Введение 3 страница
В Китае одним из приоритетных проектов является освоение месторождений Шеньфу-Доншен (провинция Шаньси). Планируется строительство новых шахт в восточных и центральных районах Китая (провинции Шаньдун и Аньхой). В США в 1995–2000 гг. добыча угля производилась на 1018 углеразрезах и 885 подземных шахтах в 26 штатах. Наиболее значительная добыча осуществлялась в штатах Вайоминг (около 250 млн т), Западная Виргиния (155 млн т) и Кентукки (135–140 млн т).
Углепроявления и месторождения угля в Беларуси. Углепроявления в Беларуси связаны с отложением нижнего и среднего карбона, средней юры и неогена. Территориально они приурочены в основном к двум крупным отрицательным структурам – Припятскому прогибу и Подлясско-Брестской впадине. Наиболее широкое распространение углепроявления имеют в кайнозойских отложениях: кроме двух вышеотмеченных структур, они выявлены также в пределах Полесской, Жлобинской, Брагинско-Лоевской седловин и на южных склонах Белорусской антеклизы. В юго-западной части Припятского прогиба разведаны два месторождения бурых углей – Житковичское и Бриневское.
Житковичское месторождение расположено в Гомельской области и в тектоническом отношении приурочено к зоне сочленения Туровской депрессии и Микашевичско-Житковичского выступа кристаллического фундамента. Угленосными являются олигоцен-миоценовые континентальные терригенные отложения. На месторождении выделяются четыре разобщенные залежи бурого угля. Форма залежей линзовидная, мощность от 0,3 до 15,6 м, средняя глубина залегания 21,2–44,4 м. По качеству угли Житковичского месторождения гумусовые, низкой степени метаморфизма, относятся к бурым углям Б1. Запасы угля по категориям А+Б+С1 составляют 69,1 млн т и по категории С2 – 1,9 млн т.
Бриневское месторождение находится в Петриковском районе Гомельской области. Мощность угленосной толщи колеблется от 6,2 до 47,9 м, коэффициент угленасыщенности в среднем составляет 25–30 %. Развита одна залежь угля мощностью от 0,4 до 19,9 м, глубина залегания 39,7–82,8 м. По данным предварительной разведки, балансовые запасы углей оценены в 38 млн т. По качеству угли относятся к гумусовым марки Б1. Теплота сгорания на сухой уголь составляет 10,88–20,13 МДж/кг, зольность – 20,1–31,7 %, выход летучих веществ на горючую массу – 52,0–60,1 %, содержание серы – 0,6–1,4 %. По условиям залегания угольная залежь Бриневского месторождения пригодна для разработки карьерным способом.
Лекция 5. ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ
Горючие сланцы – это карбонатно-глинистые, глинистые, известковые или кремнистые породы с содержанием 10 % и более керогена, обладающие способностью загораться от спички, издавая при этом специфический запах горящей резины. В отличие от битумов, которые эпигенетически пропитывают песчаные породы, битумы в собственно горючих сланцах сингенетичны вмещающим породам. Содержащееся в горючих сланцах ОВ низших растений в процессе преобразования сохраняет иногда их клеточное строение, образуя так называемые талломоальгиниты, или же теряет его, переходя в коллоидоподобную массу – коллоальгиниты. В горючих сланцах нередко содержатся гумусовые компоненты преимущественно в диспергированном виде.
Условия образования сланценосных формаций. Горючие сланцы являются чисто водными образованиями. В отличие от угленосных толщ, формирующихся в основном в условиях влажного климата, при образовании горючих сланцев климат не играет решающей роли.
Фациальные условия образования горючих сланцев определяются в основном двумя факторами – накоплением в осадках достаточного количества ОВ и наличием восстановительной среды, обеспечивающей сохранность (не окисление) в илах отмерших растительных организмов с последующим их превращением в кероген. Горючие сланцы образуются в разнообразных условиях: 1) открытые морские бассейны во время медленных региональных трансгрессий; 2) лагуны и большие лиманы;
3) пресноводные озера – от небольших водоемов до обширных внутриконтинентальных или межгорных бассейнов (например, эоценовые сланцы формации Грин-Ривер в США).
