilité magnétique anormal du soil superficial. Ann. Geophys. N 11. P. 399-419.
 9. Classification of soil magnetic susceptibility and prediction of metal detector performance: case study of Angola / H. Preetz, S. Altfelder, V. Hennings, J. Igel. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 7303. May 2009. https://doi.org/10.1117/12.819394.
 10. Prediction of magnetic susceptibility class of soil using decision trees / M.Kurt, N. Duru, M.M. Canbay, H.T. Duru. Tehnički vjesnik. 2016. № 23. Р. 83-90. https://doi.org/10.17559/TV-20140807111130
 11. Suhorada A.V., Kruglov O.V. Classification of soils by their magnetic properties. 18th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects, (6-10 May 2019). P.1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201902062.
 12. Magnetic susceptibility of soil: an evaluation of conflicting theories using a national data set / J.A. Dearing, K.L. Hay, S.M.J. Baban [et al.]. Geophys. J. Int. 1996. № 127. Р. 728-734. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb04051.x.
 13. Thеveniaut H., Clarke B. Large scale magnetic susceptibility soil mapping: a proxy for geological mapping and exploration from Bogoso (Ghana). Exploration Geophysics. 2013. V. 44, Issue 1. Р. 48-55. https://doi.org/10.1071/EG12019
 14. Magnetic Susceptibility of Soil to Differentiate Soil Environments in Southern Brazil / P.V. Ramos, R.S.D. Dalmolin, J.M. Júnior [et al.]. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2017. № 41, e0160189. Epub Jan 16, 2017.https://doi.org/10.1590/18069657rbcs20160189
 15. de Jong E., Kozak L.M., Rostad H.P.W. Effects of parent material and climate on the мagnetic susceptibility of Saskatchewan soils. Can. J. Soil Sci. 2000. №80. Р. 135–142. https://doi.org/10.4141/S99-051
 16. A conceptual model for the enhancement of magnetic susceptibility in soils / M.J. Singer, K.L. Verosub, P. Fine, J. TenPas. Quat. Int. 1996. №34-36. Р. 243-248. https://doi.org/10.1016/1040-6182(95)00089-5
 17. Valle S.R., Carrasco J. Soil quality indicator selection in Chilean volcanic soils formed under temperate and humid conditions. Catena. V. March 2018, № 162. P. 386-395. https://doi.org/10.1016/j.catena.2017.10.024
 18. Hanesch M. Petersen N. Magnetic properties of a recent parabrown-earth from Sotthern Germany. Earth Sci. planet. Lett. 1999. №169. P. 85-97.
 19. Strongly magnetic soil developed on a non-magnetic rock basement: A case study from NW Bulgaria / H. Grison, E. Petrovský, N. Jordanova, A. Kapička. Stud Geophys Geod. 2011. N 55. P.697. https://doi.org/10.1007/s11200-009-0489-5
 20. Lukienko O.I, Kravchenko D.V, Sukhorada A.V. 2008. Dislocation tectonics and tectonofacies of the Precambrian of the Ukrainian Shield. Kyiv University, Kyiv. 280 p. [in Ukrainian].
 21. Integrated mineralogical and rock magnetic study of Deccan red boles / E. Font, T. Adatte, A. Abrajevitch [et al.]. In: Mass Extinctions, Volcanism, and Impacts: New Developments. Thierry Adatte, David P.G. Bond, Gerta Keller. GSA. 2020. https://doi.org/10.1130/2019.2544(08)
 22. Ananthapadmanabha A.L., Shankar R., Sandeep K. Rock magnetic properties of lateritic soil profiles from southern India: Evidence for pedogenic processes, Journal of Applied Geophysics, 2014. V.111, P. 203-210 https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2014.10.009
 23. Vodyanitsky Yu.N. 1989. Iron oxides and their role in soil fertility. Moscow: Nauka. 160 p. [in Russian].
 24. Lakin G.F 1990. Biometrics. Moscow: Vyshchaya shkola. 352 p. [in Russian].
 25. Menshov O., Kruglov O., Sukhorada A. Magnetic properties of soils in boreal regions. Case study from Ukraine. EGU General Assembly 2014, (27 April - 2 May 2014, Vienna, Austria), 2014, id.90. Bibcode: 2014EGUGA.16. 90M

Агрохімія і ґрунтознавство. Mіжвід. тем. наук. зб. Вип. 91. Харків: ННЦ ІГА. 2021. С.4-11
doi: https://doi.org/10.31073/acss91-01

