Образование каменной соли, гипса и ангидрита

Механическое осаждение происходит в море в широких размерах; наоборот, выделение минеральных частей химическим путем (выкристаллизовывание) здесь чрезвычайно ограничено; при исследовании глубоководных частей океана, произведенном в последнее время, не было нигде найдено кристаллических осадков.

Как известно, морская вода весьма богата солями; в 1 килограмме ее содержится больше 34 граммов твердых веществ (в среднем 34,77 грамма); количество отдельных солей следующее:

Повареной соли (хлористого натрия) . . 27,18 Хлористого калия              0,61

Хлористого магния              3,35 Бромистого магния              0,05

Сернокислого магния              2,27 Двууглекислой извести              0,04

Сернокислого кальция (гипса)              1,27              Итого .... 34,77

Кроме того, в воде морей найдены следы некоторых других веществ.

При известных условиях возможны незначительные уклонения от этого среднего состава; у устьев рек легкая пресная вода трудно смешивается с соленой

морской водой и на огромном протяжении плывет по поверхности моря; вследствие этого содержание солей в верхнем слое воды понижается. Подобное явление происходит у полюсов, где огромные массы воды, образующейся от таяния льдов, расжижают верхний слой морской воды. Наоборот, в теплых странах вода усиленно испаряется на поверхности и потому обогащается солями. Но в общем все эти уклонения незначительны, и морская вода на всем протяжении океана обладает приблизительно одинаковым составом: причина этого явления кроется в непрерывной диффузии, которая сглаживает местные различия.

Значительные уклонения должны наблюдаться во внутренних морях, которые соединяются с океаном, посредством узких проливов: таковы, напр., Балтийское море, Черное море, Красное море и др.

Если бы испарилась вся морская вода, то из нее выделились бы огромные массы солей; они образовали бы на протяжении всего дна океана пласт до 100 метров мощностью. Но даже при таком значительном содержании солей, какое наблюдается в Красном море, невозможно непосредственное выделение их; наоборот морская вода способна растворять еще гораздо большее количество твердых веществ. Образование химических осадков в океане невозможно, но вблизи берегов в небольших закрытых заливах часто имеются налицо условия, благоприятствующие этому процессу. Уцильо (Uziglio) произвел чрезвычайно важные опыты, которые показывают, как происходит выделение осадков при испарении морской воды: он постепенно испарял в своей лаборатории воду Средиземного моря и определял порядок выкри- сталлизовывания солей. Прежде всего, выделялись незначительные количества окиси железа, затем углекислый кальций и углекислый магний; когда количество жидкости сократилось до 4/5 первоначального объема, выделялся гипс и остатки углекислого кальция, затем еще незначительные количества гипса, главная масса поваренной соли с небольшой примесью хлористого магния, бромистый натрий и сернокислый магний. На этом опыт был прерван: остался маточный раствор, который заключал лишь 7б2 первоначального объема воды: в нем содержались У5 всего количества солей; углекислый кальций и гипс выделились почти вполне, поваренная соль осталась в количестве Уз; наконец, остальные легко растворимые вещества (хлористый магний, хлористый калий, бромистый натрий, сернокислый магний) выделились только в незначительной степени.

Опыт этот дает несколько исключительные результаты, так как материалом для него служила вода Средиземного моря, очень богатая известью; поэтому прежде всего и выделялся углекислый кальций; наоборот опыты Бишофа с обыкновенной морской водой показали, что сначала выделяется гипс и уже значительно позднее углекислый кальций. Пренебрегая этим уклонением, мы можем ожидать,

что и в природе произойдут явления, которые наблюдал Уцильо в своей лаборатории, если вследствие тех или иных причин бухта будет отрезана от моря и не получая притока пресных вод, станет постепенно усыхать: соли выделятся в вышеуказанном порядке и при известных благоприятных условиях могут сохраниться до следующих геологических периодов.

