07.04.2021

Главнейшие формационные типы месторождений минеральной соли


Галогенные формации, вмещающие месторождения различных минеральных солей, являются осадочными образованиями, в которых обычно преобладают химические осадки. За рубежом их называют эвапоритами, т. е. отложениями, возникшими при испарении морской воды и рассолов. Галогенные формации подстилаются и перекрываются карбонатными или пестроцветными формациями. В природе имеются все четыре возможных сочетания их с покрывающими и подстилающими формациями. Таков же характер их смены и в формационных рядах. В направлении открытого палеоморя галогенные формации сменяются карбонатными, а в направлении континента — пестроцветными.

Среди современных солеродных бассейнов известно три типа: континентальный (озерный), лагунный и закрытых заливов (Кара-Богаз-Гол, Боканоде-Виррила). Для прежних эпох было характерно грандиозное соленакопление в открытых заливах и во внутриконтинентальных солеродных морях. Генетически и литологически галогенные формации резко разделяются на морские и континентальные.

Морские галогенные формации бывают калиеносные (полного профиля) и некалиеносные (неполного профиля). Некалиеносные формации в основном сложены каменной солью, ангидритом или гипсом, а также карбонатными и терригенными породами. Из различного сочетания этих пород возникает несколько подтипов таких формаций — от существенно терригепных или карбонатных до галит-ангидритовых и преимущественно галитовых (хлоридных). С морскими галогенными формациями нередко связаны залежи (пласты, прослои) самородной серы, целестина, иногда флюорита и еще реже барита. Мощность этих формаций изменяется от десятков до сотен метров в среднем не превышает 500 м.

Морские калиеносные формации


Наибольший практический интерес из морских галогенных формаций представляют калиеносные. В их разрезах кроме комплекса полезных ископаемых некалиеносных формаций присутствуют залежи различных калийно-магниевых солей, а иногда и боратов. Соленасыщенность этих формаций обычно более высокая. Некоторые их соляные пласты содержат промышленные концентрации брома, рубидия и реже цезия. Карбонатные породы в этих формациях представлены не только доломитом, но и магнезитом. Калиеносные формации обычно распространены на больших площадях и имеют среднюю мощность от 500 до 1500 м и более.

Среди морских калиеносных формаций выделяются формации хлоридного, хлоридно-сульфатного и сульфатного подтипов. Для каждого из них характерен свой набор калийно-магниевых солей. Бороносными являются только формации хлоридно-сульфатного подтипа. Обычно от хлоридных к сульфатным формациям увеличивается терригенность и уменьшается карбонатность их разреза. Хлоридные калиеносные формации подстилаются карбонатными толщами, тогда как сульфатные — обычно терригенными отложениями. Для хлоридно-сульфатных калиеносных формаций подсолевое ложе может быть сложено как теми, так и другими породами. Характер литологии подсолевого ложа указывает, что направленная метаморфизация воды морского бассейна начиналась еще задолго до превращения его в бассейн солеродный.

На территории бывш. СССР представлены все три подтипа калиеносных формаций — хлоридпый, хлоридно-сульфатный и сульфатный. К хлоридному типу относятся калиеносные формации верхнего девона Припятской впадины, кунгура Предуральского прогиба, верхней юры и нижнего мела Средней Азии. Хлоридно-сульфатный подтип представлен калиеносными формациями нижней перми Прикаспийской и Днепровско-Донецкой впадин. Редким является сульфатный подтип калиеносных формаций, к которому у нас принадлежат миоценовые формации Предкарпатья.

В хлоридных галогенных формациях полного профиля залежи калийномагниевых солей представлены исключительно сильвинитом и карналлитовой породой. В моноцикличных формациях вверх по разрезу сильвинитовые залежи сменяются карналлитовыми, а в полицикличных иногда наблюдается несколько циклов такого чередования. Имеются также залежи карналлит-сильвиновой породы. В зонах замещения карналлитовая порода сменяется пестрым сильвинитом, а сильвинит — галитовой породой. Этот подтип калиеносных формаций наиболее распространен и интенсивно эксплуатируется, так как с ним связаны самые большие запасы сильвинитов — богатейших калийных руд.

Примером калиеносной формации хлоридного подтипа является Верхнекамское месторождение. На него приходится около половины добычи калийных солей бывш. СССР. Ныне Верхнекамское месторождение практически все оконтурено. Кунгурская галогенная формация этого региона включает в себя филипповский и иреньский горизонты. В Соликамской впадине иреньские отложения представлены (снизу вверх): глинисто-доломит-ангидритовой толщей, подстилающей каменной солью, сильвинитовой пачкой, сильвинит-карналлитовой пачкой и покровной каменной солью. Мощность подстилающей каменной соли 250—450 м, сильвинитовой пачки 20—25 м и сильвинит-карналлитовой 20—115 м.