Сопоставление микроэлементов горючих сланцев показало, что главная масса их накапливалась в краевых участках морских бассейнов в обстановке сероводородного заражения, определявшей восстановление многих металлов из вод с последующей их сорбцией донными илами.
Месторождениям горючих сланцев несвойственна избирательная способность по отношению к глобальным геоструктурам: они приурочены в одинаковой степени и к различного типа платформам, и к внешним областям геосинклиналей, и к переходным между ними областям, но в целом тяготеют к древним устойчивым платформам. Оптимальные обстановки для накопления горючих сланцев существовали во время стабилизации морских трансгрессий, следовавших за фазами складчатости.
Строение и состав сланценосных формаций. Сланценосные формации представлены в основном глинисто-алевролитово-терригенными и известково-мергелистыми отложениями с сапропелевым органогенным составом. Песчаный и другой, более грубый, материал в них, как правило, отсутствует. В сланценосных формациях, в особенности в известняках и мергелях, нередко присутствует разнообразная морская фаза – остатки рыб, брахиоподы, пелециподы, аммониты, белемниты и др. В породах часто наблюдаются неорганические включения, преимущественно в виде карбонатных конкреций (Прибалтийский бассейн). В горючих сланцах карбонового возраста и более молодых встречаются также остатки высших растений в виде спор, пыльцы, стеблевых тканей, гелифицированные и фюзенизированные компоненты и гумусовые угли.
Ограниченный набор слагающих сланценосных формаций литологических типов пород, в основном пелитовых и органогенных с очень тонким переслаиванием, создает характерную для этих формаций очень мелкую, на первый взгляд слабо выраженную ритмичность.
Классификация сланценосных формаций. Сланценосные формации отчетливо подразделяются на две группы – платформенные и геосинклинальные. Платформенные формации характеризуются широким распространением по площади, относительно малой мощностью (десятки метров, реже – больше), небольшим количеством пластов горючих сланцев.
Геосинклинальные сланценосные формации выделяются большой мощностью (от нескольких сотен метров до 1000 м и реже более), большим числом (до 20) достаточно мощных пластов горючих сланцев, которые не выдержаны по простиранию (Карпаты, Кавказ, Гиссарский хребет и др.).
По происхождению и промышленному значению сланценосные формации разделяют также на две группы: лагуно-морского происхождения и озерно-пресноводного. Основное промышленное значение имеют месторождения первой группы.
Пласты горючих сланцев. Пласты горючих сланцев в отличие от угольных менее четко выделяются во вмещающих их породах. Они представляют собой более или менее частое чередование слоев горючего сланца мощностью 10–20 см (изредка до 1 м) и прослоев пустых пород мощностью от единиц до десятков сантиметров. В рабочие слои горючего сланца объединяются наиболее мощные и сближенные слои, которые в сумме составляют от 1–1,5 до 2–3 м. В маломощных сланценосных формациях обычно выделяются 1–3 рабочих пласта.
Пласты горючих сланцев обычно хорошо выдержаны по мощности и строению в пределах отдельных месторождений и прослеживаются по латерали на десятки километров. В платформенных бассейнах они имеют, как правило, пластовую форму залегания, а в геосинклинальных обычно сильно дислоцированы. В пластах горючих сланцев, залегающих в карбонатных толщах, нередко наблюдаются нарушения и замещения, обусловленные карстовыми явлениями (Прибалтийский бассейн).
Макроскопически пласты горючих сланцев имеют тонкослоистое строение и ленточную структуру. Цвет их – от светло-коричневого, желтоватого до темно-коричневого, от темно-серого до почти черного. Как правило, это плотная и компактная порода. Микроскопически органическая часть почти всех горючих сланцев характеризуется наличием гомогенной, часто хлопьевидной, основой массы (коллоальгинит), светло-желтой или коричневой. В основной массе часто наблюдаются одиночные ярко-желтые тела или их скопления, представляющие относительно сохранившиеся остатки микроводорослей (альгинит). В керогене горючих сланцев присутствуют также микрокомпоненты группы витринита, липтинита и реже фюзенита.
