Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Растворимость, г/л
Температура,
ос
в смешанном растворе
NaCl
KCl
NaCl
KCl
0
356,5
283,7
321
106
100
391,8
562,5
259
359
P-критическая точка воды
^Силикаты 'HiNaCl ')[ (по Niggli)
100 200 300 365 ПоВыинение t0->
Рис. 8.5. Зависимость растворимости солей и силикатов от температуры раствора (по Н. М. Страхову, 1962)
полигалита, каинита, астраханита, лангбейнита, кизерита, сильвина, карналлита, бишофита. Это стадия эвтоники. Поверхностная рапа обычно исчезает, она становится межкристальной. Последними выпадают бораты, как правило, между ранее выделившимися кристаллами. Хотя интервал солености небольшой, в ,калий-магниевой стадии выделяются свои под-стадии: сильвинитовая, кар-наллитовая, бишофитовая. При повышенном содержании в рапе сульфата магния перед силь-винитовой выделяется подста-дия нормальных сульфатов.
Хлоридный тип — морской или специфический озерный, когда питание происходит за счет соляных куполов (Эльтон, Баскунчак), а также иного
типа (Перекопские озера). Главными компонентами в растворе являются NaCl, MgCl2, появляется CaCl2, есть KCl, но нет MgSO4, вода практически бессульфатная, ее рН низкий (~7,5). Уже при солености 25% NaCl достигает стадии насыщения, а при 36—38% — изгоняется из рапы. В ней главным остается MgCl2, накапливается CaCl2. Хотя общая последовательность выпадения солей по сравнению с сульфатным типом сохраняется, но существенно сдвигаются уровни насыщения (карбонаты Ca и Mg удерживаются в растворе до солености 18—20%), а стадия сульфатов кальция может выпадать.
Гидрохимические типы солеродных водоемов генетически связаны между собой, что выражается в их направленной эволюции: содовые водоемы имеют тенденцию превращаться в сульфатные, а эти последние — в хлоридные.- Перерождение (метаморфизация) рапы происходит по мере изменения состава питающими ионами, среди которых большую роль играют поглощенные катионы в глинистых минералах. М. Г. Валяшко (Валяшко, Петрова, 1952) различает прямую и обратную ме-таморфизацию. Прямая метаморфизация (Курнаков, 1896) вы-
зывала понижение содержания сульфатного иона, что в конечном итоге приводило к образованию водоемов хлоридного типа и образованию бессульфатных калийных солей, полностью лишенных сульфатов К и Mg. Обратная метаморфизация приводила к повышению содержания сульфатного иона, способствовала широкой кристаллизации сульфатов К и Mg и была причиной эволюции бассейнов как бы в обратной последовательности.
Ф. Дж. Петтиджон (1981, с. 554) обсуждает другие механизмы, приводящие к разнообразию разрезов эвапоритов: последовательное выпаривание и выпадение солей в ступенчато (на разных гипсометрических уровнях) расположенных бассейнах и механизм привноса-выноса. По первому, весьма сложно (и потому не часто) осуществляющемуся механизму во втором или третьем бассейне галит может ложиться сразу на карбонаты, минуя гипсовый слой (он мог полностью осесть в первом или втором бассейне при солености, еще недостаточной для кристаллизации галита). Второй механизм был предложен для объяснения мощных ангидритовых толщ формации Кастиль (пермь) в Техасе и Нью-Мексико. В полуизолированном море Кастиль концентрированные воды опускались на дно и частично выносились в океан, а воды последнего (по подсчетам в 10 раз большего объема) непрерывно верхним течением пополняли выпаривающийся бассейн, в котором мог осаждаться только гипс, а через 0,001 периода седиментации (если принять температуру воды в 3O0C) — и ангидрит. Стадия галита, таким образом, наступала с большим запаздыванием и в меньших по сравнению с типовым выпариванием (по механизму Кара-Богаз-Гола) объемах, что и наблюдается в действительности в пермской формации Кастиль.
Для объяснения маломощных (в среднем по 3 м), но многих (до 40 в формации Беллерофон верхней перми на севере Италии) доломитово-гипсовых циклитов предложена модель себхи (Петтиджон, 1981, с. 555), т. е. периодически осушающейся и затапливаемой морем прибрежной соленой болотистой равнины. Иногда таким образом может отлагаться и галит. Эту модель распространяют на многие формации от девона в южной части Альберты и в Саскачеване (Канада) до мела на Шпицбергене и верхнего миоцена (серия Солфифера) в Сицилии.
Все эти механизмы и модели лишь дополняют и развивают основную геологическую модель Кара-Богаз-Гола.
Залежи калийных солей при обычном процессе выпаривания практически образоваться не могут, так как их растворы становятся насыщенными только после эвтоники, когда исчезает надкристальная рапа. Калийные соли, следовательно, в основной своей массе могут выпадать в поровом пространстве между кристаллами и этим «обречены» на примесное положение. Однако калийные соли образовывались чистыми и мощными зале»
жами (Кореневский, 1965; Фивег, 1955). И здесь снова подключается геологический процесс, который делает возможным то, что чисто химически неосуществимо. Объяснение почти парадоксальное, во всяком случае оригинальное и простое. Это дифференциальные тектонические движения, с помощью которых можно как бы перекосить поверхность солеродного бассейна, чтобы из относительно более высокой его части межкристальная рапа вытекла на поверхность и скопилась в нижней части в виде небольшого озера. В его рапе, уже лишенной катиона натрия, кристаллизуются только калийные и магниевые соли, а также бораты. Если будет поддерживаться подъем одной части бассейна (или ее отставание при общем прогибании солеродного бассейна) длительное время, то и формирование чистых калийных солей продолжится. Поскольку требуется достаточно согласованное действие ряда процессов, то полностью модель осуществляется не часто. И действительно, месторождения калийных солей единичны.
