Стратиформные месторождения в карбонатных породах служат основным источником попутной добычи флотационных концентратов в России. Руды комплексные барит-свинцово-цинковые, иногда встречаются и собственно баритовые руды. Примером являются месторождения: Сардана (Якутия), хребта Каратау (Казахстан), бассейна р. Миссури (США), крупнейшие месторождения Китая, Индии и др. Месторождения характеризуются значительными масштабами, простой морфологией рудных тел, достаточно высоким содержанием барита.

Колчеданные месторождения широко распространены, связаны с субмаринным базальт-липаритовым вулканизмом. Барит в них является жильным минералом и извлекается попутно. Это месторождения Урала (Гайское, Молодежное), Рудного Алтая (Сокольное, Зыряновское, Белоусовское), Салаирская группа.

Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я

Зона окисления месторождений. Барит – устойчивый минерал и может накапливаться в элювии месторождений, сложенным глиноподобной массой, содержащей обломки баритовых руд, мелкие кристаллы барита, гидроксиды железа. Примером являются элювиальные залежи на стратиформных месторождениях бассейна р. Миссури (45 % запасов барита США), Медведевское месторождение (Урал). Содержание барита 12 -20 %.

Осадочные (хемогенные) месторождения достаточно широко распространены и представлены крупными пластовыми залежами собственно баритовых и реже сульфидно-баритовых руд, приуроченных к прибрежно-морским отложениям углисто-глинисто-кремнисто-сланцевой формации (рис. 19.). На месторождениях обычно устанавливается несколько пластов, мощность их варьирует от долей до нескольких метров, а протяженность измеряется километрами. Руды – массивные, конкреционные и вкрапленные. Содержание барита в массивных рудах до 90 %, а вкрапленных до 20 %. В баритовых пластах отмечается повышенная битуминозность, обуславливающая черную окраску, присутствуют примеси V, Sr, P и сульфидов (преимущественно пирит).

Образование месторождений связано с привносом растворенных солей бария в мелководные морские бассейны, где за счет окисления биогенного сероводорода возникали повышенные концентрации сульфат-иона, вызывающие осаждение массивных баритовых руд. Конкреционные и вкрапленные руды возникали на стадиях лито- и диагенеза кремнисто-глинистых осадков, представлявших собой отрицательные коллоиды, способные сорбировать растворенный в воде барий. Примером месторождений этого типа является крупное Хойленское месторождение (Полярный Урал), месторождения Казахстана, Германии.

Особое место занимают вулканогенно-осадочные залежи, сформировавшиеся на или близ поверхности морского дна при осаждении здесь барита в результате смешивания восходящих барийсодержащих гидротермальных растворов с морской водой, обогащенной сульфат-ионом (месторождения Японии).

---

Рис. 19. Схема геологического строения Хойлинского месторождения: А - план , Б – разрез (по Н.В. Лютикову): 1 – терригенные отложения граувакковой формации (яйюсская свита C_1-2jj); 2 – отложения перекрывающей (надрудной) известняково-глинисто-кремнисто-сланцевой (пестросланцевой) формации (няньворгинская свита D₃-C₁nv); 3 –7 – отложения рудоносной кремнисто-кварцито-сланцевой формации (пагинская свита D_2-3pg): 3 –5 – верхняя терригенная пачка (I): 3 – нерасчлененная, 4 – глинистые, алевроглинистые сланцы, 5 – алевролиты и песчаники кварцевые, кварцитовидные; 6 – средняя кремнисто-сланцевая пачка (II); 7 – нижняя терригенная пачка (III); 8 – рудные залежи; 9 – тектонические нарушения; 10 – разведочные профили.

Техногенные месторождения барита представляют собой отвалы обогатительных фабрик – тонкоизмельченные продукты переработки комплексных колчеданных и полиметаллических руд. Такие отвалы с промышленным содержанием барита известны на месторождениях Салаирской группы (Россия), в США, Канаде.

