Минеральные соли. 
Геология и месторождения полезных ископаемых

К минеральным солям относятся воднорастворимые хлориды, сульфаты, карбонаты: галит, сильвин, бишофит, карналлит, эпсомит, тенардит, мирабилит, лангбейнит, природная сода.

Минеральные соли образуют породы, название которым дается по преобладающему (более 60%) минералу, и рассолы (рапа).

К промышленным относятся калийные (сильвин), калийно-магниевые (карналлит, каинит, лангбейнит), каменные (галит), магниевые (бишофит), сульфаты натрия и ископаемая сода. Три последних вида исключительно редки.

Калийная солъ (КС1) применяется для производства удобрений (—95%), хлористого, сульфатного и каустического калия, поташа (К₂С0₃) и других химических препаратов (—10%). Каменная солъ (NaCl) используется как пищевая (50—65% добычи) и в химической промышленности для получения соды, хлора, соляной кислоты, нашатыря, хлористого аммония и др. В пищевой соли содержание хлористого натрия должно быть не менее 97%. Вредные примеси — Са, Mg, К, сульфаты, нерастворимый остаток. Магниевая солъ (бишофит — MgCl₂ • 6Н₂0) используется для получения металлического магния, который в сплавах с Al, Zn, Мп, применяется в авиационной и автомобильной отраслях промышленности, а также для изготовления масляных насосов, ядерных реакторов. Сульфаты магния (эпсомит — MgS0₄ • 7Н₂0) используются в медицине, строительной, абразивной и кожевенной отраслях промышленности. Сульфаты Na (тенардит — Na₂S0₄, мирабилит — Na₂S0₄ • ЮН₂0) применяются в химической, стекольной, целлюлознобумажной и текстильной отраслях. Кальцинированная сода (безводная сода — Na₂C0₃) используется в стекольной (29%) и химической (27%) отраслях промышленности, цветной металлургии (14,6%) и др.

Общие мировые запасы калийных солей составляют 48,2 млрд т К₂0, в том числе разведанные — 12,2 млрд т. Подавляющее количество их — 95% составляют хлористые калийные и калийно-магниевые соли (сильвиниты и карналлитовые породы), остальное — сульфатные разновидности. Россия по запасам калийных солей занимает первое место в мире — 19,9 млрд т К₂0, в том числе разведанные запасы — 3,9 млрд т. Основные экспортеры калийных солей — Канада (30%), Германия, Россия и Республика Беларусь. Ведущими импортерами калийных солей являются США (25%), Китай, Бразилия, Индия, Франция.

Общие мировые запасы каменной соли —10 трлн т. Мировое производство поваренной соли составляет 190—200 млн т в год. Основные производители — США, Китай, Германия, Канада, Индия, страны СНГ. В РФ производство поваренной соли составляет ~9 млн т. Добыча осуществляется на 10 предприятиях Иркутской области (13%), Башкортостана (40%), где разрабатываются технологические рассолы, Астраханской области (33%) — самосадочная соль озера Баскунчак.

По количеству запасов месторождения хлоридные Na, К, K-Mg подразделяются (в млн т) на весьма крупные — более 500; крупные — 500—150; средние 150—50 и мелкие — менее 50. Месторождения сульфатные К и K-Mg разделяются на весьма крупные — 150 млн т, крупные 150—50, средние — 50- 10 и мелкие — менее 10.

Месторождения минеральных солей могут быть древними (залежи ископаемых каменной и калийной солей) и современными (соляные месторождения в озерах, лагунах, заливах). Промышленными являются также природные рассолы и соляные воды, находящихся в недрах Земли или изливающиеся на поверхность. Генезис минеральных солей — химические осадки.

Осадочные месторождения твердых солей погребены под толщей молодых отложений и подразделяются в зависимости от источников питания солеродных бассейнов на морские и континентальные.

Древние месторождения континентального типа формировались в бессточных впадинах, питавшихся главным образом за счет речного стока — это редкие месторождения сульфатов натрия и ископаемой соды. Морские месторождения представлены калийными, калийномагниевыми и каменными солями, образующимися во впадинах, связанных с морем (лагуны, лиманы, прибрежные озера).

Первоначальная форма рудных тел — пласты, линзы. Размеры рудных тел зависят от размеров водных бассейнов и характера осаждения. В результате течения солей могут образовываться сложные структурные формы — купола.

Месторождения каменной соли подразделяются на пластовые (Усольское, Зиминское, Тыретское в Иркутской области, Артемовское на Украине); линзообразные (Тут-Булакское в Таджикистане, Яр-Бишкадакское в Башкирии) и солянокупольные (Прикаспийская низменность, штаты Техас и Луизиана в США, Кемпендяйское в Якутии, Илецкое на Украине).

