Начало почвообразования западной части Нечерноземной зоны Российской Федерации относится к послеледниковому периоду, когда начал устанавливаться умеренно-теплый и влажный климат, обусловивший быстрый рост травянистой и древесной растительности.
Материнским субстратом формирования почвенного покрова были различные наносы ледникового или водно-ледникового происхождения. Здесь наиболее закономерно прослеживается соответствие распространения элементов рельефа и почвообразующих пород, а также наблюдается тесная связь геоморфологических и почвенных ситуаций с основными фазами оледенения (Завалишин А. А., 1954).
На юго-западе региона ледниковые отложения представлены, главным образом, бескарбонатными валунными суглинками, на юго-востоке — флювиогляциональными разнозернистыми песками с прослойками галечников. В ряде мест песчаная толща прикрыта карбонатными валунными суглинками мощностью от 1,5 до 13 м. Равнинные элементы рельефа характеризуются ледниковыми отложениями в виде валунных суглинков и песков, а также водно-ледниковых песков, суглинков и глин.
Для западной приморской холмистой возвышенности Земландского полуострова характерными являются валунные суглинки, прикрытые маломощным супесчаным наносом. Эти породы, как правило, бескарбонатны.
Пологохолмистая размытая моренная равнина между реками Неман и Преголя представлена в основном ледниковыми карбонатными отложениями. В северной и западной ее частях преобладают валунные средние суглинки, прикрытые маломощным наносом более легкого механического состава, в южной — валунные глины и тяжелые суглинки, в восточной — безвалунные глины.
На территории абрадированной моренной равнины, простирающейся вдоль Калининградской впадины (по левому берегу реки Преголи), распространены двучленные наносы ледникового происхождения. Большей частью это хрящеватые средние или легкие суглинки, подстилаемые карбонатными тяжелыми валунными суглинками. Неглубокие долины и ложбины обычно заполнены молодыми наносами элювиально-делювиального происхождения в виде карбонатных безвалунных суглинков или супесей.
Озерно-ледниковые равнины представляют собой почти плоские слабо расчлененные поверхности, в пределах которых накапливались осадки ледниковых водоемов. Господствующими породами здесь являются озерно-ледниковые безвалунные карбонатные неслоистые тяжелые иловатые глины. Нередко на глубине 1,5 — 2 м от поверхности глины переслаиваются тонкими прослойками супеси. В большинстве случаев глины прикрыты маломощным (20—40 см) наносом более легкого гранулометрического состава, чаще всего безвалунными супесями или легкими суглинками.
На высоких террасах долин рек Преголи, Деймы, Инструча и на междуречье Немана — Шешупе почвы сформировались на наносах, сложенных песками, чаще всего сортированными мелкозернистыми, реже — грубыми с галькой и гравием. В поймах рек преобладают средне — и тяжелосуглинистые аллювиальные наносы.
Своеобразным геоморфологическим районом является Куршская низменность, представляющая собой слегка наклонную к западу плоскую равнину. Моренные отложения здесь прикрыты древнеаллювиальными (дельтовыми) песчаными наносами. На большей части территории они залегают ниже уровня моря и покрыты более или менее мощными толщами торфа или современным аллювием. В восточной части низменности почвообразующие породы представлены довольно мощными средне-и тяжелосуглинистыми аллювиальными наносами, залегающими непосредственно на древнеаллювиальных песках; в центральной — древний аллювий скрыт под 2—4-метровой толщей торфа, на поверхности которого залегает маломощный (15—70 см) нанос среднесуглинистого аллювия.
В самом процессе образования почвенных пород на территории области имеются специфические особенности. Материнские породы формировались здесь под влиянием деятельности ледника и последующих процессов размыва и переотложения моренных образований. Исходным материалом для накопления толщи рыхлых наносов в основном послужили местные коренные осадочные породы, более или менее разнообразные по своему литологическому составу. Переотложение осадков водою способствовало дифференциации наносов. Это обусловило значительную пестроту почвообразующих пород по составу и распространению.
Специфической особенностью местных материнских пород является также широкое распространение в них карбонатных включений в виде осколков известняков или вторичных конкреций.
Наряду с целым рядом различий в условиях почвообразования на территории области по сравнению с государствами Прибалтики и Белоруссией, имеются и некоторые сходные черты. К числу последних относится, прежде всего, относительно молодой абсолютный возраст почвообразующих пород, связанный с тем, что они находятся в одной области последнего валдайского оледенения.
Почвообразующие породы Калининградской области, стран Прибалтики, а также Белоруссии аналогичны по минералогическому составу, что свидетельствует о единстве их происхождения. Наиболее широко распространенными минералами являются кварц, калиевые полевые шпаты, бесцветные слюды и гидрослюды, глауконит. Кроме этого, повсеместно, хотя и в незначительных количествах, встречаются роговая обманка, эпидот, гранат, рутил, сфен, дистен, турмалин. Некоторые породы в небольших количествах содержат цеонит, апатиты, пироксены, анатаз, серцит, фосфориты, андалузит, аллофан, плагиоклаз.
