| Толща | Пачка («зона») | Интервал, пласт | Мощность, м | Содержание, % | |||||
| KCl | NaCl | MgCl2 | CaSO4 | Н.О. | Br | ||||
| Продуктивная | Сильвинит-карналлитовая (СКЗ) | К | 0.84 | 16.49 | 66.04 | 6.92 | 1.12 | 1.29 | 0.056 |
| И-К | 6.21 | 0.50 | 93.09 | 0.40 | 2.70 | 2.36 | 0.016 | ||
| И | 1.29 | 20.66 | 57.58 | 8.49 | 1.54 | 1.86 | 0.066 | ||
| З-И | 1.94 | 0.73 | 91.68 | 0.58 | 2.24 | 3.40 | 0.019 | ||
| З | 0.52 | 17.36 | 61.19 | 8.07 | 1.65 | 2.35 | 0.058 | ||
| Ж-З | 2.69 | 1.54 | 89.10 | 1.43 | 2.27 | 3.35 | 0.022 | ||
| Ж | 0.70 | 19.58 | 63.96 | 5.90 | 1.85 | 1.77 | 0.050 | ||
| Е-Ж | 3.49 | 2.34 | 87.22 | 1.54 | 2.54 | 3.94 | 0.023 | ||
| Е | 5.16 | 18.37 | 63.62 | 6.45 | 1.66 | 2.24 | 0.057 | ||
| Д-Е | 2.94 | 2.38 | 85.46 | 2.23 | 2.40 | 4.27 | 0.029 | ||
| Д | 4.28 | 15.73 | 68.17 | 5.00 | 2.10 | 2.96 | 0.040 | ||
| Г-Д | 2.50 | 2.29 | 85.19 | 1.83 | 2.44 | 5.10 | 0.024 | ||
| Г | 3.43 | 21.78 | 62.97 | 4.44 | 1.95 | 3.52 | 0.043 | ||
| В-Г | 1.91 | 1.91 | 89.03 | 0.37 | 2.51 | 5.40 | 0.018 | ||
| В | 3.25 | 28.79 | 58.95 | 3.29 | 1.90 | 3.15 | 0.041 | ||
| Б-В | 1.93 | 2.88 | 87.43 | 0.64 | 2.66 | 5.36 | 0.022 | ||
| Б | 1.10 | 39.46 | 54.78 | 0.79 | 1.39 | 2.54 | 0.043 | ||
| Сильвинтовая (СлЗ) | А-А’А | 1.66 | 42.54 | 53.46 | 0.33 | 1.57 | 1.64 | 0.058 | |
| А КрI | 2.04 | 0.97 | 91.95 | 0.29 | 2.32 | 3.83 | 0.020 | ||
| КрI | 1.14 | 40.43 | 55.56 | 0.23 | 1.26 | 2.04 | 0.052 | ||
| КрI-КрII | 1.48 | 1.55 | 89.04 | 0.33 | 3.02 | 5.33 | 0.024 | ||
| КрII | 4.76 | 34.19 | 61.48 | 0.18 | 1.94 | 1.91 | 0.054 | ||
| КрII-КрIII | 1.61 | 2.40 | 92.39 | 0.22 | 2.46 | 2.08 | 0.019 | ||
| КрIII | 3.94 | 19.62 | 75.49 | 0.20 | 2.10 | 2.22 | 0.029 | ||
| Зоны галитизации | -- | 0.72 | 92.77 | 0.17 | 2.56 | 3.49 | 0.017 | ||
| Всего СКЗ | 44.71 | 17.52 | 68.02 | 4.33 | 1.96 | 3.01 | 0.043 | ||
| Всего СлЗ | 15.93 | 22.06 | 73.61 | 0.25 | 2.10 | 2.64 | 0.039 | ||
В нижней части продуктивной толщи (сильвинитовая пачка) карналлитовые породы отсутствуют, содержание хлористого магния довольно постоянное с тенденцией незначительного возрастания вверх по разрезу. Содержания нерастворимого остатка и сульфата кальция в сильвинитовых пластах изменяются слабо и без видимой закономерности. В междупластиях содержание этих компонентов заметно выше, максимумы их содержаний приходятся на междупластие КрI-КрII. На этом фоне последовательно возрастает содержание хлористого калия в сильвинитовых пластах при практически постоянном его содержании в междупластиях.