Figures and Tables / Рисунки та Таблиці
91-01-fig3

УДК 631.551.321

Магнетизм корінних порід та магнітна сприйнятливість ґрунту

О. В. Круглов1*, С. А. Попов2
1Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського», Харків, Україна
2ННІ «Інститут геології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
*E-mail: alex_kruglov@ukr.net


Ключові слова: ґрунт; кристалічна порода; магнітометрія; магнітна сприйнятливість; педогенез

Анотація. У статті представлено результати експедиційних досліджень із застосуванням магнітометричних методів для вивчення інтенсивності дії факторів ґрунтоутворення та просторового розподілу складу і властивостей ґрунтів. Мета дослідження ‒ показати закономірності поширення ґрунтів з високими значеннями магнітних характеристик, що успадковані від материнських порід у результаті ґрунтоутворювального процесу та локалізації їх у профілі ґрунту. Методи визначення досліджуваних показників: питому магнітну сприйнятливість ‒ за допомогою капамістка KLY-2; об’ємну магнітну сприйнятливість ‒ капаметром КТ-5; індукцію магнітного поля ‒ протонним магнітометром МП 203. Дослідження проводили на двох об’єктах, розташованих на території центральної частини Українського кристалічного щита (Кіровоградська область), де фоновими ґрунтами є чорноземи звичайні. Дослідженнями показано, що ґрунти, розвинуті на корі вивітрювання, характеризуються певними особливостями їх магнітних властивостей, що, зокрема, залежить від петромагнітних параметрів вихідних порід. Магнітна сприйнятливість ґрунтів на магнітних породах визначається, перш за все, успадкованими магнітними мінералами. Значення магнітної сприйнятливості таких ґрунтів мають два максимуми. Перший ‒ у верхній частині профілю, де він визначається сумою педогенних та теригенних магнетиків. Другий максимум знаходиться у нижній частині профілю, що майже повністю складається з продуктів вивітрювання кристалічних порід.

Список використаної літератури
 1. Menshov O., Kruglov O., Sukhorada A. Informational content of the soil magnetism indicators for solvin agrogeophysical and soil science tasks. Scientific Bulletin of the National mining University. 2012. №3. Р. 7-12.
 2. Magnetic properties of the profiles of polluted and non-polluted soils. A case study from Ukraine / M. Jeleñska, A. Hasso-Agopsowicz, B. Kopcewicz [et al.]. Geophys. J. Int. 2004. №159. Р.104–116.https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02370.x
 3. Integration of geophysical, soil science and geospatial methods in the study of eroded soil / O. Kruglov, O. Menshov, M. Miroshnychenko, M. Shevchenko. Conference Proceedings, Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects. 2020, (May 2020, Kyiv). P.1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2020geo120
 4. Мицкевич Б.Ф. Геохимические ландшафты Украинского щита. Киев: Наукова думка, 1971.175 с.
 5. Дортман Н.Б. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). Справочник геофизика. Москва: Недра, 1984. 455 с.
 6. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы определения физических свойств почв. Москва: Агропромиздат, 1986. 416 с.
 7. Никитский В.Е., Глебовский Ю.С. Магниторазведка: Справочник геофизика. Москва: Недра, 1990. 470 с.
 8. Le Borgne E. Susceptibilité magnétique anormal du soil superficial. Ann. Geophys. 1955. N11. P. 399-419.
 9. Classification of soil magnetic susceptibility and prediction of metal detector performance: case study of Angola / H. Preetz, S. Altfelder, V. Hennings, J. Igel. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 7303. May 2009. https://doi.org/10.1117/12.819394.
 10. Prediction of magnetic susceptibility class of soil using decision trees / M.Kurt, N. Duru, M.M. Canbay, H.T. Duru. Tehnički vjesnik. 2016. № 23. Р. 83-90. https://doi.org/10.17559/TV-20140807111130
 11. Suhorada A.V., Kruglov O.V. Classification of soils by their magnetic properties. 18th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects, (6-10 May 2019). P.1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201902062.
 12. Magnetic susceptibility of soil: an evaluation of conflicting theories using a national data set / J.A. Dearing, K.L. Hay, S.M.J. Baban [et al.]. Geophys. J. Int. 1996. № 127. Р. 728-734. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb04051.x.
 13. Thеveniaut H., Clarke B. Large scale magnetic susceptibility soil mapping: a proxy for geological mapping and exploration from Bogoso (Ghana). Exploration Geophysics. 2013. V. 44, Issue 1. Р. 48-55. https://doi.org/10.1071/EG12019
 14. Magnetic Susceptibility of Soil to Differentiate Soil Environments in Southern Brazil / P.V. Ramos, R.S.D. Dalmolin, J.M. Júnior [et al.]. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2017. № 41, e0160189. Epub Jan 16, 2017.https://doi.org/10.1590/18069657rbcs20160189
 15. de Jong E., Kozak L.M., Rostad H.P.W. Effects of parent material and climate on the мagnetic susceptibility of Saskatchewan soils. Can. J. Soil Sci. 2000. №80. Р. 135–142. https://doi.org/10.4141/S99-051
 16. A conceptual model for the enhancement of magnetic susceptibility in soils / M.J. Singer, K.L. Verosub, P. Fine, J. TenPas. Quat. Int. 1996. №34-36. Р. 243-248. https://doi.org/10.1016/1040-6182(95)00089-5
 17. Valle S.R., Carrasco J. Soil quality indicator selection in Chilean volcanic soils formed under temperate and humid conditions. Catena. V. March 2018, № 162. P. 386-395. https://doi.org/10.1016/j.catena.2017.10.024
 18. Hanesch M. Petersen N. Magnetic properties of a recent parabrown-earth from Sotthern Germany. Earth Sci. planet. Lett. 1999. №169. P. 85-97.
 19. Strongly magnetic soil developed on a non-magnetic rock basement: A case study from NW Bulgaria / H. Grison, E. Petrovský, N. Jordanova, A. Kapička. Stud Geophys Geod. 2011. N 55. P.697. https://doi.org/10.1007/s11200-009-0489-5
 20. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В., Сухорада А.В. Дислокаційна тектоніка та тектонофації докембрію Українського щита. Київський університет, Київ, 2008. 280 с.
 21. Integrated mineralogical and rock magnetic study of Deccan red boles / E. Font, T. Adatte, A. Abrajevitch [et al.]. In: Mass Extinctions, Volcanism, and Impacts: New Developments. Thierry Adatte, David P.G. Bond, Gerta Keller. GSA. 2020. https://doi.org/10.1130/2019.2544(08)
 22. Ananthapadmanabha A.L., Shankar R., Sandeep K. Rock magnetic properties of lateritic soil profiles from southern India: Evidence for pedogenic processes, Journal of Applied Geophysics, 2014. V.111, P. 203-210 https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2014.10.009
 23. Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа и их роль в плодородии почв. Москва: Наука, 1989. 160 с.
 24. Лакин Г.Ф. Биометрия. Москва: Высшая школа, 1990. 352 с.
 25. Menshov O., Kruglov O., Sukhorada A. Magnetic properties of soils in boreal regions. Case study from Ukraine. EGU General Assembly 2014, (27 April - 2 May 2014, Vienna, Austria), 2014, id.90. Bibcode: 2014EGUGA.16. 90M



