Месторождения самородной серы Мексиканского залива

Побережье Мексиканского залива характеризуется широким развитием соляных куполов - штокообразных диапировых тел сложной формы, сложенных преимущественно галитом и венчающихся кальцит-гипс-ангидритовыми шляпами (кепроками). Все породы шляпы содержат воду, насыщенную сероводородом, хлористым натрием и другими солями, а также нередко УВ. Образование диапиров происходило в результате подъема масс каменной соли, слагающей пласты J возраста, на глубине 6-15 км.

В 24 таких структурах установлены промышленные скопления самородной серы, приуроченные к породам кепроков. Как правило, с кепроками сероносных соляных куполов связаны залежи нефти и газа, находящиеся либо в самих кепроках, либо примыкающие к его краевым частям.

Месторождения солей Мексиканского залива (по Дэвису и Киркланду). Схематический разрез кепрока типичного соляного купола с характерной зональностью, включая положение серной минерализации.

Максимальные мощности пород сероносных кепроков варьируют в пределах первых сотен метров, а глубина залегания их кровли не превышает 550 м.

Зональность пород кепрока, свойственная соляным куполам, обычна и в их сероносных разновидностях: выше соли находится зона ангидрита, основание которой является относительно ровным, далее - трещиноватая и раздробленная переходная зона (гипс, ангидрит, кальцит) с постепенным увеличением вверх доли кальцита, наконец, верхняя зона - кальцитовая (кавернозный брекчированный тонкокристаллический известняк с полостями). Серная минерализация локализована в переходной и в нижней части кальцитовой зоны. В ангидритовой зоне сера встречается редко, а в породах соляного штока отсутствует вообще. Серная залежь может продолжаться за пределы кепрока во вмещающие его породы; в плане она имеет сложную морфологию.

Сера представлена зернистыми массами и кристаллическими агрегатами, замещающими гипс и кальцит; она выполняет трещины и пустоты в известняках и располагается между зернами других минералов. Мощность промышленной залежи с содержанием серы 15-25% может достигать 100 м, составляя в среднем около 30 м.

Одним из крупнейших месторождений серы этого региона является Растлер-Спрингс (CШA). Соляной купол месторождения находится в окруженииК и KZотложений. Содержание серы 15-18%. Месторождение разрабатывалось методом Фраша.

Формирование зон кепрока происходило при подъеме соляных масс как результат растворения каменной соли в зоне циркуляции подземных вод. Труднорастворимый ангидрит накапливался на вершине купола, причем часть его гидратировалась и переходила в гипс. Образование серы, по своему химизму идентичное приведенному для стратиформных месторождений (см. Мишрак), связано с поступлением в ангидритовую зону метеорных вод с растворенными в них УВ и содержащими анаэробные сульфатредуцирующие бактерии. Анаэробные бактерии получали энергию при окислении углеводородов, сопровождавшемся редукцией сульфат-иона до H₂S и освобождением СаО и СО₂, которые, мигрируя, связывались в кальцит по верхнему краю ангидритовой зоны, а последующее окисление сероводорода под воздействием, например, слабо окисленных грунтовых вод приводило к выпадению самородной серы.