В верхней части продуктивной толщи (сильвинит-карналлитовая пачка) среднее содержание хлористого магния в сильвинит-карналлитовых пластах почти монотонно возрастает снизу вверх по разрезу, достигая максимума в пластах З и И. Содержание хлористого калия резко снижается при переходе от пласта Б к пласту Г, далее по разрезу меняется незакономерно в интервале 15-21%. В междупластиях содержания этих компонентов меняются незакономерно, с тенденцией снижения вверх по разрезу.
Продуктивная толща ВКМКС характеризуется также латеральной литологической неоднородностью, которая проявляется в пределах пластов калийных и калийно-магниевых солей и практически не обнаруживается в разделяющих их слоях каменной соли. Основными формами латеральной неоднородности являются зоны распространения каменной соли среди сильвинитов (по всему разрезу продуктивной толщи) и зоны распространения пестрых сильвинитов среди карналлитов (в сильвинит-карналлитовой пачке).
Зоны распространения каменной соли. Во многих разведочных пересечениях те или иные пласты калийных и калийно-магниевых солей в разрезе отсутствуют. Согласно общепринятым представлениям, эта ситуация интерпретируется как «замещение» (фациальное или эпигенетическое) сильвинитов и карналлитов каменной солью, т.е. галитизация. В подавляющем большинстве случаев изменение литологии пластов сводится к выпадению из разреза собственно сильвинитовых прослоев при сохранении текстурно-структурных особенностей прослоев каменной соли и галопелитов.
Суммарная площадь зон галитизации изменяется снизу вверх по пластам следующим образом (км2 ): КрIIIа-б – 39,0, КрII – 11,0, КрI – 4,1, АБ – 3,2, В – 0,9. Частичное замещение с некондиционными по мощности или качеству участками отмечается в основном для наиболее сложных по строению пластов КрIII и КрII.
Зоны распространения пестрых сильвинитов. Формирование пестрых сильвинитов большинством исследователей ВКМКС объясняется преобразованием первично отложившихся карналлитов с выносом из породы хлористого магния и кристаллизационной воды. С этим согласуются такие закономерности, как исключительная приуроченность пестрых сильвинитов к сильвинит-карналлитовой пачке, пониженная мощность сильвинитовых пластов по сравнению с карналлитовыми того же стратиграфического положения, более высокое содержание в пестрых сильвинитах нерастворимого остатка и сульфата кальция.
В качестве общей закономерности отмечается, что доля сильвинитов в пределах ВКМКС в целом увеличивается с запада на восток, но на более локальном уровне (в пределах отдельных участков и в разных пластах) эта закономерность проявляется по-разному. В частности, в рассматриваемой части месторождения пласт Б в основном сложен пестрыми сильвинитами, а карналлитовые и сильвин-карналлитовые породы распространены в виде отдельных «островов» в западной части Быгельско-Троицкого участка. Пласт В полностью сложен сильвинитами в восточной части участка, а на западе преобладают карналлитовые и сильвин-карналлитовые породы.
Распределение зон сильвинитизации в основном контролирует размещение технологических типов солей и закономерности изменения содержаний основных компонентов химического состава – хлоридов калия, магния и натрия.[2]
2.4 Элементы-примеси солей
С момента открытия Верхнекамского месторождения солей было известно, что его руды содержат элементы-примеси и, главным образом галогениды (Br, I). Вслед за установлением присутствия в солях Rb, Cz, Tl, Li и других щелочных и щелочноземельных рассеянных элементов были обнаружены тяжелые и благородные металлы.
