ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Производство и добыча соли

В США 83% добычи соли производится в пяти штатах. Ниже эти штаты перечисляются в порядке уменьшения объемов добычи в 1957 г. и с указанием типов месторождения:

Мичиган (пластовая соль, природные рассолы)

Техас (соляные купола)

Нью-Йорк (пластовая соль)

Луизиана (соляные купола)

Огайо (пластовая соль, природные рассолы).

Кроме того, добыча соли ведется в семи других штатах, из которых наибольшее значение имеет Калифорния (выпаривание морской воды) и Канзас (пластовая соль). Суммарная добыча соли в США в 1957 г. составила 23,8 млн. коротких тонн общей стоимостью 147 млн. долл.Соль производится 89 предприятиями, из которых восемь выпускают ее в количестве более 1 млн. коротких тонн каждое. Все крупные заводы и многие мелкие предприятия контролируются объединенными химическими компаниями, которые ведут как добычу соли, так и производство из нее других видов сырья различных химических продуктов.

Пластовая соль

Мощность пластов каменной соли колеблется от первых дюймов до нескольких сот футов. Соль обычно переслаивается с ангидритом и доломитом или содержит их рассеянную примесь, в аналогичных взаимоотношениях находится х>на с глинистым материалом. Количество примесей, однако, обычно не превышает 2—3%. По простиранию в направлении к границам соленосных бассейнов пласты солей выклиниваются, будучи уничтоженными при растворении или замещенными другими фациями — ангидритами, карбонатными породами или тонкокластическими осадками. Протяженность соляных пластов иногда бывает огромной. Так, в пределах пермского бассейна на юго-западе США отложения солей развиты на площади 100 тыс. кв. миль. Предполагают также, что пермские отложения соли Лауанн, которые залегают на глубине и представляют собой источник соляных куполов побережья Мексиканского залива, развиты в прибрежных районах Техаса, Луизианы, Миссисипи и Алабамы в пределах территории 180 тыс. кв. миль. Площадь распространения силурийской каменной соли в штатах Нью-Йорк и Мичиган составляет не менее 65 тыс. кв. миль.

Таким образом, имеются огромные запасы соли; места разработки соленосных толщ прежде всего определяются близостью к рынкам потребления и глубиной залегания продуктивных горизонтов. Пермская соль юго-запада США используется в незначительных масштабах (существует лишь единственный крупный рудник в Канзасе близ северо-восточной границы соленосного бассейна). Пластовые отложения солей Лауанн не имеют практического интереса, так как залегают они слишком глубоко. С другой стороны, значительная часть соляных отложений силурийского возраста на северо-востоке США залегает близ поверхности и неподалеку от крупных рынков потребления. В связи с этими обстоятельствами пластовая соль здесь имеет важное промышленное значение.

Месторождения штата Нью-Йорк

Каменная соль в штате Нью-Йорк выявлена в пределах пояса, протягивающегося из округа Онондага в западном направлении в пределы округов Вайоминг и Дженеси до пункта, расположенного примерно в 30 милях восточнее Буффало. Соль приурочена к отложениям формации Сиракузы, входящей в группу Салайна (верхний силур); эти отложения— фациальные стратиграфические эквиваленты продуктивных гипсоносных осадков (стр. 299), но развитые в нескольких милях южнее (вниз по падению) от гипсоносного пояса. Глубина залегания соли колеблется от 500 до 2000 футов. Мощные пласты каменной соли развиты в южной половине центральной части штата Нью-Йорк и протягиваются на юг, в Пенсильванию. Однако в этом направлении быстро увеличивается глубина их залегания в связи с региональным падением толщи около 40 футов на милю и повышением рельефа на юг.

Достоверно установлено, что два выдержанных пласта гипса, прослеживающихся в штате Нью-Йорк (стр. 300), переходят вниз по падению в ангидрит, а затем в каменную соль. В направлении падения мощность этих пластов и вмещающей доломитово-глинистой толщи возрастает, и в разрезе появляются новые пласты эвапоритов. Мощность разреза соленосной толщи в буровой скважине близ Итаки составляет 470 футов; в нем присутствуют семь пластов каменной соли суммарной мощностью 248 футов (Phalen, 1919, стр. 22). Примерно в 25 милях юго-западнее, в округе Скайлер, южнее -Уоткинс-Глен, находится центр бассейна Салайна, где общая мощность пластов соли превышает 900 футов (Fettke, 1955). Разрезы буровых скважин, пройденных для получения рассолов на расстоянии в несколько сот футов одна от другой, заметно отличаются по характеру распределения соли и строению вмещающей толщи. По данным Крейдлера (Krei- dler, 1957, стр. 6), в целом мощность отдельных соляных пластов изменяется от 15 дюймов до 548 футов .

