Месторождение самородной серы Мишрак

Гигантское месторождение Мишрак (Ирак), содержащее как минимум 100 млн. т элементарной серы. В региональном плане месторождение приурочено к складчатым образованиям Месопотамской депрессии - краевого прогиба, разделяющего окраину Аравийской платформы на западе от надвиговой зоны гор Загрос на востоке. Эта депрессия шириной около 200 км, выполненная осадочными породами миоцена, смятыми в линейно-вытянутые на СЗ складки, характеризуется широким проявлением серной минерализации.

Участок месторождения соответствует одной из таких линейных складок (Мишракская антиклиналь), вытянутой в СЗ направлении на 11 км при ширине 3,5 км. Залегание пластов пород пологое в осевой части структуры и более крутое на крыльях, что предопределяет ее сундучную форму.

Серосодержащие породы принадлежат формации нижний Фарс (средний миоцен, тортон), подразделяемой здесь на четыре толщи. Продуктивной является базальная нижняя толща мощностью 60-140 м, перекрывающая с несогласием биогенные евфратские известняки.

Продуктивная (нижняя) толща сложена тонкозернистым первичным карбонатом, вторичным кальцитом с серой и гипс/ангидритом. В составе толщи три рудные зоны, характеризующиеся резким преобладанием перекристаллизованного (вторичного) кальцита и самородной серы с битумами над первичными гипс/ангидритовыми образованиями. Мощность каждой рудной зоны около 30 м; зоны разделены друг от друга слабо минерализованными пластами доломитов, мергелей и глинистых сланцев. В осевой части антиклинали каждая зона представляет единую массивную залежь, которая во фланговых окончаниях (в крыльях складки) расщепляется на множество маломощных слойков. По латерали зоны переходят в гипс/ангидритовые и первичные карбонатные образования. Ширина рудных зон сокращается вверх по разрезу.

Выше по разрезу продуктивная толща сменяется сульфатной (гипс/ангидрит с прослоями битуминозного мергеля) и карбонатно-кластической (известняк, гипс, глина) толщами, выходящими на поверхность в центральной части структуры. Верхняя сульфатно-кластическая толща (гипс, известняк, известковистый песчаник и глина) толща нижнего Фарса окаймляет по периферии Мишракскую антиклиналь, обнажаясь на флангах месторождения.

Хотя самородная сера достаточно широко развита в трех нижних толщах формации нижний Фарс и даже в нижезалегающих евфратских известняках, ее промышленные концентрации связаны с тремя рудными зонами нижней (продуктивной) толщи; эти рудные зоны представляют независимые сближенные рудные тела. Их суммарная мощность варьирует от 2 до 123,9 м. Среднее содержание серы в рудах для месторождения в целом - 23 мас.%.

Серная минерализация в рудах проявлена разнообразно. Выделяется семь ее текстурных типов: полосчатый, гнездовый, рассеянно-вкрапленный, псевдобрекчиевый, брекчиевый, прожилковый и рассеянно-прожилковый. Руды месторождения отличаются повышенной битуминозностью.

Образование уникального по масштабам Мишракского месторожденияобусловлено благоприятным сочетанием мощных толщ сульфатных пород (гипс и ангидрит), крупных скоплений УВ (залежь природного газа на СВ фланге месторождения и обилие битумов во вмещающих породах), их тесной гидродинамической связью по разломам, трещинам и пористым закарстованным породам, наличием антиклинальной структуры как ловушки для сероводорода, образовавшегося за счет сульфатов, присутствием сульфатредуцирующих бактерий (Desulfovibrio desulfuricans).

В результате взаимодействия сульфатных пород с УВ при участии сульфатредуцирующих бактерий произошло образование сероводорода и вторичного кальцита: CaSO₄ + СH₄ + (анаэробные бактерии) + восстановительная среда→ H₂S + СаСO₃ + Н₂О. Накопившийся практически на месте сероводород, оказавшись благодаря инфильтрации богатых кислородом поверхностных вод р. Тигр в окислительных условиях, переходил в элементарную серу, кристаллизовавшуюся в пустотах и порах вторичного известняка: 2H₂S + О₂+ окислительная среда→ 2S + 2Н₂О.