Таблица 2. Средние содержания некоторых элементов-примесей в породах соляной толщи Верхнекамского месторождения, г/т
№ п/п |
Элемент | Краналлитовая порода | Сильвинит | Каменная соль | Соленосная порода | Кларк земной коры | |
| пестрый | красный и полосчатый | ||||||
| 1 | B | <1 | <1 | <10 | 201 | 155 | 12 |
| 2 | P | нет данных (н.д.) | Н.д. | 60 | <30 | н.д. | 930 |
| 3 | Br | 1200 | 420 | 500 | 350 | 500 | 2,1 |
| 4 | I | н.д. | 15 | н.д. | н.д. | н.д. | 0,4 |
| 5 | Ba | н.д. | Н.д. | 6 | 20 | н.д. | 650 |
| 6 | Li | <1 | <1 | <2 | <1 | 53 | 32 |
| 7 | Sc | <1 | <1 | н.д. | н.д. | 10 | 10 |
| 8 | Ga | <1 | Н.д. | 3 | 3 | 15 | 19 |
| 9 | Ge | <1 | <10 | <10 | <10 | 1,5 | 1,4 |
| 10 | Se | <0,5 | Н.д. | <0,5 | <0,5 | <5 | 0,05 |
| 11 | Rb | 200 | 30 | 43 | <1 | 100 | 150 |
| 12 | Sr | 4 | 6 | 60 | 100 | 360 | 340 |
| 13 | Zr | <5 | Н.д. | 6 | <10 | 40 | 170 |
| 14 | Nb | <1 | <1 | н.д. | <1 | 6 | 20 |
| 15 | In | <0,01 | Н.д. | <0,01 | н.д. | 0,06 | 0,25 |
| 16 | Te | <0,5 | <0,5 | <0,5 | <0,5 | <1 | 0,001 |
| 17 | Cs | 0,11 | 0,11 | 0,14 | 0,15 | <5 | 3,7 |
| 18 | Ta | <1 | <1 | н.д. | <1 | <5 | 2,5 |
| 19 | Tl | 0,6 | <1 | 0,3 | н.д. | <1 | 1 |
| 20 | TR | <10 | Н.д. | <10 | <10 | 100 | 178 |
1 – жирным шрифтом выделены содержания, превышающие кларк земной коры;
Бор (B) в повышенных содержаниях обнаружен в каменной соли (20 г/т) и соленосных глинах (155 г/т). Этот элемент обычно связан с Н.О. солей. Часть бора находится в виде собственного минерала, относящегося к классу силикатов, а часть – в качестве изоморфных примесей в других минералах Н.О.
Бром (Br) является главным компонентом элементов-примесей. Коэффициент концентрации его в соляных породах колеблется от 167 (каменная соль) до 570 (карналлитовая порода). Бром входит в хлоридные минералы, изоморфно замещая ионы хлора.
Йод (I). Содержание йода в пестром сильвините колеблется от 3 до 27 г/т, что дает коэффициент концентрации порядка 6-54. Йод, подобно брому (оба являются галогенами), замещает ион хлора в минералах солей.
Рубидий (Rb) не образует собственных минералов: он изоморфно замещает калий и поэтому концентрируется в калийсодержащих минералах.
Тяжелые металлы включают ряд токсичных элементов, содержание которых в веществах обычно выражается как “микропримесь”. Элементы-примеси: Hg, Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co. К токсичным элементам-примесям пищевой соли относятся Fe, Pb, Cu, Cd, As, Hg, Zn. С позиции охраны окружающей среды, перечень тяжелых металлов калийных руд несколько иной и включает Ba, Fe, Mn, V, Ti, Ni, Zn и Cu.
Благородные металлы (Au, Ag, Pt, Pd, In). Все породы Верхнекамского месторождения содержат благородные металлы. Основными их формами нахождения являются: для золота – карбонилгалогениды, хлориды, сложные органические соединения, самородное; для Pt-металлов – сложные органические соединения и, в меньшей степени, хлориды; для серебра – сульфосоли, хлориды и, возможно, самородное.
