КАМЕННАЯ СОЛЬ

В центральные области Европейской части СССР поваренная соль с давних времен ввозилась с Севера и Урала, где она вываривалась из морской воды и рассолов, а позже — с Нижнего Поволжья и Украины.

В настоящее время для пищевых целей используется немногим бо­лее половины всей доставляемой в центральные области поваренной соли. Вторым по величине потребителем соли является химическая про­мышленность (в самых разнообразных производствах). Основное коли­чество соли расходуется на получение едкого натра, хлора, кальцини­рованной соды, в текстильной, мыловаренной, кожевенной и других об­ластях промышленности, а также в сельском хозяйстве. Высокие темпы развития химической промышленности резко увеличили потребность областей Центра в поваренной соли. -

О соленосности пермских отложений в центральных областях было известно очень давно. Так, сведения об источниках на р. Солонице у сел. Малые Соли и Большие Соли (ныне пос. Некрасово в Ярослав­ской области) появились еще в XII в., о Солигаличских источниках.— в XIV в. Бурение многочисленных скважин подтверждало наличие ми­нерализованных вод как в верхнепермских отложениях, в которых пре­обладали сульфатные воды, так и в нижнепермских, в которых чаще встречались хлоридно-натриевые воды, иногда высокоминерализован­ные. Так, из скважины в г. Ярославле с глубины 211—216 м был полу­чен рассол с содержанием солей 96,5 г/л, из скважины в г. Иваново с глубины 260—530 м добывали рассол, содержащий 116 г/л солей. Соленые источники и сильно минерализованные воды в скважинах обычно приурочены к засоленным глинам, доломитам, толщам гипса и ангидрита.

Первые сведения о солености отложений среднего девона в цент­ральных областях были получены в 1938 г. в результате бурения в г. Москве глубоких Ордынской и Боенской скважин, а также сква­жин в районе г. Судогды и г. Шацка на Окско-Цнинском валу. В районе г. Шацка из отложений среднего девона с глубины 563—605 м получен рассол, содержащий 160 г/л солей. Из Боенской скважины с глубины 1135—1416 м получен рассол, содержащий 260 г/л, из которого на со­леваренном заводе в 1942—1944 гт. вываривалась соль.

Бурение ряда глубоких опорных скважин в 1948—1953 гг. позво­лило осветить строение и условия залегания среднедевонских отложе­ний, выявить границы распространения галогенной формации, устано­вить общее погружение ее с юго-запада на северо-восток и интенсивное прогибание участка, расположенного к юго-западу от г. Москвы, выз­вавшее интенсивное накопление галогенных осадков раннеживетского времени (нижненаровский подгоризонт, морсовская толща). Скважи­нами, пробуренными в Серпухове, Зарайске, районе Тулы и с. Сморо­динке, был вскрыт пласт каменной соли мощностью 25—62 м. Сква­жинами в городах Боровске и Зубцове, а также скважинами, про­буренными после 1960 г. в пос. Нелидово, городах Вязьме и Ярцеве, было установлено, что солеродный бассейн охватывает весьма боль­шую площадь и западнее г. Москвы. Юго-восточная часть солеродного бассейна изучена и оконтурена значительно лучше, чем северо-запад­ная, так как здесь она освещена не только отдельными скважинами, но и группами их; например, в районе Тулы пройдены скважины Новоба­совская, Яснополянская и Мясоедовская, три скважины пробурены вблизи с. Смородинки, шесть скважин у г. Новомосковска. В 1962— 1964 гг. скважинами, пройденными в районах г. Зарайска, пос. Сереб­ряные Пруды и г.

Северо-западная часть бассейна пока оконтуривается не очень от­четливо, хотя пройденные в последние годы Вяземская и Ярцевская скважины вместе с Нелидовской, Зубцовской и Боровской позволяют оконтурить обширную площадь, превышающую площадь юго-восточной части бассейна, наличие пласта соли в пределах которой не вызывает сомнений. Границы же ее из-за больших расстояний между скважинами нуждаются в уточнении.

На территории Подмосковного солеродного бассейна отложения девона представлены живетским ярусом среднего отдела, а также франским и фаменским ярусами верхнего отдела. Живетский ярус под­разделяется на пярнуский, наровский и старооскольский горизонты. В отдельных скважинах уже в пярнуском горизонте (ряжская толща) обнаружены галогенные образования. Е. Г. Буровой в разрезе Тульской скважины в цементе песчаника обнаружен галит, местами прорастаю­щий небольшие участки породы. Галит встречен также в глинах, алев­ритах и доломитах; размер кристаллов его иногда до 5 мм.

