ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Генезис – происхождение соли. Соляные купола

Крупные отложения пластовой каменной соли, так же как гипсово-ангидритовые осадки, сформировались в полуизолированных постепенно опускающихся бассейнах в аридных условиях, при которых испарение доминировало над атмосферными осадками и притоками воды из рек. Это положение представляется твердо установленным1. Но, помимо такого самого общего вывода, существует масса невыясненных вопросов.

Почему, например, в некоторых эвапоритовых отложениях, в частности в формации Кастайл (верхняя пермь) Дела- вэрского бассейна в западном Техасе, гипсово-ангидритовые осадки преобладают над солью, тогда как в других случаях, в частности в формации Салайна Мичиганского бассейна, наоборот, соль резко доминирует над гипсом? Был ли состав силурийской и пермской морской воды таким же, как в современных морях, и какую ценность имеют последние для сравнительных наблюдений по солеосаждению? Как понимать покров соли мощностью 1 тыс.'футов, развитый на территории с площадью крупного штата?

Решение этих и других связанных с ними вопросов имеет огромное значение для развития наших знаний о геологиче» ской истории в целом. Пока эти вопросы не имеют серьезного прикладного значения, так как запасы соли, пригодные для эксплуатации, настолько велики, что нет необходимости в знании деталей происхождения соли, чтобы ориентировать поиски и разведки. Совершенно иное положение имеет место в отношении гипса, происхождение которого представляет непосредственный прикладной интерес (стр. 305). В связи с этим в настоящей книге нецелесообразно продолжать обсуждение

данной проблемы. Читатель, интересующийся сложными и увлекательными проблемами происхождения соли, отсылается к статьям Крумбейна (Krumbein, 1951), Скрётона (Scru- ton, 1953) и Слосса (Sloss, 1953), а особенно к превосходному исследованию генезиса каменной соли формации Салайна в штате Мичиган Делвигом (Dellwig, 1955).

Соляные купола

Около 30% добычи соли в США связано с эксплуатацией соляных куполов на побережье Мексиканского залива, главным образом в пределах Луизианы и Техаса. Соляные купола представляют собой огромные колонкообразные и столбчатые тела соли, внедрившиеся снизу в почти горизонтально залегающую осадочную толщу ( 6.9). Известно более 225 соляных куполов. Площадь их поперечного сечения колеблется от 100 акров до нескольких квадратных миль и в среднем составляет несколько меньше 1 кв. мили. Вертикальная про-» тяженность от вершины до основания колеблется от 15 тыс.  футов до 35 тыс. футов и более (предположительно). На острове Эйвери, Луизиана, вершина купола находится в 12 футах выше уровня моря, но известны и различные глубже расположенные вершины, например, на 13 958 футов ниже уровня моря у купола, близ Лафитта в юго-западной части Нового Орлеана (Taylor, 1955, стр. 539). Примерно в 150 куполах, получивших название мелких, соль залегает на глубине менее 3 тыс. футов от поверхности.

На вершине большинства куполов, непосредственно на каменной соли, залегает так называемый кепрок, состоящий из ангидрита, перекрытого гипсом и загрязненными известняками. Мощность кепрока колеблется от первых футов до 1 тыс. футов и более.

С соляными куполами в целом связаны три полезных ископаемых. Во-первых, со многими из них ассоциируют скопления нефти или газа, накапливающиеся в порах песчаников на крыльях куполов, кавернах известняков кепрока или в куполообразно приподнятой налегающей толще. При интенсивном глубоком бурении на нефть были получены многие данные, помогающие представить историю формирования соляных куполов; геологи-нефтяники внесли крупный вклад в развитие знаний об этом своеобразном геологическом явлении. Во-вторых, основные месторождения серы в США приурочены к загрязненным известнякам кепрока; этот вопрос детальнее рассматривается на стр. 588—593. И, наконец, сама по себе каменная соль представляет собой минеральное сырье большой ценности. (Принципиальная возможность добычи четвертого полезного ископаемого — гипса — за счет разработки кепрока пока представляется экономически нецелесообразной.)

Полагают, что соляные штоки поднялись из мощного широко развитого горизонта каменной соли Лауанн, который в настоящее время залегает на глубине 35—40 тыс. футов ниже уровня прибрежной равнины. Этот горизонт предположительно относят к перми. По поводу происхождения этой соли Хабаути и Хардин (Halbouty, Hardin, 1956) предложили простую концепцию. 1. В течение части позднепермского вре« мени Делавэрский бассейн западной части штата Техас и юго-восточной части штата Нью-Мексико был непосредственно связан с Лауаннским бассейном. 2. Рассолы перемещались в восточном направлении из первого бассейна во второй. 3. В процессе этого движения сульфат кальция выпадал в Делавэрском бассейне в виде отложений ангидрита формации Кастайл, а в Лауаннском бассейне из тех же рассолов выпадала соль, сформировавшая одноименный горизонт.

После того как соль была погребена под илами и песками, она во многих местах начала выдавливаться вверх в перекрывающую толщу. Причины локализации главных соляных штоков неизвестны; это могли быть изначальные неправильности в кровле пласта соли и наличие на глубине складок илй разрывных нарушений, создавших ослабленные зоны или участки в вышележащей толще. Движение соли происходило посредством пластического течения в твердом состоянии подобно тому, как перемещается ледник или мрамор в складках течения (стр. 120). Наиболее убедительные обоснования подобной концепции получены при изучении признаков течения, наблюдающихся в нескольких соляных рудниках, особенно у Гранд-Салайна, Техас, и на острове Джефферсон, Луизиана (Balk, 1949, 1953). Восходящее движение соли в штоке, по-видимому, носило пульсационный характер, и периоды внедрения чередовались с периодами покоя. Движущей силой для такого внедрения, вероятно, была статистическая нагрузка вышележащих осадков.

Удельный вес каменной соли 2,19, тогда как в одном случае во вмещающей толще на вертикальном интервале 1750 футов все породы имели большие дельные веса, достигающие на большой глубине 2,8 (Hal- outy, Hardin, 1956, стр. 743). Таким образом, в качестве причины движения соли выступает'и ее относительная легкость (всплываемость).

Каменная соль состоит из серого и голубоватого агрегата кристаллов галита со средним диаметром XU—7г дюйма. Неизменно присутствуют более темные полосы шириной от долей дюйма до нескольких дюймов, вероятно отражающие поверхность напластования.

Они круто наклонены или смяты в мелкие складки. Главный минерал этих темных полос ангидрит, фактически составляющий 99% нерастворимого в воде оТггатка соли. В незначительных количествах присутствуют и многие другие минералы, в том числе доломит, .кальцит, кварц и пирит. Становление соляных куполов посредством пластического течения в твердом состоянии подтверждается присутствием в соли обломков песчаника, глинистого сланца, ангидрита и доломита.

В Луизиане, Техасе и Миссисипи соль извлекается посредством получения искусственных рассолов^ В Луизиане действуют соляные рудники на трех куполах Пяти островов, расположенных близ побережья в южной половине центральной части штата, а также подле Уинфилда в северной половине центральной части штата. В Техасе действуют три рудника: у'Гранд-Салайн, приблизительно в 60 милях восточнее Далласа й около Хокли. в 32 милях к северо-западу от Хьюстона