В сучасних умовах головними джерелами соленакопле - ня в СРСР є соляні озера. Під впливом зовнішніх
факторів в них безперервно протікають постійні, періодичні та циклічні процеси, спрямовані в бік досягнення рав-новесних состояній8. Постійні процеси викликаються впливів-ністю середовища на озерний розсіл, яке веде до односторонньо направленого поступової зміни його хімічного складу. Такі процеси називаються процесами метаморфизации Рассо-лов; вони супроводжуються утворенням, постійних осадових відкладень - малорозчинних продуктів метаморфизации: СаСОз, MgC03, CaMg (C03) 2, CaS04 • 2Н20 і ін. Періодичні процеси обумовлені багаторічними коливаннями клімату, а циклічні - зміною кліматичних факторів протягом року. Під впливав-ням цих процесів утворюються періодичні тверді фази - легкорозчинні солі. Періодичні процеси побічно відпрацьовано-жаются і на метаморфизации.
Природні води, в тому числі і води озер, по концентрації містяться в них розчинених речовин (в мас.%) Діляться на три групи: прісні - менше 0,1, солонуваті - від 0,1 до 3,5 і солоні або соляні - більше 3,5. Вода соляних озер називається ропою, або розсолом. Так називають і рідку фазу соляних сі-стем.
За хімічним складом води соляних озер, як і інші мі-нералізованние води, поділяються на три основні типи: карбо-кімнатній, сульфатний і хлорідний9. Належність озерного рас-твора до того чи іншого типу визначається відносним содер-жанием в ньому головних іонів: СО. Г, НСОз, ЕОГ, СГ, Са2 +, Mg2 + і Na +. Вона встановлюється за так званим коефіцієнтам метаморфизации Км - характерним відносинам концентрацій (в%) головних солей в розчині. Зміна коефіцієнтів мета-морфізаціі по пори року (зменшення і зростання) повторювали ряется циклічно протягом багатьох років (річні цикли). Изме-ня величини коефіцієнтів метаморфизации в річному циклі є наслідком зміни температури і складу ропи, а зміни за тривалі періоди часу обумовлюються воздей-наслідком материка на харчування водойми, впливом донних відкладень, а також біологічними процесами 10.
Як коефіцієнтів метаморфизации користуються следую-
Na2C03 + NaHC03 Na2S04 MgS04 MgCl2 ські відносинами: -, т СГЛ; пор. ; # 9632 ;. 5
Na2S04 MgS04 MgCl2 СаС12
Рокіх межах - від 0 до оо; для цих озер Ки = = ® °> так
Озера карбонатного типу ( «содові» озера) містять в якост-стве основних компонентів Na2C03, NaHC03, Na2S04 і NaCl; вони характеризуються величиною коефіцієнта метаморфизации
# 9632; Км = ---- NaSO ------ 'значення якого може змінюватися в ши-рокіх межах - від 0 до оо; дл як MgS04 в них не міститься.
Озера сульфатного типу, в яких головними компонентами є сульфати і хлориди натрію і магнію, поділяються на два підтипи: сульфатнонатріевий і сульфатномагніевий (хлор - магнієвий). Перший з них не містить MgCl2 і характеризується
Коефіцієнтом метаморфизации 0 <"щщ1 <здесь =
Na2S04 _ a характерний для цього випадку коефіцієнт мета-
= Оо. Другий містить MgCl2, але не містить Na2S04, тому Na2SO ^ MgS04
Морфізаціі - ^ f ^ 4. званий коефіцієнтом Курнакова11 КиК,
Змінюється в межах 0 Для озер хлоридного типу, що не містять сульфатів натрію і магнію. КМК = 0; для них характерним коефіцієнтом є л ^ MgCb За величиною коефіцієнта Курнакова соляні озера ділять так-же на озера першого і другого класу. Для океанської води КМК = 0,7. Соляні озера, в яких км до <0,7 (от 0,7 до 0) от-носят к первому (морскому) классу; бессульфатные озера, для ко - ' торых Кмк = 0, относят ко второму классу. При такой классифи-кации к сульфатным озерам относят те, в которых Кык> 0,7. Головними серед багатьох природних явищ, що призводять до ме-таморфізаціі розсолів, є: 1) взаємодія компонентів двох розсолів при їх смішити-ванні з утворенням опадів; 2) іонообмінні процеси, що протікають за участю кол-лоідних частинок мулових відкладень, які накопичуються на дні озер в результаті руйнування навколишніх грунтів і гірських порід; 3) біохімічні процеси, що протікають за участю мікро-організмів в розсолах і мулі, що містять органічні ре-ства. Розглянемо як приклади деякі шляхи метаморфизов-ції. Прісні води. живлять озеро, несуть в нього Са (НС03) 2, об-разующійся при вилуговуванні вапняних порід за участю повітря. Взаємодія бікарбонату кальцію з сульфатом магнію MgS04 + 2Ca (HC03) 2 CaS04 • 2Н20 + CaMg (C03) 2 + 2С02 призводить до зменшення вмісту в ропі MgS04 і може поні-зить коефіцієнт метаморфизации до нуля, - озеро ста-ні беесульфатним. Подальшу взаємодію бікарбонату Кальцію з хлоридом магнію MgCl2 + 2Са (НС03) 2 + = t CaMg (C03) s + CaClil + 2H20 + 2C0I Призводить до появи в розсолі СаС1г. Таким чином здійснюва-ляется поступовий перехід озер з сульфатних в хлоридні з од-ночасно освітою осадових порід. Харчування ж озера морського типу річковою водою, що містить сульфат натрію, приво- Дит до збільшення відносини "MgCl2. Т. Е. До перетворення озера Напрямок процесів - метаморфизации залежить і від кліматичних умов. У сухому кліматі происхо-дит поступова зміна типу розсолу від карбонат-ного до сульфатному і потім до хлоридного, - це прямий або нормальний шлях мета-морфізаціі; у вологому кліматі процес метамор-фізаціі йде в зворотному напрямку (рис. 2) ". Для характеристики змісту в озерах інших, не основних елементів - калію, брому, бору та ін. - користуються коефіцієнтом-тами, що показують ставлення концентрації цих елементів (іонів або солей) до концентрації однієї із_ основних солей або Суми всіх солей (2Солея.