Типизация окраски каменной соли. Окраска галита является важнейшим типоморфным свойством.
Изучение окраски наряду с изучением состава и морфологии этих минералов дает объемные сведения об условиях, существовавших в бассейнах соленакопления и процессах диагенетической перекристаллизации. Окраска является важным диагностическим свойством и может служить в целях корреляции разрезов и при изучении фациальных изменений калийных пластов.
Она не утратила своего значения как наиболее экспрессный поисковый признак на калийные соли 13 . Серая окраска часто обуславливается включениями глины черная и бурая, исчезающие при нагревании примесью органических веществ. Коричневые и желтые тона иногда связаны с примесью соединений железа, в частности мельчайших игл гематита в последнем случае окраска обычно распределяется неравномерно или струйчато.
Зеленая окраска может вызываться включениями дугласита, в этом случае на воздухе галит буреет. Синяя, фиолетовая и исчезающая на свету желтая окраски вызываются воздействием радиоактивного излучения. Источником b-излучения в соляных месторождениях служит 40К и сопровождающий его радиоактивный Rb, что подтверждается неоднократно отмечавшимся фактом окрашивания галита в синий цвет в соседстве с сильвином и другими калийными солями, а также лабораторными исследованиями.
Пространственная связь синего галита только с калийными минералами, макро - и микроморфология окрашенных областей галита позволяют принять в качестве источника радиоактивных излучений распределенный в решетке калийных минералов изотоп 40K. К такому же заключению нас приводит проведенный Ю. А. Борщевским анализ энергии, выделяющейся b- и g-излучениями этого изотопа в геологическое время. По его расчетам мощность дозы самооблучения для источника, близкого к сферическому, с размерами 0,3 - 1,0 см что отвечает обычным размерам калийных минералов в соляных отложениях для b-излучения - 2,72 1014эВ год г, для g-излучения - 0,82 1014эВ год г. Средняя глубина проникновения b-излучения в кристаллы составляет 1,5 мм, так что при средних размерах кристаллов сильвина 0,5 - 2 см b-излучение почти полностью поглощается самим калийным минералом доза поглощенного b-излучения 2,45 1014эВ год г, g-излучения - 0,02 1014эВ год г. Отсюда на облучение вмещающего сильвин галита расходуется доза 1,07 1014эВ год г, и суммарная доза облучения галита сильвином может достигать очень значительной величины если принять время облучения 450 - 500 млн. лет - 4,8 - 5,35 1022эВ год г. Такого количества энергии более чем достаточно для возникновения синего окрашивания 11 . Фиолетовый галит имеет в видимой части полосу поглощения 17320 см-1 538 нм, голубой - интенсивную полосу поглощения 16500 см-1 606 нм, густо-синие галиты поглощают при 15600 см-1 640 нм , 18720 см-1 534 нм , 22400-23080 см-1 450-433 нм , 25800-26900 см-1 388-372 нм 13 . Главный максимум на спектрах поглощения синих кристаллов галита находится в интервале 610-650 нм. Этот максимум обусловлен поглощением света коллоидными частицами металлического натрия, размеры которого колеблются от 50 до 80 нм. На коллоидную природу синего окрашивания указывает, кроме того, интенсивность окраски, а также наличие в синих солях плеохроизма 10 . Кроме этих косвенных данных, получено прямое доказательство присутствия в решетке синего галита коллоидных металлических частиц в спектре ЭПР галита обнаружена линия, принадлежащая металлическому натрию 13 . Важную роль в процессе окрашивания и формирования морфологии окрашенных областей сыграли деформации соляных пород.
В соляных породах широко распространены пластичные деформации, которые проявляют себя в виде микроскладок, беспорядочно ориентированных и раздавленных включений, следов скольжения параллельно граням ромбододекаэдра - вдоль них ориентируются вторичные газово-жидкие включения.
При деформациях наблюдается трансляционное скольжение, к которому присоединяется вращение обломков кристаллов.
Синие кристаллы нередко имеют раковистый излом, в них распространена отдельность 111 , которая в недеформированном галите обычно отсутствует.
Изучение соотношения деформаций и окраски галита позволяет сделать заключение, что окрашены наиболее деформированные части кристаллов, а морфологии окрашенных и деформированных областей сходны.
Характер и интенсивность окрашивания обусловливаются количеством b-радиации, полученной образцом, и его чувствительностью к облучению.
Последняя зависит от многих причин, главнейшими из которых являются следующие 1 степень деформированности решетки и наличие в ней тех или иных напряжений 2 количество и характер элементов-примесей в облучаемом материале, например в голубой соли отмечалось повышенное содержание Ca, в фиолетовой - Cu общее количество примесей в фиолетовой и голубой соли превышает количество их в желтой в синей соли из Соликамска установлены нейтральные атомы Na 3 скорость роста окрашиваемых кристаллов.
Очень часто синяя окраска распределяется в кристаллах неравномерно благодаря локальности облучения или восприимчивости к нему кристаллов в виде зон, параллельных граням куба, неправильных, изолированных друг от друга участков, каемок, пятен, извилистых полос и т.д. Сами окрашенные участки отличаются друг от друга структурой, различимой под лупой сетчатой, точечно-сетчатой, штриховой, пятнистой, зональной, спиральной и т.д. Иногда это явление обусловлено обрастанием окрашенных скелетных кристаллов бесцветной солью 14 . Винингер Wieninger, 1950 исследовал большое количество различных образцов природной синей соли, которые анализировались следующим образом по наиболее выделяющимся максимумам кривой определялось положение отдельных полос поглощения соответствующие резонансные кривые вычислялись теоретически и затем вычитались из наблюдавшейся кривой поглощения.
В разностной кривой можно было обнаружить последующие максимумы.
Максимумы можно связать частично с центрами, частично с коллоидными частицами. Связь с коллоидными частицами подкрепляется экспериментами, проведенными под ультрамикроскопом. На основании этого исследования Винингер делит синюю соль на три или четыре группы 11 1 Окрашивание посредством только центров.
Фиолетовая соль из шахты Гримберг исключая темные полосы и из Стасфурта с R-центрами при 580 нм. Соль из Сицилии с F-центрами при 460 нм, с R-центрами при 570 нм и с M-центрами при 720 нм. Наличие коллоидных частиц проявляется по слабому конусу Тиндаля, но они мало способствуют окрашиванию. 2 Окрашивание при помощи только коллоидных частиц. По-видимому, редкий случай синяя соль из Хальштатта с обусловленным коллоидными частицами максимумом при 600 нм. 3 Окрашивание посредством центров и коллоидных частиц.
Последние делятся на две подгруппы окрашивание с преобладанием центров, окрашивание с преобладанием коллоидных частиц. Примером окрашивания с преобладанием центров является синевато-фиолетовая соль из шахты Гримберг и Величка с R-центрами при 580 нм и коллоидным максимумом при 680 нм. Окрашивание с преобладанием коллоидных частиц характерно для синей соли из Стасфурта. Происхождение центров окраски несомненно связано с облучением галита в природе. Как было отмечено выше, основным источником радиации в соляных пластах является 40К, входящий в состав парагенетичного галиту минерала сильвина - KCl. Формирование коллоидных центров окраски в природе не столь очевидно и требует дополнительного рассмотрения. 1.5.