Вторым техногенным источником барита являются продукты регенерации отработанных глинистых буровых растворов.

РАЗДЕЛ II. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО И

АГРОНОМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ

Общие сведения

К минеральным солям относятся водорастворимые хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сравнительно редких боратов, бромидов и йодидов. Минералогия солей очень разнообразна. Наиболее важное промышленное значение имеют следующие: хлориды – галит NaCl, сильвин KCl, бишофит MgCl₂∙6H₂O, карналлит KCl∙MgCl₂∙6H₂O; сульфаты – кизерит MgSO₄∙H₂O, эпсомит MgSO₄ ∙7H₂O, тенардит Na₂SO₄, мирабилит Na₂SO₄∙10H₂O; карбонаты – натрон (природная сода) Na₂CO₃∙H₂O.

Минеральные соли в природе образуют твердые осадки (соляные породы) и рассолы (рапа) как древние (погребенные), так и современные. Соляные породы содержат в переменных количествах галит, гипс и ангидрит, карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы, алевритовые части-

цы.

Наиболее важными в промышленном отношении являются следующие соляные породы:

1. каменная соль состоит из галита;

2. сильвинит или сильвиновая порода;

3. карналлитит или карналлитовая порода.

Свойства и области применения

Важнейшими свойствами солей и соляных пород являются их высокая растворимость, пластичность и гигроскопичность. Промышленное использование солей разнообразно. Самый распространенный из них - хлористый натрий – используется для получения более 1500 разнообразных продуктов.

Каменная соль разделяется на пищевую, кормовую и техническую. В пищевой соли должно быть не менее 97 % NaCl. До 65 % добываемой каменной соли используется как пищевая соль и в качестве консерванта. Кормовая соль идет на корм скоту и для заготовки различных кормов. Техническая соль – исходный продукт химической промышленности - служит для получения каустической и кальцинированной соды, хлора, соляной кислоты, нашатыря, хлорной извести и др., а также используется в лакокрасочной, текстильной, фармацевтической, кожевенной, нефтяной, металлургической промышленности, в органическом синтезе, холодильном деле, мыловаренном производстве. Элементарный натрий применяется как теплоноситель в атомных реакторах, цианистый натрий – при извлечении золота из руд, хлор – в производстве инсектицидов, винипласта и других соединений.

---

Калийные руды к переработке пригодны с содержанием KCl 20 – 35 % и более. Свыше 95 % калийных солей применяется для получения удобрений. Большое значение имеет производство химических препаратов (хлористого, сульфатного и каустического калия, хромпика, цианистого калия, едкого калия, поташа, бертолетовой соли и др.).

Соли магния являются одним из источников получения металлического магния, необходимого для производства легких сплавов, и его химических солей. Сульфаты натрия применяются в химической, стекольной, целлюлозно-бумажной, текстильной, строительной, абразивной, кожевенной промышленности, медицине, фото и кинопроизводстве. Хлористый магний - один из распространенных дефолиантов.

Обзор ресурсов

Мировые ресурсы каменной соли оцениваются в 10 трлн.т. Ежегодный мировой уровень добычи каменной и поваренной соли к началу 90 –х гг. минувшего века составил 186 млн.т., из которых свыше 35 млн.т. приходилось на США – ведущую страну по добыче этого сырья.

Мировые ресурсы калийных солей составляют по различным оценкам от 31 до 66 млрд.т. в пересчете на K₂O. Основными производителями калийных удобрений в 2002 году являлись Канада (32,5 % мирового производства), Россия (4,1 млн.т., 15,2 %), Белоруссия (14,8 %), Германия (12,4 %) и Израиль (7,2 %).

Добыча сульфатов магния ежегодно составляет 2,4 млн.т. Страны-продуценты – Канада, США, Мексика и Испания.

Промышленные типы месторождений

Месторождения твердых солей являются осадочными, возникшими из истинных растворов в особых солеродных бассейнах с ограниченным доступом минерализованных вод в аридных климатических условиях.

