Формирование борной минерализации началось после стока базальтовых потоков в межгорную депрессию и последующего внедрения тел дацитов. В депрессии, находившейся в пустынной местности, образовалось мелководное озеро, питание которого происходило за счет термальных вулканических источников, поставлявших в озеро бор, мышьяк, сурьму, литий, германий и другие компоненты. В процессе эвапоритизации происходило осаждение и накопление улексита, буры и других боратов.
Месторождение Крамер является одним из крупнейших борных месторождений мира. Лишь в составе его главной залежи запасы буры и кернита оцениваются от 80 до 100-120 млн т. С начала своей эксплуатации (1926 год) и по настоящее время месторождение рассматривается как ведущий мировой поставщик борного сырья. После добычи в карьере руда измельчается, просеивается и растворяется с получением насыщенной бурой жидкости и ее фильтрацией. В результате кристаллизации этой жидкости образуются рафинированные кристаллы декагидрата и пентагидрата буры, разделенные на автоматической центрифуге перед их просушкой и упаковкой.
Месторождение боратов Кырка (Сарикайа), Турция
Самое крупное из известных в настоящее время месторождений борного сырья - Кырка (Сарикайа) - находится в провинции Эскишехир в 240 км к запад-юго-западу от Анкары. Оно связано с плиоценовыми озерными отложениями, выполняющими тектоническую депрессию, ограниченную краевыми разломами север-северо-восточного направления. На участке месторождения установлены небольшие экструзивные тела трахиандезитов и трахилипаритов неогенового возраста.
Озерные карбонатно-глинистые отложения с прослоями вулканического пеплового материала занимают площадь около 10 км2, несогласно залегая на породах фундамента - туфах и лавах основного и кислого состава (рис. 21). Озерные отложения повсеместно перекрыты массивными известняками неогена мощностью в десятки метров.
|
Рис. 21. Схематический разрез месторождения Кырка (по К. Инану и др.). 1 - породы фундамента; 2 - экструзивное тело; 3 - известняки; зоны развития боратов: 4 - кальциевых, 5 - натрий-кальциевых, 6 - натриевых. |
Краевые, нижние и верхние части разреза озерных отложений сложены преимущественно карбонатными образованиями с прослоями сукновальных глин сине-зеленого цвета, заметно обогащенных магнием; в центральной части доминируют монтмориллонитовые и палыгорскит-сепиолитовые глины с пластами вулканического пепла. Распределение боратов в указанном разрезе подчинено этой зональности. Во внешнем чехле (переслаивание карбонатных и глинистых отложений) преобладают конкреции и слойки кальциевого бората - колеманита с ассоциирующими иньоитом, мейергоффитом и таналитом; кроме того, здесь (за исключением низов разреза) среди сине-зеленых глин появляются кристаллы индерборита, гидроборацита, курнаковита и индерита. Ближе к центральной части появляются конкреции улексита (натрий-кальциевый борат), а сама центральная (<ядерная>) часть разреза, сложенная господствующими монтмориллонитовыми глинами, обогащена натриевыми боратами - вверху бурой, а внизу кернитом.
Диаметр конкреций колеманита колеблется от нескольких мм до 0,5 м, а мощность его слойков - до 1 м; конкреции и слойки выполнены бесцветными кристалликами сантиметровых размеров, иногда розовыми или серыми. Конкреции, сложенные белыми или серыми кристаллами улексита длиной до 1-5 см, сближены, образуя слои мощностью до нескольких метров.
Пласты буры, переслаивающиеся с глинами, представляют бесцветную зернистую массу, участками окрашенную в розовый, оранжевый и другие цвета; размер идиоморфных и субидиоморфных зерен-кристаллов колеблется от 1 до 10 мм. Местами эти пласты вместе с окружающими их глинами брекчированы. В близповерхностных пластах на контакте буры и глины нередко появляется улексит. Местами на поверхности кристаллов буры устанавливается пленка тинкалконита как результат ее дегидратации. С глубиной бура переходит в кернит.
Борная минерализация месторождения происходила в результате поступления в озерную депрессию по зоне разломов бороносных гидротермальных растворов в обстановке активной вулканической деятельности. В зоне разгрузки из этих растворов первыми высаживались карбонаты кальция и магния, затем в ассоциации с монтмориллонитовым, пепловым и карбонатным материалом - их бораты, наконец - натрий-кальциевые и натриевые бораты, переслаивающиеся с глинами и вулканическим пеплом.