Сырая каменная соль имеет серовато-белую окраску и содержит 96—98% хлористого натрия. Главнейшие примеси представлены тонкими прослоечками глинистых сланцев, до- ломитистых известняков и ангидрита, в которых могут присутствовать небольшие количества калийных солей и углистого вещества. Вверх и вниз по разрезу пласты соли переходят в «ангидритсодержащие магнезиально-известковые илы с неправильными включениями и жилами галита» (Ailing, 1928, стр. 24). Для таких пород трудно найти подходящее название; возможно, они правильно названы некоторыми авторами соляными сланцами (salt shale). Магнезиальные известняки имеют характер «гидравлической извести» и до 1900 г. на выходах разрабатывались в качестве сырья для натурального цемента (стр. 242).

Каменная соль разрабатывается методом получения искусственных рассолов, а также и в рудниках. Одно из первых крупных полей соляных скважин расположено близ Талли примерно в 15 милях южнее Сиракуз. Длительное время ункционируют два рудника: один у озера Кейиуга севернее таки, а другой у Ретсофа в округе Ливингстон, близ западной границы соленосного пояса. На последнем, представляющем собой крупнейший соляной рудник в западном полушарии, разрабатывается пласт соли мощностью 18 футов на глубине 1063 фута. При этом вынимаются лишь средние 9— 10 футов общей мощности пласта, так как верхние и нижние части загрязнены глинистыми сланцами.

Месторождения штата Мичиган

Почти на всей территории Мичигана, южнее одноименного полуострова, развиты отложения каменной соли формации Салайна (верхний силур), сопоставляющиеся с соленосной толщей штата Нью-Йорк. Соляные отложения общей мощностью не менее 1800 футов пересечены разведочными нефтяными скважинами в центральной части Мичиганского бассейна; кровля формации Салайна находится здесь на глубине около 8000 футов от поверхности. В краевых частях бассейна мощность соленосных отложений уменьшается, но они поднимаются к земной поверхности и залегают на глубине, доступной для экономически целесообразной разработки. Более 70% добычи соли в пределах штата производится в районе округа Уэйн-Детройт, в юго-восточном углу бассейна. Здесь каменная соль залегает на глубине 1000—1500 футов.

Частично соль извлекается в виде искусственных рассолов, но главная ее масса добывается в руднике под городом Детройт, на глубине 1140 футов. Продуктивная толща сложена здесь светло-серой прозрачной солью, обычно перемежающейся с ангидритово-доломитовыми прослоями, которые отстоят друг от друга на несколько дюймов и включают примесь углистого вещестза и рассеянные зерна пирита. Многие из этих прослоев несут знаки ряби (Dellwig, 1955, стр. 99).

Разрабатывается самый верхний пласт каменной соли формации Салайна, которая в районе Детройта имеет мощность от 300 до 400 футов. Характерны резкие изменения литоло- гического состава толщи по простиранию, подобные установленным в разрезах группы Салайна в штате Нью-Йорк; эти фациальные изменения резче всего выражаются в выклинивании каменной соли в нескольких милях к югу от рудника в округе Уэйн, а также в отсутствии соленосных осадков в следующем на север округе.

Стратиграфия формации Салайна в Мичиганском бассейне обобщена Лэндсом (Landes, 1945), а происхождение соли подробно рассмотрено Делвигом (Dellwig, 1955).

Другие месторождения

В северо-восточном Огайо с 1889 г. отложения формации Салайна разрабатываются методом получения искусственных рассолов. В основном добыча производится двумя химическими концернами у Пейнсвилла северо-восточнее Кливленда и у Барбертона около Акрона. На фабрику в Пейнсвилле поступают рассолы кз двух или трех пластов каменной соли суммарной мощностью около 150 футов, залегающих на глубине 2 тыс. футов. У Барбертона разрабатываются отложения, коррелирующиеся с развитыми у Пейнсвилла, но залегающие на глубине 2750 футов ниже земной поверхности [Барбертонский концерн разрабатывает также известняки формации Колумбус (стр. 245) в качестве химического сырья]. В 1958 г. близ Пейнсвилла проходилась шахта для подземной добычи соли, а другой рудник планировался в районе Кливленда. Распространение и мощности солей формации Салайна в Огайо описаны Пеппером (Pepper, 1947).

Несколько компаний добывают каменную соль в Канзасе. Здесь отложения соли суммарной мощностью 250—400 футов связаны с формацией Веллингтон группы Самнер (пермь, ярус Леонард). Пласты солей резко выклиниваются в северном и восточном направлениях, что, вероятно, связано с процессами выщелачивания, но далеко протягиваются на юго-запад в пределы Оклахомы и Техаса. Эти соляные осадки представляют собой часть мощной пермской соленосной толщи юго- запада США, однако канзасские пласты древнее большей части отложений пермского соленосного бассейна, который выполнен серией Очоа (самые верхи перми). Частично соль добывается в Канзасе при помощи скважин, но в основном извлекается на рудниках. На руднике у Канополиса, округ Элсуэрт, эксплуатируется пласт соли мощностью 8—10 футов, залегающий на глубине 600 футов. В этом пласте соли встречаются тонкие прослойки алеврита и имеется незначительная примесь ангидрита.