Однако этим путем выделяется немного соли и происхождение огромных залежей этого вещества остается необьясненным. Стоит только припомнить те поразительные результаты, к которым привели исследование соляных богатств северной Германии. Шперенбергская буровая скважина, близ Берлина, прорезала пласт соли в 1182 метра мощностью и не достигла подстилающей его породы; очевидно, что такие громадные массы этого вещества не могли выделиться при испарении воды на незначительной части моря. В своих исследованиях Каспийского моря К. Бер отметил любопытные явления, которые показывают нам, как могут накопляться b природе мощные залежи соли. У восточного берега Каспийского моря находится обширная бухта Кара-Бугаз: она достигает 3000 морских миль в ширину и отделяется от моря длинной «пересыпью», которая прорезывается узким и мелководным проливом. В Кара-Бугаз не впадает ни одной реки и кругом лежит безводная степь. Сухие ветры, пролетающие над поверхностью земли, вызывают быстрое испарение воды, и если бы убыль ее не пополнялась притоком из Каспийского моря, то Кара-Бугаз давно бы высох. Прибывающая вода испаряется в заливе и оставляет здесь свою соль; вследствие этого в Кара-Бугазе содержится 29,5 процентов солей (295 грамм в 1 килограмме), и на дне его происходит непрерывное выделение каменной соли и гипса.

Таким образом, при известных условиях может происходить выделение из морской воды химических осадков. Известняки образуются этим путем в весьма ограниченной степени; наоборот сернокислый кальций выделяется в обильных количествах, иногда в соединении с водой (гипс), иногда без нее (ангидрит). Чистый гипс представляет кристаллическую массу в большинстве случаев белого цвета и обладает зернистым или волокнистым строением; очень часто он содержит посторонние примеси. Он настолько мягок, что легко царапается ногтем; этим гипс отличается от более твердого и более тяжелого ангидрита. Нет ни малейшего сомнения, что обе породы выделились главным образом из морской воды, но в настоящую минуту чрезвычайно трудно выяснить, при каких условиях образуется гипс и при каких—ангидрит. Можно с большой вероятностью предположить, что последняя из этих пород требует для своего образования значительного давления и сильной концентрации хлористого натрия, другими словами, она может выделяться только на известной глубине; к окончательному выводу можно прийти только экспериментальным путем, но до сих пор достигнуть этого еще не удалось.

Непосредственно на дневной поверхности ангидрит почти не встречается: вместо него мы находим здесь гипс; но если мощные залежи последнего проследить в глубину, то нередко оказывается, что там залегает уже ангидрит. Отсюда ясно, что ангидрит при доступе к нему воды превращается в гипс (см. стр. 388 и 492).

Каменная соль встречается в природе значительно реже гипса и ангидриту: причина этого кроется в ее легкой растворимости.

Зажвы, отделенные от моря узкой пересыпью, которая, однако, не заграждает пути морской воде, даж начало большинству громадных залежей каменной соли. Однако, образование химических осадков может происходить и при иных условиях, хотя и в очень ограниченных размерах. Как известно, все ключи и реки содержат в растворе минеральные вещества, состав которых подлежит чрезвычайно большим колебаниям. Каждая река и ручей изменяют свой минеральный состав в зависимости от времени года: присутствие в них тех иж иных веществ зависит от свойств горных пород той местности, откуда они получают свое питание. Среди всех солей, почти постоянно присутствующих в речной воде, первое место нужно отвести углекислому кальцию [§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§]; кроме того, в незначительных количествах присутствуют и другие сож, а именно: сернокислый кальций, хлористый натрий, хлористый калий, сернокислый натрий, сернокислый магний и др.

В воде некоторых рек растворены огромные количества углекислого кальция: так, например, реки, вытекающие из богатой известняками Юры, содержат более 20 частей этого вещества в 100,000 частей воды; наоборот, Мэлль у Хейж- генблюта в Каринтии не содержит и одной части углекислого кажя, а Эц у Бента в Тироле—только х[2 части в 100,000 частей воды; обе эти реки вытекают из гор, образованных кристаллическими сланцами. Окрестности р. Иордана богаты хлористым натрием и другими легкорастворимыми солями; огромные количества этих веществ мы находим и в водах реки.

