Серная минерализация в рудах проявлена разнообразно. Выделяется семь ее текстурных типов: полосчатый, гнездовый, рассеянно-вкрапленный, псевдобрекчиевый, брекчиевый, прожилковый и рассеянно-прожилковый. Полосчатая руда представляет чередование слойков тонкозернистой серы и крупнокристаллического вторичного известняка. Гнездовая руда характеризуется наличием неправильных гнезд в известняках или овальных - в доломитах, выполненных серой и кальцитом с образованием жеод. Рассеянно-вкрапленная руда обнаруживает незакономерные рассеянные мелкие включения кристаллической серы в кальцитовой массе. Угловатые обломки мергеля и доломита в массе кристаллического кальцита и арагонита с серой индивидуализируют брекчиевую текстуру; если обломковидные обособления мергеля и доломита имеют сглаженные очертания, то такая текстура рассматривается как псевдобрекчиевая. В прожилковой руде сера нередко с крупнокристаллическим арагонитом выполняет многочисленные мелкие жилки различной морфологии. Если последние редки, а их мощность достигает нескольких см, то такая руда относится к рассеянно-прожилковой.
Руды месторождения отличаются повышенной битуминозностью: в отдельных сечениях содержание рассеянных битумов может достигать 10%. Другие примеси практически отсутствуют.
Образование уникального по масштабам Мишракского месторождения, как считают изучавшие его геологи, обусловлено благоприятным сочетанием мощных толщ сульфатных пород (гипс и ангидрит формации нижний Фарс), крупных скоплений углеводородов (залежь природного газа на северо-восточном фланге месторождения и обилие битумов во вмещающих породах), их тесной гидродинамической связью по разломам, трещинам и пористым закарстованным породам, наличием антиклинальной структуры как ловушки для сероводорода, образовавшегося за счет сульфатов, присутствием сульфатредуцирующих бактерий (Desulfovibrio desulfuricans).
В результате взаимодействия сульфатных пород с углеводородами при участии сульфатредуцирующих бактерий произошло образование сероводорода и вторичного кальцита:
CaSO4 + СH4 + (анаэробные бактерии) --восстановительная среда→ H2S + СаСO3 + Н2О.
Накопившийся практически на месте сероводород, оказавшись благодаря инфильтрации богатых кислородом поверхностных вод р. Тигр в окислительных условиях, переходил в элементарную серу, кристаллизовавшуюся в пустотах и порах вторичного известняка:
2H2S + О2 --окислительная среда→ 2S + 2Н2О.
В последние годы месторождение интенсивно разрабатывалось методом подземного расплавления с ежегодным уровнем добычи серы около 600 тыс т.
Месторождения самородной серы Мексиканского залива
Побережье Мексиканского залива характеризуется широким развитием соляных куполов - штокообразных диапировых тел сложной формы, сложенных преимущественно галитом и венчающихся кальцит-гипс-ангидритовыми шляпами (кепроками). Все породы шляпы содержат воду, насыщенную сероводородом, хлористым натрием и другими солями, а также нередко углеводородами. Помимо указанных минералов в соляных диапирах этого региона зафиксированы резко подчиненные количества доломита, кварца, барита, целестина, сидерита, гауэрита, гематита и пирита. Образование диапиров происходило в результате подъема масс каменной соли, слагающей пласты юрского возраста, находящиеся на глубине 6-15 км. Район развития соляных куполов находится в границах позднетретичной нефтяной провинции.
Из 329 таких разведанных структур на территории США (штаты Техас и Луизиана) в 24 установлены промышленные скопления самородной серы, приуроченные к породам кепроков. На территории Мексики (перешеек Туантепек) выявлен 41 соляной купол, в четырех из которых также зафиксирована серная минерализация. В настоящее время сера обнаружена в кепроках куполов, разбуренных в акватории залива (купол Челенджер Нолл: глубина моря - 3572 м, удаленность от берега - 350 км). Как правило, с кепроками сероносных соляных куполов связаны залежи нефти и газа, находящиеся либо в самих кепроках, либо примыкающие к его краевым частям.
|
Рис. 15. Месторождения солей Мексиканского залива (по Дэвису и Киркланду). Схематический разрез кепрока типичного соляного купола с характерной зональностью, включая положение серной минерализации. |
|
Рис. 16. Положение серных залежей (показаны крапом) в контурах вершинных частей соляных куполов в районе Мексиканского залива (по Ладу и Майерсу). 1 - Нью-Галф-Болинг, Техас; 2 - Хальтипан, Мексика; 3 - Хай-Айленд, Техас; 4 - Каминада-Пасс, Луизиана; 5 - Чакахула, Луизиана; 6 - Сан-Кристобаль-Капоакан, Мексика; 7 - Дамон-Маунд, Техас; 8 - Мосс-Блафф, Техас; 9 - Гранд-Икайл, Луизиана. |
Максимальные мощности пород сероносных кепроков варьируют в пределах первых сотен метров, достигая величины 360 м, а глубина залегания их кровли не превышает 550 м. Подавляющее большинство серных залежей в составе кепроков залегают в интервалах глубин от 280 до 610 м. Возраст осадочных пород, окружающих и перекрывающих сероносные кепроки, варьирует от олигоценового до плиоценового.
