Геология месторождений полезных ископаемых

Политермические процессы характерны для соляных озер умеренного и умеренно холодного климата, где в условиях резко выраженных сезонных изменений температур поверхностных и даже донных рассолов интенсивно кристаллизуется натрон и мирабалит

Солеродный бассейн  представляет собой сложную водно-солевую систему, общая направленность, характер и динамика развития которой на всех стадиях существования определяются воздействием как внешних (тектонический режим, гидрохимические и др.), так и внутренних (размер глубина, изменение уровня, температуры, минерализации, стратификации вод, биологическая продуктивность и тд.) факторов.

На разных стадиях  развития озер (до начала садки легко  растворимых солей) в накапливающихся  осадках доминирует терригенный  и биогенный материал. В содовых озерах уже на стадии пресных вод биогенное осаждение карбонатов кальция и магния сменяется хемогенным, которое на стадии солоноватых и соленых вод резко преобладает.

На более поздних  стадиях, когда концентрация вод  достигает насыщения по отношению к легкорастворимым солям, начинается формирование соляных осадков. Сначала при наличии устойчивого слоя поверхностной рапы к карбонатам кальция и магния присоединяются кальций-магний-натиевые соли типа гейлюссита, которые сопровождают эпизодическую садку соды, троны, мирабилита и галита, образующих новосадку или старосадку солей на дне озера. Устойчивый переход солей в донные отложения начинается тогда, когда донные рассолы также достигают насыщения по отношению к карбонатам. Сульфатам и хлоридам натрия, а озеро в целом находится на стадии прогрессивного усыхания и периодического восполнения солей в поверхностных рассолах.

В осадках соляных  озер, как и вообще в галогенных толщах, часто имеет место чередование  собственно соляных и несоляных  отложений, вызванное периодической сменой условий осадконакопления как в годовых, так и в многолетних циклах. Однако неоднократное растворение, переотложение и перекристаллизация солей, особенно в бассейнах, как правило, ведет к потере первичной структуры и слоистости соляных пород и формированию более или менее однородных пластов различной мощности и часто лишенных слоистости. Еще более сложный характер разрезов возникает в случае вертикальной (химической или температурной) стратификации вод озера или существенных отклонений условий солеообразования на его площади (прибрежные, центральные или изолированные участки и т.д.), что ведет к еще большей пестроте соляных отложений. Растворение и перекристаллизация соляных минералов возможны и при их переходе в корневые залежи и даже при захоронении на стадиях диагенеза и эпигенеза.

Для последующего сохранения соленосных отложений большое значение, по-видимому, имеет тип и мощность перекрывающих их образований, формирующихся  на заключительных стадиях озерного бассейна, а также степень закрытости и раскрытости структур, к которым они приурочены.

Таким образом, анализ размещения и условий образования галогенных формаций показывает, что соленакопление не является каким-то исключением, а  представляет собой закономерное явление  в современном и древнем галогенезе.

Мощности галогенных формаций рассмотренных типов и  площади их распространения колеблются в широких пределах. Уже из этого  далеко не полного перечня видно, в каком широком стратиграфическом  диапазоне известны галогенные формации. В то же время четко выделяются периоды максимальной интенсивности галогенеза: ранний кембрий, средний, поздний девон и пермь.

Возникновение того или  иного типа формаций прямо связано  с интенсивностью погружения дна  бассейна седиментации и в значительной степени определяется, таким образом, структурно-тектоническим фактором. Размещение мощных галогенных формаций контролируется крупнейшими отрицательными структурами земной коры, впадинами на окраинах платформ, прилежащими передовыми прогибами, межгорными впадинами складчатых областей, внутриконтинентальными рифтовыми зонами и развивавшимися на их основе авлокогенами и синеклизами.

Стуктурно-фациальная обстановка накопления галогенных формаций обуславливает  и их морфологию. Так галогенные формации, приуроченные к краевым внутриконтинентальным рифтовым зонам и развившимся на их основе авлокогенам и синеклизам, имеют в плане вытянутую форму, их протяженность во много раз превышает ширину. Галогенные формации внутренних и краевых впадин платформ имеют близкую к изометричной форму площади при очень больших ее размерах.

Существенное значение для оценки продуктивности галогенных формаций имеет их положение в  вертикальных рядах формаций. По В.К. Крумбену, выделяются четыре основных типа взаимоотношений галогенных формаций с перекрывающими и подстилающими ох отложениями:

1) залегает между образованьями  морского генезиса;

2) залегает на морских  и перекрывается красноцветными  породами;

3) залегает на красноцветных  и перекрывается морскими;

4) располагается среди  красноцветных отложений.

Наибольшее число галогенных формаций, с которыми связаны крупные  промышленные месторождения полезных ископаемых, относятся к первым двум типам.

Закономерности распределения  галогенных формаций контролируется также  их положением в крупных седиментационных циклах. В большинстве они связаны с регрессивными этапами осадконакопления. С трансгрессивными стадиями ассоциирует лишь незначительная часть галогенных формаций, в основном мезозоя и кайнозоя.

Метаморфизм залежей соли. Эвапоритовые залежи формируются в результате испарения морской воды. Эвапориты – обширная группа минералов, в число которых входят галит (поваренная соль), гипс и ангидрит (сульфаты кальция), сильвин (хлорид калия); все они имеют важное практическое применение. Эти минералы осаждаются также при испарении с поверхности соляных озер, но в этом случае повышение концентрации редких элементов может привести к дополнительному осаждению некоторых других минералов. Именно в такой обстановке образуются бораты.