В сильвинитовой пачке представлены три пласта красного сильвинита (III, II и I) и вверху пласт полосчатого сильвинита А. Два нижних пласта более мощные — до 5—б м. В сильвинит-карналлитовой пачке пласты калийно-магниевых солей сложены то карналлитовой породой, то замещающим ее пестрым сильвинитом. Их выделяется девять и обозначаются они литерами алфавита от Б до К. Пласты В, Г, Д и E имеют более значительную среднюю мощность от 3,4 до 6,5 м. Содержание KCl составляет в сильвинитах 20—40%, а в сильвинит-карналлитовых породах 8—26%, при наличии MgCl2 до 25%. На Верхнекамском месторождении промышленное значение имеют сильвинитовые пласты «Красный П», «Двойной АБ» и «Карналлитовый В». Для попутной добычи в карпаллитовых породах представляют интерес бром и рубидий.

В хлоридно-сульфатных калиеносных формациях, кроме сильвинита и карналлитовой породы, присутствуют и иногда достигают промышленных значений бишофитовая и полигалитовая породы, а также кизерит, каинит и лангбейнит. Эти формации, как и хлоридные, обладают ценным сильвинитовым сырьем и еще в большей мере, чем хлоридные формации, содержат богатое магниевое сырье (вплоть до бишофита). Для хлормагниевых солей характерны самые высокие содержания брома, а для формаций, обогащенных магнием, — наличие боратов. Данные формации содержат более разнообразный комплекс полезных ископаемых. В этом их особая ценность.

Хлоридно-сульфатный подтип представлен нижнепермскими калиеносными формациями Прикаспийской и Днепровско-Донецкой впадин. Кунгурская калиеносная формация Прикаспийской синеклизы и Южно-Предуральского прогиба распространена на площади около 900 тыс. км2 и имеет мощность не менее 2,5 км. Залежи калийных солей развиты на площади 350—400 тыс. км2. В кунгурском разрезе этого региона выделяется девять ритмопачек, начинающихся ангидритовыми пластами. В периферийных разрезах в пяти нижних ритмах отмечается вкрапленность полигалита, а в третьем и пятом ритмах залежи полигалитовой породы. К шестому и седьмому ритмам приурочены залежи сильвинита, карналлитовой и бишофитовой пород. В центральной части Прикаспийской синеклизы залежи сильвинита имеются уже в пятой ритмопачке, а выше (вплоть до девятого ритма) кроме сильвинита, карналлитовой и бишофитовой пород местами представлены кизеритовая и каинитовая породы. Калийные соли и вмещающие их соляные породы местами бороносны, в гипсовых шляпах имеются вторичные бораты.

В Прикаспийской синеклизе калийные соли доступны для эксплуатации лишь в сводовых частях солянокупольных структур. Ныне они обнаружены на Индерской, Челкарской, Сатимолинской, Линевской, Эльтонской, Жилянской, Озинкской и еще более чем на 20 структурах. Небольшие запасы сильвинитов разведаны только в Эльтоне и Индере, а полигалитовой породы и сильвинита — в Жилянке. Прогнозные запасы сильвинитов на структурах этого региона велики, а общегеологические — значительные (по самым осторожным подсчетам не менее 250 млрд. т). Трудность их освоения связана со сложностью солянокупольной тектоники.

Сакмарская калиеносная формация Днепровско-Донецкой впадины распространена на площади 40 тыс. км2 и имеет мощность до 1500 м. Мощность верхней ее калиеносной краматорской свиты достигает 600 м. В разрезе этой свиты выделяется три калиеносных горизонта: нижний карналлит-кизеритовый, средний сильвинитовый и верхний карналлит-сильвинитовый. На доступных глубинах сильвинитовые залежи мощностью от 3,5 до 8 м встречены только в Бахмутской котловине, где их запасы оцениваются в 700 млн. т, а общегеологические запасы в 2,5 млрд. т. На остальной территории впадины калийные соли залегают на глубинах более 1500 м.

В сульфатных калиеносных формациях залежи калийно-магниевых солей в основном сложены каинитом и лангбейнитом. В залежах смешанного состава кроме этих минералов присутствуют сильвин, полигалит, кизерит, глазерит, энсомит, шенит, вантгоффит, астраханит, леопит и лёвеит. Локально наряду с залежами сернокислых калийных солей иногда здесь представлены имеющие промышленное значение залежи сильвинита, а также сравнительно бедная карналлитовая порода. Для сульфатных калиеносных формаций характерна высокая глинистость их разреза. Эти формации включают в себя уникальные месторождения сернокислых калийно-магниевых солей, спрос на которые, как незаменимые удобрения для ряда сельскохозяйственных культур, до сих пор полностью не удовлетворен.

Миоценовые калиеносные формации Предкарпатья (воротыщенские и голынская) относятся к сульфатному подтипу. В их разрезе преобладают залежи каинитовой, лангбейнитовой и смешанных калийных пород, в которых присутствуют еще кизерит, сильвин, полигалит и другие минералы. В голынской формации местами более значительна роль залежей сильвинита (Калуш) и иногда имеются скопления бедной карналлитовой породы. Мощность залежей калийных солей изменяется от 5—6 м до 60—80 м, а иногда и более. Они представлены пластовыми линзами протяженностью чаще от 2 до 10 км. Эти калийные залежи смяты в складки, интенсивность которых, а также внутрипластовой дисгармоничной складчатости усиливается от платформы к Карпатам.

