|
Рис. 25. Калийные соли Канады (по П. В.Харбену и Р. Л.Бейтсу с упрощением). I - синклиналь Элк-Пойнт-Бродфью. II - поперечный разрез по линии АВ: 1 - известняки; 2 - доломиты; 3 - эвапориты; 4 - калийные соли; 5 - известковистые сланцы; 6 - горизонт Пешенз Лейк; 7 - горизонт Белле Плейн; 8 - горизонт Эстергази. III - положение эвапоритовой формации Прери в разрезе среднего девона: 1 - соли; 2 - карбонаты; 3 - сланцы. |
Указанное рудное поле входит в состав обширного среднедевонского бассейна эвапоритовой седиментации, так называемой синклинали Элк Пойнт Бродфью (рис. 25), вытянутого в северо-западном направлении субпараллельно юго-западной границе докембрийского Канадского кристаллического щита на расстояние более 1500 км при ширине, местами достигающей 400 км. В течение времени с силура до среднего девона этот бассейн был местом максимального погружения в Западной Канаде. Среднедевонское море, наступавшее сюда с юго-востока, распалось на несколько локальных бассейнов с ограниченной циркуляцией воды и эвапоритовым режимом осадконакопления.
В разрезе среднедевонских образований этого бассейна выделяется три эвапоритовых цикла, каждый из которых начинался с отложения красноцветных слоев глинистых сланцев (Red Beds), продолжался осаждением карбонатных пород и завершался образованием эвапоритовых формаций, представленных каменной и калийными солями.
Продуктивная эвапоритовая формация Прери (рис. 25) завершает первый, наиболее значительный цикл, выделяемый в объеме группы Элк Пойнт; эта формация представляет более чем 200-метровую толщу галита, ангидрита, глин и калийных солей, подстилаемую рифогенными доломитами формации Виннипегосис (15-100 м), переходящими вниз в доломитовые сланцы формации Ашерн (10-20 м).
Перекрывающими продуктивную толщу образованиями являются глинистые сланцы, доломиты, карбонаты с участками эвапоритов второго цикла (формация Даусон Бей мощностью 20 м) и вышезалегающие карбонаты с локальными проявлениями эвапоритов третьего цикла (формация Соурис Ривер).
В составе продуктивной эвапоритовой формации Прери выделяются две зоны - нижняя (некалиеносная) и верхняя (калиеносная); последняя, в свою очередь, включает три калиеносных члена: Эстергази, Белле Плейн и Пешенз Лейк. Горизонт Эсергази сложен преимущественно каменной солью с прослоями сильвинита и примесью карналлита в его нижней части, а местами целиком представлен карналлитовой рудой с максимальной мощностью 18-21 м. Выше по разрезу находится пачка каменной соли мощностью 6-45 м.
Калийный горизонт Белле Плейн мощностью от 3-6 до 18 м представляет чередование слоев каменной соли, сильвинита и карналлитовой руды (главным образом в верхней части). Горизонт Пешенз Лейк сложен богатыми сильвинитами и карналлитовыми рудами суммарной мощностью до 10-15 м. Калийный горизонт перекрывается пачкой каменной соли мощностью 2-10, изредка до 30 м. На отдельных участках покровная каменная соль отсутствует.
Калийные руды весьма разнообразны по своему внешнему облику. Сильвиниты характеризуются молочно-белыми, бесцветными, красными и пестрыми окрасками; их структура от мелко - до крупно - и гигантозернистой (преобладает мелко - и среднезернистая); текстура - неяснополосчатая. Индивидуальные пласты калийных солей мощностью до 6-7 м в своих центральных частях сложены сильвинитом (сильвин+галит), переходящими по латерали в карналлитовый сильвинит или в карналлитсодержащую каменную соль. В северной части рудного поля пласты обогащены карналлитом, на юг возрастает доля сильвина, достигая максимума 30% в породе. В краевых частях бассейна наблюдаются перекрытия карналлитовой породы сильвинитовой, что противоречит естественному порядку выпадения солей в осадок. Такие необычные соотношения объясняются тем, что первоначально отлагавшийся карналлит при выщелачивающем воздействии рассолов освобождался от хлорида магния и превращался в сильвин.
Рассматриваемые пласты калийных солей, благодаря исключительно высоким содержаниям в них К2O (25-30 и даже до 35%), сравнительной тектонической ненарушенности и залеганию на доступных глубинах, являются удобными для промышленной разработки. Погружение пластов происходит в южном и юго-западном направлениях: их минимальные глубины залегания 580-820 м отмечаются на севере, а максимальные - 2500-3700 м - на юге, близ границы с США. В Саскатауне, именующим себя <калийной столицей мира>, продуктивные слои имеют мощность свыше 60 м, залегая на глубинах 900-1200 м.
Разработка солей осуществляется на нескольких крупных рудниках; средняя годовая добыча каждого из них колеблется от 1 до 3,8 млн т KCl. В связи со сложными горно-геологическими условиями (наличие водоносных горизонтов в надсолевых отложениях, значительная глубина залегания продуктивных пластов и т. д.) используется преимущественно камерная система разработки с жестким поддержанием кровли; ширина камер составляет 6-8 м, а их высота - 3-4 м. В конце 70-х гг. на руднике Белле Плейн начал внедряться новый прогрессивный метод добычи - подземное выщелачивание калийных солей; благодаря этому методу стало возможным эксплуатировать мощные залежи на глубинах до 2000 м. Наряду с бесспорными достоинствами этого скважинного метода, выявились и определенные его недостатки: низкий коэффициент извлечения запасов (25-30%), высокая стоимость переработки рассолов в твердый товарный продукт. Метод экономически оправдывается при мощности отрабатываемых пластов около 15 м, высоким содержанием KCl в рудах (до 30%) и значительной мощности промышленного предприятия.