Зональность пород кепрока, свойственная соляным куполам, обычна и в их сероносных разновидностях (рис. 15): выше соли находится зона ангидрита, основание которой является относительно ровным, далее - трещиноватая и раздробленная переходная зона (гипс, ангидрит, кальцит) с постепенным увеличением вверх доли кальцита, наконец, верхняя зона - кальцитовая (кавернозный брекчированный тонкокристаллический известняк с полостями, выполненными крупнокристаллическим кальцитом). Серная минерализация локализована в переходной и в нижней части кальцитовой зоны. В ангидритовой зоне сера встречается редко, а в породах соляного штока отсутствует вообще. Серная залежь может продолжаться за пределы кепрока во вмещающие его породы; в плане она имеет сложную морфологию, причем ее контуры, как правило, не совпадают с границами кепроков (рис. 16).
Сера представлена зернистыми массами и кристаллическими агрегатами, замещающими гипс и кальцит; она выполняет трещины и пустоты в известняках и располагается между зернами других минералов. Мощность промышленной залежи с содержанием серы 15-25% может достигать 100 м, составляя в среднем около 30 м.
Одним из крупнейших месторождений серы этого региона является Растлер-Спрингс (CШA), находящееся в 70 км к северо-западу от г. Пекос. Соляной купол месторождения находится в окружении меловых и третичных отложений. Бурением установлено, что площадь промышленной залежи в плане превышает 250 га, а ее мощность составляет около 145 м. Залежь расположена в интервале глубин 72-377 м от поверхности. Общие запасы серы составляют 60 млн т, при ее содержании 15-18%.
Месторождение разрабатывалось методом Фраша с 1969 года, максимальная годовая добыча превышала 2 млн т серы.
По представлениям американских геологов формирование зон кепрока происходило при подъеме соляных масс как результат растворения каменной соли в зоне циркуляции подземных вод. Труднорастворимый ангидрит накапливался на вершине купола, причем часть его гидратировалась и переходила в гипс. Образование серы, по своему химизму идентичное приведенному для стратиформных месторождений (см. Мишрак), связано с поступлением в ангидритовую зону метеорных вод с растворенными в них углеводородами и содержащими анаэробные сульфатредуцирующие бактерии. Анаэробные бактерии получали энергию при окислении углеводородов, сопровождавшемся редукцией сульфат-иона до H2S и освобождением СаО и СО2, которые, мигрируя, связывались в кальцит по верхнему краю ангидритовой зоны, а последующее окисление сероводорода под воздействием, например, слабо окисленных грунтовых вод приводило к выпадению самородной серы. Однако условия окисления сероводорода достоверно неизвестны. Такое биохимическое образование самородной серы доказывается наличием в водах месторождений сульфатредуцирующих бактерий, а также более высокими отношениями S32/S34 в самородной сере сравнительно с ангидритом и С12/С13 в кальците кепрока сравнительно с кальцитом первичного осадочного известняка.
Глава 3. Бор.
Считается, что бура была известна еще вавилонянам почти 4 тыс. лет назад, использовавшим этот минерал для изготовления амулетов. В древнем Египте ее употребляли при мумифицировании. Еще в 300 году в Китае, а несколько позднее в Аравии, начали использовать боросодержащие глазури. В 1702 году парижский химик Гольберг получил из буры борную кислоту, а в 1777 году она была обнаружена как природное соединение (сассолин) в горячих источниках Тосканы. Как химический элемент бор впервые был получен Гей-Люссаком и Л. Тенаром в 1808 году при нагревании борной кислоты с металлическим калием.
По А. П.Виноградову кларк бора в земной коре составляет 1,2.10-3%, причем повышенные концентрации отмечаются в глинах и глинистых сланцах (1,1.10-2%), фосфоритах (1,3.10-2%), железо-марганцевых конкрециях (1,1.10-2%), кимберлитах (1,9.10-2%), а также в подземных водах вулканически активных районов, в нефтяных водах, циркулирующих в гипс-ангидритовых соленосных толщах, и в грязевых вулканах. Элементарный бор обычно представлен темным аморфным порошком, либо окрашенными или бесцветными кристаллами; его температуры плавления и кипения составляют соответственно 2075°C и 2550°C. В соединениях с галоидами и кислородом бор трехвалентен, однако известен ряд соединений, где он обладает иной валентностью.
Практическое использование бора и его соединений чрезвычайно разнообразно, что связано с его различными свойствами. Около 55% борного сырья потребляют стекольная и керамическая промышленности для изготовления оптических стекол, теплоизолирующего стекловолокна, кислото - и огнеупорных изделий, эмалей, глазурей, фарфора и т. д. 15-30% борного сырья используется в мыловарении и в производстве отбеливающих средств. В небольшом количестве борные соединения применяются в медицине как антисептики, в металлургии как присадки к стали, в резиновой, лакокрасочной, кожевенной и парфюмерной промышленности.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)