Если река впадает в озеро, имеющее сток, то она оставляет здесь все твердые части, которые были механически взвешены в ее воде; что же касается минерального состава последней, то он не испытывает существенных изменений. Иное наблюдаем мы в тех внутренних озерах, которые лежат в жарких областях и в которых испаряется вся вода, доставляемая реками. Такими озерами, не изливающими в море своей воды, заняты значительные части земной поверхности (см. рис. 350); первое место следует отвести огромной области, прости-

Рис. 354. Соляное озеро Дариача в Западной Персии

рающейся от восточных окраин Европы через всю Азию почти до Великого океана; на западе этого обширного пояса располагается Каспийское море, в которое впадают величайшая из европейских рек Волга, р. Урал, Терек, Кура, Атрек и др. К югу отсюда располагается Персидское плоскогорье, весьма бедное атмосферными осадками, которые собираются также в замкнутых озерах; к востоку от Каспийского моря лежит Аральское озеро; далее следует озеро Балкаш, оз. Лоб-Нор в пустыне Гоби, целый ряд озер в Монголии, Тибете и Иране; только на крайнем востоке мы находим обширные реки Амур, Хуан-хэ и Ян- тзе-Кианг. Нигде в другом месте земной поверхности не встречается такой обширной области замкнутых озер: значительная часть Сирии и Аравии, почти вся северо-африканская пустыня не изливают своих вод в моря, но большинство этих стран так бедно атмосферными осадками, что мы находим в них только одинокие озера (оз. Чад, высыхающие озера Сахары и Мертвое море). Обширные

области, не имеющие соединения с морем, лежат внутри Австралии и в западной части Северной Америки, между Сиеррой-Невадой и горами Уасач (см. рис. 355); в последней из этих областей, в штате Утах, мы находим знаменитое Соляное озеро, на берегу которого стоит город Мормонов; кроме того, здесь известен целый ряд небольших озер.

Все замкнутые озера содержат в своей воде более или менее значительные количества поваренной соли. Даже в тех случаях, когда реки приносят немного минеральных веществ, в озерах происходит непрерывная концентрация солей: вся притекающая вода испаряется, а вещества, содержавшиеся в ней, остаются в озере; так как этот процесс длится в течение многих тысяч лет, то происходит огромное накопление солей, и последние начинают выкристаллизовываться.

Рис. 355. Лишенное стоков озеро Лаль и гора Агассиса в Северной Америке (по Кларепсу Кингу)

Углекислый кальций, присутствующий в воде всех рек, выделяется прежде всего; количество остальных веществ все более повышается, и, наконец, происходит выделение даже легкорастворимых солей, каковы хлористый натрий, серно-кислый магний (горькая соль), углекислый натрий (сода) и бура; особенно быстро совершается выкристаллизовывание, если и реки, впадающие в озеро, содержат в своих водах значительное количество солей; примером таких озер могут служить Мертвое море и соляные озера Астраханской губернии.

Вода морей, как мы видели, обладает поразительным однообразием состава; наоборот, в замкнутых озерах не только меняется концентрация, но также и химический состав растворенных тел. Присутствие в их воде тех или иных солей зависит от химических свойств горных пород, за счет которых реки обогащаются минеральными веществами. С течением времени озера могут дать начало залежам разнообразных солей, но, за редкими исключениями, последние достигают лишь незначительной мощности. В некоторых из озер добываются огромные количества солей, а потому значение их в промышленности очень велико; так, например, Эльтонское озеро дает ежегодно около 6 миллионов пудов поваренной соли, и приблизительно такое же количество этого вещества добывается в соседнем Баскунчакском озере. Общее количество соли, добываемой ежегодно в Астраханской губ., достигает 15 миллионов пудов; однако, несмотря на такую

производительность, рассматриваемые озера с геологической точки зрения слишком незначительны, особенно если сравнить их с огромными массами соли, относящимися к прежним периодам [***************************].

Замечательный и во многих отношениях своеобразный пример замкнутого озера представляет Мертвое море в Палестине. Вся долина Иордана, впадина Мертвого моря и, наконец, залив Акаба,—все это представляет одну огромную сбросовую впадину; наиболее глубокую часть последней занимает Мертвое море, уровень которого лежит на 390 м ниже уровня Средиземного моря; эта местность одна из самых глубоких низменностей на всем земном шаре. Несмотря на это, Мертвое море достигает 360 м в глубину; таким образом здесь имеются налицо благоприятные условия для образования мощных залежей соли. Количество растворенных в воде солей чрезвычайно велико, и в глубине озера концентрация раствора выше, чем на поверхности; особенно высоко содержание легкорастворимых солей, каковы хлористый калий и хлористый магний; даже содержание брома достигает здесь 7/iooo- Преобладание легкорастворимых солей показывает, что концентрация происходит здесь с давних времен и что главные массы менее растворимых веществ, каковы поваренная соль и сернокислый кальций, в значительной степени уже выделились из раствора.