По способу и времени отложения различают месторождения современные внутриконтинентальные озерные и прибрежно-морские, ископаемые (древние), рассолов и соляных источников.

Соляная масса современных месторождений состоит из соляного рассола (рапа) и твердых соляных отложений (самосад). По фазовому состоянию солей в бассейнах различают рапные, сухие и подпесочные озера. По объекту разработки – поверхностная и донная рапа, донные осадки: новосадка, старосадка, корневая соль. Поверхностная рапа перекрывает донные осадки, а донная – пропитывает их. Объем, концентрация и солевой состав поверхностной рапы подвержены значительным сезонным колебаниям. Донная рапа в большей степени насыщена солями, характеризуясь относительным постоянством концентрации и температуры, она заполняет поры и пустоты в пластах солей и пропитывает илы. В составе донных соляных отложений выделяют новосадку, старосадку и корневую соль. Новосадка осаждается из поверхностной рапы в течение года, она может перейти обратно в раствор. Часть новосадки, остающаяся нерастворенной в течение ряда лет, переходит в старосадку. Перекристаллизация старосадки или прямое образование из рапы кристаллического агрегата формируют корневую соль. В рапных озерах поверхностная рапа (рассол) сохраняется в течение всего года, а в сухих – лишь во влажный период; в подпесочных озерах поверхностная рапа отсутствует вообще; соляные отложения в них перекрыты песчаными наносами. По составу солей и рапы выделяются содовый (карбонатный), сульфатный и хлоридный типы бассейнов.

---

Обобщенная схема порядка солеосаждения следующая: карбонаты Ca и Mg, сульфаты Ca, галит, калиевые и магниевые соли. В природных условиях эта последовательность претерпевает значительные изменения, что обусловлено сложной динамикой физико-химических и гидродинамических условий солеобразования. Воды поверхностного стока, привнос большого количества терригенного песчано-глинистого материала, температурный режим, сезонные и вековые изменения климата влияют на очередность выпадения солей.

Галит является наиболее распространенным минералом всех галогенных формаций. Им сложены мощные залежи на месторождениях каменной соли и подстилающие на калийных месторождениях.

Осадочные (современные) месторождения солей связаны с внутриконтинентальными бессточными впадинами – соляными озерами и прибрежно-морскими бассейнами – лагунами и лиманами, выполненными рапой. По химическому составу рапы и минеральному составу осадков среди современных месторождений выделяют хлоридные (преобладает галит), сульфатные (мирабилит, тенардит, эпсомит) и карбонатные (натрон).

Месторождения соляных озер возникают при превышении испарения над атмосферными осадками и при привносе в озера солей поверхностными и подземными водами. Источником солей являются продукты выветривания щелочных пород, вулканические эксгаляции и соленосные породы галогенных формаций.

Соляные озера хлоридного типа распространены в южных районах европейской части России – Эльтон и Баскунчак, хлоридного и сульфатного типов – в Казахстане, в Кулундинской степи; карбонатного типа – оз. Серлз в США и др.

Осадочные (прибрежно-морские) месторождения представлены лиманами, лагунами и заливами. Они формируются в условиях затрудненного притока морских вод (узкие проливы, пересыпи и валы-бары, отделяющие их от моря) и испарения при устойчивом жарком и сухом климате.

Месторождения прибрежно-морского типа распространены вдоль побережья Черного, Каспийского и Аральского морей. Наиболее характерным примером является залив Кара-Богаз-Гол, а также оз. Сиваш на побережье Азовского моря.