Таблица 3. Содержание благородных металлов в исследованных пробах сильвинита плата Кр. II, г/т
№ проб |
Состав пробы | Выход, % | Металлы | |||||
| Au | Ag | Pt | Pd | Rh | In | |||
| Слой 1 | ||||||||
| 5C | Сильвин | 100,0 | 0,011 | 25,350 | 2,260 | 0,470 | 0,066 | 4,740 |
| 5Сн | Н.О. сильвина | 22,0 | 0,050 | 110,600 | 10,250 | 2,100 | 0,300 | 21,500 |
| 5Сс | Выпаренная соль | 78,00 | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. |
| 6Г | Галит | 100,00 | 0,017 | 45,170 | 6,360 | 0,940 | 0,011 | 6,600 |
| 6Гн | Н.О. галита | 26,00 | 0,060 | 171,660 | 24,200 | 3,400 | 0,430 | 25,100 |
| 6Гс | Выпаренная соль | 74,00 | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. |
| Слой 3 | ||||||||
| 1C | Сильвин | 100,00 | 0,180 | 2,040 | 0,140 | 0,290 | 0,022 | 0,156 |
| 1Сн | Н.О. сильвина | 2,20 | 2,500 | 17,100 | 6,300 | 1,230 | 0,100 | 7,500 |
| 1Сс | Выпаренная соль | 97,80 | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. |
| 3Г | Галит | 100,00 | 0,038 | 1,760 | 0,387 | 0,083 | не обн. | 0,750 |
| 3Гн | Н.О. галита | 1,13 | 0,460 | 7,040 | 4,850 | 1,070 | не обн. | 9,700 |
| 3Гс | Выпаренная соль | 98,87 | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. | не обн. |
Из таблицы 3 следует, что: благородные металлы локализованы в Н.О.; компоненты сильвина слоя 3 богаче золотом, а слоя 1 – серебром и Pt-металлами.[1]
3. Геолого-экономическая оценка месторождения
3.1 Промышленные сорта руд, их запасы и состав
Таблица 4. Отрабатываемые пласты на 2010 год
| Пласт | Слой | Мощность |
Содержание, % | Объемный вес, т/м3 |
|||||||||
| KCl | MgCl2 | Н.О. | |||||||||||
| пласта | средн. | Min | Max | Пласт | Слой | Пласт | Слой | Пласт | Слой | Пласт | Слой | ||
| АБ | Б | 2,62 | 0,90 | 0,68 | 1,06 | 37,29 | 28,58 | 0,30 | 0,50 | 6,24 | 10,74 | 2,068 | 2,082 |
| А | 1,29 | 1,13 | 1,48 | 46,73 | 0,21 | 2,67 | 2,050 | ||||||
| А-А’ | 0,22 | 0,18 | 0,29 | 3,26 | 0,43 | 12,29 | 2,165 | ||||||
| А’ | 0,21 | 0,15 | 0,25 | 48,31 | 0,2 | 3,03 | 2,046 | ||||||
| Кр. II | слой 1 | 4,76 | 1,19 | 1,1 | 1,4 | 36,52 | 47,1 | 0,13 | 0,2 | 4,06 | 5,7 | 2,067 | |
| слой 2 | 0,27 | 0,24 | 0,31 | 17,17 | 0,21 | 7,5 | |||||||
| слой 3 | 0,78 | 0,67 | 0,9 | 44,08 | 0,11 | 2,46 | |||||||
| слой 4 | 0,36 | 0,33 | 0,4 | 23,59 | 0,16 | 6,39 | |||||||
| слой 5 | 0,85 | 0,72 | 1,15 | 38,4 | 0,1 | 3,2 | |||||||
| слой 6 | 0,23 | 0,2 | 0,26 | 17,75 | 0,12 | 5,02 | |||||||
| слой 7 | 1,08 | 0,9 | 1,21 | 32,65 | 0,09 | 2,26 | |||||||
На Быгельско-Троицком участке, в настоящее время, ведется отработка двух пластов калийной соли, представленных в таблице 4. Оба этих пласта входят в состав сильвинитовой зоны. Как видно из таблицы и проведенным на предприятии лабораторным анализам, пласт Кр.II более богат содержанием хлористым калием, чем пласт АБ. Четные слои пласта Кр.II более богаты КCl, чем нечетные. Выше пласта АБ отработка не ведется, из-за опасности возникновения газодинамических явлений и рассолопроявлений.
