Лабораторна робота № 7

Родовища мінеральних солей, апатитів

та фосфоритів

1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є набуття студентами знань про генетичні типи, склад і особливості будови родовищ мінеральних солей, апатитів та фосфоритів.

Завдання роботи:

- засвоїти теоретичний матеріал про генетичні типи, склад і особливості будови родовищ мінеральних солей, апатитів та фосфоритів;

- навчитися визначати склад і генезис мінеральних солей, апатитів та фосфоритів на основі вивчення фізичних властивостей, текстурних і структурних особливостей взірців (штуфів) мінеральної сировини.

засвоїти теоретичний матеріал про генетичні типи родовищ сірки і борної сировини;

- навчитися визначати генезис родовищ сірки і борної сировини на основі вивчення текстурних і структурних особливостей взірців (штуфів) рудної сировини.

2 Основні теоретичні положення

2.1 МІНЕРАЛЬНІ СОЛІ

2.1.1 Загальна характеристика

Під загальною назвою “мінеральні солі” людиною використовується група мінералів, які легко розчиняються у воді і мають солений або гірко-солений смак. Серед великої кількості різноманітних мінеральних солей, розповсюджених у земній корі та на її поверхні, основне значення мають натрієві, калієві та магнієві солі соляної і сірчаної кислот: галіт, сильвін, карналіт, каїніт, лангбейніт, полігаліт, тенардит, мірабіліт.

Вказані мінеральні солі мають широке використання.

Галіт або кам’яна сіль використовується у якості харчової солі, у хімічній промисловості, при виробництві фарб, мила, у металургійній, нафтовій, фармацевтичній промисловості, при виробництві пластмас та ін.

Калійні солі їдуть на виробництво мінеральних добрив для сільського господарства, використовуються у хімічні, парфумерній, фармацевтичній, скляній та інших галузях промисловості.

Карналіт використовується для отримання солей калію і магнію, а також оксиду магнію і металевого магнію.

Тенардит і мірабіліт використовуються для отримання важливих продуктів у хімічній промисловості, таких як: сірчаний натрій, сода, сульфат амонію, сульфат калію, ультрамарин та ін. Також використовуються у скляній і паперовій промисловості.

Скупчення мінеральних солей присутні у осадових товщах всіх геологічних систем, починаючі з кембрію.

2.1.2 Геохімія і мінералогія

Склад і деякі властивості основних мінеральних солей наведені в наступній таблиці:

Назва мінералу	Формула	Густина, г/см3	Твердість
Галіт (кам’яна сіль)	NaCl	2,1-2,2	2
Сильвін	KCl	1,97-1,99	1,5-2
Карналіт	KCl.MgCl2.6H2O	1,6	2-3
Каїніт	KCl.MgSO4.3H2O	2,1	3
Лангбейніт	KSO4.2MgSO4	2,8	3-4
Полігаліт	2CaSO4.K2SO4. MgSO4.2H2O	2,7	2,5-3
Тенардит	Na2SO4	2,7	2-3
Мірабіліт (глауберова сіль)	Na2SO4.10H2O	1,48	1,5-2

Галіт. Існує в природі переважно у вигляді кристалічно-зернистих агрегатів. Є постійним мінеральним компонентом соляних порід. У тріщинах і дрібних порожнинах несоляних порід галіт утворює прожилки з волокнистою будовою. Чистий галіт прозорий і безколірний. Домішки забарвлюють його у сірий, жовтий, рожевий, червоний, бурий кольори. Галіт, якій зустрічається разом із калійними солями, часто має блакитне і синє забарвлення. На смак галіт солений. Він легко розчиняється у воді, при цьому поглинає тепло. Розчинність галіту з підвищенням температури підвищується слабо.

Сильвін. Зустрічається у щільних дрібно-, середньо- і крупнозернистих скупченнях і майже завжди разом з галітом. Чистий сильвін є молочно-білим або безколірним. Якщо сильвін містить розсіяні у ньому тоненькі луски і голки гематиту, то він має червоне забарвлення різних відтінків. На смак сильвін гіркувато-солоний або пекуче-солоний. Легко розчиняється у воді, але, на відміну від галіту, із підвищенням температури розчинність сильвіну різко зростає. Сильвін дуже схожій візуально на галіт, але відрізняється від нього за смаком – галіт просто солений. Породи, які складаються із сильвіну та галіту називаються сильвініти.