Элементный состав керогена. В зависимости от генетического типа горючих сланцев горючий состав керогена варьирует в широких пределах: СГ 56–82 %, НГ 5,8–11,5 %, ОГ 9–10 %, S ОБЩ 1,5–9 %, NГ 1–6 %. По М. Бертрану, химическая формула керогена, в зависимости от содержания водорода, изменяется от С10Н15О до С6Н10О.
Для качественной характеристики горючих сланцев, кроме элементного анализа, определяется также в расчете на горючую массу содержание ОВ, выход смолы, химический состав золы и соотношение типов слагающего материала – органического, карбонатного, обломочного, реже вулканогенного.
Горючие сланцы с содержанием керогена от 15 до 30–68 % формировались в открытых морях в раннем палеозое. В сланцах, образовавшихся в кайнозойских пресноводных озерах, содержание органического вещества более низкое (5–50 %). Максимальное количество керогена (30–90 %) характерно для сланцев Восточно-Австралийской провинции. Наиболее высокий выход смолы (в расчете на сухое вещество) имеют горючие сланцы Восточно-Австралийской и Восточно-Европейской платформ (39–54 %), в сланцах других провинций он составляет 12–21 %.
Глобальные закономерности распространения. Горючие сланцы встречаются в больших количествах в разных регионах мира. Особенно широко они распространены в Северной Америке и Евразии. Основные массы горючих сланцев связаны с отложениями верхнего девона – нижнего карбона (более 2,3 млрд т в расчете на сланцевую смолу), верхней перми (более 1,2 млрд т) и палеогена (более 1,2 млрд т). Образовавшиеся в протерозое горючие сланцы практически не сохранились, поскольку превращены в высокометаморфизованные углеродсодержащие породы и графит.
Горючие сланцы промышленного значения обычно занимают небольшие отрезки стратиграфической шкалы, но распространены на обширных площадях в десятки и сотни тысяч квадратных километров. На земном шаре выделяется двенадцать крупных провинций: Оленекская, Прибалтийская, Аппалачская, Западно-Североамериканская, Бразильская, Восточно-Австралийская (палеозойские); Волжско-Печорская, Западно-Европейская, Центрально-Африканская (мезозойские); Центрально-североамериканская, Карпатская, Туранская (кайнозойские).
Ресурсы. По произведенным в США в 1973 г. подсчетам, мировые геологические ресурсы горючих сланцев с нижним пределом получения нефти в сланцах в 4 % составляют 53 трлн т. Ресурсы сланцевой смолы оценены в 335 млрд т, из которых к доказанным извлекаемым относятся лишь 42 млрд т. Месторождения горючих сланцев эксплуатируются в Эстонии, России, Китае и некоторых других странах. Разработка их осуществляется открытым и шахтным способами.
Геология сланцевых месторождений. В Прибалтийской сланцевой провинции разведаны Эстонское, Ленинградское, Веймарнское и Чудово-Бабинское месторождения, из которых первые два разрабатываются. В 1970–1990-х гг. добыча составляла около 30 млн т горючего сланца. Промышленными являются сланценосные отложения кукерского горизонта среднего ордовика мощностью 10–20 м. В разрезе этого горизонта насчитывается 20–30 прослоев и слоев горючего сланца суммарной мощностью 3–5 м. Промышленный интерес представляет так называемый «промпласт», состоящий из 4–6 сближенных слоев сланца, разделенных слоями известняка. Мощность «промпласта» составляет 1,8–3,2 м. На Эстонском месторождении слои горючих сланцев в разрезе «промпласта» (снизу вверх) обозначаются латинскими буквами А, В, С, D, Е и F, а на Ленинградском – римскими цифрами I, II, III и IV (сверху вниз разреза).
