Утворення корисних копалин у прісних і солоних озерах

У прісних великих озерах, таких як Великі озера США, Ладозь­кому та Онезькому в Росії – нагромадження відкладів відбувається зонально – від берега до середини в зонах мілководдя, перехідній і глибинній. Розмір частин уламків порід і мінеральних зерен змінюється від валунів до глинистих в напрямі від берега до середини озера. У назва­них озерах відкладається значна кількість заліза і марганцю. Залізо нагромаджується у вигляді бобовин і оолітових агрегатів. Найбільше їх у прибережній сму­зі. Далі від берега нагромаджуються магранцеві руди у вигляді кірки на поверхні гальок, або порід, які міц­но цементують пісок і гальку.

У невеликих озерах, що знаходяться в зоні помірного клімату, часто утворюється органічний мул, що під впливом діяльності бактерій переходить у жирну колоїдну масу, яка називається сапропелем або гіттієм (від грец. , сапрос – гнилий і , пелос – мул або швед. gyttja – мул). Цей мул до низу шару поступово ущільнюється аж до такого стану, що важко ріжеться ножем. Товща сапропелю може бути різною – від кількох до 30 м.

Утворюється сапропель у відновлювальному середовищі в результаті відмирання найпростіших організмів, червів, комах, риб тощо. Доля органічної речовини складає від 50 до 80 %.

Поступово озеро може замулились, перейти в болото і сапро­пель покривається шаром торфу. Так він потрапляє у той стан, коли його можна вважати напіввикопними утвореннями. В цій стадії захоронення і перетворення сапропелю, до нього додаються багато залишків рослин­ності і він переходить у сапрокол, в якому ще багато води і тому при висиханні зменшуються в об'ємі у 3-4 рази. Згодом, в результаті подальшого ущільнення і перетворення, він переходить у сапропелеве вугілля, в якому переважають залишки водоростей. На виг­ляд воно темно-бурого кольору, щільне, не шарувате, з матовим блис­ком на поверхні зламу. Коли в породі залишків водоростей досягає 80 % – таку різновидність сапропелевого вугілля називають богхедами, а коли в сапропелевій масі переважають мікроспори – кеннельським вугіллям (або кенеллю). Воно вже має чорний колір з сіруватим або буруватим відтінком та слабкий шовковистий блиск.

З сапропелями тісно пов'язано утворення горючих сланців. Через значну зольність цих порід, що пояснюється великою кількістю домішок глини та мергелю, їх ще називають зольними різновидами сапропелітів. Вони мають добре виражену тонку шаруватість і заго­ряються при розколюванні на тонкі пластинки. Тому в промисловості (в першу чергу в ТЕС) їх використовують як низькосортне паливо та для сухої перегонки, в результаті чого одержують мастила, смоли, горючий газ та інші речовини.

В солоних озерах, при засушливих кліматичних умовах та недо­статньому притоку води на їх дні відкладаються різні солі. Такі озера називаються самосадочними або солеродними. При випаровуванні солона вода переходить у розсол або ропу, з якої потім на поверхні утворюються кристалики галіту (кухонної солі) і вони осідають на дно. Таким же чином нагромаджуються поклади мірабіліту (глауберової солі), гіпсу, кальциту, доломіту та інших мінералів.

Але де береться сіль в таких озерах? Геологи та лімнологи встановили, що сіль може в них залишитись з тих часів, коли на території існувало море, або коли в озеро з навколишньої території попадають солі в результаті хімічного вивітрювання. Бувають випадки, коли на місці озера розчиняються шари солей, які утворились в лагунах мо­рів, що існували в давні геологічні епохи. Така заново розчине­на і перевідкладена сіль нагромаджується в озерах Волго-Ембинського басейну: Ельтон, Баскунчак, Шалкар, Індер, Аралсор та інших.

Кожний вид солі в таких озерах викристалізовується при пев­ній температурі, концентрації і хімічному складі ропи. Ії поділяють на карбонатну, сульфатну і хлоридну.

Карбонатна (або содова) ропа складається з розчинів кам'яної солі (галіту) – NaCl, тенардиту – N₂SO₄, нахколіту – NaHCO₃, соди (або натрону) – NaCO₃ та інших сполук. Причому, мінералоутворення відбу­вається в залежності від температури: влітку викристалізовується кам'яна і глауберова (NaSO₄ x 10 H₂O) солі, тенардит та інші мінерали, а зимою – тільки сода і глауберова сіль.

В сульфатній ропі літом утворюється глауберова сіль, гіпс – CaSO₄ x 2H₂O, кам'яна сіль, карналіт – MgCl₂ x HCl x 6 H₂O. Але кам'яна сіль утворюється і зимою.

В хлоридній ропі літом утворюється багато мінералів і серед них гіпс, галіт з гідрогалітом – NaCl₂H₂O (кухонна сіль) і бішофіт – MgCl₂ x 6 H₂O.

Отже, в солоних озерах утворюється багато корисних для життя людини мінералів. Ми назвали лише кілька з них. Але тільки найважливіших вчені нарахували більше 30.

Товщина прошарків солей, що випадають протягом року вимірюється сантиметрами і рідко коли досягає 20-30 см. Вони чергуються з глинистими осадками. Іноді це простежується настільки чітко, що можна підрахувати скільки років відкладалась велика товща со­лей, яка розробляється в шахтах Донбасу чи Калуша. Підрахунки показують, що це триває тисячоліття.

Щодо поширення типів озер з різним складом ропи (розсолів) – то найбільш поширені хлоридні озера, менше – сульфатні і ще мен­ше – карбонатні (содові).

Природні родовища соди викликають особливу зацікавленість, хоч її добувають порівняно небагато. Кілька невеликих содових озер знаходиться в Єгипті, Мексиці, Угорщині. Більше відомі афри­канські содові озера – в Танзанії і Кенії. На заході США соду до­бувають з озера Сірлез, а в Росії – на території Сибіру – в Петухівських озерах. Раніше соду добували із попелу рослини, яка на латині називається Salsola Soda, звідки і пішла назва.

У викопному стані соду добувають тільки у США. В середині двадцятого століття в штаті Вайомінг та у сусідніх штатах Юта і Колорадо була відкрита потужна товща осадочних порід, яка вміщує в промисловій кількості содові мінерали – трону [Na₃H(CO₃)₂ x 2 H₂O] і давсоніт [NaAl(OH)₂CO₃]. Потужність пластів трони становить 10-12 м. Це дало можливість Сполученим Штатам різко скоротити вироб­ництво синтетичної соди, а потім (в кінці 80-х років) і повністю припинити її виробляти. Пласти трони утворились в періодично висихаючих озерах, які існували тут мільйони років назад.

Щодо мінералу давсоніту – то він цікавий тим, що з нього добувають не тільки соду, а й алюміній, причому простіше, ніж з бокситу – головної руди на алюміній. В покладах, як повідомляють американці, якщо це не перебільшення, вміщено стільки алюмінію, як в усіх бокситах світу.

Щодо утворення соди, то одержано ціка­ві дані в одному з африканських озер, які спростували здавалось би непохитні уявлення. Виявилось, що вона може бути вул­каногенного походження: викидається з вулкана Ольдоиньо-Лянгаі в Танзанії разом з карбонатними мінералами (кальцитом, поташем та іншими). Під час дощів сода та інші розчинні мінерали вимиваються водою із ефузивних порід і зносяться в озеро Натрон (звідси пішла ще одна назва соди – натрон).

В Тібеті, Непалі. США і Південній Америці є боратні озера, в яких відкладаються солі боратних кислот. Іноді трапляються озера з покладами калійних солей.