Ежегодно на БКПРУ-4 – на Быгельско-Троицком участке – производится 14,5 млн. т хлористого калия. Запасы БКПРУ-4 более 1,8 миллиарда тонн.[3]
3.2 Способ и система разработки, потери и разубоживание руды при добыче
месторождение стратиграфия тектонический руда
Быгельско-Троицкий участок разрабатывается подземным шахтным способом. Шахтное поле рудника вскрыто четырьмя стволами расположенными в центре шахтного поля: первый и третий ствол – воздуходающие, второй – нейтральный, четвертый – вентиляционный.
Система разработки Быгельско-Троицкого участка панельно-блоковая. Штреки проходят по ПдКС, Кр.II и АБ соосно. Всего на БКПРУ-4 пройдено 18 панелей.
Способ отбойки руды на БКПРУ-4 механический с использованием комбайновых комплексов. На сегодняшний день используются следующие комбайны:
– Урал 10-2: ширина комбайна 4,3 м, высота 2,1 м – 20 т руды с погонного метра;
– Урал 20А: ширина комбайна 5,3 м, ширина 3,1 м – 30 т руды с погонного метра;
– Урал 20Р: ширина комбайна 5,3 м, ширина 3,1 м – 30 т руды с погонного метра.
На предприятии ОАО «Уралкалий» для сильвинитовой руды установлены следующие кондиции: содержание KCl должно быть не менее 22%; мощность пласта должна быть не менее 2 м – поэтому пласт Кр.I является некондиционным и забалансовым; нерастворимого остатка должно быть не более 6%.
Каждое предприятие при разработке месторождения несет потери. В частности на данном предприятии часто калийная соль выбрасывается вместе с отходами в хвосты. Тем самым предприятие и несет потери полезного компонента.
Обогатительные фабрики настроены на переработку руды с содержанием хлористого калия примерно 30%. Как видно по таблице 4 содержание КCl в разрабатываемых пластах выше 30%, поэтому для обогатительной фабрики сильвинитовую породу необходимо разубоживать. Процесс разубоживания заключается в смешивании калийной соли с каменной.
3.3 Технология обогащения, показатели обогатимости руд
Рис. 2. Производственная цепочка
На БКПРУ-4 используется галургическая и флотационная технология обогащения калийных руд.
Метод галургии основан на использовании различной растворимости хлоридов калия и натрия. С повышением температуры растворимость КСl резко возрастает, a NaCI меняется незначительно. При совместном присутствии обеих солей растворимость хлорида натрия с ростом температуры падает, а KCl - сильно возрастает. На этих различиях и построены галургические операции разделения. При получении хлорида калия сильвинит при повышенной температуре обрабатывают насыщенным на холоду раствором обеих солей. При этом раствор обогащается КСl, а часть NaCl переходит в осадок и отделяется фильтрованием. Затем раствор охлаждают; при этом из него выделяются кристаллы КСl, которые отделяют от маточного раствора и высушивают. Маточный раствор снова направляют на растворение сильвинита. Получаемый таким способом технический продукт содержит 52—60% K2 O.[3]
Рис. 3. Принципиальная схема переработки сильвинита галургическим методом.[4]
Метод флотации основан на использовании различной смачиваемости водой минералов сильвина и галита. Флотацию с применением в качестве флотореагентов октадециламина, карбоновых кислот ведут из насыщенных растворов сырых калийных солей. Хлорид калия, получаемый флотационным разделением сильвинита, имеет гораздо более крупную кристаллическую структуру, чем полученный кристаллизацией, поэтому он меньше слеживается.[3]
Рис. 4. Принципиальная схема получения хлористого калия флотационным способом.[4]
3.4 Подсчеты запасов калийной руды