На Эстонском месторождении разрабатывается пять слоев сланца: подземным способом – слои А–Е суммарной мощностью 2,0–2,2 м. Рабочая мощность по этим слоям составляет на шахтах 2,35 м и на карьерах 2,7 м. По качеству эстонские сланцы считаются одними из лучших в мире. Элементный состав эстонского сланца следующий: СГ 77,1–77,8 %, НГ 9,5–9,8 %, ОГ 9,7–10,2 %, NГ 0,3–0,4 %, SОБЩ 1,7–2,0 %, Cl 0,6–0,9 %. Теплота сгорания керогена 36,4–38,5 МДж/кг. При термическом разложении сланца характерен высокий выход летучих веществ – 80–85 % исходного керогена; выход жидких продуктов при полукоксовании достигает 65–70 % органической массы. Негорючая часть сланца состоит в основном из минеральной золы и углекислоты карбонатов. Содержание золы в сухой массе колеблется по отдельным слоям сланца в пределах 40–55 %, углекислоты 22–23 % и влаги 9–13 %.
Теплота сгорания горючего сланца на сухую массу в пределах рабочих слоев А–Е составляет 14,65 МДж/кг и слоев А–F – 12,56 МДж/кг. При валовой выемке (вместе с породными прослойками) всей мощности пласта теплота сгорания составляет 9,21 МДж/кг, а на рабочее топливо – 7,53 МДж/кг.
Горючие сланцы Беларуси. В платформенном чехле на территории Беларуси выявлено 14 уровней сланцеобразования. Промышленный интерес имеют сланценосные отложения верхнего девона в Припятском прогибе. Мощность сланценосных отложений составляет 100–150 м. Разрез представлен переслаиванием мергелей, глин с подчиненными прослоями алевролитов и песчаников. Разведаны два месторождения – Любанское и Туровское. Основная проблема месторождений горючих сланцев Беларуси – это низкое их качество, и в частности невысокая теплотворная способность (5,32–8,58 МДж/кг) и высокое содержание золы (65–85 %).
ЧАСТЬ II
МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Лекция 6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. КАМЕННАЯ СОЛЬ
Общие сведения о неметаллических полезных ископаемых.К неметаллическим полезным ископаемым относится обширная группа минералов и горных пород, которые, как правило, не являются сырьем для извлечения металлов и не обладают горючестью. Определить, что, собственно, нужно включать в группу неметаллических полезных ископаемых, нелегко. Так, еще в 1930-х гг. бокситы в бывшем СССР считались нерудным сырьем. В американских справочниках к неметаллам обычно причисляют пирит, марганцевые руды, гафниевое, бериллиевое и литиевое сырье.
Область применения неметаллических полезных ископаемых чрезвычайно широка: практически нет ни одной отрасли хозяйства, где бы в той или иной степени не использовалось это природное минеральное сырье. В настоящее время насчитывается более 130 видов неметаллических полезных ископаемых, используемых в естественном или переработанном виде.
Важнейшей особенностью многих неметаллических полезных ископаемых является изменчивость их физико-химических и технических свойств, учитываемых при геолого-экономической оценке месторождений. Эта изменчивость может проявляться не только в пределах одного месторождения или участка, но даже и в одной горной выработке.
В отличие от металлических полезных ископаемых состав и физические свойства нерудного сырья очень сильно сказываются не только на технологии переработки, но и в конечных промышленных изделиях. Такие особенности состава и свойств неметаллического минерального сырья могут играть главную роль в использовании его в том или ином производстве.
Неметаллическое минеральное сырье в силу тождественности тех или иных свойств нередко взаимозаменяемо. Например, барит, каолин, тальк, пирофиллит могут частично заменять друг друга в качестве наполнителей.
Рассмотренные особенности неметаллических полезных ископаемых требуют специального подхода к изучению их месторождений. Поэтому при проведении геологоразведочных работ геолог должен в совершенстве знать конкретные особенности, состав и свойства сырья, технологию переработки, возможности его использования, экономику и конъюнктуру рынка.
В сводной генетической классификации месторождений полезных ископаемых, разработанной В. И. Смирновым, неметаллические полезные ископаемые фиксируются во всех сериях и группах. Поэтому обычно распространены классификации неметаллического минерального сырья, учитывающие использование его в промышленности (Р. Л. Бейтс, П. М. Татаринов, Н. И. Еремин и др.).