Соленосная морсовская толща, выделенная в основании наровского горизонта и согласно залегающая на отложениях пярнуского горизонта, в пределах солеродного бассейна начинается пластом галита с подчи­ненными прослоями доломита и ангидрита. Терригенных пород в пре­делах толщи, как правило, очень мало. Фациальный состав ее по пло­щади претерпевает изменения; в районе Тулы, Новомосковска и Серпу­хова в ней преобладает каменная соль, а залегающие на ней ангидрит­доломитовые породы играют подчиненную роль. В районе с.

В Подмосковном бассейне выявлен только один пласт каменной соли, залегающий на доломитово-глинистых породах. В кровле пласта на большей части площади бассейна залегают ангидриты и доломиты. Пласт соли имеет сравнительно выдержанную мощность. Наибольших значений она достигает в районе Тулы. Здесь, в Новобасовской, Мясое- довской и Яснополянской скважинах, пробуренных на расстоянии 5— 6 км одна от другой, она равна соответственно 60, 62 и 47,5 м. В распо­ложенных юго-восточнее трех скважинах у с. Смородинки, в 3—5 км одна от другой, мощность пласта равна 37; 27 и 20 м. В шести скважи­нах у Новомосковска, удаленных друг от друга на 1—2 км, мощность пласта соли изменяется от 38,6 до 44,1 м. В районе г. Зарайска в одной скважине она равна 25 м, в другой, расположенной в 14 км к югу, 19,5 м. Мощность пласта в районе пос. Серебряные Пруды 21,2 м, в районе г. Венева 36,1 м, в г. Боровске она равна 5 м и, очевидно, относится к краевой части бассейна. В северо-западной части бассейна, вблизи г. Зубцова, мощность пласта точно не установлена, в пос. Нели­дово она равна 29,6 м, в Вязьме 51,3 м и в Ярцеве 13,5 м, что также указывает на близость берега бассейна. В центральной части бассейна мощность соли пока не проверена.

Подошва пласта соли постепенно погружается в северо-восточном направлении в среднем на 3 м на протяжении 1 км. Пласт соли зале­гает на глубинах от 600 до 1100 м. Столь большая глубина залегания при сравнительно небольшой мощности предопределяет целесообраз­ность разработки его методом подземного выщелачивания через сква­жины.

Пласт каменной соли содержит несколько невыдержанных про­слоев и линз доломита и ангидрита мощностью от 0,05 до 1,0 м. Преоб­ладает крупнокристаллическая соль, бесцветная, прозрачная, с про­слоями зеленоватой, молочно-белой, темно-серой, «дымчатой» соли, в разной степени загрязненной доломитом, ангидритом, гипсом.

Пока в пределах бассейна детально разведано только одно Ново­московское месторождение каменной соли, выбор которого под раз­ведку обусловлен максимальным приближением его к потребителю. При наличии других крупных потребителей в границах бассейна могут быть выявлены и другие такие же крупные месторождения с аналогичными горнотехническими условиями и качеством соли. В связи с этим пред­ставляется целесообразным продолжать изучение Подмосковного соля­ного бассейна и особенно его менее изученной северо-западной части.

В юго-восточной части бассейна в 1960 г. подсчитано в контуре скважин на площади 7,7 тыс. км² 557 млрд, т соли. В северо-западной части бассейна можно ожидать таких же больших запасов.

Новомосковское месторождение каменной соли распо­ложено в Новомосковском районе Тульской области, в 5 км юго-запад­нее г. Новомосковска. Оно выявлено и разведано Тульской экспедицией в 1958—1960 гг.

Разведанная часть месторождения ограничивается пройденными на нем скважинами и окружающей их зоной экстраполяции.

Всего на месторождении при разведке пробурено шесть скважин, пройденных до кристаллических пород докембрия, кровля которых рас­полагается на глубине 962—990 м. Ряжская толща на месторождении представлена гравелитами, глинами, песками и песчаниками общей мощностью от 39 до 50 м. В основании морсовской толщи залегают плотные глины, трещины в которых выполнены солью красного цвета, преимущественно галитом. В одной из скважин в толще глин встре­чен прослой каменной соли мощностью 0,7 м, расположенный на 7,8 м ниже подошвы пласта каменной соли. Непосредственно в почве пласта соли залегает пласт доломита мощностью до 4,8 м с прослойками и гнездами ангидрита, с включениями галита.

