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.