Нами принята классификация Н. И. Еремина, в соответствии с которой все рассматриваемые полезные ископаемые исходя из практического их применения разделены на четыре группы. Первая из них – химическое и агрохимическое сырье – включает калийные и калийно-магниевые соли, каменную соль, апатиты, фосфориты, серу и бор. Во вторую группу («индустриальное сырье») входят асбест, слюды, графит, флюорит, барит и витерит, цеолиты, магнезит и брусит, тальк и пирофиллит. Третья группа, объединяющая «индустриально-камнесамоцветное сырье», включает пьезооптическое сырье (кварц, оптический флюорит, исландский шпат), алмазы, цветные камни. Наконец, к четвертой группе – «строительно-конструкционные материалы и сырье для их производства» – отнесены карбонатные, глинистые, кремнистые породы, гипс, каолины, фарфоровые камни, пески, песчаники, гравий, кварциты, естественные строительные камни, активные минеральные добавки, породы для каменного литья и др.
Каменная соль. Среди неметаллических полезных ископаемых значительную роль играет группа природных минеральных солей, в составе которой наиболее распространенной является каменная соль – осадочная порода химического происхождения, сложенная в основном галитом (до 99%).
Галит (NaCl) кристаллизуется в кубической сингонии, форма кристаллов кубическая, реже октаэдрическая и столбчатая. В плотных массах зерна галита обычно обладают неправильными ограничениями и имеют размеры (от долей до нескольких сантиметров). Твердость его 2, удельная масса 2,3 г/см3. Галит является постоянным компонентом всех соляных пород, образующихся в процессе галогенеза начиная с галитовой стадии и кончая эвтоникой. В трещинах и мелких пустотах несоляных пород он образует прожилки с волокнистым строением. Чистый галит прозрачен и бесцветен, обладает стеклянным блеском. Примеси окрашивают его в различные цвета – серый, желтый, розовый, красный и др.
Применение в промышленности. Около 60–65 % мировой добычи каменной соли используется в пищевой промышленности для разнообразных пищевых целей (засолка рыбы, мяса, растительных продуктов и т. д.). Человек потребляет в год 7–8 кг поваренной соли. Вплоть до ХVII в.
в бедных солью странах она ценилась дороже золота. «Об абиссинской горной соли упомянем, – писал в 1763 гг. М. В. Ломоносов, – которая там вместо денег употребляется, так что за три или пять брусков, сделанных наподобие кирпича, холопа купить можно».
Каменная соль находит широкое применение в химической промышленности, где служит исходным материалом для всех соединений, в состав которых входят натрий или хлор. Она перерабатывается на соду, путем электролиза из нее получают газообразный хлор и затем соляную кислоту. Применяется также в анилино- и лакокрасочной промышленности, кожевенном, мыловаренном производстве и др. Используется также в коммунальном хозяйстве.
Общетехнические условия оценки соли поваренной. Общие технические условия оценки соли поваренной выполняются на основе ГОСТа 13830–91. Пищевую поваренную соль подразделяют по способу производства и обработки на каменную, самосадочную, садочную и выварочную соль, с добавками и без добавок; по качеству – на экстра, высший, первый и второй сорта.
Органолептические показатели соли поваренной пищевой должны отвечать следующим требованиям: 1) внешний вид – кристаллически сыпучий продукт без посторонних механических примесей; 2) вкус – соленый без постороннего привкуса; 3) цвет – белый или белый с сероватым, желтым, розоватым и голубоватым оттенками; 4) запах – отсутствует.
Физико-химические показатели соли поваренной пищевой без добавок должны соответствовать нормам, указанным в табл. 2.