По существу, все карбонатно-глинистые озерные отложения промышленно бороносны; среди них выделяются несколько рудных тел, главное из которых, сложенное бурой и кернитом, соответствует центральной (<ядерной>) части разреза. Среднее содержание В2О3 в этом рудном теле составляет 27%, а его запасы оцениваются в 500 млн т буры и кернита или 150 млн т В2О3. Кроме того, руды характеризуются повышенными концентрациями мышьяка, стронция, меди и цинка.
В рудном поле Кырка в настоящее время добывается около 450 тыс т преимущественно натрово-боратовых руд; они поставляются на завод в Бандирме, где получают различные борные соединения, включая борную кислоту, декагидрат и пентагидрат буры.
Индерское месторождение боратов, Казахстан
Месторождение расположено в Западном Казахстане у северного берега одноименного озера близ левого берега реки Урал. Невысокие холмы, характерные для этого района, сложены гипсами и глинами, содержащими залежи боратов. Перечисленные породы образуют гипсовую шляпу (кепрок) крупного соляного купола (штока), соляное зеркало которого фиксируется на глубине 50-60 м. Шток сложен каменной, калийными и калийно-магниевыми солями (галитом, сильвином, карналлитом, сульфатами калия и магния), ангидритом и другими образованиями нижнепермского возраста. В пачках калийных и калийно-магниевых солей штока широко проявлена разнообразная борная минерализация (калиборит, борацит, гидроборацит и др.) с содержанием В2О3 в породах на уровне 1-5%.
В разрезе (сверху вниз) гипсовая шляпа суммарной мощностью около 50 м имеет следующее строение (рис. 22): 1) верхние белые гипсы; 2) серые гипсы с прослоями глин, содержащих основную массу боратов; 3) нижние белые гипсы с переходами в ангидрит; 4) красные глины с гипсом и боратами. Многочисленные боратовые залежи в этой гипсово-глинистой толще представляют собой линзы сложной формы и изменчивой мощности (до нескольких м), находящиеся на продолжении материнских боросодержащих калийных и калийно-магниевых пачек соляного штока. Содержание B2О3 в залежах сплошных руд может достигать 25% и более, а во вкрапленных оно обычно низкое в пределах 2-7%. Кроме этого фиксируются участки, обогащенные желваками или прожилками боратов.
|
Рис. 22. Схематический разрез Индерского месторождения (по С. С.Коробову, Ф. ЕЛисицыну и др.). 1 - серые гипсы кепрока; 2 - залежи боратов; 3 - обломочные породы древнего карста; 4 - пласты борно-калийных солей; 5 - галогенные породы соляного купола. |
По минеральному составу залежи, развитые в верхней части кепрока (в серых гипсах с прослоями глин) являются существенно ашаритовыми, а приуроченные к его нижней части - улекситовыми. Как первые, так и вторые обнаруживают тонкокристаллическое, скрытокристаллическое (аморфное) и колломорфное строение. Ашарит-улекситовые образования в результате воздействия грунтовых и подземных вод частично преобразованы в полиборитовые (колеманитовые, гидроборацитовые и др.) крупнокристаллические руды. Ашаритовые руды, кроме того, нередко огипсованы, карбонатизированы и силицифицированы.
Считается, что борная минерализация, ассоциирующая с калийными и калийно-магниевыми пачками в составе соляного штока, является первично-осадочной, образовавшейся в эвапоритовом солеродном нижнепермском бассейне на заключительной стадии галогенеза. При формировании гипсовой шляпы, начавшемся с верхней перми, в ее составе за счет первичных боросодержащих пачек солей происходит образование тесно связанных между собой остаточных и инфильтрационных вторичных залежей боратов. Обычно ниже уровня грунтовых вод находятся инфильтрационные улекситовые руды, а выше остаточные ашаритовые.
Вторичные залежи гипсовой шляпы Индерского месторождения являлись одним из основных объектов по добыче боратов в бывшем Советском Союзе.
Глава 4. Натриевые, калийные и калийно-магниевые соли.
В химии к минеральным солям относят соединения, образованные в результате замещения атомов водорода в молекуле какой-либо кислоты атомами металла. В геологии понятие <минеральные соли> (и соответственно "месторождения солей") применяют лишь для хлоридов и сульфатов натрия, калия, магния, кальция, карбонатов натрия, нитратов калия и натрия, а также сравнительно редких боратов, бромидов и йодидов.