Геологические запасы месторождения огромны и оцениваются по карналлитовой породе в 96,4 млрд. т, по сильвинитам - 113,2 млрд. т, по каменной соли 4,65 трлн. т. На месторождении детально разведаны одиннадцать участков общей площадью 1055 км2 . Государственным балансом запасов учитываются (по состоянию на 01.01.2006 г.) сильвиниты (категорий А+В+С1 14,1 млрд. т, категории С2 39,7 млрд. т), карналлитовая порода (категорий А+В+С1 14,1 млрд. т, категории С2 70,2 млрд. т), каменная соль (категорий А+В+С1 17,1 млрд. т,), смешанные соли, бром и рубидий. На месторождении ведется добыча сильвинитов и хлорнатриевых рассолов. Промышленными горизонтами на сильвинитовые руды являются пласты КрII и АБ сильвинитового состава. Вредными примесями в сильвинитах являются MgCl2 и нерастворимый в воде остаток. Горно-геологические условия отработки пластов сложные (интенсивная внутрисоляная складчатость, малая устойчивость кровли выработок, наличие зон замещения руд каменной солью, газодинамические явления). Объем добычи сильвинита за первое полугодие 2006 г. составил 17,6 млн. т.[3]
4. Генетический и геолого-промышленный тип месторождения
Таблица 5 . Промышленные типы ископаемых месторождений минеральных солей[4]
| Тип | Подтип | Минеральный тип руд | Морфология и размеры залежей | Масштабы месторождений | Основные (%) попутные компоненты | Примеры месторождений |
| Хлоридный | Хлоридно-натриевый | Галитовый | Пластовые, выдержанные по строению, ненарушенные или слабо нарушенные пликативной и соляной тектоникой – до тысяч км2, мощности – до десятков метров | Весьма крупные и крупные | NaCl > 90 – |
Верхнекамское, Тыретское, Шедокское, Белбажское (Россия) |
| Линзообразные, неоднородные по внутреннему строению, площади – до единиц км2, мощности – до сотен метров | –«– |
NaCl > 92 – |
Яр-Бишкадакское, Дус-Дагское (Россия) | |||
| Солянокупольные, массивные, относительно однородные по строению, площади – десятки км2, мощности – более 1000 м | –«– |
NaCl > 93 – |
Ефремовское, Светлоярское (Россия) | |||
| Солянокупольные, диапировые и брахиантиклинальные, складчато-надвиговые, весьма неоднородные по строению, интенсивно и весьма интенсивно нарушенные, площади – до десятков км2, мощности – до тысяч метров | Крупные и средние |
NaCl > 75 – |
Сереговское, Илецкое (Россия), Аванское (Армения), Солотвинское (Украина), Мировское (Болгария) | |||
| Хлоридно-магниево-калиевый | Карналлит-сильвиновый, сильвин-карналлитовый, карналлитовый | Пластовые и пластово-линзообразные, горизонтально и полого залегающие, однородные по строению, слабо нарушенные пликативной и соляной тектоникой, протяженность – до первых десятков метров | Весьма крупные, крупные и средние |
KCl – 16–50 Галит, бром, рубидий, йод, литий |
Верхнекамское, Непское (Россия), Старобинское (Белоруссия), Карлюкское (Туркмения), Саскачеванское (Канада) | |
| Сильвин-карналлит-бишофитовый | Пластовые, горизонтального и слабо нарушенного соляной тектоникой залегания, однородные по строению, протяженность – десятки км, мощности – первые десятки метров | Весьма крупные и крупные |
MgCl2 – 43–45 Галит, бром |
Наримановское, Городищенское, Светлоярское (Россия) | ||
| Карналлит-сильвин-полигалитовый | Пластово-линзообразные с умеренной или интенсивной прерывистой складчатостью, относительно однородные по строению, протяженность – до нескольких километров, мощности – до первых десятков метров | –«– |
KCl – 20–35 К2SO4 – 15–21 Галит, бром |
Жилянское (Казахстан), Красноярское (Россия) | ||