Таблица 2
Физико-химические показатели соли пищевой поваренной
без добавок (ГОСТ 13830–91)
| Наименование показателя | Норма для сорта в пересчете на сухое вещество | ||||
| экстра | высшего | первого | второго | ||
| Массовая доля хлористого натрия, %, не менее | 99,70 | 98,40 | 97,70 | 97,00 | |
| Массовая доля кальций-иона, %, не более | 0,02 | 0,35 | 0,50 | 0,65 | |
| Массовая доля магний-иона, %, не более | 0,01 | 0,05 | 0,10 | 0,25 | |
 Окончание табл.
| |||||
| Массовая доля сульфат-иона, %, не более | 0,16 | 0,80 | 1,20 | 1,50 | |
| Массовая доля калий-иона, %, не более | 0,02 | 0,10 | 0,10 | 0,20 | |
| Массовая доля оксида железа (III), %, не более | 0,005 | 0,005 | 0,01 | 0,01 | |
| Массовая доля сульфата натрия, %, не более | 0,20 | Не нормируется | |||
| Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более | 0,03 | 0,16 | 0,45 | 0,85 | |
| Массовая доля влаги, %, не более: выварочной соли | 0,10 | 0,70 | 0,70 | – | |
| каменной соли | – | 0,25 | 0,25 | 0,25 | |
| самосадочной и садочной соли | – | 3,20 | 4,00 | 5,00 | |
| рН раствора | 6,5–8,0 | Не нормируется | |||
Содержание токсичных элементов (Pb, Cu, Cd, Zn, As, Hg) в соли пищевой поваренной не должно превышать предельно допустимых уровней (ПДК), установленных «Медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов».
Геолого-промышленные типы месторождений. Все промышленные месторождения минеральных солей относятся к химическим, образовавшимся из истинных растворов. Среди них выделяют: 1) ископаемые или древние; 2) современные месторождения. Неисчерпаемым резервом солей следует также рассматривать морскую воду. Ископаемые месторождения солей образовались в прошлые геологические эпохи и, как правило, погребены под толщей молодых отложений. Они представлены как твердыми солями (галит), так и рассолами. Основные формы залегания соляных тел: пласты, линзы, купола, штоки. В районах интенсивного проявления соляного тектогенеза вершины соляных куполов нередко выходят на земную поверхность (месторождения каменной соли в Северной Африке, в Закарпатье и др.).
Месторождения подземных соляных вод и рассолов образуются в результате растворения ископаемых залежной каменной соли подземными водами. По условиям залегания они могут быть пластовыми, трещинными и трещинно-карстовыми, по химическому составу – чаще всего хлориднонатриевыми.
Современные соляные месторождения представляют собой разнообразные соляные озера или лиманы с концентрацией солей в воде более 3,5 % и наличием в донных отложениях залежей каменной соли.
Условия образования. Промышленные месторождения каменной соли (ископаемые залежи) образовались из морской воды в процессе ее испарения в полуизолированных бассейнах (лагуны, заливы и т. д.) и в усыхающих реликтовых озерах. Процесс образования солей называется галогенезом. Еще в 1855 г. в вышедшем учебнике «Физическая и химическая геология» Г. Бишоф, развивая идеи М. В. Ломоносова, утверждал, что образование солей могло осуществляться только в водоемах на поверхности Земли в аридной зоне, где в результате испарения сначала выпадали менее, а затем более растворимые соли. Теория галогенеза в дальнейшем наиболее полное развитие получила в трудах советских геологов (В. И. Николаева, П. И. Преображенского, Н. М. Страха, М. Г. Валяшко и др.)
Глобальные закономерности распространения. Соленосные отложения, с которыми связаны залежи ископаемых солей, имеют исключительно широкое распространение на древних платформах и зонах сочленения их со складчатыми областями. Особенно широко они развиты в Северной Америке и Евразии. Стратиграфически соленосные отложения связаны с отложениями всех геологических систем. Максимумами соленакопления выделяются кембрий, пермь, триас, юра и неоген.
Геология месторождений каменной соли. В мире крупнейшие месторождения каменной соли сосредеточены в США, Китае, Германии и в странах Северной Африки (Марокко, Алжир, Тунис). Странами-лидерами по добыче и производству поваренной соли являются Китай и США. В СНГ по запасам и добыче этого вида минерального сырья лидирующие позиции занимает Украина.
Славянско-Артемовская группа месторождений каменной соли расположена в Донецкой области и приурочена к Бахмутской котловине. Размеры ее 45 х 35 км. Залежи каменной соли связаны с нижнепермскими отложениями. В разрезе перми здесь выделяются четыре свиты (снизу вверх): 1) картамышская (свита медистых песчаников); 2) никитовская; 3) славянская; 4) краматорская.