Перекрывается пласт каменной соли толщей ангидрита, переслаи­вающегося с доломитом, мощностью от 5 до 13 м. Выше залегает мо- соловская толща, представленная доломитами, мергелями и известня­ками с прослоями глин, общей мощностью до 102 м.

Пласт каменной соли имеет сложное строение. Он включает боль­шое количество прослоев доломита различной мощности и единичные прослои ангидрита. Прослои доломита мощностью около 1 м встре­чены только в двух скважинах, мощностью от 5 до 25 см — в 13 слу­чаях, большинство из них по скважинам не увязывается и, очевидно, является линзами. Прослойки и линзы доломита и реже ангидрита тол­щиной от 1—2 мм до 3—4 см встречаются часто. Контакт пород кровли с пластом соли резкий, четко выраженный, волнистый. Контакт соли и пород почвы пласта волнистый, неровный, менее четкий, чем верхний. Мощность пласта каменной соли по скважинам изменяется от 38,6 до 44,1 м, что указывает на хорошую ее выдержанность в пределах ме­сторождения.

Выделяются несколько разновидностей соли, которые прослежи­ваются по всем шести скважинам. В верхней части пласта молочно-бе­лая, местами розоватая или желтоватая крупнозернистая разновидность соли с хорошо выраженными кристаллами, с мелкими гнездами и лин­зами ангидрита, прослеживающаяся в виде слоя мощностью от 1,65 до 9,15 м. От лежащего ниже слоя соли он отделяется прослоем, пред­ставляющим собой переслаивание ангидрита и доломита; этот прослой встречен в четырех скважинах, мощность его 0,25—1,15 м.

Ниже выделен слой наиболее чистой соли, представленной тремя разностями: 1) прозрачной, бесцветной, крупнокристаллической, 2) бе­лой, розовой, желтой, светло-дымчатой, 3) молочно-белой, непрозрач­ной, массивной. Эти разности объединяются в один слой по светлой окраске их и малому количеству загрязняющих примесей. Общая мощ­ность слоя 9,05—17,95 м.

Третий сверху слой соли сильно загрязнен ангидритом и доломи­том, в нем встречается соль дымчатая и белая, крупнокристалличес­кая, со значительным количеством хлопьевидных включений, нитевид­ных прожилков и линз ангидрита и доломита мощностью до 4 см, ино­гда называемая сетчатой солью, так как прожилки доломита в ней на­поминают пчелиные соты. Мощность слоя 11—22 м. В нижней части пласта выделен четвертый слой соли, серовато-зеленой, пятнистой, крупнокристаллической, мощностью от 5 до 8,2 м.

Четыре скважины из шести пробуренных на месторождении обра­зуют квадрат со стороной 1 км, одна скважина расположена в 1 км к востоку от него и одна —в 2 км к западу. Выход керна по трем сква­жинам составлял 97,90 и 89%, по двум был ниже — 81 и 79%, а по одной скважине всего 58%. Нельзя исключить полностью возможности избирательного растворения прослоев соли, обогащенных калийными или магнезиальными солями и легкорастворимыми сульфатами в ин­тервалах с пониженным выходом керна. Так, в керне скважины с наи­более низким выходом керна обнаружено повышенное по сравнению с другими скважинами содержание сульфатов натрия и магния, на от­дельных интервалах достигавшее соответственно 4,0 и 0,4%. Возможно, что в интервалах с более высоким содержанием их соль была размыта при бурении и вынесена со шламом.

По результатам химических анализов проб, отобранных из продук­тивного пласта, в соли Новомосковского месторождения содержится: хлористого натрия 73,54—98,19%, иона калия 0,005—0,17%, иона маг­ния 0,001—0,14%, иона кальция 0,17—2,49%, сульфат-иона 0,77—6,47%„ нерастворимых в воде примесей 0,05—17,14%. Содержание в соли брома определялось по пробам из одной скважины и равно 0,005—0,015%.