Месторождения калийных солей также подразделяются на пластовые, (Старобинское в республике Беларусь, Верхнекамское в Пермской области, Непское в Иркутской области), пластово-линзообразные (Карлюкское Среднеазиатского соленосного бассейна, Жилянское Прикаспийского бассейна, Стебникское Предкарпатского бассейна) и солянокупольные (Светлоярское, Илецкое в России, Индерское в Казахстане, Мировское в Болгарии, Аванское в Армении, Солотвинское на Украине).

Месторождения магниевых солей сложены пластами бишофита (Городищенское в Волгоградской области).

Ангаро-Ленский соленосный бассейн включает месторождения Иркутской области — Зиминское, Усольское, Братское, Тыретское и другие, а также Кемпендяйское в республике Саха-Якутия. Месторождения минеральных солей приурочены к краевой синеклизе — это мощная.

(1000—2500 м) кембрийская хлоридно-магниевая формация. Соленосная толща мощностью свыше 500 м представлена чередующимися пластами каменной соли (NaCl), ангидрита, ангидрита-доломита и мергеля.

Усольское и Братское месторождения имеют пласты солей с выдержанной мощностью и качеством протяженностью более 10 км. Мощность отдельных пластов до 80 м, чаще 5—12 м. Усольское месторождение — основная база для получения поваренной соли в Восточной Сибири.

На базе Усольского, Саянского и Братского месторождений действуют четыре рассолопромысла. Рассолы перерабатываются на месте и используются для производства хлора, едкого натра и выборочной пищевой соли.

С 2001 г. эксплуатируется Тыретское месторождение каменной соли. На глубине 453—604 м вскрыто 10 различных по мощности пластов соли. Наиболее мощный пласт — пятый от поверхности — имеет среднюю мощность 16,4 м, а наименьший (третий) — 1,6 м. Пласты имеют пологое (1°) моноклинальное погружение в северо-восточном направлении. Запасы составляют 1 210 946 тыс. т.

Современные соляные озерные отложения подразделяются на морские (Кара-Богаз-Гол — залив Каспийского моря, оз. Сиваш — побережье Азовского моря) и континентальные (оз. Баскунчак в Поволжье). В соляных озерах образуются осадки солей (самосад) и рапа, которая разделяется на поверхностную (перекрывающую донные осадки) и донную (пропитывающую осадки).

По составу солей озера разделяются на хлоридные (Эльтон, Баскунчак), сульфатные (Кара-Богаз-Гол) и карбонатные (Серлз в США).

Месторождение Кара-Богаз-Гол находится в Туркмении. Залив КараБогаз-Гол — это классический бассейн современного соленакопления, представляющий собой чашу с плоским и ровным дном, покрытым солями (рис. 8.15). Площадь зеркала рапы —20 000 км². Максимальная глубина в центре — 3,5 м. От Каспийского моря залив отделен двумя песчаными косами. Концентрация солей в заливе в 50 раз больше чем в Каспийском море. Раньше в осенний и зимний периоды в заливе осаждался мирабилит (Na₂S0₄ • ЮН₂0), сейчас осаждается галит (NaCl), астраханит (Na₂S0₄MgS0₄ • 4Н₂0), эпсомит (MgS0₄ • 7Н₂0).

На месторождении четыре соляных пласта, сложенных галитом, астраханитом, глауберитом (Na₂Ca[S0₄]₂), эпсомитом, мирабилитом и др. Между собой они разделены илистыми, глинистыми, известковомагнезиально-гипсоносными образованиями.

Первый (поверхностный) — шириной 15—20 км и мощностью 0,1 м загрязнен илистыми и песчаными наносами. Второй, развитый на большей части залива, имеет мощность 15,5 м и насыщен погребенными рассолами. Рассолы находятся под давлением и являются предметом эксплуатации. Состав солей: хлористый натрий, сернокислый и хлористый магний, примеси брома. Объем пласта 16 км³. Третий — объемом 18 м³ также пропитан рассолом близким по составу второго пласта. Четвертый пласт имеет мощность 2—3 м.

Puc. 8.15. Фации Кара-Богаз-Гола на 1956 г. (по М. П. Фивегу):

Обсохшая часть залива: 1 — отложения галита, 2 — отложения гипса.

Обводненная часть залива — площадь садки: 3 — глауберита, 4 — мирабилита,.

• 5 — галита и эпсомита, 6 — граница садки на 1956 г., 7 — изолинии концентраций солей в поверхностном слое рапы (%), 8 — контур залива,
• 9 — контур максимального распространения гипс-соленосных отложений,
• 10 — резко выраженные формы берегового вреза залива

Поступающая из скважин рапа второго соляного пласта частично перерабатывается на фабрике (в том числе с получением бишофита — MgCl₂ • 6Н₂0), а частично направляется в техногенные озера, где создаются вторичные техногенные месторождения. В этих озерах осаждается мирабилит, затем вода сбрасывается в другое озеро, и там осаждаются галит, астраханит, карналлит, бишофит.