Подземные склады солей

Здесь пойдет речь о скоплениях в недрах земли растворимых в воде минеральных солей. Соляные породы состоят из галоидных и сернокислых соединений натрия, калия и магния. Это каменная соль (NaCl), гипс (CaSO₄×2H₂O), ангидрит (CaSO₄) и другие. Поскольку они легко растворимы в воде, на первый взгляд трудно представить, как соли сохранились в течение огромных промежутков времени в сотни миллионов лет.

Минеральные соли образуются в строго определенных условиях, а именно, в сухом и жарком климате при испарении концентрированных растворов. В какой-то момент растворы становились пересыщенными и тогда из них друг за другом выпадали соли. При испарении морской воды минералы кристаллизуются в следующем порядке: сначала выделяются карбонаты, затем гипс и ангидрит, потом каменная соль вместе с сернокислым кальцием и магнием, и в последнюю очередь - хлориды калия и магния.

Чтобы возникло соляное месторождение, необходимо испарить огромное количество воды. Подсчитано, что для образования трехметрового пласта гипса нужно испарить толщу морской воды 1200 м. В море концентрация солей недостаточна для кристаллизации и поэтому соли не выпадают в осадок. Они выделяются в лагунах - обособленных от моря мелководных водоемах. В условиях засушливого климата вода быстро испаряется и концентрация солей в лагуне возрастает. Потеря воды восполняется ее постоянным притоком через песчаный вал. Соли выпадают в основном зимой, так как низкие температуры способствуют пересыщению раствора.

Для образования соляных месторождений нужны не только подходящие климатические и географические условия, но и соответствующие геологические. Месторождение возникает только тогда, когда дно лагуны постепенно опускается и накапливается мощная соленосная толща. Но образовавшаяся толща должна быть еще перекрыта не пропускающими воду горными породами, своего рода "крышей", предохраняющей ее от растворения. Сочетание всех этих условий - редкий случай, поэтому до нашего времени сохранилась только небольшая часть соляных богатств прошлого.

Из минеральных солей наиболее известна каменная соль. Она бывает водяно-прозрачной, желтой, розовой, красной, голубой, серой; часто образует сплошные зернистые массы, а иногда и красивые сростки кристаллов. Каменная соль не очень твердая, блеск у нее стеклянный.

У каменной соли есть одно удивительное свойство. Хотя она твердая и образует кристаллы, но под большим давлением этот материал течет. Более полувека назад известные ученые Н. С. Курнаков и С. П. Жемчужный поместили соль в металлический цилиндр и, сжимая, продавили ее, словно смолу, через небольшое круглое отверстие внизу прибора. Давление, при котором соль проходила через отверстие диаметром 2,86 мм при диаметре поршня 8,66 мм, было равно 7200 кг на 1 см². Вытекала соль со скоростью 0,00037 см/сек.

Пластичность каменной соли под давлением в сочетании с ее меньшим удельным весом (2,13) по сравнению с окружающими обломочными породами (в среднем 2,30) ведет к любопытнейшим явлениям в земной коре. Каменная соль под давлением мощных толщ горных пород становится пластичной и как более легкая постепенно всплывает, образуя соляные вздутия, штоки и валы. Такие приподнятые скопления каменной соли получили общее название соляных куполов. Соляные купола образуются там, где в недрах земли залегают соляные толщи. Когда сминается земная кора, вместе с ней сминаются в складки и соляные толщи. С течением времени купол растет все выше и иногда выходит на поверхность. В нашей стране соляные купола широко распространены в междуречье Урала и Эмбы, на Украине - в Предкарпатье и Полтавской области. Рост соляных куполов идет медленно и растягивается на несколько геологических периодов, т. е. отрезки времени в 150-200 млн. лет.

В местах, где на глубине находятся залежи каменной соли, иногда случаются провалы. Причина их - легкая растворимость соли. Подземные воды оставляют после себя пустоты и пещеры, после обрушения кровли которых образуются глубокие воронки (рис. 13). В этих неожиданно возникающих провалах исчезают дома и дороги, цветущие сады.

Рис. 13. Провал над размытой в глубине каменной солью. Солотвино, Закарпатская область

На человека, впервые увидевшего соляной карст, сильное впечатление производят блестящие, словно покрытые лаком, соляные утесы, кратерообразные котловины, соляные сталактитовые пещеры. Особенно поражают пещеры, на дне которых журчат соленые ручьи с бурными каскадами водопадов. Потолки и полы таких пещер часто украшены натеками причудливой формы.

Подземные разработки каменной соли в Артемовске и Солотвино (Украина), Илецке (Прикамье) и в других местах представляют собой громадные камеры и галереи длиной в десятки километров. В Величке (Польша) в толще каменной соли находится музей - настоящий город, состоящий из множества улиц, площадей, церквей и часовен.

Легкая растворимость каменной соли давно используется человеком. Подавая воду в недра через буровые скважины, растворяют соль и получают рассолы, необходимые соляной и химической промышленности. Возникающие искусственные подземные полости можно использовать для хранения нефтепродуктов. А в Артемовске заброшенные соляные шахты, где температура всегда одинакова, используют как овощехранилища. В них на зиму закладывают тысячи тонн помидоров, огурцов и капусты.

Каменная соль - не только необходимый пищевой продукт, но и важное сырье для химических заводов, вырабатывающих соду, соляную кислоту и хлор.

Гипс встречается в виде мелкозернистых или плотных просвечивающих масс снежно-белого, серого, желтого и других цветов. Отдельные кристаллы, встречающиеся, например, в глинах, бесцветны, и прозрачны как стекло. Селенит - волокнистая разновидность гипса с красивым шелковистым отливом.

Гипс мягкий, легко царапается ногтем. Он широко используется для получения вяжущих материалов. Для этого применяют жженый гипс, предварительно нагретый до 120-180° и потерявший часть воды. Смешиваясь с водой, он поглощает влагу и быстро затвердевает, превращаясь в прочную массу. Поэтому жженый гипс издавна применяется для получения отливок в штукатурных работах, а также в хирургии. Обычный гипс применяется в бумажной промышленности как наполнитель для изготовления лучших сортов писчей бумаги. Нужен гипс и сельскому хозяйству для улучшения солонцеватых почв.

Алебастр (так называют мелкозернистый гипс) нежно-желтого цвета просвечивает, его украшает изящный узор причудливых жилок и неясно очерченных пятен, придающий особую красоту изделиям из этого недорогого камня. Особенно его широко применяли в архитектуре и скульптуре Ассирии. Из него высекали крупные фигуры богов и царей, колоссальных львов и крылатых быков с человеческими головами.