Содержание отдельных минералов в разных породах неодинаковое. Моренные отложения содержат 45—70% кварца, 6—9 % калиевых полевых шпатов, 13—33% гидрослюд, 0,2—1,6% бесцветных слюд, 12—13% кальцитов и 0,1—0,7% глауконитов.
Безвалунные тяжелые глины водно-ледниковых отложений отличаются более низким количеством кварца (до 14%) и калиевых полевых шпатов (около 1%), а также более высоким содержанием гидрослюд (около 76%). Содержание кварца и гидрослюд в ленточных глинах составляет соответственно около 30 и 57%.
Супесчаные и песчаные породы на 80—90% состоят из кварца, 5—11% калиевых полевых шпатов, 1—5% гидрослюд, 0,3—3% глауконита, до 6,5% фосфоритов и до 0,5% роговой обманки, эпидота, циркона, граната, рутила, плагиоклаза (Важенин И. Г., Белякова В. И., 1959; Завалишин А. А., Надеждин Б. В., 1961).
Валовой химический состав пород хорошо согласуется с гранулометрическим составом: породы тяжелого гранулометрического состава содержат меньше кремнезема, больше глинозема и оксида кальция. Легкие породы, наоборот, обогащены кремнеземом и бедны глиноземом. Характерно, что в породах легкого гранулометрического состава нередко присутствует большое количество оксида кальция, апатитов и фосфоритов, что обусловлено, по-видимому, влиянием местных коренных осадочных пород.
Характерной особенностью почвообразующих пород области является низкое содержание оксида натрия при значительном количестве оксида калия, что находится в полном соответствии с минералогическим составом (калиевые полевые шпаты и примесь глауконита). Значительное варьирование наблюдается в содержании фосфора, обусловленное вариациями исходного минералогического состава (большей или меньшей примесью апатитов и фосфоритов).
Почвообразующие породы тяжелого гранулометрического состава, как правило, имеют повышенное содержание оксида марганца, а также оксида железа как абсолютное (около 9,5%), так и по отношению к количеству глинозема; низкую концентрацию оксида кальция, не связанного в виде карбонатов (около 1%); присутствие свободного карбоната кальция с небольшой примесью карбоната магния (до 20%); очень низкое содержание оксида натрия при весьма значительном количестве оксида калия и сравнительно высокое содержание фосфора.
Химический состав безвалунных иловатых глин подтверждает их тесную генетическую связь с валунными суглинками и глинами. Различие в составе этих пород обусловлено, главным образом, большей или меньшей примесью кварца, что вызывает увеличение содержания кремнезема и падение относительного количества всех остальных оксидов. Отличительным является также увеличение содержания оксида железа и уменьшение количества оксида натрия. В остальном безвалунные глины можно рассматривать как накопление обедненной кварцем илистой фракции валунных суглинков.
По сравнению с финляндскими и шведскими озерно-ледниковыми глинами и суглинками, а также с валунными суглинками и ленточными глинами северо-запада Европейской части бывшего СССР тяжелые почвообразующие породы Калининградской области характеризуются преобладанием калия при малом содержании кальция, и особенно натрия, а также низким количеством оснований.
Особенность химического состава тяжелых почвообразующих пород свидетельствует о том, что они представляют собой аккумулятивные образования, обусловленные накоплением готовых продуктов выветривания. По своему составу и свойствам они являются сильно выветренными породами, состоящими из относительно устойчивых компонентов.
Валовой химический состав песчаных наносов находится в соответствии с их минералогией — господством кварца, заметным содержанием калиевых полевых шпатов и других, преимущественно цветных минералов тяжелой фракции с примесью глауконита, плагиоклаза, серицита и гидрослюд, что обусловливает наличие в них минеральных элементов, необходимых для питания растений. Содержание кремнезема в песчаных породах колеблется в пределах 90,9—94,3%, оксидов алюминия и железа — от 3,0 до 5,7%, оснований — от 2,4 до 4,1%, причем в составе последних преобладает калий при минимальном содержании магния.
К наиболее молодым породам этой территории относятся современные аллювиальные, аллювиально-озерные и аллювиально-делювиальные отложения, представленные в основном тяжелыми пылевато-иловатыми суглинками и глинами, средними пылеватыми суглинками, супесями и слоистыми песками. Данные породы наиболее распространены в долине и дельте реки Неман и на территории Куршской низменности. Аллювиальные отложения характеризуются неплотным сложением и наличием комковато-призматической структуры у тяжелых пород.
Отличительной особенностью аллювиальных наносов является отсутствие в них карбонатов. В ряде мест верхний слой суглинистого аллювия имеет нейтральную реакцию и высокое содержание элементов питания для растений. Супесчаные и песчаные наносы, наоборот, бедны питательными элементами.
На территории Куршской низменности нередко почвы подстилаются погребенным торфом, характеризующимся повышенной зольностью с неравномерным распределением ее по профилю, значительным содержанием элементов питания (азота, фосфора и калия), по сравнению с торфами Белоруссии, а также Прибалтики и Среднерусской равнины.