%), Наприклад - (множення на 10я виробляють, щоб оперувати з цілими числами). При зна-ве змісті К +, Вг_ і інших елементів озеро відпо-відно називають калійним, бромні. Так, озера, в яких КС1 • 103. __ КС1 • 10 ^. - = -----> 20 і. г> 1, називають хлоркаліевимі. Мал. 2. Схема основних типів природних розсолів і шляхів їх метаморфизации. За співвідношенням містяться в озері рідкої і твердих фаз розрізняють рапниє, сухі і Підпесочне озера. Рапниє озера зберігають протягом усього року 'поверхневий шар ропи, покриття-вающий ілісТбе дно або донні відкладення солей; порядок наплив -. стованія солей в цих відкладеннях відповідає послідовник-ності їх політермічні кристалізації, внаслідок чого в верх-них шарах виявляються найбільш розчинні солі12. У сухих озерах рівень ропи знаходиться нижче оголеної поверхні донних відкладень, - вона покривається невеликим шаром ропи
Лише у вологий період року. У Підпесочне озерах рівень дон-ної ропи протягом всього року значно нижче поверхні твер-дих сольових відкладень, яка зазвичай покрита шаром наносів (піску і ін.); ця стадія існування соляного озера предше-ствует переходу в соляну поклад. У сухих і Підпесочне озерах нижні шари соляних відкладень можуть містити більш рас-які чинить солі, ніж верхні.
Шар солі, викристалізувалося в озері протягом визна-ленного періоду року, відповідного за кліматичними усло-виям коші цієї солі (наприклад, Галіт влітку або мірабіліту взимку), називається новосадкой13. Шар новосадкі може частково або повністю розчинятися протягом цього ж року в сезон, сле-дме за садочної, коли ропа озера знову виявиться ненасить-щенной цією сіллю. Сіль, що залишилася нерозчиненої протягом річного циклу, шар якої зберігся в донному відкладенні, називається старосадкой. Вона з'являється, коли донна ропа до-Стігала насичення. Відкладення старосадкі характеризуються слоіс-тостью, відповідної річним циклам її освіти. Під шаром старосадкі утворюється коренева сіль, з'являється в ре-док вторинних процесів перекристалізації. Коренева сіль може бути представлена мінералами, що утворилися при взаємодії старосадкі з донної ропою в результаті зради-ня її складу, температури і ін. Коренева сіль (соляної підлогу) може складатися з Галіт, епсоміта, астраханіта, глауберіта і мірабіліту. Вона відіграє велику роль як регулятор насичення рапьг і садки солей. У період вологого літа в озерах без корені-виття солі ропа може сильно обвідного з припиненням садки - насичення ропи і садка солі відбудеться лише в наступному посушливому сезоні. Це порушує рівномірну роботу про-думок.
Озера, в яких відкладення солей представлені тільки перио--діческі утворюється і розчиняється новосадкой, називаються, самосадочная. Озера ж, мають, крім новосадкі, відкладення старосадкі і кореневі, називаються кореневими.
У тих озерах, в яких при утворенні новосадкі ропа вухо-дит під рівень солі, її випаровування триває шляхом капіляр-ного підняття на поверхню новосадкі, хоча воно і відбувається в цьому випадку в 100-200 разів менше інтенсивно, ніж з відкритою по-поверхні озера 14.
При садінні солей в озерах має місце захоплення інших солей, щодо яких розчин не насичений. При садінні Галіт ко-личество захоплюємося солей менше, ніж при садінні інших солей. При спільному освіті льоду і коші солей лід захоплює близько 30-40% виділилися солей, а інша їх частина обра-зует донні відкладення. У зимових умовах в озерах Забайкалля і Якутській АРСР, а також в Північному Льодовитому океані
Утворюються соляні вицвіти на льду- «гуджір», або «крижані квіти». Це пояснюється збільшенням обсягу при замерзаніі1Б.
Об'єктами промислової експлуатації є як тверді Озерні відкладення, так і ропа - поверхнева, а в сухих озерах подкорковая, звана також межкрістальной.
Вивчення явищ метаморфизации розсолів і законів солена - копления не тільки полегшує пошуки природних сольових покладів, але відкриває можливість інтенсифікувати повільні есте недержавні процеси, прискорювати виділення з природних розчинів корисних мінералів, штучно створюючи їх родовища. Такі методи засновані, наприклад, на перекачування розсолів потужними насосами з одного озера в інше (з розсолом іншого складу) або розсолів з декількох озер в одну улоговину, найбільш ви-придатно розташовану для промислової розробки сольових від-пропозицій, що утворилися при такому штучному зливання при -родних розсолів.