Агрохімія і ґрунтознавство. Mіжвід. тем. наук. зб. Вип. 91. Харків: ННЦ ІГА. 2021. С.4-11
doi: https://doi.org/10.31073/acss91-01


©2021, O.V. Kruglov, S.A. Popov

Рисунки та Таблиці / Рисунки и таблицы
91-01-fig3

91
Контакти / Контакты
УДК 631.551.321
Магнетизм коренных пород и магнитная восприимчивость почвы
А.В. Круглов1*, С.А. Попов2
1Национальный научный центр «Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского», Харьков, Украина
2УНИ «Институт геологии» Киевского национального университета имени Тараса Шевченко, Киев, Украина
*E-mail: alex_kruglov@ukr.net


Ключевые слова: кристаллические породы; магнитометрия; магнитная восприимчивость; педогенез; почва

Резюме. В статье представлены результаты экспедиционных исследований с применением магнитометрических методов для изучения интенсивности действия факторов почвообразования и пространственного распределения состава и свойств почвы. Цель исследования ‒ показать закономерности пространственного и профильного распределения почв с высокими значениями магнитных характеристик, унаследованные от материнских пород в результате педогенеза. При проведении исследований использовались: определение удельной магнитной восприимчивости с помощью каппамоста KLY-2, определение объемной магнитной восприимчивости каппаметром КТ-5 и индукции магнитного поля протонным магнитометром МП 203. Исследование проводилось на двух объектах, расположенных на территории центральной части Украинского кристаллического щита (Кировоградская область). Результаты исследований показали, что почвы, развитые на коре выветривания, характеризуются определенными особенностями магнитных свойств. В первую очередь это зависит от петромагнитных параметров исходных пород. В почвах на магнитных породах магнитная восприимчивость определяется, в первую очередь, унаследованными магнитными минералами. Магнитная восприимчивость таких почв имеет два максимума. Первый ‒ в верхней части профиля, где он определяется суммой педогенных и терригенных магнетиков. Второй находится в нижней части профиля, которая почти полностью состоит из продуктов выветривания материнской породы.