Среднее по месторождению содержание NaCl составляет 95,4%, иона калия 0,06%, иона магния 0,04%, иона кальция 0,92%, сульфат­иона 2,19%, нерастворимого остатка 0,86%. Пересчет ионного состава соли на ее солевой состав показывает, что в пробах соли месторожде­ния содержится: CaSO₄ 0,47—6,93%, MgSO₄ 0,0—0,4%, Na₂SO₄ 0,0— 4,0%, СаС1₂ 0,0—2,0%, MgCl₂ 0,0—0,55%, КС1 0,01—0,32%, NaCl 73,54— 98,19%, нерастворимых в воде примесей 0,05—17,42%. Средние по сква­жинам содержания NaCl изменяются в пределах 94,69—96,29%, не­растворимых в воде примесей 0,44—1,46%, сульфата кальция 1,57— 3,27%, сульфата магния 0,0—0,20%, сульфата натрия 0,0—1,61%, хлорида кальция 0,0—0,3%, хлорида магния 0,0—0,37%. Хлористый ка­лий присутствует во всех скважинах, среднее содержание его по ним из­меняется от 0,04 до 0,20%. ■

Таким образом, в пределах месторождения содержание в пласте соли хлористого натрия, нерастворимых примесей и сульфата кальция изменяется в сравнительно небольших пределах и обеспечивает при вы­щелачивании получение рассола со стабильным содержанием этих ком­понентов. Содержание хлористого калия, как правило, очень небольшое, среднее в четырех скважинах не превышает 0,04%, однако в остальных двух оно равно 0,17 и 0,20%, при этом в одной из скважин повышено по большей части мощности пласта, в другой — в отдельных слоях, но до более высоких содержаний (0,32%). Примерно то же самое наблю­дается и с содержанием в соли хлористого кальция и магния, сульфатов магния и натрия. Особенно резкие колебания характерны для хлорис­того кальция и сульфата натрия. Можно полагать, что при соответст­вующем контроле для получения кондиционного по этим компонентам рассола для наиболее ответственных назначений достаточно будет про­изводить смешение рассола, содержащего повышенные количества лег­корастворимых хлоридов кальция, магния и калия, сульфатов магния и натрия, с рассолом, содержащим их в незначительных количествах, что возможно при одновременной работе нескольких рассольных скважин.

Из-за наличия линз и прослоев соли, обогащенных теми или дру­гими легкорастворимыми примесями, а также низкого выхода керна по отдельным скважинам и интервалам, в которых содержание этих при­месей могло быть еще более высоким, рекомендован систематический контроль за содержанием в откачиваемом рассоле растворимых при­месей.

В мощной толще пород, покрывающих пласт соли, имеется не­сколько водоносных горизонтов с различной степенью минерализации воды. Судя по характеру толщ доломитов, ангидритов и глин, покры­вающих и подстилающих пласт соли, проникновение через них вод в пласт соли в пределах площади месторождения мало вероятно. В пласте соли, судя по керну, следов выщелачивания нет, очевидно толща соли не обводнена.

Запасы каменной соли Новомосковского месторождения подсчи­таны на площади 2,5 км², ограниченной контуром, проведенным через скважины, и в зоне экстраполяции на площади 5 км². Они утверждены ГКЗ в 1960 г. по категории А в количестве 129 млн. т, В 332 млн. т и Ci 172 млн. т в качестве сырья для содового производства при разра­ботке месторождения методом подземного выщелачивания. Как уже указывалось, соль может быть использована для получения хлора и каустической соды диафрагменным методом электролиза и для полу­чения выварочной соли высшего сорта.

Освоение месторождения началось в 1963 г., промышленное исполь­зование рассолов — в 1964 г., когда было добыто 9 тыс. т соли. За

1971 г. было добыто 187 тыс. т соли. Состав рассола был близок к ожи­даемому. Среднее за 1971 г. содержание в нем NaCl составляло 310,7 г/л, SO₄^2- 3,65 г/л, Mg²+ 0,12 г/л, Са²+ 1,64 г/л. По состоянию на 1/1

1972 г. запасы категории А уменьшились за счет добычи и потерь до 123 млн. т, запасы категорий В и Ci остались без изменений. Добыча рас­сола на месторождении может быть значительно увеличена. В ближай­шие годы целесообразно продолжить изучение соленосного бассейна, особенно его северо-западной части, а также, выявив возможных круп­ных потребителей, пользующихся дальнепривозной солью, изучить воз­можность перевода их на местное сырье и, при положительном решении этого вопроса, разведать для них новые месторождения соли.