| Суль-фатный | Сульфатно-магниево-калиевый | Сильвин-лангбейнит-каинитовый | Линзообразные, с интенсивной изоклинальной складчатостью, наличием надвигов, разрывных нарушений и интенсивной приразломной складчатости, невыдержанные по строению и мощности (до десятков метров), протяженность – первые километры | До средних |
KCl – 14–28 К2SO4 – 19–25 Галит |
Стебниковское, Калуш-Голынское, Бориславское, Марково-Рассиянское и др. (Украина) |
| Суль-фатный | Сульфатно-магниево-натриевый | Астраханит-тенардит-ми-рабилитовый | Пластообразные и линзообразные, горизонтально залегающие, относительно выдержанные по строению, протяженность до первых км, мощности – до нескольких метров | Крупные и средние |
Na2SO4–30–35 Галит |
Кушканатаусское (Узбекистан) |
| Сульфатно-кальциево-натриевый | Тенардит-глауберито-вый | Пластообразные и линзообразные, полого или наклонно залегающие, невыдержанные по строению, протяженность – до первых км, мощность – до нескольких метров | До средних |
Na2SO4–50–90 Галит |
Чуль-Адырское, Кочкор-ское (Киргизия), Эль-Кастиллар, Церезо(Испания),месторождения провинции Сичуань (Китай) | |
| Сульфатно-натриевый | Мирабелит-тенардитовый | Пластообразные и линзообразные, эллипсовидные, округлые, горизонтально залегающие, относительно однородные по строению, протяженность – первые километры, мощности – до нескольких метров | До крупных |
Na2SO4–45–100 Галит |
Мертвый Култук, Кайдакское, Купол Азгир (Казахстан) | |
| Суль-фатно-хлоридный | Сульфатно-хлоридно-маг-ниево-калиевый | Карналлит-сильвин-каинитовый | Пластово-линзообразные, средне-дислоцированные, относительно однородные по строению, площади – первые десятки км2, мощности – до первых десятков метров | Средние | KCl – 19–28 Галит, бром |
Пускуазия, Санта-Катрина, Серрадифалько (Италия) |
| Карналлит-сильвин-кизеритовый | Пластово-линзообразные, слабо и среднедислоцированные, относительно однородные по строению, площади – до первых десятков км2, мощности – до десятков метров | Крупные и средние | KCl – 13–23 Галит, бром |
Месторождения района Верра-Фульда (Германия) | ||
| Карналлит- сильвин-(лангбейнит)-кизеритовый | То же |
То же |
То же |
Месторождения районов: Стасфурт, Южный Гарц, Мансфельд (Германия) | ||
| Карналлит-лангбейнит-кизерит-сильвиновый | Пластово-линзообразные, средние и сильно дислоцированные, относительно однородные по строению, площади – до первых десятков км2, мощности – до 10–15 м | –«– |
KCl – 19–55 Галит, бром |
Месторождения Северно- Ганноверского, Южно- Ганноверского и Магдебург-Хальберштадского районов (Германия), Карлсбадское (Чехия) | ||
| Содовый | Карбонатно-натриевый | Троновый | Пластовые и пластово-линзообразные залежи, горизонтально залегающие, выдержанные по строению, площади – десятки-сотни, реже тысячи км2, мощности – первые метры | Весьма крупные, крупные |
Na2CO3–38–68 Na2CO3–35–53 Галит |
Месторождения впадины Грин-Ривер (США), Бейупазари (Турция) |
Таблица 6 . Масштабы месторождений основных видов ископаемых солей по запасам, млн.т.[4]
| Полезное ископаемое | Месторождения | |||
| Весьма крупные | крупные | средние | мелкие | |
| Каменная соль, хлористые калийные и калийно-магниевые соли (в пересчете на К2 О) | > 500 | 500–150 | 150–50 | < 50 |
Сулфатные калийные и калийно-магниевые соли (К2 О) Сульфат натрия (Na2 SO4 ) и природная сода (Na2 CO3 ) |
> 150 | 150–50 | 50–10 | < 10 |
Месторождения твердых солей являются осадочными образованиями, возникшими из истинных растворов в особых солеродных бассейнах с ограниченным доступом минерализованных вод, в аридных климатических условиях, обеспечивающих постоянную высокую концентрацию и их выпадения в осадок.