Промышленный интерес представляют три пласта каменной соли в разрезе славянской свиты (подбрянцевский, брянцевский и надбрянцевский пласты). Мощность пластов каменной соли составляет 22–45 м. Залегают они на глубине 220–550 м от земной поверхности. Качество каменной соли удовлетворительное. Среднее содержание основных компонентов составляет (%): в надбрянцевском пласте – NaCl 98,2, Н.О. 0,36, Са2+ 0,44 Mg2+ 0,03, SO42- 1,02; в брянцевском – Na Cl 97,7, Н.О. 0,32, Са2+ 0,68, Mg2+ 0,03, SO42- 1,64. Месторождения разрабатываются ПО «Артемсоль» шахтным способом.
Месторождения каменной соли Беларуси. Разведаны три месторождения каменной соли: Давыдовское, Мозырское и Старобинское. Давыдовское месторождение открыто в 1941 г. Утвержденные запасы каменной соли составляют по категориям: А – 267,6 млн т, В – 324,9 млн т и С1 – 20 087,6 млн т. Запасы этого месторождения относятся к неактивным, т. е. имеющим минимальную вероятность быть востребованными в обозримой перспективе.
Мозырское месторождение приурочено к субширотной антиклинальной структуре, вытянутой на 10 км. Соленосный разрез представлен сильно дислоцированными отложениями галитовой подтолщи (D32fm). Запасы каменной соли этого месторождения, утвержденные ГКЗ СССР, составляли 588,9 млн т по категории С1. Месторождение эксплуатируется методом подземного растворения через скважины с земной поверхности ступенями снизу вверх. Предельная глубина отработки – 1500 м, ежегодное производство пищевой поваренной соли «Экстра» составляет 180 – 355 тыс т.
При разведке калийных солей Старобинского месторождения было выделено и изучено 6 пластов каменной соли мощностью 4–28 м, залегающих в интервале глубин 631,5–844,0 м. В настоящее время на шахтном поле 1 рудоуправления РУП ПО «Беларуськалий» разрабатывается пласт – 305 м, залегающий ниже II калийного горизонта. Каменная соль соответствует 1–2-му пищевым сортам. Ежегодные объемы производства каменной соли (пищевая, кормовая и техническая) составляют 300–550 тыс. т.
Лекция 7. КАЛИЙНЫЕ
И КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫЕ СОЛИ
Основным элементом калийных и калийно-магниевых солей является калий. Калий впервые был выделен в 1807 г. химиком Г. Дэви, который назвал его «потассий». Название «калий» (от арабского аль-кали, что значит – поташ) предложил Л. Гильберт. Углубленное изучение калия и калийных соединений началось в 40-х гг. XIX в. Особый интерес к калию появился после обоснования важной роли этого элемента в питании растений и необходимости внесения его в почву для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В 1840 г. вышла книга Юстуса Либиха «Химия в приложении к земледелию». В ней были сформулированы основные положения новой теории минерального питания растений, в которой обосновывалось положение о том, что главные питательные вещества растения получают за счет неорганических соединений.
Минералогия и геохимия. Калий – один из весьма распространенных элементов в земной коре. Кларк калия – 2,6 вес.%. Различают три большие группы калийсодержащих минералов: 1) алюмосиликатная; 2) сульфатная; 3) галогенная. Наибольшее практическое значение представляют минералы сульфатной и галогенной групп.
Галогенная группа калийных минералов выделяется по присутствию галогенных элементов – хлора или фтора. Среди них бывают чисто калийно-хлоридные, например минерал сильвин (KCl), либо в них присутствуют также магний или кальций, реже железо, марганец и медь. В залежах калийных солей наряду с сильвином широко распространен калийно-магниево-хлоридный минерал – карналлит (KCl . MgCl2 . 6H2O). В составе галогенной группы имеются смешанные минералы: хлоридно-сульфатный калийный минерал – каинит (KCl . MgSO4 . 3H2O) и хлоридно-сульфатно-содовый минерал – ганксит (KCl . 2Na2CO3 . 9Na2SО4).