Галогенные формации Предкарпатья содержат много терригенного материала, а в залежах калийных солей высоко содержание нерастворимого остатка (обычно 10—20%). Это обстоятельство и сложность минерального состава залежей создают трудности при переработке калийных руд. Высокая глинистость калийных руд определяет относительную бедность их традиционными микрокомпонентами.

Наиболее значительны в Предкарпатье промышленные запасы калийных солей эксплуатирующихся Стебникского (130 млн. т K2O) и Калуш-Голынского (68 млн. т K2O) месторождений, а также Бориславского, Нинювского и Тростянецкого. Менее значительные их запасы известны в Помярках, Доброгостове, Улично, Долголуке, Моршине и Гирне. За пределами полосы Стебник — Калуш ныне разведуется новое крупное Россильна-Марковское месторождение. Поисковые работы ведутся на площадях Делятин, Березов, Белина Великая и др.

По масштабам оруденения более выдержанны, распространены на значительной площади и имеют крупные запасы калийных солей месторождения, связанные с хлоридными калиеносными формациями. Менее крупными являются месторождения сульфатных калийных солей, которые к тому же находятся в более сложной геологической обстановке.

Кроме вышеуказанных калиеносных формаций те или иные калиепроявления отмечались в галогенных формациях нижнего кембрия Восточной Сибири, среднего девона Московской синеклизы и Тувы, верхнего девона Днепровско-Донецкой впадины, а также в цех штейне Калининградской области (Нивенское). Незначительные калиепроявления известны в соленосных отложениях девона в Серегово (Коми бывш. АССР) и миоцена Ереванского бассейна. Повышенная гамма-активность установлена в верхнеюрских солях Предкавказья (Кужорская площадь). Калиепроявления представлены включениями и тонкими прослойками сильвина и карналлита, лишь в Калининградской области обнаружены пласты полигалитовых и сильвин-кизеритовых пород.

На территории Сибири и Дальнего Востока, где галогенные формации изучены еще недостаточно, анализировались не только соленосные, но и гипсо-ангидритовые формации. При более детальном изучении в таких формациях нередко обнаруживается каменная соль, а реже и калийно-магниевые соли. В нижпекембрийской галогенной формации Сибирской платформы для поисков калийных солей перспективны районы Вельминской и Канско-Тасеевской впадин, Тулунского Присаянья, Илгинской впадины и зоны Непских складок. По гидрохимическим данным интересен район Дельгея (Якутия), где в высокоминерализованных (372 г/л) рассолах обнаружены значительные содержания калия (42 г/л) и брома (2,74 г/л). Восточнее р. Лены каменная соль (возможно с калиепроявлениями) прогнозируется в бассейне р. Тоскана.

Континентальные галогенные формации


По сравнению с морскими континентальные галогенные формации обычно характеризуются меньшими площадями распространения и большей глинистостью разреза. Степень их соленасыщения и мощности соляных залежей также меньше. По своему характеру они ближе всего к морским сульфатным калиеносным формациям, но магниевые и особенно калийные соли в них имеются только в тех случаях, если они вносились в бассейны при размыве более древних морских солей или из других глубинных источников. Представлены континентальные галогенные формации четырьмя основными подтипами: хлоридпым, хлоридно-сульфатным, содовым и нитратным.

Более крупные хлоридные и хлоридно-сульфатные континентальные галогенные формации распространены преимущественно в межгорных впадинах. Из соляных минералов в них преобладают галит, гипс, иногда астраханит, и только в хлоридно-сульфатных формациях еще глауберит и реже тенардит. Сопутствующими минералами в них являются бораты, целестин, флюорит, родусит-асбест и др. Мощность этих формаций иногда достигает сотен метров.

Содовый и нитратный подтипы континентальных формаций на территории бывш. СССР известны лишь в областях современного солончаково-озерного соленакопления и имеют ограниченное распространение. Более древних их аналогов, подобных эоценовой содосодержащей формации Грин-Ривер в США и месторождениям чилийской селитры, у нас до сих пор не обнаружено. Солевой состав этих формаций пестрый, размеры сравнительно небольшие, а необходимые условия для консервации залежей соды и нитратов создаются довольно редко.

Галогенные, а в том числе и калиеносные формации известны как объекты крупного солеварения и соледобычи. Каменная соль добывается в Донбассе, Прикаспии (Илецк), Закарпатье (Солотвино) и Закавказье (Аван). Выварочную соль получают в Сибири, Предуральо, Предкарпатье и других регионах. С галогенными формациями, за исключением калиеносных формаций сульфатного подтипа, связаны огромные ресурсы ангидритового (гипсового) и карбонатного сырья. Оно доступно для эксплуатации в районах неглубокого залегания — на периферии галогенных формаций, в сводах антиклиналей и в приподнятых блоках, где в зоне гипергенеза ангидрит часто превращается в гипс. Карбонатные породы вместе с каменной солью широко потребляются для производства соды. Комплексное использование солей, ангидрита (гипса) и карбонатных пород в качестве химического сырья и стройматериалов оправдывает их попутное совместное рассмотрение.





Яндекс.Метрика