Осадочные ископаемые (древние) месторождения солей. Древние солеродные бассейны были преимущественно мелководными. Время формирования соляной толщи измеряется тысячами и десятками тысяч лет. На начальных стадиях галогенеза образовывались доломит-гипс-ангидритовые породы, затем преимущественно каменная соль и завершается процесс формированием калийно-магнезиальных солей. Калийные соли имеют ограниченное распространение в галогенных формациях, так как выпадают при концентрации рапы от 32 до 40 %. Такие концентрации возникают на заключительных стадиях выпаривания морских рассолов и поэтому калийные соли завершают разрез галогенной формации. После отложения в осадок соли претерпевали диагенетическую перекристаллизацию, в ходе которой могли происходить локальные новообразования.

---

Ископаемые соляные залежи сложены главным образом (в порядке убывания распространенности) ангидритом и гипсом, каменной солью, калийными и калийно-магниевыми солями (чаще сильвином и карналлитом), сульфатами натрия (обычно тенардитом и мирабилитом), боратами.

Ископаемые месторождения каменной соли. По условиям залегания соляных пород выделяют три основных типа месторождений: 1) пластовые со спокойным залеганием пластов; 2) пластовые дислоцированные складчатые; 3) солянокупольные. Для месторождений первых двух типов характерно слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей часто возникают складки течения, иногда наблюдаются раздувы. Примером является Славяно-Артемовское месторождение на Украине.

В солянокупольных месторождениях соляные купола слагают ядра округлых или вытянутых брахиантиклиналей. Мощность соли в ядре купола достигает нескольких километров. Соляные массивы (купола или штоки) имеют форму цилиндрических или округлых грибообразных тел (месторождение Илецкое в Оренбурской области). Площадь соляных куполов составляет десятки квадратных километров. Вокруг соляных куполов распространены кольцеобразные компенсационные впадины. Перекрывающие гипс-ангидритовые и карбонатные породы при выщелачивании верхних слоев соляного ядра обрушаются, образуя шляпу соляного купола – кепрок (рис. 20.).

Рис. 20. Разрез типичного соляного купола с хорошо развитым кепроком (по Г. Тоду и др.):

1 — соляной шток; 2 - 5 — зоны кепрока (2 — ангидритовая, 3 — гипсовая, 4 — кальцитовая сероносная, 5 — кальцитовая); 6 — нефть; 7 — осадочные породы, дислоцированные при образовании соляного купола.

В месторождениях твердых солей широко распространены карстовые явления, усложняющие разработку месторождений.

Ископаемые месторождения калийно-магниевых хлоридных солей, представлены субгоризонтальными пластовыми залежами и линзами мощностью в несколько метров, иногда с участками, осложненными соляной тектоникой, складчатостью, выполнены сильвином, карналлитом и галитом, переслаивающимися с каменной солью (месторождения Верхнекамского бассейна в России –рис. 21, здесь в сухом остатке солей обнаружено 20-25 г/т Аu и ЭПГ), Припятского в Белоруссии, Саскачеванского в Канаде). В сухом остатке солей

Р
ис. 21. Схематический геологический разрез пермских отложений южной части Соликамской впадины. По П. П. Матвееву (с упрощением):

1—2 — верхняя пермь, уфимский ярус: 1— шешминский горизонт (песчаники, алевролиты, аргиллиты); 2 — соликамский горизонт (известняково-песчаные, мергелистые, глинистые породы); 3—7 — нижняя пермь, кунгурский ярус, иреньский горизонт: 3 — переходная толща, покровная и подстилающая каменная соль, 4 — калийная соль, 5 — маркирующая нижняя ангидрит-соляно-мергельная пачка, 6 — гипсовая шляпа, 7 — глинисто-доломит-ангидритовая соленосная толща, переходящая внизу в доломит-ангидритовую толщу филипповского горизонта; 8 — кошелевская и лекская свиты кунгурского яруса (конгломераты, песчаники); 9 — артинский ярус (карбонатные, ангидритовые и песчано-конгломератовые породы).

---

Смотрите также файлы

• m-socio.doc

• уголовный процесс часть 2.doc

• Б2.В.ДВ.1.1 Астрофизика-бак_РФ_Леонова.doc

• Физиология.doc

• istoria_otvety.doc