Карналіт. Зустрічається у вигляді мінеральних агрегатів з розміром зерен до 5-6 см і більше. Часто супроводжується галітом, інколи сильвіном. Карналіт буває безколірним, але частіше він має різні відтінки червоного, оранжевого і жовтого кольорів. Червоні відтінки обумовлені включеннями розсіяного гематиту. Карналіт дуже гігроскопічний і на відкритому повітрі інтенсивно поглинає з повітря вологу. При цьому карналіт розпадається на складові частини: MgCl₂ переходить у водний розчин, а KCl залишається у вигляді дрібного шламу. Смак мінералу гірко-пекуче-солоний.

Каїніт. Зустрічається у шильних дрібнозернистих масах разом з галітом. Має світло-жовте і медово-жовте забарвлення. Смак каїніту слабо солоно-гіркий. Він негігроскопічний і легко розчиняється у воді.

Лангбейніт. Утворює щільні крупно- і грубозернисті кристалічні агрегати. Має рожевий, рожево-фіолетовий, світло-сірий і сірувато-білий колір. У холодній воді розчиняється більш важко, ніж галіт, сильвін і карналіт. Має солонуватий смак.

Полігаліт. Широко розповсюджений калійний мінерал. Зустрічається у всіх сульфатних покладах калійних солей і часто у покладах кам’яної солі. Утворює щільні дуже тонкозернисті і міцні мінеральні агрегати. У воді розчиняється важко. Смаку не має. Забарвлений у різноманітні відтінки червоного, червоно-бурого, фіолетового, рожевого, оранжевого і жовтого кольорів. Інколи зустрічається сірий, сірувато-білий і білий полігаліт.

Тенардит. Зустрічається у зернистих агрегатах і щільних кристалічних масах, прошарках, лінзах і корках. У чистому вигляді безколірний і прозорий або сіруватий. За рахунок домішок може мати жовтуватий, червоний і чорний колір. Легко розчиняється у воді. На повітрі покривається тонким шаром порошкоподібного мірабіліту. Смак тенардиту солонуватий, охолоджуючій.

Мірабіліт (глауберова сіль). Зустрічається у землистих і порошкоподібних масах, корках. Агрегати мірабіліту, внаслідок домішок глинистого матеріалу або органічної речовини, завжди мають сіре, зеленувате- або жовтувато-сіре забарвлення. Мірабіліт легко розчиняється у воді. Смак його слабкий гірко-солоний охолоджуючій. На сухому повітрі мірабіліт втрачає воду кристалізаційну воду і у тенардит, з яким зустрічається постійно разом.

2.1.3 Генетичні типи родовищ

Родовища мінеральних солей поділяються на наступні генетичні типи: 1) осадочні родовища викопних солей; 2) родовища підземних соляних вод і розсолів; 3) сучасні соляні родовища.

1. Осадочні родовища викопних солей.

Ці родовища мають основне промислове значення. Вони утворювались на протязі різних геологічних епох у дочетвертинний час і, як правило, перекриваються товщами більш молодих відкладів. За формою залягання вони поділяються на два різновиди.

Першій різновид, це штокоподібні і куполоподібні поклади товщиною до 500-1000 м і більше. Морфологія куполів відрізняється великою різноманітністю – від пологих форм до конусів, трубоподібних і грибоподібних тіл.

Прикладами розташування родовищ солей даного різновиду є: Україна (Карпатська складчаста система – Солотвинське кам’яної солі; Ромненське кам’яної солі), Росія (Волго-Урало-Ембінський басейн; Якутія – Кемпендяйське; Хатангська западина, Норильськ, Нордвік), США (штати Техас, Луїзіана), Мексика та ін.

Другий різновид, це потужні пластові поклади, які розповсюджуються на площі у десятки і сотні квадратних кілометрів і мають величезні запаси солей. Даний різновид родовищ має дуже велике промислове значення.

Родовища солей даного різновиду мають широке розповсюдження, наприклад: Україна (Передкарпатський прогин – Стебницьке, Калуш-Голинське калійних солей; ДДЗ – Єфремівське, Артемівське кам’яної солі), Росія (Ангаро-Лєнський соленосний басейн кам’яної солі, Тульський, Московський, Калузький басейни), Білорусь (Білоруський басейн кам’яної і калійних солей), Німеччина (Страсфуртський басейн), США (басейни штатів Канзас і Оклахома), Канада (Саскачеванський басейн) та ін.