основн.дисциплины / литология-Колосова / Лекция-6-породы

Лекция 6.

Класс солей (сульфатно-голоидные породы).

Соляными породами называются химические осадочные породы, состоящие из легко растворимых в воде галоидных и сульфатных соединений натрия, калия, магния, и кальция.

Большинство минералов соляных пород чувствительно к изменению давления, температуры и концентрации циркулирующих через них растворов. Поэтому во время окатывания и ранних стадий выветривания происходит заметное изменение минерального состава соляных отложений и в них развиваются структуры, свойственные для метаморфических пород.

В самих пластах солей примесь обломочных частиц обычно очень невелика, но в соленосных толщах, взятых в целом, прослои глинистых пород являются в большинстве случаев обязательным элементом.

Породы, переходные между соляными, глинистыми и карбонатными, называются соляными глинами и соляными мергелями. Отложения, состоящие из глинистых минералов и гипса, называют глино-гипсами. Они встречаются среди четвертичных отложений засушливых областей.

Большую роль в солях играют разнообразные тонкорассеянные примеси, иногда обуславливающие их окраску, например, в сильвинитах. К числу таких примесей относится соединения фтора, брома, лития, рубидия, редкоземельных минералов и пр. Характерно также присутствие примесей доломита, сульфидов или окислов железа, органических соединений и т.д.

Некоторые соляные породы яснослоисты. Слоистость в них связана с изменением состава солей, осаждавшихся в течение года.

Главные типы пород.

Наиболее широко распространенными типами соляных пород являются: а). гипсы и ангидриты; б). каменная соль; в). калийно-магнезиальные отложения.

Сульфатные породы.

Гипсы. В чистом виде химический состав гипса отвечает формуле CaSO₄^.2H₂O, тогда в нем содержится 32,5% СаО, 46,51% SO₃ и 20,99% H₂O. По характеру кристаллов различают следующие разновидности гипса:

1. крупнокристаллический листоватый,

2. тонковолокнистый с шелковистым отливом, (селенит), особенно типичный для жил гипса,

3. зернистый,

4. землистый,

5. очковый порфирового строения.

Слои гипса окрашены в чисто белый, розовый или желтоватый цвет.

Ангидрит представляет собой безводный сернокислый кальцит - CaSO₄. Химически чистый ангидрит содержит 41,18% СаО и 58,82% SO₃. Встречается он обычно в виде зернистых масс голубовато-серого цвета, реже - белого и красноватого цвета. Твердость ангидрита выше, чем гипса. В гипсах и ангидритах часто присутствуют примеси обломочных частиц, глинистых минералов, пирита, серы, галита, и др.

Очень часто встречается переслаивание гипса и ангидрита. В целом же ангидрит переходит в гипс в поверхностных участках земной коры (до 100-150 м), испытывая при этом значительное увеличение объема. А в более глубоких зонах, наоборот, гипс становится неустойчивым и переходит в ангидрит.

В связи с частой перекристаллизацией для гипса и ангидрита типичны гетеробластовые и гранобластовые структуры, намечаемые зубчатым сочленением зерен резко различной или приблизительно одинаковой величины. Часто можно наблюдать беспорядочно-чешуйчатую и волокнистую структуры. Структура гипсов и ангидритов является хорошим показателем их преобразования, но не осаждения.

Гипсовые и ангидритовые отложения могут быть первичными или вторичными. Первичное образование этих пород происходит в лагунах и соляных озерах при испарении находящихся в них вод в условиях жаркого засушливого климата. В зависимости от состава и температуры испаряющихся вод в осадок выпадает или гипс, или ангидрит. Вторичные накопления гипса возникают в процессе эпигенетического преобразования ангидрита.

Галоидные породы.

Калийная соль сложена, в основном, галитом (NaCl) с некоторой примесью различных хлористых и сернокислых соединений, глинистых частиц, органических и железистых соединений. Иногда в каменной соли количество примесей очень незначительно, в этих случаях она бесцветна. Примеси же окрашивают ее в серый, бурый, красный, иногда синий и другие цвета.

Пласты каменной соли обычно ассоциируются со слоями гипса и ангидрита. Кроме того, залежи каменной соли являются обязательным членом калийно-магнезиальных соленосных толщ.

В каменной соли часто наблюдается ленточная слоистость, намечаемая чередованием более чистых и загрязненных примесями слойков. Возникновение подобной слоистости принято объяснять суточными изменениями в условиях отложения соли.

Калийно-магнезиальные соляные породы. Породы этой группы сложены, главным образом, сильвинитом - KCl, карналлитом -KCl^.MgCl₂^.6H₂O, полигалитом - К₂SO₄^.MgSO₄^.2CaSO₄^.2H₂O, кизеритом - MgSO₄^.H₂O и др. Из минералов, не содержащих К и Mg, в этих породах присутствуют ангидрит и галит.

Среди калийно-магнезиальных соленосных толщ различают два типа: толщи, бедные сульфатными соединениями и богатые ими.

Среди калийно-магнезиальных пород наиболее важны следующие.

Сильвинит - порода, состоящая из сильвина (КСl) - 15-40% и галита (NaCl) - 25-60% с не большим количеством ангидрита, глинистых веществ и других примесей. Обычно в ней наблюдается ясная слоистость, выраженная чередованием прослоев сильвина, галита, глинистого ангидрита. Цвет определяется окраской зерен сильвина, которая чаще всего бывает молочно-белой (из-за мелких пузырьков газа) или красной и красно-бурой (за счет тонко распыленного гематита, приуроченного к краям зерен).

Сильвин обладает жгуче-соленым вкусом и значительно мягче галита.

Карналитовая порода сложена преимущественно карналлитом (40-80%) и галитом (18-50%) с небольшим количеством ангидрита, глинистых частиц и других примесей. Для него характерен горький жгуче соленый вкус и включения газов (метана и водорода).

Твердая соль - это содержащая сильвин (КCl) порода, с большим количеством сернокислых солей. Характерно присутствие каинита, полигалита, кизерита, галита и других минералов. Полагают, что твердая соль часто образуется при окаменении других соляных пород при температурах выше 72⁰С.

Каинитовая порода (каинит KMg(Cl/SO₄)*3H₂O) - состоит из каинита (40-70%) и галита (30-50%). Характерны примеси.

Происхождение соляных пород.

Основная масса соляных пород образуется химическим путем благодаря испарению истинных растворов в условиях жаркого климата.

При возрастании концентрации растворов, соли выпадают в определенной последовательности в зависимости от состава исходного раствора и его температуры.

В общем, при увеличении концентрации растворов, близких по составу к современной морской воде, первыми выпадают карбонаты, гипс и ангидрит, затем каменная соль, сопровождаемая сульфатами Са и Mg и, наконец, KCl и MgCl, также сопровождаемые сульфатами и галитом.

Для образования соляных месторождений необходимо выполнение двух условий:

1. Испарение огромных количеств морской воды (40-90% от первоначального объема).

2. Энергичное погружение, обуславливающее предохранение соляной толщи от размыва.

Слоистое строение соляных пластов показывает, что накопление их не было непрерывным и чередовалось с периодами растворения ранее образованных слоев солей (например, образовывались прослои сульфатов).

Соляные отложения в ряде случаев изменяют свой минералогический состав в процессе диагенеза под влиянием циркулирующих в них рассолов.