Формирование соляных  месторождений происходило неравномерно в истории осадконакопления, с максимальным расцветом галогенеза в конце рифейского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского этапов геологического развития. Многие соляные месторождения отличаются специфической «соляной тектоникой», обусловленной низкой плотностью и высокой пластичностью солей. Выжимание соляных масс приводит к возникновению соляных куполов.

Некоторые соляные месторождения  содержат бор в виде рассеянного  калиборита. В рассолах некоторых  соляных озер накапливается литий; в соляных водах некоторых озер фиксируются бром и йод.

Группа месторождений  полезных ископаемых осадочного генезиса разделяется на четыре класса: механических, химических, биохимических и

вулканогенных образований.

Химические осадочные месторождения.

Среди хемогенных осадочных  месторождений различают образованные из истинных растворов, к которым  принадлежат соли, гипс, ангидрит, бораты и барит, и возникшие из коллоидных растворов, к которым относятся  руды

железа, марганца, алюминия, а также некоторых цветных и редких металлов.

Месторождения солей

Галогенные, или эвапоритовые, месторождения минеральных солей  состоят из хлоридов и сульфатов  натрия, калия, магния и кальция с  примесью

бромидов, йодидов, боратов.

По условиям образования выделяются:

1) природные рассолы  современных соляных бассейнов, 

2) залежи солей современных  бассейнов, 

3) соляные подземные  воды,

4) ископаемые или древние  залежи солей.

Природные рассолы и залежи современных бассейнов приурочены к депрессиям морских побережий и континентальных впадин. В первом случае они формируются в лагунах морей при выпаривании воды в условиях сухого и жаркого климата с образованием лиманов, сивашей и прибрежных соляных озер. Их примерами могут служить Данузлав в Крыму, Сиваш у Азовского моря, Кора-Богаз-Гол у Каспийского моря, Джаксыклыч у Аральского моря. Во втором случае они возникают в плоских бессточных котловинах сухих и жарких областей при систематическом выпаривании поступающих в них поверхностных и подземных вод. Они известны в Волго-Урало-Эмбенском районе, в Западно-Сибирской и Туркменской низменностях и в других местах.

Соляные подземные воды образуются при фильтрации подземных вод по породам, содержащим в своем составе различные соли.

Ископаемые залежи минеральных  солей формировались в обстановке аридного климата в процессе испарения относительно изолированных лагун и палеоморей. В среднем содержание солей в воде современного Мирового океана равно 3,5 %, или 35 г на 1 кг воды, повышаясь в морях с затрудненным водообменном до 3,9 % (Средиземное море) и даже 4,2 % (Красное море). При интенсивном разбавлении реками содержание солей снижается, например в Финском заливе Балтийского моря до 0,35 %.

Все известные крупные  соляные месторождения формировались  в обстановке жаркого и сухого климата в предгорных прогибах или синклинальных прогибах платформ. Их плавное и устойчивое прогибание обеспечивало, с одной стороны, длительное испарение и концентрацию солей, а с другой — накопление крупных соляных масс, формирующих залежи большой мощности. Такие соляные месторождения известны в Предуральском, Предкарпатском, Закарпатском, Донецком, Предпиренейском, Предатласском, Предкордильерском и других передовых прогибах, а также в Прикаспийской, Днепровско-Донецкой, Московской, Ангаро-Ленской, Вилюйской, Польско-Германской, Северо-Германской, Внутриамериканской и других синеклизах, поперечных прогибах и краевых впадинах платформ.

Осадочные месторождения  полезных ископаемых солей имеют огромное промышленное значение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Антипин В.Н., Васильева В.П., Вахромеев С.А. и др. Краткий курс месторождений полезных ископаемых. М.: Изд."Высшая школа".1967. – 472с.

2. Бетехтин А.Г., Голиков А.С. и др. Курс месторождений полезных ископаемых. 3-е изд. - М.: Недра, 1964. - 590 с.

3. Вахромеев С.А. Месторождения полезных ископаемых, их классификация и условия образования. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1979.- 288 с.

4. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых: Учебник для вузов // Под ред. В. В. Ершова. М.: Недра, 1989. - 399 с.

5. Иванов А.А. Природные минеральные соли. Москва 1951. стр.31.

6. Исаенко М.П. Определитель текстур и структур руд. Москва: Недра, 1964. - 155 с.

7. Краткий курс месторождений полезных ископаемых. Под ред. В.Н. Зверева, П.М. Татаринова, А.Г. Бетехтина. М.: Геолого-разведочная литература, 1938. - 471 с.

8. Лепешков И.Н. Природные соли и их значение в народном хозяйстве. Всесоюзное общество по распространению политических и научных изданий. Издательство «Знание», Москва, 1957. стр. 5

9. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. Москва 1984. стр. 196-202.

10. Проблемы соленакопления. Том I. Издательство «Наука». Сибирское отделение. Новосибирск 1977. стр.16-20,34-48.

11 Месторождения полезных ископаемых: учебник для вузов/ В.А. Ермолов, Г.Б. Попова, В.В. Мосейкин и др.; Под ред. В.А. Ермолова. М.: Изд-во МГГУ, 2001. - 570 с.

12. Поляков В.Д. Природные соли. Издательство «Знание». Москва 1961.

13. Самойлов В.С.Фации карбонатитов. М.: Наука, 1977.