Соли в земной коре связаны главным образом с ее осадочной частью, встречаясь либо в виде минералов кристаллического строения, либо в виде водных растворов. Они могут слагать значительные массы специфических горных пород (галолитов), или находиться в рассеянном (твердофазовом или жидком) состоянии. В таблице 9 приведены важнейшие соли натрия, калия и магния, определяющие облик современных и ископаемых месторождений. Среди них присутствуют широко распространенные (породообразующие) и сравнительно редкие виды, встречающиеся практически повсеместно и свойственные лишь современным образованиям, имеющие большое практическое значение и представляющие главным образом лишь минералогический интерес.
Таблица 9. Состав и свойства важнейших минералов современных и ископаемых месторождений солей натрия, калия и магния. | |||||||
Минерал | Сингония | Плотность, г/см3 | Твердость, по Моосу | Химическая формула | Содержание, % | ||
натрий | калий | магний | |||||
Хлориды | |||||||
галит | кубическая | 2,1-2,2 | 2 | NaCl | 39,4 | ||
гидрогалит | 1,6 | 1,5-2 | NaCl.2Н2О | 24,09 | |||
бишофит | моноклинная | 1,6 | 1,5-2 | MgCl2.6Н2О | 11,96 | ||
сильвин | кубическая | 2,0 | 1,5-2 | KCl | 51.17 | ||
карналлит | ромбическая | 1,6 | 1,5-2,5 | MgCl2.KCl.6H2O | 14,1 | 8,7 | |
тахгидрит | CaCl2.MgCl2.12H2O | 5,8 | |||||
Сульфаты и хлоридо-сульфаты | |||||||
каинит | моноклинная | 2,1 | 2,5-3 | KCl. MgSO4.3H2O | 15,6 | 9,8 | |
кизерит | моноклинная | 2,6 | 3,5 | MgSO4.Н2О | 17,6 | ||
лангбейнит | кубическая | 2,8 | 3-4 | 2MgSO4.K2SO4 | 18,8 | 11,7 | |
полигалит | триклинная | 2,7 | 2,5-3 | MgSO4.K2SO4.2CaSO4.2H2O | 13,0 | 4,2 | |
глауберит | моноклинная | 2,8 | 2,5-3 | Na2SO4.CaSO4 | 16,5 | ||
астраханит | моноклинная | 3 | 2,2-2,3 | Na2SO4.MgSO4.4H2O | 13,8 | 7,3 | |
глазерит | тригональная | 2,6-2,7 | 3-3.5 | Na2SO4.3K2SO4 | 6,9 | 35,3 | |
мирабилит | моноклинная | 1,5-2 | 1,5 | Na2SO4.1OH2O | 14,3 | ||
тенардит | ромбическая | 2-3 | 2,7 | Na2SO4 | 32,4 | ||
эпсомит | ромбическая | 2-2,5 | 1,7 | MgSO4.7H2O | 9,9 | ||
Карбонаты, гидрокарбонаты, хлоридо-карбонаты и хлоридо-сульфаты | |||||||
ганксит | 2Na2CO3.3Na2SO4 | 36,03 | |||||
нортупит | Na2CO3.NaCl. MgCO3 | 27,73 | 9,76 | ||||
натрон (сода) | моноклинная | 1,4-1,5 | 1-1,5 | Na2CO3.1OH2O | 16,0 | ||
трона | Na2CO3.NaHCO3.2Н2O | 30,5 | |||||
термонатрит | 1,5 | 1-1.5 | Na2CO3.H2O | 37,1 | |||
беркеит | 2,6 | 3,5 | Na6(CO3)(SO4)2 | 35,4 | |||
нахколит | NaHCO3 | 27,37 |
Большинство галогенных горных пород (за исключением гипс-ангидритовых) сложены галитом и некоторыми другими солями; в них практически всегда присутствуют карбонатно-глинистый материал и сульфат кальция (ангидрит или гипс). По господствующему минералу их принято называть галитовая порода (каменная соль), сильвиновая порода (сильвинит), карналлитовая порода, лангбейнитовая порода, каинит-лангбейнитовая порода, андидрит-полигалит-галитовая порода и т. д.
|
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)