Генетические типы промышленных месторождений

Основная масса минеральных солей образуется путем осаждения из истинных растворов в солеродных бассейнах. Состав и строение как современных, так и ископаемых соляных залежей определяются совместным действием многих факторов, важнейшими из которых являются такие: химический состав исходных морских или озерных минеральных вод, последовательность отложения солей из солеобразующего раствора — рапы, наложенное метаморфизующее действие привносимых поверхностных и глубинных вод и их компонентов, палеогеография солеродных бассейнов и их тектонический режим, изменчивость климата и другие Нормальная последовательность выпадения солей из растворов следующая: карбонаты кальция и магния > гипс и ангидрит > галит > сильвин, карналлит > сульфаты магния и калия (полигалит, тенардит, кизерит) > бишофит. Выделяется 4 типа месторождений:

Ископаемые осадочные месторождения каменных и калийных солей: пластовые ненарушенные (Славянск-Артемовское, Башкирия, Приуралье, Сольвычегодское месторождение каменной соли; Припятские и Вернекамские м-я — калийной соли); пластовые нарушенные тектоникой (м-я Предкарпатского прогиба, Красноярское — Россия); солянокупольные (Соль-Илецкое, Ефремовское, Светлоярское, Индерское — Россия).

Древние солеродные бассейны были преимущественно мелководными. Их глубина не превышала нескольких десятков метров, редко была более 100 м. Время формирования соляной толщи измеряется тысячами и десятками тысяч лет. Например, время накопления соляной толщи Верхнекамского соленосного бассейна (800—1000 м) составило 12—17 тыс. лет.

Соли накапливались в обширных впадинах с большой скоростью погружения, увеличивающейся к заключительным этапам отложения осадков. Прогибание дна солеродного бассейна проходило ритмично, ускорение погружения сопровождалось кристаллизацией солей, а замедление — образованием гипса, ангидрита и карбонатно-терригенных илов; максимальное прогибание солеродных структур компенсировалось накоплением галогенных осадков. При глубинах погружения более 2000 м формировались мощные толщи каменной и калийных солей.

Следовательно, на начальных стадиях галогенеза образовывались доломит-гипс-ангидритовые породы, затем преимущественно каменная соль и завершается процесс формированием калийно-магнезиальных солей.

В спокойной тектонической обстановке формировались недислоцированные с моноклинальным залеганием пласты. При проявлениях пликативной и дизъюнктивной тектоники образовывались нарушенные и смятые в складки пласты, а также солянокупольные структуры. Для месторождений первых двух типов характерны слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей внутренняя структура пластов и куполов чрезвычайно сложна. Внутрипластовые структуры представлены дисгармоничными асимметричными или коробчатыми складками течения со сжатыми крутыми крыльями. Соляные купола слагают ядра округлых или вытянутых на десятки километров брахиантиклиналей. Мощность соли в ядре соляного купола достигает несколько километров. Соляные массивы (штоки или соляные купола) имеют форму цилиндрических, эллиптических или округлых грибообразных тел. Площадь соляных куполов достигает нескольких десятков квадратных километров. Перекрывающие гипс-ангидритовые и карбонатные породы при выщелачивании верхних слоев соляного ядра обрушаются, образуя шляпу соляного купола — кепрок.

Типичными примерами крупных промышленных меторождений каменной и калийных солей являются Славянско-Артёмовское месторождение и месторождения Верхнекамского соленосного бассейна.

Славянско-Артёмовские месторождения каменной соли составляют лишь небольшую часть крупного Днепровско-Донецкого соляного бассейна, располагаясь в восточной его части (Бахмутская котловина). Общая мощность нижнепермских отложений Славяно-Бахмутской котловины 1600 м, залегаютони на глубине 2−3км. В основании соленосной толщи находятся нижнепермские краснои сероцветные медистые песчаники и алевролиты. Перекрывающая их никитовская свита мощностью до 250 м представлена печано-глинистыми, карбонатными породами и двумя мощными пластами каменной соли (20−25 и 50−65м). Следующая по разрезу славянская свита (мощность 400−600м) сложена тремя мощными пластами каменной соли (40−60; 32−43 и 22−44м), пластами ангидритов и карбонатных пород. Каменная соль в них отличается высоким качеством и содержит NaCl 97,5−98,%, CaSО₄ 0,9- 2,0%. Завершает разрез нижнепермских отложений краматорская свита мощностью 500 м; в её составе участвуют ангидриты, алевролиты, песчаники, но преобладает каменная соль, среди которой обнаружены3 пласта сильвинитов мощностью до 5 м, а в верхней части — до 8 пластов карналитовой и сильвиниткарналлитовой породы и сильвинита мощностью от 0,5 до 2,7 м. Сильвиниты краматорской свиты сложены водяно-прозрачным и синим галитом и розовым сильвином. Содержание КCl от15,4 до 31,5%, содержание карналлита в карналлитовой породе — до 52%.

Запасы каменной соли исчисляются миллиардами тонн. Месторождения разрабатываются как подземным способом, так и эксплуатируются соляные источники.

Верхнекамский соляной бассейн находится на западном склоне Урала в Пермской области, занимает площадь 6,5 тыс. кв.км. и приурочен к северной части Предуральского краевого прогиба. Соляные отложения бассейна принадлежат кунгурскому ярусу нижней перми и залегают на известняках и мергелях. Они представлены незакономерным чередованием слоёв и прослоев каменной и калийной солей, имеющих мощность от долей метра до нескольких десятков метров. Выделяется несколько пластов сильвинитового горизонта продуктивной толщи мощностью 40 м, сложенных красным и пестрым сильвинитом и карналлитом, Выше находится сильвинит-карналлитовый горизонт мощностью 60 м, в котором выделяется 9 пластов калийных солей. Слои солей сдержат тонкие прослои галита и глинистого материала. Продуктивная толща калийных солей перекрывается покровными отложениями каменной соли мощностью до 70 м, сложенной чистым галитом. Самые верхние горизонты кунгурского яруса представлены гипсоносными глинами и мергелями. Общая мощность всех надсолевых отложений 70−250м. Геологические запасы калийных солей бассейна составляют 219 млрд т. (К₂О 27,9 млрд т.).

Современные соляные месторождения: внутриконтинентальных соляных озер (хлоридов — Эльтон, Баскунчах; хлоридов и сульфатов — Предуралье и Прикаспий; хлоридносодового типа — в Кулундинской степи); прибрежно — морских лагун и заливов (галит и мирабилит залива Кора-Богаз-Гол).

Месторождения в соляных озёрах образуются при превышении испарения над атмосферными осадками, а соли привносятся при выщелачивании окружающих пород или ископаемых соляных залежей.

Для современных морских месторождений источником солей являются морские воды. Образуются они в заливах, лагунах, лиманах в условиях длительного притока морских вод и испарения при жарком и сухом климате.

Соляные источники и рассолы образуются при растворении солянных отложений. Подземные воды хлоридно — сульфатно — содового состава присутствуют в большенстве нефтяных и газовых месторождений Сев. Кавказа, Западной Сибири при подземном выщелачивании солей. Промышленностью используются как воды естественных соляных источников (Славянско-Атрёмовский бассейн), так и рассолы, получаемые из недр с помощью буровых скважин (Верхнекамский соляной бассейн).

Современные моря и океаны являются грандиозными месторождениями. Добываются соли путем выпаривания или вымораживания; при опреснении воды.

Селитра образуется в областях с жарким и сухим климатом (Чили) при переносе азотных соединений, образовавшихся в результате растворения и переотложения продуктов вулканических эксгаляций.