Стебникское месторождение сульфатных калийных солей, Украина.
|
Рис. 26. Продольный фациально-литологический разрез отложений воротыщенской свиты внутренней зоны Предкарпатского прогиба (по К. Б.Донченко с упрощением). 1 - перекрывающие песчано-глинистые породы; породы соленосной формации: 2 - соленосные брекчии, 3 - глины, 4 - песчаники, 5 - гравелиты, 6 - каменная соль, 7 - калийные соли; 8 - подстилающие аргиллиты и песчаники. |
Стебникское месторождение, наряду с Калуш-Голынским, Марково-Россильянским и Бориславским, относится к числу главных промышленных объектов Предкарпатского калиеносного бассейна - основного поставщика сернокислых калийных солей для минеральных удобрений на территории бывшего Советского Союза. Этот бассейн находится во внутренней зоне одноименного краевого прогиба; соленосные отложения залегают в его молассах, образуя многоярусную толщу верхнего палеогена-нижнего неогена (рис. 26).
Месторождение расположено в нескольких км к юго-востоку от г. Дрогобыча, локализуясь в северо-восточном крыле крупной антиклинали, осложненной надвигами и вытянутой согласно общему простиранию краевого прогиба в северо-западном направлении. Геологический разрез месторождения суммарной мощностью около 1500 м представлен глинами, песчаниками, аргиллитами, мергелями и песчано-глинистыми брекчиями. Залежи солей приурочены к верхней части разреза - отложениям верхневоротыщенской свиты мощностью 200 м.
Калийные соли образуют пластовые и линзообразные залежи и располагаются на нескольких стратиграфических уровнях (горизонтах). Мощность отдельных линз достигает 150 м и более; некоторые из них прослеживаются по простиранию на 2-3,5 км, а по падению на 0,7 км. Пласты и линзы калийных солей смяты в узкие и глубокие складки с углами падения в крыльях 45-90o, местами осложняясь разрывными нарушениями.
Минеральный состав залежей изменяется незакономерно на расстоянии сотен, а иногда и десятков м по простиранию и падению. Главные промышленные минералы; галит, каинит, лангбейнит, реже полигалит. Леонит, кизерит, шенит и др. соли обычно встречаются в качестве примесей, но местами становятся главными. Хлоридные калийные соли развиты ограниченно; обычно они приурочены к нижнему продуктивному горизонту. Как видно из этого перечня промышленных минералов, основную массу руд составляют сульфатные соли. Среди сульфатных солей (руд) различают лангбейнитовые, лангбейнит-каинитовые и каинитовые, а среди хлоридных - карналлитовые и сильвинитовые.
Лангбейнитовые соли отличаются крупно - и разнозернистой структурой, брекчиевидной и слоисто-брекчиевидной текстурой; они сложены (мас.%) лангбейнитом (32-43), галитом (36-42), полигалитом (8-9) и сильвином (3-4); доля нерастворимого остатка составляет 8-10%. Лангбейнит-каинитовые соли в отличие от лангбейнитовых содержат больше глинистого вещества, обладая неоднородной, брекчиевидно - неяснополосчатой текстурой; их минеральный состав (мас.%): галит (33-42), каинит (14-32), лангбейнит (8-16), кизерит и эпсомит (2-10), полигалит (8-10), сильвин (до 1), нерастворимый остаток (10-15), примесь ангидрита и карналлита.
Каинитовые соли включают (мас.%) галит (30-40), каинит (18-30), полигалит (до 7), кизерит и эпсомит (3-5), сильвин (0,5-5), ангидрит (1-5), карналлит (до 5), нерастворимый остаток (15-30).
Карналлитовые соли обладают крупно-, реже разнозернистой структурой, брекчиевидной и полосчатой текстурой; в их составе (мас.%): карналлит (70-80), галит (4-27), примеси сильвина и ангидрита. Сильвинитовые соли сложены галитом и сильвином с примесями ангидрита, полигалита и глинистого материала; они обнаруживают слоистую и брекчиевидную текстуры. Карналлитовые соли слагают нижнюю, а сильвинитовые - верхнюю части нижнего продуктивного горизонта.
Предкарпатские соляные месторождения, включая и Стебникское, формировались в пределах современной внутренней зоны краевого прогиба в локальных узких и длинных солеродных бассейнах вдоль прикарпатского берега. Эти бассейны сообщались с открытым морем, откуда поступала морская вода - основной источник солей. Высокая насыщенность галогенных отложений верхневоротыщенской свиты терригенным материалом, невыдержанность строения и морфологии залежей свидетельствуют о неровном рельефе дна бассейнов, сложном контуре береговой линии и постоянном привносе терригенного материала в ходе галогенеза. Предметом дискуссии является природа (осадочная? тектоническая?) соленосных брекчий, исключительно широко развитых в месторождениях Предкарпатского бассейна.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)