По способу и времени отложения, а также форме нахождения солей различаются месторождения современные внутриконтинентальные озерные и прибрежно-морские, ископаемые (древние), рассолов и соляных источников.
Верхнекамское месторождение калийных солей относится к ископаемым (древним) месторождениям.
Древние солеродные бассейны были преимущественно мелководными. Время накопления соляной толщи Верхнекамского соленосного бассейна (800 – 1000 м) составило 12 – 17 тыс. лет.
Соли накапливались в обширных впадинах с большой скоростью погружения, увеличивающейся к заключительным этапам отложения осадков. Прогибание дна солеродного бассейна происходило ритмично, ускорение погружения сопровождалось кристаллизацией солей, а замедление – образованием гипса, ангидрита и карбонатно-терригенных илов. При глубинах погружения более 2000 м формировались мощные толщи каменной и калийных солей, при меньших погружениях и по окраинам бассейнов отлагались гипс-ангидритовые и ангидрит-доломитовые слои.
На начальных стадиях галогенеза образовывались доломит-гипс-ангидритовые породы, затем преимущественно каменная соль и завершается процесс формированием калийно-магниевых солей. Калийные соли имеют ограниченное распространение в галогенных формациях, так как они выпадают в твердый осадок при концентрации рапы от 32 до 40 %.
Такие высокие концентрации возникают на заключительных стадиях выпаривания морских рассолов (эвтоника), и поэтому калийные соли завершают разрезы отдельных циклов галогенеза или всей галогенной формации в целом.
По химическому составу Верхнекамское месторождение относится к хлоридному (бессульфатному) типу, образование которого связано с явлениями метаморфизации морских вод.
По особенностям тектонической структуры и условиям залегания соляных пород выделяют три основных типа месторождений солей: 1) пластовые недислоцированные со спокойным моноклинальным или мульдообразным залеганием пластов; 2) пластовые дислоцированные, складчатые, иногда чешуйчато-блоковые; 3) солянокупольные.
Для месторождений первых двух типов характерны слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей внутренняя структура пластов и куполов чрезвычайно сложна. Внутрипластовые структуры представлены дисгармоничными асимметричными или коробчатыми складками течения со сжатыми крутыми, часто изоклинальными крыльями. Жесткие гипс-ангидритовые прослои в соляных залежах часто раздроблены, разделяют и ограничивают горизонты (слои) развития микроскладок.[5]
5. Геоэкологическая оценка состояния Верхнекамского месторождения солей
Аварии на рудниках и многочисленные сейсмические явления дают основание считать, что техногенные воздействия переходят в наступательную, прогрессивную стадию. Их влияние приобретает комплексный характер, охватывая все компоненты природной среды – недра, атмосферу и поверхностные воды. рельеф, почвенно-растительный покров, атмосферу и т.д.
Источниками воздействия на геологическую среду являются технологические процессы любого производства, в которых осуществляется обмен с ней веществом и энергией. К технологическим процессам, приводящим к нарушениям геоэкологической ситуации, можно отнести:
- устройство промплощадок под буровые и другие геологоразведочные работы, строительство дорог, коммуникаций промышленного и коммунального назначения, зданий и сооружений промышленных предприятий;
- проходка подготовительных и очистных выработок;
- строительство и эксплуатация шламохранилищ и солеотвалов;
- засыпка естественных углублений рельефа;
- закладка выработанного пространства отходами горного производства;
- оврагообразование при сбросе промышленных вод;
- жилищное строительство.
Для выявления уровня активности нарушения геологической среды необходимо весь технологический процесс рассматривать как состоящий из отдельных операций, например, технология добычи калийной соли включает
29-04-2015, 00:44